CN110989452B - 多组负载自锁控制电路及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多组负载自锁控制电路及其控制方法，多组负载自锁控制电路包括电源供电模块、RC滤波模块、MCU模块、负载模块和三脚两档自锁开关，电源供电模块用于提供电能，包括外部电源输入端和直流电池两个电源，RC滤波模块用于提供一个稳定的电压给MCU模块，三脚两档自锁开关的第一选择引脚和第二选择引脚分别连接到MCU模块，MCU模块可以通过检测第一选择引脚和第二选择引脚的状态来判断三脚两档自锁开关是否被按动，从而切换负载模块的工作模式，采用一个三脚两档自锁开关作为控制触发开关即可实现对多组负载进行控制，减少MCU模块所使用的脚位，降低材料成本和生产成本。

Description

多组负载自锁控制电路及其控制方法

技术领域

本发明涉及控制电路领域，特别涉及一种多组负载自锁控制电路及其控制方法。

背景技术

当一个产品需要使用自锁按键控制，且存在多组负载多种模式的情况下，多数情况会使用相对应档数的自锁按键来检测，通过检测自锁按键的脚位来判断档位情况，但该方法会存在多种缺点：1.按键档位数多，脚位增加，材料成本增加；2.MCU需使用相对应的脚位来检测，当档位数越多时，需使用的脚位越多，对于MCU脚位使用性较高时，往往需增大MCU的封装，从而增加材料成本压力；3.对于开关与主控制板需分开的产品，两者之间需使用焊线连接，当档位数越多时，需连接的焊线越多，材料成本增加，且对产品焊线放置的要求性越高。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种多组负载自锁控制电路及其控制方法，采用一个三脚两档自锁开关作为控制触发开关即可实现对多组负载进行控制，减少MCU模块所使用的脚位，降低材料成本和生产成本。

根据本发明第一方面实施例的一种多组负载自锁控制电路，包括：

电源供电模块，包括外部电源输入端、第一二极管、直流电池和电源供电端，所述外部电源输入端连接所述第一二极管的正极，所述直流电池的正极和所述第一二极管的负极连接所述电源供电端，所述直流电池的负极接地；

RC滤波模块，包括第四电阻和第四电容，所述电源供电端连接第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接所述第四电容的一端，所述第四电容的另一端接地；

MCU模块，设置有若干个PWM信号输出端，所述第四电阻和所述第四电容的连接点接入到所述MCU模块的电源端；

负载模块，所述负载模块的数量与所述PWM信号输出端的数量一致，所述电源供电端通过第五电阻连接至所述负载模块的正极，所述负载模块的负极接地，若干个所述PWM信号输出端分别连接到若干个所述负载模块的控制端；

三脚两档自锁开关，包括公共引脚、第一选择引脚和第二选择引脚，所述公共引脚接地，所述第一选择引脚和所述第二选择引脚接入所述MCU模块。

根据本发明第一方面实施例的一种多组负载自锁控制电路，至少具有如下有益效果：电源供电模块用于提供电能，包括外部电源输入端和直流电池两个电源，RC滤波模块用于提供一个稳定的电压给MCU模块，三脚两档自锁开关的第一选择引脚和第二选择引脚分别连接到MCU模块，MCU模块可以通过检测第一选择引脚和第二选择引脚的状态来判断三脚两档自锁开关是否被按动，从而切换负载模块的工作模式，采用一个三脚两档自锁开关作为控制触发开关即可实现对多组负载进行控制，减少MCU模块所使用的脚位，降低材料成本和生产成本。

根据本发明的一些实施例，所述负载模块包括用电负载、开关管、第一电阻和第二电阻，所述电源供电端通过第五电阻连接至所述用电负载的正极，所述用电负载的负极连接所述开关管的一个开关引脚，所述开关管的另一个开关引脚接地，所述PWM信号输出端连接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端分别连接至所述开关管的控制引脚和所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端接地。

根据本发明的一些实施例，还包括外部电源检测模块，所述外部电源检测模块包括第七电阻和第八电阻，所述外部电源输入端连接所述第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端连接至所述第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端接地，所述第七电阻和所述第八电阻的连接点连接至所述MCU模块。第七电阻和第八电阻对外部电源输入端的电压进行分压并传递给MCU模块，从而检测有没有外部电源输入。

