專利名稱：一種超低功耗編碼電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用以設(shè)置電子產(chǎn)品整定值，或用以確定產(chǎn)品工作狀態(tài)，或用以設(shè)置不 同工作狀態(tài)等的編碼裝置，尤其是一種只在單片機(jī)或微控制器(MCU)讀碼的瞬間才消耗能量， 而在其工作循環(huán)的其它時(shí)段完全不消耗能量的超低功耗編碼電路。這種讀碼電路在讀碼的瞬間 由作為編碼開(kāi)關(guān)選擇信號(hào)的單片機(jī)輸出端口輸出的高電平向一組編碼開(kāi)關(guān)供電，并且在讀碼后 停止輸出高電平選擇信號(hào)，該組編碼開(kāi)關(guān)回到零功耗待機(jī)狀態(tài)；以及使用隔離二極管把單片機(jī) 讀入口的各腳狀態(tài)予以隔離的編碼電路。
背聚技術(shù)
目前，公知的編碼電路，無(wú)論是使用哪一種編碼開(kāi)關(guān)的電路，例如使用二進(jìn)制編碼開(kāi)關(guān)， 或使用BCD碼撥碼開(kāi)關(guān)的電路，編碼電路在待機(jī)期間都是耗能的。因?yàn)樵O(shè)計(jì)者往往由于不注意 功耗問(wèn)題而使用了編碼開(kāi)關(guān)的編碼狀態(tài)電位始終存在的， 一直處于等待單片機(jī)讀入的方案。對(duì) 比文獻(xiàn)[1]就由于使用了與非門邏輯電路芯片，而使編碼電路本身始終都在耗能。電子電路板的 耗能，除了浪費(fèi)能量外，更重要的是由于自身耗能而產(chǎn)生的熱量，會(huì)降低電子產(chǎn)品的熱性能和 可靠性。
本實(shí)用新型，對(duì)于斷路器智能控制器，尤其是塑殼斷路器智能控制器具有重要意義。這類 產(chǎn)品一般設(shè)計(jì)成僅靠主回路負(fù)載電流通過(guò)互感器時(shí)感生的能量向控制器供電，控制器自身的功 耗如果象現(xiàn)在這樣不采取微功耗設(shè)計(jì)，則必然， 一方面只有當(dāng)主回路負(fù)載電流足夠大時(shí)才能提 供足夠的能量供智能控制器上電工作，而當(dāng)主回路電流很大時(shí)(一般可大到上電工作時(shí)的數(shù)十 甚至上千倍)，即使是因?yàn)椴捎昧髓F心速飽和的互感器，在主回路電流變化的范圍內(nèi)也至少會(huì)有 十幾倍的多余能量必須通過(guò)專門的電路在控制板中泄放掉，這部份能量將在控制板中產(chǎn)生大量 的熱，飽和的鐵心也將嚴(yán)重發(fā)熱，從而影響智能控制器的性能和可靠性。智能控制器采用超微 功耗設(shè)計(jì)將由于大大降低上電工作電流，也同時(shí)大大的降低了必須泄放的多余能量。
在現(xiàn)有的研究文獻(xiàn)中，從未見(jiàn)有人有意識(shí)的研究過(guò)編碼電路的耗能問(wèn)題；在現(xiàn)有的電子產(chǎn) 品設(shè)計(jì)中，用以設(shè)置電子產(chǎn)品整定值，或用以確定產(chǎn)品工作狀態(tài)，或用以設(shè)置不同工作狀態(tài)的 編碼裝置，特別是在電力系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，尤其沒(méi)有引起注意。
發(fā)明內(nèi)容
為了降低電子產(chǎn)品編碼電路的功耗，從而提高電子產(chǎn)品的熱性能和可靠性，本實(shí)用新型提 供一種超微功耗的編碼電路，該編碼電路只在單片機(jī)或微控制器(MCU)讀碼的瞬間才消耗能量， 而在其工作循環(huán)的其它時(shí)段完全不消耗能量的編碼電路。這種讀碼電路在讀碼的瞬間由作為編 碼開(kāi)關(guān)選擇信號(hào)的單片機(jī)輸出端口輸出的高電平向一組編碼開(kāi)關(guān)供電，并且在讀碼后停止輸出 高電平選擇信號(hào)，該組編碼開(kāi)關(guān)回到零功耗待機(jī)狀態(tài)；以及使用隔離二極管把單片機(jī)讀入口的 各腳狀態(tài)予以隔離的編碼電路。
