专利名称：用于检测mcu电压的检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电压检测技术领域，尤其涉及一种用于检测MCU电压的检测电路。
背景技术：
随着大规模集成电路的出现及发展，微控制单元(micro controller unit, MCU)可以将计算机的CPU、RAM、R0M、定时数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。目前的电子产品是一般都由I颗或I颗以上的MCU组成的系统，MCU的电源电压是由电池直接供电或者电池分压后供电的，通过电池分压供电时，MCU的电源电压跟随电池 电压的变化而变化，因此通过检测MCU的电源电压VDD能得知当前的电池电压。当电池电压下降到某一值时，会对系统的某些性能产生影响。因此需要对电池电压或者与电池电压有跟随关系的电压进行检测，当检测电压下降到某一阈值时，自动禁止系统的部分功能并提醒更换电池。MCU的输入电压检测通常需要利用MCU内置的A/D转换器或者低压检测�？椋涂梢苑奖闶迪值缪辜觳夤δ埽谥肁/D转换器或者低压检测模块虽然检测结果较为精确，但是会同时导致MCU的成本增加。在一些低成本的MCU中，并未内置A/D转换器或者低压检测�？椋淇梢约虻サ耐ü獠坷┱笰/D转换器来实现电压检测功能，但是此种情况下成本并未降低。由上述分析可知，对于一些电压检测精度要求不高，而成本控制要求相对较高的场合，通过内置或者外部扩展A/D转换器的方式都无法满足成本方面的要求。因此有必要开发一种成本更低，同时还能完成MCU的输入电压检测功能的检测电路。
实用新型内容本实用新型提供一种用于检测MCU电压的检测电路，在降低成本的同时还能完成MCU电压检测功能。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于检测MCU电压的检测电路，所述MCU包括第一 I/O端口和第二 I/O端口、定时装置、连接电源电压VDD的电压输入端和接地端，其特征在于，所述检测电路包括电容、电阻和钳位�？椋銮荒？榈囊欢肆铀龅谝� I/O端口，所述钳位�？榈牧硪欢肆铀龅缛莸囊欢�、电阻的一端以及第二 I/O端口，所述电阻的另一端连接所述电容的另一端然后接地，所述电容经由所述钳位�？槌涞纾缛莩涞绲缪勾锏降缭吹缪筕DD减去钳位�？榈那坏缪筕D时，电容停止充电。可选的，所述钳位�？榈那坏缪刮猇D，所述电容的容值为C，所述电阻的阻值为R，所述电容电压为Vc，所述第一 I/O端口的输出电压由MCU控制，所述第二 I/O端口的输入低电平门限电压为VL。可选的，被测电源电压VDD根据电阻的阻值R、电容的容值C、钳位�？榈那坏缪筕D、第二 I/O端口的输入低电平门限电压为VL以及电容电压从VDD-VD放电到第二 I/O端VDD - Ι, )
口的输入低电平门限电压为VL的放电时间T得到，关系式为Γ = RC * ln()...
VL可选的，设置所述第一 I/O端口为输出端口，设置所述第二 I/O端口为输入端口，初始状态时，所述第一 I/o端口输出为低电平，这时所述电容电压的初始值为零；将所述第
一I/o端口输出设置为输出高电平，所述电容开始充电，当电容由 零电压充电至VDD-VD时，即电容电压Vc=VDD-VD时，电容充电结束；初始化所述定时装置，将所述第一 I/O端口输出设置为输出低电平，所述电容开始放电，电容电压从Vc=VDD-VD降为零电压；在电容充放电过程中，在所述电容电压Vc从VDD-VD变为零的过程中，当第二 I/O端口的电压小于第二 I/O端口的输入低电平的门限电压时，所述第二 I/O端口的输出变为低电平。所述定时装置从所述第一 I/O端口输出由高电平变为低电平时开始计时，到所述第二 I/O端口的变为低电平时结束计时，在期间内，所述定时装置计时即为所述检测电路的放电时间T，所述检测电
VDD-V1)
路的放电时间T与MCU的被测电源电压VDD的关系为J = Κ(^\η(——-——)^
VL可选的，所述钳位�？榘ㄒ桓龆芑蛘叨喔龃亩堋？裳〉模銮荒？榈那坏缪筕D为二极管的正向压降。采用本实用新型提供的电压检测电路，通过测量电容的放电时间，再通过电容的放电时间与MCU电池电压之间关系来计算MCU电池电压的大小。采用更普通、更廉价的电容、电阻和二极管代替了现有技术中使用的A/D转换器或者低压检测�？椋迪至思觳獾缪沟墓δ埽行У慕档土苏宓缏返某杀荆一箍梢约蚧馕У缏返纳杓�。
图I为本实用新型实施例一的用于检测MCU电压的检测电路的电路图；图2为本实用新型实施例一的用于检测MCU电压的检测电路的检测流程图；图3为本实用新型实施例一电压检测过程中第一 I/O端口和第二 I/O端口的波形示意图；图4为本实用新型实施例一中的被测电源电压VDD与检测电路的放电时间T的关系不意图；图5为本实用新型实施例二的用于检测MCU电压的检测电路的电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的，技术方案和优点更加清楚，