根据本发明的一些实施例，还包括过放保护检测模块，所述过放保护检测模块包括第三电阻和第六电阻，所述MCU模块还设置有电池电压端和电池过放保护端，所述电池电压端连接所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端分别连接所述电池过放保护端和所述第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端接地。过放保护检测模块通过第三电阻和第六电阻对电池电压端进行分压，来判断直流电池是否下降到过放保护电压，当达到过放保护电压时，可以将产品的负载全部关闭，进入关闭状态。

根据本发明的一些实施例，所述开关管的MOS管。

根据本发明第二方面实施例的一种多组负载自锁控制方法，应用于本发明第一方面实施例所述的一种多组负载自锁控制电路，包括以下步骤：

在MCU模块中设置若干种用于控制负载模块工作的控制模式；

MCU模块检测第一选择引脚和第二选择引脚的输入状态，三脚两档自锁开关的公共引脚接通第一选择引脚时，第一选择引脚的输入状态为低，第二选择引脚的输入状态为高；三脚两档自锁开关的公共引脚接通第二选择引脚时，第二选择引脚的输入状态为低，第一选择引脚的输入状态为高；

保存当前第一选择引脚和第二选择引脚的输入状态；

MCU模块持续检测第一选择引脚或者第二选择引脚的输入状态，若第一选择引脚或者第二选择引脚的输入状态发生变化，MCU模块从当前的控制模式切换到下一控制模式，并更新第一选择引脚和第二选择引脚的输入状态。

根据本发明实施例的一种多组负载自锁控制方法，自锁按键选择使用为三脚两档自锁开关，其中一只脚为公共引脚，其他两脚为第一选择引脚和第二选择引脚，当按动三脚两档自锁开关后，第一选择引脚和第二选择引脚交替与公共引脚导通，即现状态若为第一选择引脚与公共引脚导通，即第二选择引脚与公共引脚断开，按动一下三脚两档自锁开关后，第二选择引脚会公共引脚导通，而第一选择引脚与公共引脚断开。对于产品来说，产品会有多组负载多档模式，MCU模块在工作过程时，会先将第一选择引脚和第二选择引脚相对应的两个引脚都设置为上拉电阻，同时设置为输入检测模式，在判断三脚两档自锁开关是否按动之前，会先判断第一选择引脚和第二选择引脚的输入状态，若其中一脚为低电平时，即记录按键为导通该脚，然后判断另外一只脚的输入状态，若还处于高电平时，即三脚两档自锁开关没有被按动，当改变为低电平时，即三脚两档自锁开关已被按动，同时MCU模块接收到命令，将产品的模式改变成下一模式工作。同时重新记录按键为导通最新的脚位，同时以此类推，即可使产品正常地工作，进行多组负载多档模式控制。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1为本发明实施例提供的一种多组负载自锁控制电路的原理图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1，根据本发明实施例的一种多组负载自锁控制电路，包括：

电源供电模块100，包括外部电源输入端VCC、第一二极管D1、直流电池BT和电源供电端DY，外部电源输入端VCC连接第一二极管D1的正极，直流电池BT的正极和第一二极管D1的负极连接电源供电端DY，直流电池BT的负极接地；

RC滤波模块200，包括第四电阻R4和第四电容C4，电源供电端DY连接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端连接第四电容C4的一端，第四电容C4的另一端接地；

MCU模块300，设置有若干个PWM信号输出端，第四电阻R4和第四电容C4的连接点接入到MCU模块300的电源端；

负载模块400，负载模块400的数量与PWM信号输出端的数量一致，电源供电端DY通过第五电阻R5连接至负载模块400的正极，负载模块400的负极接地，若干个PWM信号输出端分别连接到若干个负载模块400的控制端；

三脚两档自锁开关SW，包括公共引脚、第一选择引脚SW1和第二选择引脚SW2，公共引脚接地，第一选择引脚SW1和第二选择引脚SW2接入MCU模块300。

根据本发明第一方面实施例的一种多组负载自锁控制电路，电源供电模块100用于提供电能，包括外部电源输入端VCC和直流电池BT两个电源，RC滤波模块200用于提供一个稳定的电压给MCU模块300，三脚两档自锁开关SW的第一选择引脚SW1和第二选择引脚SW2分别连接到MCU模块300，MCU模块300可以通过检测第一选择引脚SW1和第二选择引脚SW2的状态来判断三脚两档自锁开关SW是否被按动，从而切换负载模块400的工作模式，采用一个三脚两档自锁开关作为控制触发开关即可实现对多组负载进行控制，减少MCU模块所使用的脚位，降低材料成本和生产成本。