本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題的方案是僅使用一個(gè)二極管和一個(gè)電阻構(gòu)成一個(gè)基本的位編碼 電路，用一個(gè)基本的位編碼電路，與一位機(jī)械編碼開(kāi)關(guān)連接，再將機(jī)械編碼開(kāi)關(guān)另一端連接單 片機(jī)的一個(gè)輸出腳，將二極管負(fù)端與電阻連接處接至單片機(jī)的一個(gè)輸入腳，電阻的另一端接地， 便可以構(gòu)成一位完整的編碼應(yīng)用電路。
本方案的特征還在于，它可以任意并接成多位編碼電路，多個(gè)編碼位電路可以分成多個(gè)編 碼組，每個(gè)編碼組分別由單片機(jī)的一個(gè)輸出位選通和供電，不同組相同的編碼位可以接通并同時(shí)接到單片機(jī)輸入口相同的腳位上。
本方案的其特征還在于，多個(gè)編碼位(不超過(guò)單片機(jī)一個(gè)輸入輸出口的位數(shù))由二極管隔 離，使各個(gè)位的碼值互不影響。
本實(shí)用新型的效果在于，把編碼電路的功耗降到了最低，有利于改善電路的熱性能和提高
可靠性。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型的一位編碼電路的原理圖 圖2是本實(shí)用新型的第一個(gè)實(shí)施例。 圖3、圖4是本實(shí)用新型的第二個(gè)實(shí)施例。
在圖1中，1、選通輸入端，2、 一位編碼開(kāi)關(guān)，3、 二極管，4、電阻，5、編碼信號(hào)輸出端。
具體實(shí)施方式

在圖1中，選通輸入端(1)、 一位編碼開(kāi)關(guān)(2)、 二極管(3)、電阻(4)串聯(lián)；編碼信號(hào) 輸出端(5)連接在二極管與電阻的連接點(diǎn)上。在應(yīng)用電路中，輸入端(1)連接在單片機(jī)的一 個(gè)輸出腳上，輸出端(5)連接在單片機(jī)的一個(gè)輸出腳上。讀編碼的過(guò)程如下讀碼時(shí)，單片機(jī) 輸出高電平加在編碼開(kāi)關(guān)(2)上面的接點(diǎn)上，如果該位開(kāi)關(guān)處于分?jǐn)酄顟B(tài)，則編碼開(kāi)關(guān)(2) 下面的接點(diǎn)，也就是二極管的正端沒(méi)有接通高電平，二極管的下端，也就是輸出端(5)因?yàn)橛?br> 電阻接地仍處于低電平，單片機(jī)讀該位編碼值為邏輯"0",即讀入低電平；否則如果該位開(kāi)關(guān)
處于分?jǐn)酄顟B(tài)，則因?yàn)槎O管的正端接通高電平，經(jīng)過(guò)二極管在電阻的上端，也就是輸出端(5) 就有高電平輸出，單片機(jī)讀該位編碼值為邏輯"1"，
在圖2所示實(shí)施例中，1和2分別是兩組具有6位的編碼開(kāi)關(guān)，3是單片機(jī)，4是電阻，5 是二極管。6和7分別是單片機(jī)的兩個(gè)輸出腳，8是單片機(jī)的輸入口的6個(gè)腳位。讀第一組編碼 開(kāi)關(guān)(1)的過(guò)程如下首先單片機(jī)3的輸出腳(7)輸出高電平加在編碼組(1)的上端，這時(shí)， 依據(jù)編碼開(kāi)關(guān)各位接通和斷開(kāi)的狀態(tài)，按照對(duì)圖1原理的說(shuō)明可知，在單片機(jī)的輸入口就可以 讀到6位相應(yīng)的碼值，該組編碼值讀入后，單片機(jī)3的輸出腳(7)輸出低電平，通過(guò)單片機(jī)3 的輸出腳(6)輸出高電平選通第二組編碼開(kāi)關(guān)，完成讀碼后，整個(gè)編碼電路轉(zhuǎn)入零功耗等待狀 態(tài)。