以下结合附图来进一步做详细说明。本实用新型的核心思想在于通过测量电容的放电时间，再通过电容的放电时间与被测电压之间的关系来计算被测电压的大小，通过采用更普通、更廉价的电容、电阻和二极管代替了传统的A/D转换器或者低压检测模块，同样实现了检测电压的功能，并可有效的降低检测电路的成本，而且还可简化外围电路的设计。具体地说，MCU包括第一 I/O端口、第二 I/O端、电压输入端、被测电压端口和接地端；本实用新型的用于检测MCU电压的检测电路包括电容、电阻和钳位�？椋銮荒？榈囊欢肆铀龅谝� I/O端口，所述钳位�？榈牧硪欢肆铀龅缛莸囊欢�、电阻的一端以及第二 I/O端口，所述电阻的另一端连接所述电容的另一端然后接地。其中，钳位模块包括一个二极管或者多个串联的二极管。实施例一下面结合图I至表一对本实用新型实施例一的用于检测MCU电压的检测电路以及该检测电路的电压检测过程进行详细说明。图I为本实用新型实施例一的用于检测MCU电压的检测电路的电路图。如图I所示，所述用于检测MCU电压的检测电路的电路图100包括MCU 110和检测电路120。其中，MCU 110包括定时装置111、第一 I/O端口(图I中表示为1/01) 112和第二 I/O端口(图I中表示为1/02) 113，电压输入端VDDl 14和接地端115，其中在电压输入端连接电源电压VDD。检测电路120包括电容121、电阻122和二极管123，所述二极管123的正极(阳极)连接所述第一 I/o端口，所述二极管123的负极(阴极)连接所述电容121 —端、电阻122的一端以及第二 I/O端口 113，所述电阻122的另一端连接所述电容121的另一端后接地。在本实施例中，所述MCU 110的电源电压为VDD，所述二极管123的正向压降为VD,所述电容121的容值为C，所述电容121电压为Vc，所述电阻122的阻值为R，设置所述第一 I/O端口 112为输出端口，设置所述第二 I/O端口 113为输入端口，所述第二 I/O端口113的输入电压始终与所述电容121的电压Vc相等，所述第二 I/O端口 113的低电平门限电压为VL，所述第一 I/O端口 112为输出电压由MCU控制。如图2所示，所述检测电路120的检测过程如下在初始状态时，所述第一 I/O端口 112输出为低电平，这时所述电容121的初始电压为零。首先，对所述第一 I/O端口112输出高电平，这时所述电容121开始充电，当电容121电压Vc由零充电至VDD-VD时，即Vc=VDD-VD时，电容121充电过程结束。电容121从开始充电到停止充电的时间计为充电时间Tc。接着，初始化所述定时装置111。然后，对所述第一 I/O端口 112输出低电平，所述电容121开始放电，电容121的电压Vc由VDD-VD开始放电直至零。在电容121充放电过程中，所述第二 I/O端口 113的电压始终等于电容121的电压Vc减去所述二极管123的正向偏压VD。在所述电容121电压Vc从VDD-VD放电至零的过程中，当第二 I/O端口 113的电压小于第二 I/O端口 113的输入低电平的门限电压时，所述第二 I/O端口 113的变为低电平。所述定时装置从所述第一 I/O端口 112为低电平时开始计时，到所述第二 I/O端口113的变为低电平时结束计时，在期间内，所述计时器111的计时即为所述检测电路120的放电时间T。为了保证对电容121充分充电，优选的，充电时间Tc高于10倍的RC充电时间常数。图3为本实用新型实施例中电压检测过程中第一 I/O端口 112和第二 I/O端口113的波形示意图。下面结合图2和图3说明所述检测电路的放电时间T与MCU 110的电源电压VDD的关系。所述电容121放电的表达公式如下VC = VDD*e_t/K，其中t为放电时间。假设Tl为电容121的电压从VDD放电到VL的时间，T2为电容121的电压从VDD放电到VDD-VD的时间，则电容121的电压从VDD-VD放电到VL的时间为T=T1_T2，其中，
权利要求1.一种用于检测MCU电压的检测电路，所述MCU包括第一 I/O端口和第二 I/O端口、定时装置、连接电源电压VDD的电压输入端和接地端，其特征在于，所述检测电路包括电容、电阻和钳位�？椋銮荒？榈囊欢肆铀龅谝� I/O端口，所述钳位�？榈牧硪欢肆铀龅缛莸囊欢�、电阻的一端以及第二 I/O端口，所述电阻的另一端连接所述电容的另一端然后接地，所述电容经由所述钳位�？槌涞纾缛莩涞绲缪勾锏降缭吹缪筕DD减去钳位�？榈那坏缪筕D时，电容停止充电。
2.如权利要求I所述的用于检测MCU电压的检测电路，其特征在于，所述钳位模块的钳位电压为VD，所述电容的容值为C，所述电阻的阻值为R，所述电容电压为Vc，所述第一 I/O端口的输出电压由MCU控制，所述第二 I/O端口的输入低电平门限电压为VL。
3.如权利要求2权利所述的用于检测MCU电压的检测电路，其特征在于，所述钳位�？榘ㄒ桓龆芑蛘叨喔龃亩�。
4.如权利要求3所述的用于检测MCU电压的检测电路，其特征在于，所述钳位�？榈那坏缪筕D为二极管的正向压降。
专利摘要本实用新型公开了一种用于检测MCU电压的检测电路，所述MCU包括第一I/O端口和第二I/O端口、定时装置、连接电源电压VDD的电压输入端和接地端，其特征在于，所述检测电路包括电容、电阻和钳位�？椋銮荒？榈囊欢肆铀龅谝籌/O端口，所述钳位�？榈牧硪欢肆铀龅缛莸囊欢�、电阻的一端以及第二I/O端口，所述电阻的另一端连接所述电容的另一端然后接地，所述电容放电时，电容放电电荷经由所述电阻放电，电容放电电压达到零时电容停止放电。采用本实用新型的电压检测电路实现了检测电压的功能，有效的降低了整体电路的成本，而且还可以简化外围电路的设计。
文档编号G01R19/00GK202710640SQ201220287499
公开日2013年1月30日 申请日期2012年6月15日 优先权日2012年6月15日
发明者郑尊标, 朱蓉 申请人:杭州士兰微电子股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
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