專利名稱：一種基于i/o端口的三態(tài)檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種檢測電路，尤其涉及一種基于i/o端ロ的三態(tài)檢測電路，屬于電路檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在電子通信中，以高電平(“I)、低電平(“0”)兩種狀態(tài)來表示ニ進(jìn)制信息。可以利用數(shù)字芯片檢測其端口上的電平處于高電平還是低電平狀態(tài)，以此來接收并處理這些電平所傳遞的ニ進(jìn)制碼字信息。如圖I所示，通過接通或者閉合開關(guān)KO—K4，數(shù)字芯片MCU的端ロ PO — P4上可以實現(xiàn)高電平Vcc或者低電平O。由于MCU的5個端ロ當(dāng)中每個端ロ可以實現(xiàn)高電平和低電平兩種狀態(tài)，因此圖I所示的電路共可以實現(xiàn)25種狀態(tài)，也即圖I所示的電路可以并行實現(xiàn)5位的ニ進(jìn)制碼字的通信。以此類推，在現(xiàn)有技術(shù)中如果要實現(xiàn)32位ニ進(jìn)制碼字的并行通信，則需要電路可以實現(xiàn)232種狀態(tài)，在只能進(jìn)行高、低電平兩種狀態(tài)的雙態(tài)檢測的情況下，需要數(shù)字芯片采用32個端ロ進(jìn)行并行檢測方能夠?qū)崿F(xiàn)。 如果我們能夠?qū)崿F(xiàn)三進(jìn)制的電子通信，例如假設(shè)圖I中數(shù)字芯片MCU的端ロ PO—P4當(dāng)中每個端口上可以實現(xiàn)三種狀態(tài)，則圖I的電路就可以實現(xiàn)35種狀態(tài)，也即可以并行實現(xiàn)5位三進(jìn)制碼字的通信。這樣在采用同樣數(shù)量的端ロ的情況下，相比ニ進(jìn)制我們就可以采用三進(jìn)制來并行傳遞更多的信息。因此，如果我們?nèi)孕枰獋鬟f與32位ニ進(jìn)制碼字相同的信息量，只需要計算232 = 3X，X=21位的三進(jìn)制碼字即可實現(xiàn)，顯然X=21遠(yuǎn)小于32位。然而，相比于檢測高、低電平兩種電路狀態(tài)，使數(shù)字芯片對端口上的三種電路狀態(tài)實現(xiàn)三態(tài)檢測將是非常困難的，現(xiàn)有技術(shù)中尚沒有真正可行的三態(tài)檢測方案，這也使得三進(jìn)制的電子通信在實踐中難于真正實現(xiàn)。

實用新型內(nèi)容實現(xiàn)三態(tài)檢測是采用三進(jìn)制電子通信的基礎(chǔ)，為了達(dá)到這一目的，本發(fā)明提供了一種基于I / 0端ロ的三態(tài)檢測電路，其基于普通數(shù)字芯片的I/O端ロ即可實現(xiàn)，可以一次性快速完成對I/o端ロ上低電平、高電平以及高阻三種狀態(tài)的狀態(tài)檢測。本實用新型的一種基于I / 0端ロ的三態(tài)檢測電路，其特征在于，包括主控單元(MCU)、測試電容(C)、第一限流電阻(Rl)和第二限流電阻(R2);所述主控単元(MCU)通過所述測試電容(C)和所述第一、第二限流電阻(Rl、R2)與檢測點(T)相連；所述主控単元(MCU)用輸入/輸出端ロ(I/O)檢測所述檢測點(T)，判斷所述檢測點(T)是否為高電平、低電平或者聞阻ニ種狀態(tài)；優(yōu)先地，所述測試電容(C) ー極通過所述第一限流電阻(Rl)與所述主控単元(MCU)的輸入/輸出端ロ(I/O)連接，且通過所述第二限流電阻(R2)與所述檢測點(T)連接，所述主控単元(MCU)的輸入/輸出端ロ(I/O)串聯(lián)所述第一限流電阻(Rl)和第二限流電阻(R2)連接至檢測點(T)，所述測試電容(C)的另外ー極接地。優(yōu)選地,所述主控單元(MCU)執(zhí)行三態(tài)檢測具體包括通過檢測主控單元(MCU)的輸入/輸出端ロ(I/O)是否為輸入高電平，如果是輸入高電平，則判斷所述檢測點(T)為高電平狀態(tài)；如果不是高電平，則通過所述主控単元(MCU)輸入/輸出端ロ( I/O)向所述測試電容(C)及第一、第二限流電阻(R1、R2)輸出高電平，并經(jīng)過特定的充電延吋，測試電容(C)充電完畢后，檢測所述主控単元(MCU)的輸入/輸出端ロ(I/O)是否為輸入高電平狀態(tài)，如果是輸入高電平，則判斷所述檢測點(T)為高阻狀態(tài)，否則判斷所述檢測點(T)為低電平狀態(tài)。