专利名称：一种基于i/o端口的三态检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种检测电路，尤其涉及一种基于i/o端ロ的三态检测电路，属于电路检测技术领域。
背景技术：
在电子通信中，以高电平(“I)、低电平(“0”)两种状态来表示ニ进制信息。可以利用数字芯片检测其端口上的电平处于高电平还是低电平状态，以此来接收并处理这些电平所传递的ニ进制码字信息。如图I所示，通过接通或者闭合开关KO—K4，数字芯片MCU的端ロ PO — P4上可以实现高电平Vcc或者低电平O。由于MCU的5个端ロ当中每个端ロ可以实现高电平和低电平两种状态，因此图I所示的电路共可以实现25种状态，也即图I所示的电路可以并行实现5位的ニ进制码字的通信。以此类推，在现有技术中如果要实现32位ニ进制码字的并行通信，则需要电路可以实现232种状态，在只能进行高、低电平两种状态的双态检测的情况下，需要数字芯片采用32个端ロ进行并行检测方能够实现。 如果我们能够实现三进制的电子通信，例如假设图I中数字芯片MCU的端ロ PO—P4当中每个端口上可以实现三种状态，则图I的电路就可以实现35种状态，也即可以并行实现5位三进制码字的通信。这样在采用同样数量的端ロ的情况下，相比ニ进制我们就可以采用三进制来并行传递更多的信息。因此，如果我们仍需要传递与32位ニ进制码字相同的信息量，只需要计算232 = 3X，X=21位的三进制码字即可实现，显然X=21远小于32位。然而，相比于检测高、低电平两种电路状态，使数字芯片对端口上的三种电路状态实现三态检测将是非常困难的，现有技术中尚没有真正可行的三态检测方案，这也使得三进制的电子通信在实践中难于真正实现。
实用新型内容实现三态检测是采用三进制电子通信的基�。舜锏秸庖荒康模痉⒚魈峁┝艘恢只贗 / 0端ロ的三态检测电路，其基于普通数字芯片的I/O端ロ即可实现，可以一次性快速完成对I/o端ロ上低电平、高电平以及高阻三种状态的状态检测。本实用新型的一种基于I / 0端ロ的三态检测电路，其特征在于，包括主控单元(MCU)、测试电容(C)、第一限流电阻(Rl)和第二限流电阻(R2);所述主控単元(MCU)通过所述测试电容(C)和所述第一、第二限流电阻(Rl、R2)与检测点(T)相连；所述主控単元(MCU)用输入/输出端ロ(I/O)检测所述检测点(T)，判断所述检测点(T)是否为高电平、低电平或者闻阻ニ种状态；优先地，所述测试电容(C) ー极通过所述第一限流电阻(Rl)与所述主控単元(MCU)的输入/输出端ロ(I/O)连接，且通过所述第二限流电阻(R2)与所述检测点(T)连接，所述主控単元(MCU)的输入/输出端ロ(I/O)串联所述第一限流电阻(Rl)和第二限流电阻(R2)连接至检测点(T)，所述测试电容(C)的另外ー极接地。优选地,所述主控单元(MCU)执行三态检测具体包括通过检测主控单元(MCU)的输入/输出端ロ(I/O)是否为输入高电平，如果是输入高电平，则判断所述检测点(T)为高电平状态；如果不是高电平，则通过所述主控単元(MCU)输入/输出端ロ( I/O)向所述测试电容(C)及第一、第二限流电阻(R1、R2)输出高电平，并经过特定的充电延吋，测试电容(C)充电完毕后，检测所述主控単元(MCU)的输入/输出端ロ(I/O)是否为输入高电平状态，如果是输入高电平，则判断所述检测点(T)为高阻状态，否则判断所述检测点(T)为低电平状态。优选地，所述主控単元(MCU)在执行三态检测之前，通过所述主控单元(MCU)的输入/输出端ロ(I/o)输出低电平使所述测试电容(C)经过第一限流电阻(Rl)放电完毕。优选地，所述主控単元(MCU)检测输入/输出端ロ( I/O)是否输入高电平之前经过特定的放电延时，使所述测试电容(C)充电完毕。优选地，所述测试电容(C)容值较�。话阈∮�10PF。优选地，所述第一限流电阻(Rl)阻值远小于所述第二限流电阻(R2)阻值。本实用新型的三态检测电路基于主控単元(MCU)的普通I/O端ロ即可以一次性地完成对测试点(T)高电平、低电平、高阻三种状态的检测。在三态检测的基础上，能够以高电平、低电平、高阻三种电路状态来表示三进制的码元信息，从而将传统ニ进制电子通信转化为三进制通信，在相同位数的情况下，可以实现更大信息量的并行传递。该实用新型检测迅速，操作方便，结构简单，性能可靠，成本低廉，便于集成，能够从根本上改善现有的ニ进制为基础的电子通信设备，并且可以应用于加密通信，具有很高的推广价值。
以下结合附图
和具体实施方式
