多功能电路

摘要

本发明适用于电路技术领域，提供了一种多功能电路。该多功能电路包括信号输入端、信号输出端和可编程逻辑器件，所述可编程逻辑器件包括功能模块和主控模块，每一所述功能模块与所述主控模块相连；所述功能模块包括第一模数转换模块和锁相环模块，还包括数据传输控制模块、温度采集模块、电源管理模块和自定义逻辑模块中的至少一种；所述可编程逻辑器件用于接收所述信号输入端输入的原始信号，通过所述功能模块和所述主控模块对所述原始信号进行处理形成目标信号，并将所述目标信号通过所述信号输出端输出。该多功能电路集成度较高，电路板的面积较小，而且运行速度快。

权利要求

1.一种多功能电路，包括信号输入端和信号输出端，其特征在于，还包括可编程逻辑器件，所述可编程逻辑器件包括功能模块和主控模块，每一所述功能模块与所述主控模块相连；所述功能模块包括第一模数转换模块和锁相环模块，还包括数据传输控制模块、温度采集模块、电源管理模块和自定义逻辑模块中的至少一种；

所述可编程逻辑器件用于接收所述信号输入端输入的原始信号，通过所述功能模块和所述主控模块对所述原始信号进行处理形成目标信号，并将所述目标信号通过所述信号输出端输出；

所述多功能电路还包括模拟多路复用器和复用器控制逻辑模块；

所述模拟多路复用器，用于连接所述信号输入端和所述第一模数转换模块，用于接收所述原始信号，在所述原始信号的并行路数大于第一阈值时，向所述复用器控制逻辑模块发送第一请求控制信号；

所述复用器控制逻辑模块，设置在所述可编程逻辑器件上，并与所述模拟多路复用器相连，用于接收所述第一请求控制信号，并根据所述第一请求控制信号控制所述模拟多路复用器，将所述原始信号分批次发送至所述第一模数转换模块。

2.根据权利要求1所述的多功能电路，其特征在于，所述原始信号包括被测电压信号和/或被测电流信号；

所述第一模数转换模块，用于接收所述被测电压信号和/或所述被测电流信号并进行模数转换，形成第一数字信号并发送给所述主控模块；

所述主控模块，用于接收所述第一数字信号，根据所述第一数字信号生成第一控制信号并发送给所述电源管理模块；

所述电源管理模块，用于根据所述第一控制信号控制外部电路的电源开关。

3.根据权利要求2所述的多功能电路，其特征在于，还包括第二模数转换模块；

所述第二模数转换模块，用于在所述原始信号的并行路数大于所述第一阈值时，对部分所述原始信号进行模数转换处理，将处理结果发送至所述主控模块，以及将未经过所述第二模数转换模块处理的原始信号发送至所述第一模数转换模块。

4.根据权利要求1所述的多功能电路，其特征在于，所述原始信号包括温度信号；

所述温度采集模块，与所述主控模块相连，用于读取所述温度信号并发送给所述主控模块；

所述主控模块，用于接收所述温度信号，根据所述温度信号生成第二控制信号并发送给所述电源管理模块；

所述电源管理模块，用于根据所述第二控制信号控制外部电路的电源开关。

5.根据权利要求1所述的多功能电路，其特征在于，所述原始信号包括外部终端控制信号；所述多功能电路还包括数据传输模块；

所述数据传输控制模块，与所述数据传输模块相连，用于向所述数据传输模块发送数据传输控制指令；

所述数据传输模块，与外部终端通过所述信号输入端相连，用于接收所述外部终端控制信号和所述数据传输控制指令，并根据所述数据传输控制指令将所述外部终端控制数据传输为所述主控模块能够识别的第三控制信号后发送给所述主控模块；

所述主控模块，用于接收所述第三控制信号，并根据所述第三控制信号控制外部电路的电源开关，以及判断外部电路的电压是否超出预设范围、外部电路的电流是否大于第二阈值或外部电路的温度是否超过第三阈值。

6.根据权利要求5所述的多功能电路，其特征在于，还包括：外部终端检测模块，与所述信号输入端和所述主控模块相连，用于通过所述信号输入端与外部终端相连，检测是否有外部终端接入，并将检测结果发送给所述主控模块；