優(yōu)選地，所述主控単元(MCU)在執(zhí)行三態(tài)檢測之前，通過所述主控單元(MCU)的輸入/輸出端ロ(I/o)輸出低電平使所述測試電容(C)經(jīng)過第一限流電阻(Rl)放電完畢。優(yōu)選地，所述主控単元(MCU)檢測輸入/輸出端ロ( I/O)是否輸入高電平之前經(jīng)過特定的放電延時，使所述測試電容(C)充電完畢。優(yōu)選地，所述測試電容(C)容值較小，一般小于10PF。優(yōu)選地，所述第一限流電阻(Rl)阻值遠(yuǎn)小于所述第二限流電阻(R2)阻值。本實用新型的三態(tài)檢測電路基于主控単元(MCU)的普通I/O端ロ即可以一次性地完成對測試點(T)高電平、低電平、高阻三種狀態(tài)的檢測。在三態(tài)檢測的基礎(chǔ)上，能夠以高電平、低電平、高阻三種電路狀態(tài)來表示三進(jìn)制的碼元信息，從而將傳統(tǒng)ニ進(jìn)制電子通信轉(zhuǎn)化為三進(jìn)制通信，在相同位數(shù)的情況下，可以實現(xiàn)更大信息量的并行傳遞。該實用新型檢測迅速，操作方便，結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，成本低廉，便于集成，能夠從根本上改善現(xiàn)有的ニ進(jìn)制為基礎(chǔ)的電子通信設(shè)備，并且可以應(yīng)用于加密通信，具有很高的推廣價值。
以下結(jié)合附圖
和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的說明圖I是現(xiàn)有技術(shù)中二進(jìn)制狀態(tài)檢測電路的原理圖；圖2是本實用新型實施例基于I/O端ロ的ニ態(tài)檢測電路原通圖；圖3是本實用新型實施例的檢測程序流程圖。圖4、圖5、圖6、圖7是本實用新型實施例的檢測原理示意圖。
具體實施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，并使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合實施例及實施例附圖對本實用新型作進(jìn)ー步詳細(xì)的說明。如圖2所示，為本實用新型的ー實施例，一種基于I/O端ロ的三態(tài)檢測電路原理圖，包括主控單元MCU、測試電容C、第一限流電阻Rl和第二限流電阻R2。所述主控単元MCU通過所述測試電容C和所述第一、第二限流電阻Rl、R2與檢測點T相連；所述測試電容C 一極通過所述限流電阻Rl與所述主控単元MCU的輸入/輸出端ロ I/O連接，且通過所述第二限流電阻R2與所述檢測點T連接，所述主控單元MCU的輸入/輸出端ロ I/O串聯(lián)所述第一限流電阻Rl和第二限流電阻R2連接至檢測點T，所述測試電容C的另外ー極接地。所述測試電容C容值較小，一般小于10PF，所述第一限流電阻Rl阻值遠(yuǎn)小于第二限流電阻R2阻值。所述測試點T可以處于低電平狀態(tài)、高電平狀態(tài)及高阻狀態(tài)；[0021]主控單元MCU在檢測所述測試點T狀態(tài)之前，首先將所述主控單元的輸入/輸出端ロ I/O設(shè)置為輸出狀態(tài)，輸出低電平，并保持特定的放電延時Tl (如lms)。這ー狀態(tài)如圖4所示，由于第一限流電阻Rl阻值遠(yuǎn)小于第二限流電阻R2阻值，主控單元的輸入/輸出端ロ I/O保持低電平，使測試電容C上蓄積的電荷沿箭頭方向?qū)崿F(xiàn)放電，放電時間常數(shù)T 1=R1*C，經(jīng)過所述特定的放電延時Tl (如ImS)之后，所述測出電容C經(jīng)過所述第一限流電阻Rl放電完畢，此時P點的電位為接近于O。