对本发明作进ー步详细的说明图I是现有技术中二进制状态检测电路的原理图；图2是本实用新型实施例基于I/O端ロ的ニ态检测电路原通图；图3是本实用新型实施例的检测程序流程图。图4、图5、图6、图7是本实用新型实施例的检测原理示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，并使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例及实施例附图对本实用新型作进ー步详细的说明。如图2所示，为本实用新型的ー实施例，一种基于I/O端ロ的三态检测电路原理图，包括主控单元MCU、测试电容C、第一限流电阻Rl和第二限流电阻R2。所述主控単元MCU通过所述测试电容C和所述第一、第二限流电阻Rl、R2与检测点T相连；所述测试电容C 一极通过所述限流电阻Rl与所述主控単元MCU的输入/输出端ロ I/O连接，且通过所述第二限流电阻R2与所述检测点T连接，所述主控单元MCU的输入/输出端ロ I/O串联所述第一限流电阻Rl和第二限流电阻R2连接至检测点T，所述测试电容C的另外ー极接地。所述测试电容C容值较�。话阈∮�10PF，所述第一限流电阻Rl阻值远小于第二限流电阻R2阻值。所述测试点T可以处于低电平状态、高电平状态及高阻状态；[0021]主控单元MCU在检测所述测试点T状态之前，首先将所述主控单元的输入/输出端ロ I/O设置为输出状态，输出低电平，并保持特定的放电延时Tl (如lms)。这ー状态如图4所示，由于第一限流电阻Rl阻值远小于第二限流电阻R2阻值，主控单元的输入/输出端ロ I/O保持低电平，使测试电容C上蓄积的电荷沿箭头方向实现放电，放电时间常数T 1=R1*C，经过所述特定的放电延时Tl (如ImS)之后，所述测出电容C经过所述第一限流电阻Rl放电完毕，此时P点的电位为接近于O。所述主控単元MCU在检测所述测试点T状态时，所述主控単元MCU的输入/输出端ロ I/O设置为输入状态，经过充电延时稳定T2 (如1.5mS)后，检测所述主控单元MCU的输入/输出端ロ I/O是否为输入高电平，如果是输入高电平，则说明在充电延时稳定T2时间内，所述测试点T经过第二限流电阻R2对所述测试电容C进行过充电，充电时间常数T 2=R2*C，充电完毕，P点电位由低电平变成高电平，这ー状态如图5所示，据此可以推理判 断出所述检测点T为高电平状态；如果不是输入高电平，则所述主控单元MCU的输入/输出端ロ I/O设置为输出状态并输出高电平，所述主控单元MCU的输入/输出端ロ I/O经过第一限流电阻Rl向所述测试电容C进行充电，经过特定充电延时T3 (如ImS)后，所述测试电容C充电完毕。这ー状态如图6所示，由于所述第一限流电阻Rl阻值远小于所述第二限流电阻R2阻值，所述主控単元的输入/输出端ロ I/O保持高电平，对所述测试电容C沿箭头方向实现充电，充电时间常数T 3=R1*C，经过所述特定的充电延时稳定T3 (如ImS)之后，所述测出电容C经过所述第一限流电阻Rl充电完毕，此时P点的电位变成高电平。所述测出电容C充电完毕，P点的电位变成高电平后，所述主控単元MCU的输入/输出端ロ I/O设置为输入状态，经过放电延时稳定T4 (如1.5mS)后，检测所述主控単元MCU的输入/输出端ロ I/O是否为输入高电平状态，如果是输入高电平，则说明在放电延时稳定T4时间内，所述测试电容C的电荷没有释放的回路，其P点电位没有发生变化，可以判断出所述检测点T为高阻状态(其输入电阻理论上为无穷大);如果是输入低电平，则说明放电延时稳定T4时间内，所述测试电容C上的电荷有释放的回路，其P点电位由高电平变成低电平，从而可以判断出所述检测点T为低电平状态。这ー过程如图7所示，在延时稳定T4时间内，只有所述检测点T为低电平状态，所述测试电容C上蓄积的电荷才能经过第二限流电阻R2沿箭头方向实现放电，放电时间常数t4=R2*C，放电完毕，P点的电位为接近于O。这样就完成所述测试点T的三态检測。图3示出了本实用新型实施例的检测程序流程图。