所述外部终端检测模块检测到外部终端接入时，将检测结果发送给所述主控模块；所述主控模块设定所述外部终端对外部电路电源的控制使能，并通过所述数据传输模块接收所述外部终端的控制指令，根据所述控制指令对所述外部电路的电源进行控制；

所述外部终端检测模块未检测到所述外部终端接入时，或所述外部终端检测模块检测到所述外部终端接入但所述主控模块未设定所述外部终端对外部电路电源的控制使能，则所述可编程逻辑器件控制所述外部电路的电源开关；其中，所述可编程逻辑器件设置有多个控制通道，每个控制通到对应所述外部电路中的一个功能电路模块。

7.根据权利要求6所述的多功能电路，其特征在于，所述可编程逻辑器件控制所述外部电路的电源具体为：若所述多功能电路的工作启动时长大于所述可编程逻辑器件的某个控制通道的预设延时时长，则通过该控制通道控制所述外部电路中对应的功能电路模块的电源开关。

8.根据权利要求1所述的多功能电路，其特征在于，所述原始信号包括时钟源信号；

所述锁相环模块，与所述信号输入端和所述信号输出端相连，用于通过所述信号输入端接收所述时钟源信号，并将所述时钟源信号生成至少一个时钟信号，通过所述信号输出端发送给外部电路。

9.根据权利要求1所述的多功能电路，其特征在于，所述原始信号包括自定义控制逻辑设计信号；

所述自定义逻辑模块，与所述信号输入端和所述主控模块相连，用于接收所述自定义控制逻辑设计信号，并根据所述自定义控制逻辑设计信号生成自定义控制逻辑，发送给所述主控模块；

所述主控模块，用于接收所述自定义控制逻辑，并根据所述自定义控制逻辑，结合所述功能模块将所述原始信号处理形成所述目标信号。

10.根据权利要求1所述的多功能电路，其特征在于，还包括电源接口、电压调节电路和电流监控单元；

所述电压调节电路，通过所述电源接口与外部电源相连，用于将所述外部电源的电压调节为目标电压，为所述可编程逻辑器件和外部电路供电；

电流监控单元，两端分别与所述电压调节电路和所述可编程逻辑器件相连，用于检测所述电压调节电路的输出电流，并将检测结果发送至所述主控模块；

所述主控模块，用于在所述输出电流大于第二阈值时，切断所述电压调节电路与外部电源的连接，停止为所述可编程逻辑器件供电。

11.根据权利要求10所述的多功能电路，其特征在于，所述电源接口包括第一接口、第二接口和第三接口；

所述电压调节电路包括：

第一调节电路，分别与所述第一接口和所述电流监控单元相连，用于将所述外部电源的电压调节为第一目标电压，通过所述电流监控单元为所述可编程逻辑器件供电，以及通过所述第二接口为所述外部电路供电；

第二调节电路，两端分别与所述第三接口和所述电流监控单元相连，用于将所述第一目标电压调节为第二目标电压，为所述可编程逻辑器件供电，以及通过所述第三接口为所述外部电路供电；

所述电流监控单元，用于检测所述第一调节电路输出的第一电流，并将所述第一电流发送至所述主控模块，以使得所述主控模块在所述第一电流大于所述第二阈值时，切断供电单元，停止为所述可编程逻辑器件供电。

说明书

多功能电路

技术领域

[0001] 本发明属于电路技术领域，尤其涉及一种多功能电路。

背景技术

[0002] 随着电子技术的发展，电路的功能越来越复杂，但部分通用功能，如监视工作状态、管理电源开关、与计算机进行数据交互和时钟管理等，在多种电路中均需实现。因此，可以根据电路的通用功能，设计一个通用的电路装置，以能够减轻日后的电路设计工作。

[0003] 现有技术中，一种方案是通过可编程逻辑器件、外部ADC(Analog to Digital Convertor，模数转换器)、外部时钟管理芯片和外部配置存储器为核心，实现电路的通用功能；另一种方案是通过MCU(Microcontroller Unit，微控制器)或MPU(Microprocessor Unit，微处理器)，加上外部ADC和外部时钟管理芯片为核心，实现电路的通用功能。

[0004] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术方案至少存在以下不足：集成度较低，需要用到多个芯片，导致电路板成本高、面积大、功耗高；而采用微控制器或微处理器的技术方案中，还存在运行速度较低，同一时间仅能处理一项任务，且无法深度定制用户需要的逻辑功能。