在第二個(gè)實(shí)施例中，圖3、圖4分別是它的接線原理圖和制作成電路模塊的原理圖。圖中 的地址端"A" (AO, A1、 A2)可以任意組合成編碼組接在單片機(jī)的輸出端，而圖中的數(shù)據(jù)端"D" (D0， D1， D2)則應(yīng)分別接在單片機(jī)輸出端的相應(yīng)腳位上，圖中"GND"是接地。通過(guò)使用依 據(jù)本實(shí)用新型原理制作的專用模塊，參照附圖2，即按照?qǐng)D2配接單片機(jī)和機(jī)械編碼開(kāi)關(guān)，便 可以設(shè)計(jì)多編碼位的實(shí)用的超低功耗的電路。
權(quán)利要求1、一種超低功耗編碼電路，其特征在于，僅使用一個(gè)二極管和一個(gè)電阻構(gòu)成一個(gè)基本的位編碼電路，用一個(gè)基本的位編碼電路，與一位機(jī)械編碼開(kāi)關(guān)連接，再將機(jī)械編碼開(kāi)關(guān)另一端連接單片機(jī)的一個(gè)輸出腳，將二極管負(fù)端與電阻連接處接至單片機(jī)的一個(gè)輸入腳，電阻的另一端接地，便可以構(gòu)成一位完整的編碼應(yīng)用電路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低功耗編碼電路，其特征在于，可以任意并接成多位編碼電路，多個(gè)編碼位電路可以分成多個(gè)編碼組，每個(gè)編碼組分別由單片機(jī)的一個(gè)輸出位選通和供電，不同組相同的編碼位可以接通并同時(shí)接到單片機(jī)輸入口相同的腳位上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低功耗編碼電路，其特征在于，多個(gè)編碼位由二極管隔離，使各個(gè)位的碼值互不影響。
專利摘要一種超低功耗編碼電路。它僅使用一個(gè)電阻和一位編碼開(kāi)關(guān)構(gòu)成一個(gè)基本的位編碼電路。編碼開(kāi)關(guān)某一位的一端連接單片機(jī)的一個(gè)輸出腳，編碼開(kāi)關(guān)該位的另一端連接一個(gè)電阻，和一個(gè)二極管的正極，二極管的負(fù)端連接單片機(jī)的一個(gè)輸入腳，電阻的另一端接地；多個(gè)編碼位的輸出分別通過(guò)隔離二極管接到單片機(jī)輸入口的不同腳位；多個(gè)編碼位組成一組由單片機(jī)的一個(gè)輸出腳位在讀碼瞬間輸出高電平，一方面作為該編碼組的選擇信號(hào)，一方面作為電源向該組供電，隨后，單片機(jī)讀入該組編碼的狀態(tài)值，并在讀碼后停止向該組供電，停止選擇本編碼組；多個(gè)編碼組的狀態(tài)值被讀出后，編碼電路處于零功耗等待狀態(tài)。本實(shí)用新型的效果在于，把編碼電路的功耗降到了最低，有利于改善電路的熱性能和提高可靠性。附圖是一個(gè)三位編碼電路的接線原理圖。圖中的地址端“A”(A0，A1、A2)可以任意組合成編碼組接在單片機(jī)的輸出端，而圖中的數(shù)據(jù)端“D”(D0，D1，D2)則應(yīng)分別接在單片機(jī)輸出端的相應(yīng)腳位上，圖中“GND”是接地。通過(guò)使用依據(jù)本實(shí)用新型原理制作的專用模塊，配接單片機(jī)和機(jī)械編碼開(kāi)關(guān)，便可以設(shè)計(jì)多編碼位的實(shí)用的超低功耗的電路。
文檔編號(hào)G06F7/00GK201281848SQ20082005575
公開(kāi)日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月27日
發(fā)明者張若愚 申請(qǐng)人:寧波天安(集團(tuán))股份有限公司