[发明专利]一种模拟数字输入的程控开关控制器及其控制方法

说明书

本发明属于嵌入式、自动控制技术领域，本发明公开了一种模拟数字输入的程控开关控制器及其控制方法，所述控制器的输入端包括四路支持模拟或者数字信号输入的Analog0～Analog3端口、用于选择信号通道Analog0～Analog3端口的IO0～IO1端口、用于选择8路开关的IO2～IO4端口、使能端口IO5和时钟信号输入端口CLK；所述控制器的输出端包括A～H输出端，其中，A输出端、B输出端、C输出端为自锁开关，D输出端、E输出端、F输出端为无锁开关，G输出端和H输出端为延时开关；所述控制器内包括电压比较模块、译码模块、开关选择模块和开关模块；本发明的程控开关设计，其集合了多种开关电路，具有多通道输入，大大提高了单片机IO口的利用率。

技术领域

本发明属于嵌入式、自动控制技术领域，具体涉及一种模拟数字输入的程控开关控制器及其控制方法。

背景技术

随着嵌入式技术的发展，程控思想逐渐成熟，大量的程控电路已发展完善，如程控运算放大器，程控稳压器等等。在嵌入式设计中，常常设及多个模拟量或数字量的采集，通过程序分析，控制多个电路的场合，这大大浪费了单片机IO复用口，有时甚至需要对IO口进行拓展。

发明内容

本发明的目的是提供一种模拟数字输入的程控开关控制器及其控制方法，以解决背景技术中所提出嵌入式系统设计中IO口利用率不高的问题，适用于需要多个信号控制多个电路开关的过程。

为实现上述目的，本发明的实施例提供一种模拟数字输入的程控开关控制器，其特征在于，所述控制器的输入端包括四路支持模拟或者数字信号输入的Analog0～Analog3端口、用于选择信号通道Analog0～Analog3端口的IO0～IO1端口、用于选择8路开关的IO2～IO4端口、使能端口IO5和时钟信号输入端口CLK；所述控制器的输出端包括A～H输出端，其中，A输出端、B输出端、C输出端为自锁开关，D输出端、E输出端、F输出端为无锁开关，G输出端和H输出端为延时开关；所述控制器内包括电压比较模块、译码模块、开关选择模块和开关模块；所述电压比较模块用于负责将从电压比较模块Analog0～Analog3端口输入的电压信号与通过滑动变阻器设定的阈值电压进行比较，并将信号转换为数字量信号；所述译码模块用于将来自单片机的电信号进行译码，产生8路开关的选通信号；所述开关选择模块用于将电压比较模块的输出数字量信号和译码模块所输出的选通信号通过逻辑运算后产生开关的触发信号；所述开关模块包括三个自锁开关、三个无锁开关和两个延迟开关，所述开关模块用于接收到来自开关选择模块有效的触发信号后会执行相应的开关操作。

进一步的，所述IO5使能端口在低电平时有效，IO5有效时，开关可被选中；当IO5无效时，开关无法被选中，保持上一次被选中的状态。

进一步的，所述时钟信号输入端口CLK作为锁存信号使用。

进一步的，所述电压比较模块主要由四个电压比较器和一个四选一数据选择器组成，所述电压比较器通过对输入电压比较，产生有效的数字信号，四选一数据选择器则将通过选择端口选中的数字信号分配到输出端。

进一步的，所述译码模块主要由三线八线译码器构成，用于负责开关选择信号的译码。

进一步的，所述开关选择模块主要由与门和D触发器构成；所述与门一端与时钟信号CLK相连，另一端与译码模块输出的八路选择信号相连，输出信号与D触发器的输出端相连，当选择信号有效时，允许D触发器对电压比较模块的输出信号进行锁存，无效时则不允许锁存；所述开关选择模块的锁存频率由时钟信号CLK决定；所述D触发器的输出信号为开关的触发信号。

进一步的，所述开关模块由八个继电器组成的自锁开关、无锁开关和延时开关；其中，所述自锁开关与D触发器组成T触发器，对输出信号进行翻转；所述无锁开关由MOS管驱动，输出信号跟随电压比较模块输出信号；所述延时开关由NE555组成的单稳态电路组成，延时可调。

进一步的，所述Analog0～Analog3端口用于连接传感器，作为输入信号。