多電平控制電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多電平控制電路，包括主控芯片和若干開關(guān)電路，所述主控芯片包括若干IO接口，每一開關(guān)電路包括一驅(qū)動端、一輸入端和一輸出端，每一IO接口分別與每一開關(guān)電路的驅(qū)動端電連接，每一開關(guān)電路的輸入端分別接入一電阻后電連接至不同的電源，每一開關(guān)電路的輸出端均接地，各開關(guān)電路的輸入端還分別接入一二極管后電連接于同一節(jié)點，所述開關(guān)電路用于在所述驅(qū)動端接收到所述IO接口的電平信號后導通或關(guān)斷，以使所述節(jié)點輸出不同的電平。本實用新型通過多個IO接口輸出的電平形成的電平組合，控制與每一IO接口連接的開關(guān)電路的通斷并形成通斷的組合，進而形成不同的電平輸出，更好地實現(xiàn)了與外部設(shè)備的控制和通訊。
【專利說明】
多電平控制電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型涉及集成電路領(lǐng)域，尤其涉及一種多電平控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 在很多控制系統(tǒng)中，需要主控芯片的10(輸入輸出）提供不同的輸出電平以及高阻 態(tài)來實現(xiàn)對外部設(shè)備的控制和通訊。對于很多單電源供電的主控芯片而言，10的輸出電平 只能設(shè)置為電源電壓或者〇v，其輸出電平值的數(shù)量只能為2個。因此對于單電源供電的主控 芯片的情形，其無法實現(xiàn)更多電平值的輸出，進而與外部設(shè)備實現(xiàn)更好的控制和通訊。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中對于單電源供電的主控芯 片的情形，其無法實現(xiàn)更多電平值的輸出，進而與外部設(shè)備實現(xiàn)更好的控制和通訊的缺陷， 提供一種多電平控制電路。
[0004] 本實用新型是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：
[0005] -種多電平控制電路，其特點在于，包括主控芯片和若干開關(guān)電路，所述主控芯片 包括若干10接口，每一開關(guān)電路包括一驅(qū)動端、一輸入端和一輸出端，每一10接口分別與每 一開關(guān)電路的驅(qū)動端電連接，每一開關(guān)電路的輸入端分別接入一電阻后電連接至不同的電 源，每一開關(guān)電路的輸出端均接地，各開關(guān)電路的輸入端還分別接入一二極管后電連接于 同一節(jié)點，所述開關(guān)電路用于在所述驅(qū)動端接收到所述10接口的電平信號后導通或關(guān)斷， 以使所述節(jié)點輸出不同的電平。
[0006] 較佳地，所述開關(guān)電路包括三極管和場效應(yīng)管。
[0007] 較佳地，所述二極管為肖特基二極管。
[0008] 較佳地，所述電阻的阻值為lkohm(千歐姆)-lOOkohm。
[0009] 較佳地，所述電源的電壓為1.8V-20V (伏）。
[0010] 較佳地，所述主控芯片包括MCU(Microcontroller Unit，微控制單元)芯片和DSP (Digital Signal Processing，數(shù)字信號處理)芯片。
[0011] 本實用新型的積極進步效果在于:本實用新型通過主控芯片的10接口上輸出的高 低電平，來控制開關(guān)電路的通斷，使得節(jié)點能夠輸出不同的電平。由于每一 10接口輸出的電 平具有高電平和低電平，多個10接口輸出的電平則會形成若干電平組合，從而根據(jù)每一電 平組合控制與每一 10接口連接的開關(guān)電路的通斷，并形成開關(guān)電路的通斷的組合，進而形 成不同的電平輸出，更好地實現(xiàn)了與外部設(shè)備的控制和通訊。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本實用新型的多電平控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖2為本實用新型的多電平控制電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0014] 下面通過實施例的方式進一步說明本實用新型，但并不因此將本實用新型限制在 所述的實施例范圍之中。
[0015] 本實施例提供一種多電平控制電路，如圖1所示，包括主控芯片1和若干開關(guān)電路 2,本實施例的開關(guān)電路的數(shù)量為3個，所述主控芯片1可為單片機MCU芯片，或者是DSP芯片， 所述主控芯片1包括若干10接口 11，每一開關(guān)電路2包括一驅(qū)動端、一輸入端和一輸出端，每 一 10接口分別與每一開關(guān)電路的驅(qū)動端電連接，每一開關(guān)電路的輸入端分別接入一電阻后 電連接至不同的電源，每一開關(guān)電路的輸出端均接地，各開關(guān)電路的輸入端還分別接入一 二極管3后電連接于同一節(jié)點，所述開關(guān)電路用于在所述驅(qū)動端接收到所述10接口的電平 信號后導通或關(guān)斷，以使所述節(jié)點輸出不同的電平。
[0016] 所述開關(guān)電路可為三極管或場效應(yīng)管，由于場效應(yīng)管的導通電阻小，壓降小，因此 采用場效應(yīng)管效果更好。而場效應(yīng)管可分為結(jié)型場效應(yīng)管和絕緣柵型場效應(yīng)管，根據(jù)不同 的分類方式分為N溝道和P溝道，或者增強型和耗盡型，而本實施例控制開關(guān)電路輸出多種 電平的原理均能適用于該些場效應(yīng)管。