所述主控単元MCU在檢測所述測試點T狀態(tài)時，所述主控単元MCU的輸入/輸出端ロ I/O設(shè)置為輸入狀態(tài)，經(jīng)過充電延時穩(wěn)定T2 (如1.5mS)后，檢測所述主控單元MCU的輸入/輸出端ロ I/O是否為輸入高電平，如果是輸入高電平，則說明在充電延時穩(wěn)定T2時間內(nèi)，所述測試點T經(jīng)過第二限流電阻R2對所述測試電容C進(jìn)行過充電，充電時間常數(shù)T 2=R2*C，充電完畢，P點電位由低電平變成高電平，這ー狀態(tài)如圖5所示，據(jù)此可以推理判 斷出所述檢測點T為高電平狀態(tài)；如果不是輸入高電平，則所述主控單元MCU的輸入/輸出端ロ I/O設(shè)置為輸出狀態(tài)并輸出高電平，所述主控單元MCU的輸入/輸出端ロ I/O經(jīng)過第一限流電阻Rl向所述測試電容C進(jìn)行充電，經(jīng)過特定充電延時T3 (如ImS)后，所述測試電容C充電完畢。這ー狀態(tài)如圖6所示，由于所述第一限流電阻Rl阻值遠(yuǎn)小于所述第二限流電阻R2阻值，所述主控単元的輸入/輸出端ロ I/O保持高電平，對所述測試電容C沿箭頭方向?qū)崿F(xiàn)充電，充電時間常數(shù)T 3=R1*C，經(jīng)過所述特定的充電延時穩(wěn)定T3 (如ImS)之后，所述測出電容C經(jīng)過所述第一限流電阻Rl充電完畢，此時P點的電位變成高電平。所述測出電容C充電完畢，P點的電位變成高電平后，所述主控単元MCU的輸入/輸出端ロ I/O設(shè)置為輸入狀態(tài)，經(jīng)過放電延時穩(wěn)定T4 (如1.5mS)后，檢測所述主控単元MCU的輸入/輸出端ロ I/O是否為輸入高電平狀態(tài)，如果是輸入高電平，則說明在放電延時穩(wěn)定T4時間內(nèi)，所述測試電容C的電荷沒有釋放的回路，其P點電位沒有發(fā)生變化，可以判斷出所述檢測點T為高阻狀態(tài)(其輸入電阻理論上為無窮大);如果是輸入低電平，則說明放電延時穩(wěn)定T4時間內(nèi)，所述測試電容C上的電荷有釋放的回路，其P點電位由高電平變成低電平，從而可以判斷出所述檢測點T為低電平狀態(tài)。這ー過程如圖7所示，在延時穩(wěn)定T4時間內(nèi)，只有所述檢測點T為低電平狀態(tài)，所述測試電容C上蓄積的電荷才能經(jīng)過第二限流電阻R2沿箭頭方向?qū)崿F(xiàn)放電，放電時間常數(shù)t4=R2*C，放電完畢，P點的電位為接近于O。這樣就完成所述測試點T的三態(tài)檢測。圖3示出了本實用新型實施例的檢測程序流程圖。如圖3所示，檢測開始后，依次執(zhí)行以下步驟首先，在執(zhí)行三態(tài)檢測之前，所述主控単元MCU的輸入/輸出端ロ I/O設(shè)定為輸出狀態(tài)并輸出低電平，保持特定的放電延時Tl (如ImS)后，從而使所述測試電容C上蓄積的電荷釋放完畢，使其P點電位降為零狀態(tài)；然后將所述主控單元MCU的輸入/輸出端ロ I/O設(shè)定為輸入，經(jīng)過特定的充電延時穩(wěn)定T2 (如I. 5mS)后，讀取主控單元MCU的輸入/輸出端ロ I/O的狀態(tài)，如果是輸入高電平，則主控単元MCU可以判斷出檢測的測試點T為高電平狀態(tài)；如果是輸入低電平，將所述主控單元(MCU)的輸入/輸出端ロ I/O設(shè)定為輸出狀態(tài)并輸出高電平，保持特定的充電延時T3 (如ImS)后，將所述測試電容C充電完畢，使其P點電位變成高電平；之后，將所述主控單元MCU的輸入/輸出端ロ I/O重新設(shè)為輸入狀態(tài)，經(jīng)過特定的放電延時T4 (如I. 5mS)后，讀取主控單元MCU的輸入/輸出端ロ I/O的狀態(tài)，如果是輸入高電平，則說明在放電延時穩(wěn)定T4時間內(nèi)，由于所述檢測點T為高阻狀態(tài)(其輸入電阻理論上為無窮大)，所述測試電容C上蓄積的電荷沒有釋放的回路，其P點電位沒有發(fā)生變化，據(jù)此所述主控単元MCU可以判斷出檢測的所述測試點T為高阻狀態(tài)；如果是輸入低電平，則說明在延時穩(wěn)定T4時間內(nèi)，由于所述檢測點T為低電平狀態(tài)，所述測試電容C上蓄積的電荷經(jīng)過第二限流電阻R2釋放完畢，P點電位變成低電平，據(jù)此可以判斷出檢測的所述測試點T為低電平狀態(tài)。待所述主控単元MCU判斷出所述測試點T的狀態(tài)后即結(jié)束三態(tài)檢測。本實用新型所涉及的主控單元MCU可以用單片機(jī)、DSP等各種具有數(shù)字處理能力的數(shù)字芯片加以實現(xiàn)，只要數(shù)字芯片具有I/O端ロ即可。