[發明專利]接口電路、控制器、控制系統及工程機械

在審

• 申請號: 201410400317.4
• 申請日: 2014-08-14
• 公開（公告）號: CN104199344A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 羅詩風;周翔;鄧秋連
• 申請（專利權）人: 湖南三一智能控制設備有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及電控領域，特別涉及一種接口電路、控制器、控制系統及工程機械。

背景技術

在控制器的設計當中，為提高控制器的適用性通常設計有輸入、輸出功能復用的IO(輸入輸出)端口。

然而，在應用中，對于具有復用功能的IO端口只能用作輸入功能或者輸出功能，不能同時執行輸入輸出功能。這是因為，對于目前的具有復用輸入輸出功能的管腳，如果作為輸入功能使用時，復用的輸出功能也有效的話，輸入功能則始終為高電平，無法采集外部信號；如果作為輸出功能使用時，復用的輸入功能有效的話，輸入信號就會造成負載誤動作。這樣看來，目前的IO復用端口不能同時執行輸入輸出操作，因此，IO端口提供復用功能的同時也造成了成本的增加，以及資源的浪費。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的之一在于提出一種接口電路，能夠使其對外端口的輸入輸出功能同時有效。

進一步來講，本發明實施例的接口電路包括：對外端口，連接有輸出回路和輸入回路，所述輸出回路上設置有二極管；端口電壓采集模塊，與所述輸出回路或所述輸入回路連接，用于采集所述對外端口處的電壓；控制模塊，與所述輸出回路、所述輸入回路及所述端口電壓采集模塊連接，并用于控制所述二極管的導通來使所述輸出回路有效，以及用于根據所述端口電壓采集模塊采集的所述對外端口處的電壓確定輸入是否有效，并用于接收所述輸入回路的輸入信號；電源模塊，與所述控制模塊連接，用于為接口電路提供電源。

可選的是，在一些實施例中，所述輸出回路上，所述二極管的負極連接有開關元件，正極連接所述對外端口；所述開關元件與所述二極管的負極連接的一端接地，另一端連接于所述控制模塊；所述對外端口處的電壓等于所述輸出回路上的二極管的正向導通電壓時，所述二極管導通，輸出有效。

可選的是，在一些實施例中，所述輸出回路上，二極管的正極連接有開關元件，負極連接所述對外端口；所述開關元件與所述二極管的正極連接一端連接所述電源模塊，另一端連接所述控制模塊；所述對外端口處的電壓低于所述電源模塊的電源電壓時，所述二極管導通，輸出有效。

可選的是，在一些實施例中，所述電源模塊配置有電源端口電壓采集模塊，用于采集所述電源模塊的電源電壓；所述電源端口電壓采集模塊與所述控制模塊連接，用于采集所述電源模塊為所述開關元件提供的電壓，并用于將所采集的結果傳送給所述控制模塊。

可選的是，在一些實施例中，所述開關元件為金屬-氧化物-半導體場效應晶體管。

相對于現有技術，本發明實施例的接口電路具有以下優勢：

本發明實施例的接口電路采用在輸出回路上引入壓降，即在對外端口的輸出回路中串聯二極管，利用二極管的正向壓降，防止外部端口電壓反灌，并對對外端口電壓值進行采集，使單一IO復用端口同時實現輸出與輸入功能。

本發明的目的再一在于提出一種控制器，能夠使接口電路中的對外端口的輸入輸出功能同時有效。其中，該控制器設置有上述任一種所述的接口電路。

本發明的目的另一在于提出一種控制系統，能夠使接口電路中的對外端口的輸入輸出功能同時有效。

進一步來講，該控制系統用于控制信號輸入輸出以及外部負載動作，該控制系統包括：上述任一種所述的接口電路、與所述接口電路相配合的外部線路；其中，所述接口電路與所述外部線路通過所述對外端口連接。

可選的是，在一些實施例中，所述二極管的負極連接有開關元件，所述開關元件接地，正極連接所述對外端口時，所述外部線路包括：外部輸入回路，與所述對外端口連接，并設置有輸入開關，所述輸入開關閉合處的電壓為接地電壓；外部負載線路，其一端在所述對外端口與所述輸入開關之間的任一節點接入，另一端的電壓連接所述電源模塊。

可選的是，在一些實施例中，所述二極管的正極連接有開關元件，所述開關元件連接所述電源模塊，負極連接所述對外端口時，所述外部線路包括：外部輸入回路，與所述對外端口連接，并設置有輸入開關，所述輸入開關閉合處的電壓與所述電源模塊的電源電壓相同；外部負載線路，其一端在所述對外端口與所述輸入開關之間的任一節點接入，另一端接地。

本發明的目的又一在于提出一種工程機械，工程機械設置有上述任一種所述的控制系統，該控制系統能夠使接口電路中的對外端口的輸入輸出功能同時有效。

由于上述任一種接口電路具有上述技術效果，因此，設有該接口電路的控制器、控制系統及工程機械也應具備相應的技術效果，茲不贅述。

附圖說明