一种模拟开关电路及其控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113131914A(43)申请公布日2021.07.16(21)申请号202110452304.1(22)申请日2021.04.26(71)申请人苏州恒境环保科技有限公司地址215123江苏省苏州市工业园区华云路1号桑田岛科创园1号楼4006室(72)发明人魏招锋韦献国张碧霞(74)专利代理机构南京苏科专利代理有限责任公司32102代理人陈忠辉(51)Int.Cl.H03K17/687(2006.01)H03K17/14(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种模拟开关电路及其控制方法(57)摘要本发明揭示了一种模拟开关电路及其控制方法，该电路由数据处理模块、开关指令中转模块和模拟开关模块构成，其中数据处理模块内置用于发出开关指令和串行数据的MCU；开关指令中转模块设有用于增强开关指令带载能力的三态输出八路收发器和用于数字信号识别并扩展的移位寄存器；该MCU输出的开关指令经信号增强与串行数据一并输入移位寄存器，且移位寄存器的并行输出分组接入四双向模拟开关，得到8倍数个并行独立的采集通道。应用本发明模拟开关电路的技术解决方案，采用低功耗、低成本的集成IC替代继电器组件成为控制开关功能的扩展核心部件，有利于降低电路功耗，减少电路对PCB尺寸及数量要求，降低电路为散热所增加的不必要成本。CN113131914ACN113131914A权利要求书1/1页1.一种模拟开关电路，其特征在于由数据处理模块、开关指令中转模块和模拟开关模块构成，其中所述数据处理模块内置用于发出开关指令和串行数据的MCU；所述开关指令中转模块设有用于增强开关指令带载能力的三态输出八路收发器74HC245和用于数字信号识别并扩展的移位寄存器74HC595；所述模拟开关模块设有两组以上用于扩展采集通道的四双向模拟开关CD4066，所述MCU输出的开关指令经信号增强与串行数据一并输入移位寄存器74HC595，且移位寄存器74HC595的8个并行输出接入两组四双向模拟开关CD4066，得到8n个并行独立的采集通道，n为所含移位寄存器74HC595的个数。2.根据权利要求1所述模拟开关电路，其特征在于：每个所述四双向模拟开关CD4066中各采集通道的一端均与数据处理模块信号总线相连。3.根据权利要求1所述模拟开关电路，其特征在于：所述数据处理模块内至少集成有用于ADC转换、按键扫描检测、运算放大、比较的功能器件。4.根据权利要求1所述模拟开关电路，其特征在于：所述开关指令中转模块设有16个移位寄存器74HC595，且相邻移位寄存器74HC595通过串行输出Q7’对接串行移位输入DS进行串联；所述MCU的串行数据输入并移位遍历所有移位寄存器74HC595。5.根据权利要求1所述模拟开关电路，其特征在于：每个所述移位寄存器74HC595及其对应的两组四双向模拟开关CD4066所构成的支路中，随控制信号流向还接设有达林顿管ULN2803和上拉电阻。6.根据权利要求1所述模拟开关电路，其特征在于：所述三态输出八路收发器74HC245集成有双P沟道增强型MOS管，用于对开关指令增强带载能力。7.一种模拟开关电路的控制方法，其特征在于：利用数据处理模块内置MCU的三个I/O口分别输出开关指令、串行数据和作为与扩展所得各采集通道相连的信号总线，其中开关指令为标准SPI信号；在开关指令中转模块中，利用三态输出八路收发器74HC245对标准SPI信号增强带载能力，并利用一个以上移位寄存器74HC595将串行数据转化、扩展得到n组8个并行输出的I/O信号，n为所含移位寄存器74HC595的个数；利用所得并行输出的I/O信号，分路接入并扩展若干组四双向模拟开关CD4066，得到8n个并行独立的采集通道。8.根据权利要求7所述模拟开关电路的控制方法，其特征在于：在移位寄存器74HC595的输出端与四双向模拟开关CD4066的控制端之间依次接入达林顿管ULN2803和上拉电阻，利用达林顿管ULN2803隔离前后两端的过量压差。9.根据权利要求7所述模拟开关电路的控制方法，其特征在于：在开关指令中转模块内，通过串行输出Q7’对接串行移位输入DS的方式逐一将16个移位寄存器74HC595相串联，且每个移位寄存器74HC595的8个并行输出接入两组四双向模拟开关CD4066，得到128个并行独立的采集通道。2CN113131914A说明书1/4页一种模拟开关电路及其控制方法技术领域[0001]本发明涉及一种用于电子设备的模拟开关电路及其控制方法，尤其涉及一种可在一定功率范围内替代继电器、扩展数据采集I/O口的电路，属于集成电路应用领域。背景技术[0002]随着社会生活和工业生产的飞速发展，各行各业