参照图1，在本发明的一些实施例中，负载模块400包括用电负载FZ、开关管Q、第一电阻R1和第二电阻R2，电源供电端DY通过第五电阻R5连接至用电负载FZ的正极，用电负载FZ的负极连接开关管Q的一个开关引脚，开关管Q的另一个开关引脚接地，PWM信号输出端连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端分别连接至开关管Q的控制引脚和第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端接地。

参照图1，在本发明的一些实施例中，还包括外部电源检测模块500，外部电源检测模块500包括第七电阻R7和第八电阻R8，外部电源输入端VCC连接第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端连接至第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端接地，第七电阻R7和第八电阻R8的连接点连接至MCU模块300。第七电阻R7和第八电阻R8对外部电源输入端VCC的电压进行分压并传递给MCU模块300，从而检测有没有外部电源输入。

参照图1，在本发明的一些实施例中，还包括过放保护检测模块600，过放保护检测模块600包括第三电阻R3和第六电阻R6，MCU模块300还设置有电池电压端Vc和电池过放保护端FB，电池电压端Vc连接第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端分别连接电池过放保护端FB和第六电阻R6的一端，第六电阻R6的另一端接地。过放保护检测模块600通过第三电阻R3和第六电阻R6对电池电压端Vc进行分压，来判断直流电池BT是否下降到过放保护电压，当达到过放保护电压时，可以将产品的负载全部关闭，进入关闭状态。

参照图1，在本发明的一些实施例中，开关管Q的MOS管。

根据本发明第二方面实施例的一种多组负载自锁控制方法，应用于本发明第一方面实施例的一种多组负载自锁控制电路，包括以下步骤：

在MCU模块300中设置若干种用于控制负载模块400工作的控制模式；

MCU模块300检测第一选择引脚SW1和第二选择引脚SW2的输入状态，三脚两档自锁开关SW的公共引脚接通第一选择引脚SW1时，第一选择引脚SW1的输入状态为低，第二选择引脚SW2的输入状态为高；三脚两档自锁开关SW的公共引脚接通第二选择引脚SW2时，第二选择引脚SW2的输入状态为低，第一选择引脚SW1的输入状态为高；

保存当前第一选择引脚SW1和第二选择引脚SW2的输入状态；

MCU模块300持续检测第一选择引脚SW1或者第二选择引脚SW2的输入状态，若第一选择引脚SW1或者第二选择引脚SW2的输入状态发生变化，MCU模块300从当前的控制模式切换到下一控制模式，并更新第一选择引脚SW1和第二选择引脚SW2的输入状态。

根据本发明实施例的一种多组负载自锁控制方法，自锁按键选择使用为三脚两档自锁开关，其中一只脚为公共引脚，其他两脚为第一选择引脚SW1和第二选择引脚SW2，当按动三脚两档自锁开关后，第一选择引脚SW1和第二选择引脚SW2交替与公共引脚导通，即现状态若为第一选择引脚SW1与公共引脚导通，即第二选择引脚SW2与公共引脚断开，按动一下三脚两档自锁开关后，第二选择引脚SW2会公共引脚导通，而第一选择引脚SW1与公共引脚断开。对于产品来说，产品会有多组负载多档模式，MCU模块300在工作过程时，会先将第一选择引脚SW1和第二选择引脚SW2相对应的两个引脚都设置为上拉电阻，同时设置为输入检测模式，在判断三脚两档自锁开关是否按动之前，会先判断第一选择引脚SW1和第二选择引脚SW2的输入状态，若其中一脚为低电平时，即记录按键为导通该脚，然后判断另外一只脚的输入状态，若还处于高电平时，即三脚两档自锁开关没有被按动，当改变为低电平时，即三脚两档自锁开关已被按动，同时MCU模块300接收到命令，将产品的模式改变成下一模式工作。同时重新记录按键为导通最新的脚位，同时以此类推，即可使产品正常地工作，进行多组负载多档模式控制。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种多组负载自锁控制电路，其特征在于，包括：