发明内容

[0005] 有鉴于此，本发明实施例提供了一种多功能电路，以解决现有技术中现有技术中多功能电路集成度较低导致电路板面积大、成本高的问题。

[0006] 本发明实施例提供了一种多功能电路，包括信号输入端和信号输出端，还包括可编程逻辑器件，所述可编程逻辑器件包括至少两个功能模块和主控模块，每一所述功能模块与所述主控模块相连；所述功能模块包括第一模数转换模块和锁相环模块，以及数据传输控制模块、第一模数转换模块、温度采集模块、电源管理模块和自定义逻辑模块中的至少一种；

[0007] 所述可编程逻辑器件用于接收所述信号输入端输入的原始信号，通过所述功能模块和所述主控模块对所述原始信号进行处理形成目标信号，并将所述目标信号通过所述信号输出端输出。

[0008] 本发明实施例相对于现有技术所具有的有益效果：本发明实施例的可编程逻辑器件包括功能模块和主控模块，功能模块包括第一模数转换模块和锁相环模块，以及数据传输控制模块、温度采集模块、电源管理模块和自定义逻辑模块中的至少一种，可编程逻辑器件接收信号输入端输入的原始信号，通过功能模块和主控模块对原始信号进行处理形成目标信号，并将目标信号通过所述信号输出端输出，以控制外部电路，从而至少能够实现对外部电路进行监控、时钟管理、与外部终端进行数据交互、电源管理和用户自定义设计控制逻辑中的至少两种功能，而且数据通信控制模块、电源管理模块、第一模数转换模块、温度采集模块、锁相环模块和自定义逻辑模块集成在可编程逻辑器件中，因此使得整个多功能电路的集成度较高，进而能够缩小电路板的面积，降低功耗，而且运行速度快。

附图说明

[0009] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0010] 图1是本发明实施例提供的多功能电路的结构框图；

[0011] 图2是本发明实施例提供的多功能电路的电路框图；

[0012] 图3是本发明实施例提供的被测电流和/或电压信号的并行路数不超过第一阈值时，对被测电流和/或电压信号的处理示意图；

[0013] 图4是本发明实施例提供的被测电流和/或电压信号的并行路数超过第一阈值时，对被测电流和/或电压信号的处理示意图；

[0014] 图5是本发明实施例提供的被测电流和/或电压信号的并行路数超过第一阈值时，对被测电流和/或电压信号的另一种处理示意图；

[0015] 图6是本发明实施例提供的对外部电路温度的检测示意图；

[0016] 图7是本发明实施例提供的与外部终端进行数据交互的示意图；

[0017] 图8是本发明实施例提供的对外部电路电源管理的工作示意图；

[0018] 图9是本发明实施例提供的时钟管理示意图；

[0019] 图10是本发明实施例提供的用户自定义逻辑的示意图；

[0020] 图11是本发明实施例提供的供电电路示意图。

具体实施方式

[0021] 以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

[0022] 为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

[0023] 图1示出了本发明实施例提供的多功能电路的结构框图，参见图1，该多功能电路包括信号输入端和信号输出端，还包括可编程逻辑器件100。所述可编程逻辑器件100包括功能模块和主控模块107，每一所述功能模块与所述主控模块107相连。所述功能模块可以包括第一模数转换模块101和锁相环(Phase-Locked Loop，PLL)模块102。所述功能模块还包括数据传输控制模块105、电源管理模块106、温度采集模块103、和自定义逻辑模块104中的至少一种。所述可编程逻辑器件100用于接收所述信号输入端输入的原始信号，通过所述功能模块和所述主控模块107对所述原始信号进行处理形成目标信号，并将所述目标信号通过所述信号输出端输出。

[0024] 上述多功能电路，可编程逻辑器件包括功能模块和主控模块，功能模块包括第一模数转换模块101和锁相环模块102，以及数据传输控制模块、温度采集模块、电源管理模块和自定义逻辑模块中的至少一种；可编程逻辑器件接收信号输入端输入的原始信号，通过功能模块和主控模块对原始信号进行处理形成目标信号，并将目标信号通过所述信号输出端输出，以控制外部电路，从而至少能够实现对外部电路进行监控、时钟管理、与外部终端进行数据交互、电源管理和用户自定义设计控制逻辑中的至少两种功能，而且数据传输控制模块、电源管理模块、第一模数转换模块、温度采集模块、锁相环模块和自定义逻辑模块集成在可编程逻辑器件中，因此使得整个多功能电路的集成度较高，进而能够缩小电路板的面积，降低功耗，而且运行速度快。

