专利名称：一种基于i/o端口检测可变电阻值电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种检测电路，尤其涉及ー种基于i/o端ロ检测可变电阻值电路，属于电路检测技术领域。
背景技术：
电阻值的測量是对恒定电路的ー种基本測量。现有的电阻测量方式主要包括以下几种I)欧姆表測量，利用欧姆定律原理根据测量的电流值来換算相应的电阻。这种测量的缺点是精度不高，只能实现粗測，而且每次换档都要调零和试测，不能进行数字存储。2)伏安法，即同时測量电阻两端的电压和通过的电流和电压，再利用欧姆定律换 算电阻(R=U/I)。但是这种方法需要用A/D转换器对测量的电压和电流模拟信号进行模数转化。现有的电阻测量方法还包括半偏法、桥式电路法等，但仍需要A/D转换器对模拟信号进行模数转化，都存在成本偏高等缺点。现有技术中还可以利用单片机等数字芯片执行对可变电阻值的測量，測量电路及測量方法如图I所示。这里所采用的数字芯片MCU必须具有摸/数转换器(A/D转换器)，基准电阻R3的一端接參考电压Vcc，另一端与待测可变电阻Rl串联，待测可变电阻Rl的另一端接地，基准电阻R3与待测可变电阻Rl 二者的串联接点Pl还连接MCU的A/D端ロ，MCU通过A/D端ロ采样Pl点的电压值并进行摸/数转换，然后利用电阻分压公式，根据Pl点的电压值从基准电阻R3推出待测可变电阻Rl的电阻值。现有技术中上述基于数字芯片的测量方法的主要缺陷在于该数字芯片必须内置A/D转换器，导致硬件价格偏高，同时对待测可变电阻Rl的測量精度取决于数字芯片的A/D精度以及基准电阻R3，待测可变电阻Rl的測量精度分布与基准电阻R3的选值相关，使得在实际生产中对測量精度的一致性不易控制。

实用新型内容针对现有技术中的上述缺陷，本实用新型提供了一种基于I/O端ロ检测可变电阻值电路，其特征在于，包括主控单元(MCU)、测试电容(C)、保护电阻(R2)、基准电阻(R3)和待测可变电阻(Rl);所述主控单元(MCU)包括第一 I/O端ロ(1/01)和第二 I/O端ロ(1/02)，所述第一 I/O端ロ( 1/01)和第二 I/O端ロ( 1/02)分别经保护电阻(R2)、待测可变电阻(Rl)和基准电阻(R3)连接所述测试电容(C)，所述保护电阻(R2)用干与所述待测可变电阻(Rl)并联；主控单元(MCU)用于使所述第二 I/O端ロ(1/02)输出高电平，并对所述第一 I/O端ロ(1/01)检测到高电平的时间计时获得基准时间值，然后使所述第一 I/O端ロ(1/01)输出高电平，并对所述第二 I/O端ロ(1/02)检测到高电平的时间计时获得測量时间值，并基于所述测量时间值、基准时间值和基准电阻值计算获取待测可变电阻值。优选地，所述主控単元(MCU)在測量所述基准时间值和測量时间值之前，均使所述第一 I/O端ロ(1/01)和第二 I/O端ロ(1/02)在特定时间长度内保持输出低电平，使所述测试电容(C)放电。优选地，所述主控単元(MCU)按照“待测可变电阻值=基准电阻值*測量时间值/基准时间值”计算所述待测可变电阻值。优选地，所述主控単元(MCU)进ー步包括用于存储所述基准电阻值的ROM単元。优选地，所述检测电路中所述保护电阻(R2)阻值远高于待测可变电阻(Rl)阻值。本实用新型可变电阻值检测电路适用范围宽，所有具有I/O端ロ的单片机都可以应用，可以实现低资源低成本的单片机电路，而且检测精度只与基准电阻(R3)相关，因此容易控制生产中的一致性，具有很高的推广价值，同时电路结构简单，性能可靠，成本低廉，可以依靠低价值单片机实现，能够扩展现有检测电路。


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是现有技术中基于数字芯片的可变电阻值测量电路原理图；图2是本实用新型实施例的可变电阻值检测电路原理图；图3是本实用新型实施例的可变电阻值检测电路测量程序流程图；图4 一 6是本实用新型实施例的测量工作原理示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，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。图2是本实用新型实施例的可变电阻值检测电路原理图。