[0017] 所述二極管為肖特基二極管。肖特基二極管具有開關(guān)頻率高和正向壓降低的優(yōu) 點，因此在節(jié)點輸出不同的電平時該二極管上的壓降可以忽略不計。由于多個開關(guān)電路的 輸入端均接入有一二極管后電連接于同一節(jié)點，因此該二極管的設(shè)置能夠防止電流的倒 灌，也即防止節(jié)點的輸出電壓與其它的開關(guān)電路形成通電回路。
[0018] 所述電阻的阻值為lkohm(千歐姆)-100kohm。所述電源的電壓為1.8V-20V(伏）。為 了更充分地說明本實施例的多電平控制電路的工作原理，本實施例以主控芯片的三個10接 口與三個N溝道的場效應(yīng)管的驅(qū)動端，即柵極連接為例，如圖2所示，三個10接口分別用101， 102，103表示，三個場效應(yīng)管分別用以，〇2,〇3表示，場效應(yīng)管以的輸入端接入1001(歐姆的電 阻R1后電連接至3.3V的電源電壓，Q1的輸入端還接入二極管D1。
[0019]同理，場效應(yīng)管Q2的輸入端接入1K歐姆的電阻R2后電連接至5V的電源電壓，Q2的 輸入端還接入二極管D2;場效應(yīng)管Q3的輸入端接入1K歐姆的電阻R3后電連接至1.8V的電源 電壓，Q3的輸入端還接入二極管D3。而Ql，Q2，Q3的輸出端均接地GND，而該節(jié)點用vout表示。
[0020]其中，主控芯片的10接口輸出高電平用1表示，低電平用0表示，主控芯片由單電源 為其供電，因此，根據(jù)本實施例的多電平控制原理，10接口輸出的電平組合與節(jié)點輸出的電 平值如下表1所示：
[0021 ]表1主控芯片的10接口輸出的電平組合對應(yīng)的節(jié)點的輸出電壓

[0024]由表1可以看出，在電平組合1中，當接口 101輸出低電平時，Q1無法導通，Q1的漏極 和源極相當于開路，Q1的電源電壓3.3V使二極管D1導通；當接口 102輸出高電平時，Q2導通， Q2的漏極和源極相當于短路，Q2的輸入端的節(jié)點相當于直接接地，使得二極管D2無法導通； 當接口 103輸出高電平時，Q3導通，Q3的漏極和源極相當于短路，Q3的輸入端的節(jié)點相當于 直接接地，使得二極管D3無法導通，因此，由于D1的壓降可忽略不計，因此，在電平組合1的 情況下，節(jié)點vout的輸出電壓則為3.3V。
[0025] 同理，對于電平組合2、電平組合3以及電平組合4的控制原理均與電平組合1的控 制原理相同，在電平組合4中，二極管D1，D2，D3均視為開路，即可成為輸入電阻或輸出電阻 無限大的高阻態(tài)。
[0026]而當本實施例的場效應(yīng)管為P溝道型時，場效應(yīng)管則是在低電平時導通，高電平時 無法導通，基于類似的原理，則可進一步控制節(jié)點vout的輸出電平。
[0027]可見，本實施例通過主控芯片的10接口上輸出的高低電平，來控制開關(guān)電路的通 斷，使得節(jié)點能夠輸出不同的電平。由于每一 10接口輸出的電平具有高電平和低電平，多個 10接口輸出的電平則會形成若干電平組合，從而根據(jù)每一電平組合控制與每一 10接口連接 的開關(guān)電路的通斷的組合，進而形成不同的電平輸出，如3.3^5^1.8^(^以及高阻態(tài)的輸 出，而不再只是單電源所輸出的電源電壓和〇v，更好地實現(xiàn)了與外部設(shè)備的控制和通訊。
[0028]雖然以上描述了本實用新型的【具體實施方式】，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解， 這些僅是舉例說明，本實用新型的保護范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人 員在不背離本實用新型的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修 改，但這些變更和修改均落入本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種多電平控制電路，其特征在于，包括主控芯片和若干開關(guān)電路，所述主控芯片包 括若干IO接口，每一開關(guān)電路包括一驅(qū)動端、一輸入端和一輸出端，每一IO接口分別與每一 開關(guān)電路的驅(qū)動端電連接，每一開關(guān)電路的輸入端分別接入一電阻后電連接至不同的電 源，每一開關(guān)電路的輸出端均接地，各開關(guān)電路的輸入端還分別接入一二極管后電連接于 同一節(jié)點，所述開關(guān)電路用于在所述驅(qū)動端接收到所述IO接口的電平信號后導通或關(guān)斷， 以使所述節(jié)點輸出不同的電平。2. 如權(quán)利要求1所述的多電平控制電路，其特征在于，所述開關(guān)電路包括三極管和場效 應(yīng)管。3. 如權(quán)利要求1所述的多電平控制電路，其特征在于，所述二極管為肖特基二極管。4. 如權(quán)利要求1所述的多電平控制電路，其特征在于，所述電阻的阻值為Ikohm-IOOkohm05. 如權(quán)利要求1所述的多電平控制電路，其特征在于，所述電源的電壓為1.8V-20V。6. 如權(quán)利要求1所述的多電平控制電路，其特征在于，所述主控芯片包括MCU芯片和DSP 芯片。
【文檔編號】H03K17/76GK205596091SQ201620367744
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】阮頤, 張勇, 宋清亮, 陳水洲
【申請人】上海貝嶺股份有限公司