如图3所示，检测开始后，依次执行以下步骤首先，在执行三态检测之前，所述主控単元MCU的输入/输出端ロ I/O设定为输出状态并输出低电平，保持特定的放电延时Tl (如ImS)后，从而使所述测试电容C上蓄积的电荷释放完毕，使其P点电位降为零状态；然后将所述主控单元MCU的输入/输出端ロ I/O设定为输入，经过特定的充电延时稳定T2 (如I. 5mS)后，读取主控单元MCU的输入/输出端ロ I/O的状态，如果是输入高电平，则主控単元MCU可以判断出检测的测试点T为高电平状态；如果是输入低电平，将所述主控单元(MCU)的输入/输出端ロ I/O设定为输出状态并输出高电平，保持特定的充电延时T3 (如ImS)后，将所述测试电容C充电完毕，使其P点电位变成高电平；之后，将所述主控单元MCU的输入/输出端ロ I/O重新设为输入状态，经过特定的放电延时T4 (如I. 5mS)后，读取主控单元MCU的输入/输出端ロ I/O的状态，如果是输入高电平，则说明在放电延时稳定T4时间内，由于所述检测点T为高阻状态(其输入电阻理论上为无穷大)，所述测试电容C上蓄积的电荷没有释放的回路，其P点电位没有发生变化，据此所述主控単元MCU可以判断出检测的所述测试点T为高阻状态；如果是输入低电平，则说明在延时稳定T4时间内，由于所述检测点T为低电平状态，所述测试电容C上蓄积的电荷经过第二限流电阻R2释放完毕，P点电位变成低电平，据此可以判断出检测的所述测试点T为低电平状态。待所述主控単元MCU判断出所述测试点T的状态后即结束三态检測。本实用新型所涉及的主控单元MCU可以用单片机、DSP等各种具有数字处理能力的数字芯片加以实现，只要数字芯片具有I/O端ロ即可。本实用新型所涉及的测试点T是具有低电平、高电平以及高阻态三种状态的I/O端ロ，也可以是具有高低电平状态的其它端ロ。综上，本实用新型可以一次性地完成对I/O端口上高电平、低电平、高阻的三态检测，同时，在ニ态检测的基础上，能够以闻电平、低电平、闻阻ニ种电路状态来表不二进制的码元信息，从而将传统ニ进制电子通信转化为三进制通信，在相同位数的情况下，三进制可 以实现更大信息量的并行传递。本实用新型检测迅速，操作方便，结构简单，性能可靠，成本低廉，便于集成，能够从根本上改善现有的ニ进制为基础的电子通信设备，并且可以应用于加密通信，具有很高的推广价值。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式
，本实用新型还可以应用在其它控制器和设备当中。本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
权利要求1.一种基于I / O端口的三态检测电路，其特征在于，包括主控单元(MCU)、测试电容(C)、第一限流电阻(Rl)和第二限流电阻(R2);所述主控单元(MCU)通过所述测试电容(C)和所述第一、第二限流电阻(R1、R2)与检测点(T)相连；所述主控单元(MCU)用输入/输出端口(I/O)检测所述检测点(T)，判断所述检测点(T)是否为高电平、低电平或者高阻三种状态。
2.根据权利要求I所述的三态检测电路，其特征在于，所述测试电容(C)一极通过所述第一限流电阻(Rl)与所述主控单元(MCU)的输入/输出端口(I/O)连接，且通过所述第二限流电阻(R2)与所述检测点(T)连接，所述主控单元(MOT)的输入/输出端口(I/O)串联所述第一限流电阻(Rl)和第二限流电阻(R2)连接至检测点(T)，所述测试电容(C)的另外一极接地。
3.根据权利要求I所述的三态检测电路，其特征在于，所述测试电容(C)容值小于IOPF0
4.根据权利要求I所述的三态检测电路，其特征在于，所述第一限流电阻(Rl)阻值远小于所述第二限流电阻(R2)阻值。
专利摘要本实用新型涉及一种检测电路，属于电路检测技术领域，公开了一种基于I／O端口的三态检测电路，包括主控单元(MCU)、测试电容(C)、第一限流电阻(R1)和第二限流电阻(R2)。所述主控单元(MCU)通过所述测试电容(C)和所述第一、第二限流电阻(R1、R2)与检测点(T)相连，所述主控单元(MCU)用输入/输出端口(I/O)检测所述检测点(T)，判断所述检测点(T)是否为高电平、低电平或高阻三种状态。本实用新型能够在三态检测的基础上以高电平、低电平、高阻三种电路状态来表示三进制的码元信息，将传统二进制电子通信转化为三进制通信，在相同位数的情况下，可以实现更大信息量的并行传递。该电路结构简单，性能可靠，成本低廉，便于集成，具有很高的推广价值。
文档编号G01R31/3177GK202404208SQ20112041494
公开日2012年8月29日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者吴金炳, 周荣, 姚盛, 杜晓斌, 谌清平, 陈力 申请人:苏州路之�？萍脊煞萦邢薰�
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