如图2所示，该电路包括主控单元MCU、待测可变电阻R1、测试电容C、保护电阻R2和基准电阻R3 ;所述主控単元MCU包括第一 I/O端ロ 1/01和第二 I/O端ロ 1/02，所述第一 I/O端ロ 1/01经保护电阻R2连接测试电容C，并且第二 I/O端ロ 1/02分别经基准电阻R3连接所述测试电容C，所述测试电容C的另ー极接地，并且所述保护电阻R2用干与待测可变电阻Rl并联。其中，保护电阻R2的主要作用是当待测可变电阻Rl断路或者开路的情况下进行保护，主控单元MCU能测出待测可变电阻Rl断路或者开路，因此保护电阻R2的阻值远高于待测可变电阻Rl的阻值。主控单元MCU在测量电阻值之前，首先将所述第一 I/O端ロ 1/01和第二 I/O端ロ1/02都设置为输出状态，且都输出低电平，并保持特定的延时Tl(如1ms)。这ー状态如图4所示，由于第一 I/O端ロ 1/01和第二 I/O端ロ 1/02均保持低电平，使测试电容C蓄积的电荷沿箭头方向运动实现放电，放电时间常数T 1=(R1//R2//R3)*C，由于保护电阻R2的阻值远高于待测可变电阻Rl的阻值，保护电阻R2对放电时间的影响可以忽略不计，S卩T I
(R1//R3)*C，(^//^3) = 11^-，经过所述特定的延时Tl之后，电容C经过待测可变电阻
R1、保护电阻R2和基准电阻R3放电完毕，此时P点的电位为O。主控单元MCU在测量电阻值时，主控单元MCU使所述第二 I/O端ロ 1/02设置为输出状态并且输出高电平，并对第一 I/o端ロ 1/01设置为输入状态，使计时器清零后开始计时，直到所述第一 I/o端ロ 1/01检测到高电平，根据计时获得基准时间值t。这ー状态如图5所示，保持高电平的第二 I/O端ロ 1/02对测试电容C经过基准电阻R3进行充电，直至P点达到高电平，此时第一 I/o端ロ 1/01检测到P点的高电平，并且将测试电容C充电时间计为基准时间值t。根据电容充放电时间公式，设第二 I/O端ロ 1/02输出的高电平电压为V,第一 I/0端ロ 1/01检测到高电平吋，P点的电压为VP，且第一 I/O端ロ 1/01检测到高电平的时间
为t，则
权利要求1.一种基于I/O端口检测可变电阻值电路，其特征在于，包括主控单元(MCU)、测试电容(C)、保护电阻(R2 )、基准电阻(R3 )和待测可变电阻(Rl);所述主控单元(MCU)包括第一I/O 端口 (1/01)和第二 I/O 端口 (1/02)，所述第一 I/O 端口 (1/01)和第二 I/O 端口 (1/02)分别经保护电阻(R2)、待测可变电阻(Rl)和基准电阻(R3)连接所述测试电容(C)，所述保护电阻(R2)用于与所述待测可变电阻(Rl)并联；所述主控单元(MCU)用于使所述第二 I/0端口( 1/02)输出高电平，并对所述第一 I/O端口( 1/01)检测到高电平的时间计时获得基准时间值，然后使所述第一 I/O端口( 1/01)输出高电平，并对所述第二 I/O端口( 1/02)检测到高电平的时间计时获得测量时间值，并基于所述测量时间值、基准时间值和基准电阻值计算获取待测可变电阻值。
2.根据权利要求I所述的检测可变电阻值电路，其特征在于，所述主控单元(MCU)进一步包括用于存储所述基准电阻值的ROM单元。
3.根据权利要求I所述的检测可变电阻值电路，其特征在于，所述保护电阻(R2)阻值远高于待测可变电阻(Rl)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端口检测可变电阻值电路。所述检测电路包括主控单元(MCU)、测试电容(C)、保护电阻(R2)、基准电阻(R3)和待测可变电阻(R1)；所述主控单元(MCU)包括第一I/O端口(I/O1)和第二I/O端口(I/O2)；主控单元(MCU)用于使所述第二I/O端口(I/O2)输出高电平，并对所述第一I/O端口(I/O1)检测到高电平的时间计时获得基准时间值，然后使所述第一I/O端口(I/O1)输出高电平，并对所述第二I/O端口(I/O2)检测到高电平的时间计时获得测量时间值，并基于所述测量时间值、基准时间值和基准电阻值计算获得待测可变电阻值。本实用新型具有测量精度高，电路结构简单，性能可靠，成本低廉，可以依靠低价值单片机实现，能够扩展现有检测电路。
文档编号G01R27/02GK202404157SQ20112041494
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, 杨传记, 江一梅, 谌清平, 陈力 申请人:苏州路之遥科技股份有限公司