本實用新型所涉及的測試點T是具有低電平、高電平以及高阻態(tài)三種狀態(tài)的I/O端ロ，也可以是具有高低電平狀態(tài)的其它端ロ。綜上，本實用新型可以一次性地完成對I/O端口上高電平、低電平、高阻的三態(tài)檢測，同時，在ニ態(tài)檢測的基礎(chǔ)上，能夠以聞電平、低電平、聞阻ニ種電路狀態(tài)來表不二進(jìn)制的碼元信息，從而將傳統(tǒng)ニ進(jìn)制電子通信轉(zhuǎn)化為三進(jìn)制通信，在相同位數(shù)的情況下，三進(jìn)制可 以實現(xiàn)更大信息量的并行傳遞。本實用新型檢測迅速，操作方便，結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，成本低廉，便于集成，能夠從根本上改善現(xiàn)有的ニ進(jìn)制為基礎(chǔ)的電子通信設(shè)備，并且可以應(yīng)用于加密通信，具有很高的推廣價值。以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式
，本實用新型還可以應(yīng)用在其它控制器和設(shè)備當(dāng)中。本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種基于I / O端口的三態(tài)檢測電路，其特征在于，包括主控單元(MCU)、測試電容(C)、第一限流電阻(Rl)和第二限流電阻(R2);所述主控單元(MCU)通過所述測試電容(C)和所述第一、第二限流電阻(R1、R2)與檢測點(T)相連；所述主控單元(MCU)用輸入/輸出端口(I/O)檢測所述檢測點(T)，判斷所述檢測點(T)是否為高電平、低電平或者高阻三種狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三態(tài)檢測電路，其特征在于，所述測試電容(C)一極通過所述第一限流電阻(Rl)與所述主控單元(MCU)的輸入/輸出端口(I/O)連接，且通過所述第二限流電阻(R2)與所述檢測點(T)連接，所述主控單元(MOT)的輸入/輸出端口(I/O)串聯(lián)所述第一限流電阻(Rl)和第二限流電阻(R2)連接至檢測點(T)，所述測試電容(C)的另外一極接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三態(tài)檢測電路，其特征在于，所述測試電容(C)容值小于IOPF0
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三態(tài)檢測電路，其特征在于，所述第一限流電阻(Rl)阻值遠(yuǎn)小于所述第二限流電阻(R2)阻值。
專利摘要本實用新型涉及一種檢測電路，屬于電路檢測技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于I／O端口的三態(tài)檢測電路，包括主控單元(MCU)、測試電容(C)、第一限流電阻(R1)和第二限流電阻(R2)。所述主控單元(MCU)通過所述測試電容(C)和所述第一、第二限流電阻(R1、R2)與檢測點(T)相連，所述主控單元(MCU)用輸入/輸出端口(I/O)檢測所述檢測點(T)，判斷所述檢測點(T)是否為高電平、低電平或高阻三種狀態(tài)。本實用新型能夠在三態(tài)檢測的基礎(chǔ)上以高電平、低電平、高阻三種電路狀態(tài)來表示三進(jìn)制的碼元信息，將傳統(tǒng)二進(jìn)制電子通信轉(zhuǎn)化為三進(jìn)制通信，在相同位數(shù)的情況下，可以實現(xiàn)更大信息量的并行傳遞。該電路結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，成本低廉，便于集成，具有很高的推廣價值。
文檔編號G01R31/3177GK202404208SQ20112041494
公開日2012年8月29日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者吳金炳, 周榮, 姚盛, 杜曉斌, 諶清平, 陳力 申請人:蘇州路之遙科技股份有限公司