一种汽车电子中经常使用的开关量检测电路

一、什么是低有效开关？

众所周知如下图所示汽车上有非常多的开关。所谓的低有效开关就是指开关两端，一端接车身地(即电池负极)，另外一端接到控制器去检测该开关状态，这类开关称为低有效开关。

而笔者了解到低有效开关相对高有效开关主要区别是省线束，该开关的回地直接通过车身悬架就回电池负极了。

二、原理图

下面是低有效检测的原理图及外接开关的等效原理图，需要特别说明的是从从插件端右侧的都是控制器内部的原理，插件端左侧的示例汽车上的线束，开关。

三、原理讲解

在检测开关状态前，首先必须要将VCC输出供电，当开关断开时MCU IO上检测到的高电平，当开关闭合时MCU IO上检测到低电平。以此来判断外部开关的状态。

下面是每部分电路的详细功能讲解：

1.R1电阻是为了在开关闭合时给开关提供湿润电流，利用湿润电流来保证开关不被氧化。设计时需要注意开关湿润电流的设计规范。要符合整车厂的相关定义。

2.C1是个ESD电容，用于防止ESD损坏控制器内部电路。

3.R2是用来限流的，防止插件处端短电源和VCC输出时对MCU IO的灌电流太大烧毁MCU IO。设计时R2的选择要注意MCUIO的injection current，要使R2在供电及ESD工况下都不能损坏MCU IO，一般都是几十千欧到上百千欧。

4.R2与C2组成RC一阶低通滤波，防止外部干扰影响开关检测。一般建议R*C的值要大于1mS,一般都是先选定限流电阻R2后再选C2。特殊的开关频率或开关防抖要求需要根据相应需求选择。

5.供电VCC一般需要选择可关断的电源，不要是常供的电源，这样可以降低控制器在休眠状态下的整机静态电流和功耗。