电源供电模块（100），包括外部电源输入端（VCC）、第一二极管（D1）、直流电池（BT）和电源供电端（DY），所述外部电源输入端（VCC）连接所述第一二极管（D1）的正极，所述直流电池（BT）的正极和所述第一二极管（D1）的负极连接所述电源供电端（DY），所述直流电池（BT）的负极接地；

RC滤波模块（200），包括第四电阻（R4）和第四电容（C4），所述电源供电端（DY）连接第四电阻（R4）的一端，所述第四电阻（R4）的另一端连接所述第四电容（C4）的一端，所述第四电容（C4）的另一端接地；

MCU模块（300），设置有若干个PWM信号输出端，所述第四电阻（R4）和所述第四电容（C4）的连接点接入到所述MCU模块（300）的电源端；

负载模块（400），所述负载模块（400）的数量与所述PWM信号输出端的数量一致，所述电源供电端（DY）通过第五电阻（R5）连接至所述负载模块（400）的正极，所述负载模块（400）的负极接地，若干个所述PWM信号输出端分别连接到若干个所述负载模块（400）的控制端；

三脚两档自锁开关（SW），包括公共引脚、第一选择引脚（SW1）和第二选择引脚（SW2），所述公共引脚接地，所述第一选择引脚（SW1）和所述第二选择引脚（SW2）接入所述MCU模块（300）；

其中：

所述负载模块（400）包括用电负载（FZ）、开关管（Q）、第一电阻（R1）和第二电阻（R2），所述电源供电端（DY）通过第五电阻（R5）连接至所述用电负载（FZ）的正极，所述用电负载（FZ）的负极连接所述开关管（Q）的一个开关引脚，所述开关管（Q）的另一个开关引脚接地，所述PWM信号输出端连接所述第一电阻（R1）的一端，所述第一电阻（R1）的另一端分别连接至所述开关管（Q）的控制引脚和所述第二电阻（R2）的一端，所述第二电阻（R2）的另一端接地；

还包括外部电源检测模块（500），所述外部电源检测模块（500）包括第七电阻（R7）和第八电阻（R8），所述外部电源输入端（VCC）连接所述第七电阻（R7）的一端，所述第七电阻（R7）的另一端连接至所述第八电阻（R8）的一端，所述第八电阻（R8）的另一端接地，所述第七电阻（R7）和所述第八电阻（R8）的连接点连接至所述MCU模块（300）。

2.根据权利要求1所述的一种多组负载自锁控制电路，其特征在于，还包括过放保护检测模块（600），所述过放保护检测模块（600）包括第三电阻（R3）和第六电阻（R6），所述MCU模块（300）还设置有电池电压端（Vc）和电池过放保护端（FB），所述电池电压端（Vc）连接所述第三电阻（R3）的一端，所述第三电阻（R3）的另一端分别连接所述电池过放保护端（FB）和所述第六电阻（R6）的一端，所述第六电阻（R6）的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的一种多组负载自锁控制电路，其特征在于，所述开关管（Q）的MOS管。

4.一种多组负载自锁控制方法，应用于权利要求1-3任一所述的一种多组负载自锁控制电路，其特征在于，包括以下步骤：

在MCU模块（300）中设置若干种用于控制负载模块（400）工作的控制模式；

MCU模块（300）检测第一选择引脚（SW1）和第二选择引脚（SW2）的输入状态，三脚两档自锁开关（SW）的公共引脚接通第一选择引脚（SW1）时，第一选择引脚（SW1）的输入状态为低，第二选择引脚（SW2）的输入状态为高；三脚两档自锁开关（SW）的公共引脚接通第二选择引脚（SW2）时，第二选择引脚（SW2）的输入状态为低，第一选择引脚（SW1）的输入状态为高；

保存当前第一选择引脚（SW1）和第二选择引脚（SW2）的输入状态；

MCU模块（300）持续检测第一选择引脚（SW1）或者第二选择引脚（SW2）的输入状态，若第一选择引脚（SW1）或者第二选择引脚（SW2）的输入状态发生变化， MCU模块（300）从当前的控制模式切换到下一控制模式，并更新第一选择引脚（SW1）和第二选择引脚（SW2）的输入状态。