[0025] 一个实施例中，所述原始信号包括被测电压信号和/或被测电流信号。所述第一模数转换模块101，用于接收所述被测电压信号和/或所述被测电流信号并进行模数转换，形成第一数字信号并发送给所述主控模块107。所述主控模块107，用于接收所述第一数字信号，并根据所述第一数字信号生成第一控制信号并发送给电源管理模块106。电源管理模块106，用于根据所述第一控制信号控制所述外部电路的电源开关。例如，可以在外部电路的电压是否超出预设范围和/或外部电路的电流大于第二阈值时，主控模块107生成所述第一控制信号，以使得电源管理模块106关闭外部电路的电源开关。

[0026] 参见图1和图3，在被测电流和/或电压信号的并行路数不超过第一阈值时，将被测电流和/或电压信号直接送入第一模数转换模块101，在可编程逻辑器件100的ADC控制逻辑的管理下，对被测电流和/或电压信号进行模数转换处理(例如采样和量化)，并将获取的数据发送至主控模块107，进行下一步处理，如上传给计算机，检测被测电流和/或电压信号是否超过所设的阈值。

[0027] 参见图1和图2，一个实施例中，该多功能电路还可以包括信号处理模块400。其中，信号处理模块400，两端分别与所述信号输入端和第一模数转换模块101相连，用于在所述被测电流和/或电压信号的并行路数大于第一阈值时，将所述被测电流和/或电压信号分批次发送至第一模数转换模块101。或，信号处理单元400用于在所述被测电流和/或电压信号的并行路数大于第一阈值时，对部分所述被测电流和/或电压信号进行外部模数转换处理后，将处理结果发送至所述主控模块107，以及将未经过所述信号处理单元400处理的被测电流和/或电压信号发送至所述第一模数转换模块101进行模数转换器处理。

[0028] 作为一种可实施方式，所述信号处理模块400可以包括模拟多路复用器，所述多功能电路还包括复用器控制逻辑模块。所述模拟多路复用器，用于连接所述信号输入端和所述第一模数转换模块，用于接收所述原始信号，在所述原始信号的并行路数大于第一阈值时，向所述复用器控制逻辑模块发送第一请求控制信号。其中，第一阈值为与所述第一模数转换单元101的并行处理能力相关的数值，例如为8。

[0029] 所述复用器控制逻辑模块，设置在所述可编程逻辑器件100上，并与所述模拟多路复用器相连，用于接收所述第一请求控制信号，并根据所述第一请求控制信号控制所述模拟多路复用器，将所述原始信号分批次发送至所述第一模数转换模块。

[0030] 参见图4，所述第一模数转换模块101能够同时对8路的被测电流和/或电压信号进行模数转换处理，则在被测电流和/或电压信号超过8路时，被测电流和/或电压信号先进入所述模拟多路复用器。在所述复用器控制逻辑模块108的管理下，该模拟多路复用器依次选择其中一部分信号(少于或等于8路被测电流和/或电压信号)发送至所述第一模数转换模块101，在可编程逻辑器件100的ADC控制逻辑的管理下，对被测电流和/或电压信号进行模数转换处理(例如采样和量化)，直至所有的被测电流和/或电压信号被所述第一模数转换模块101处理完。本实施例中，所述模拟多路复用器可以采用美国TI公司的芯片SN74LV4051A，但并不以此为限。

[0031] 作为另一种可实施方式，所述多功能电路可以包括第二模数转换模块。所述第二模数转换模块，用于在所述原始信号的并行路数大于所述第一阈值时，对部分所述原始信号进行模数转换处理，将处理结果发送至所述主控模块107，以及将未经过所述第二模数转换模块处理的原始信号发送至所述第一模数转换单元101。

[0032] 参见图5，被测的电流和/或电压信号超过8路时，所述第二模数转换模块可以先对部分所述被测电流和/或电压信号进行模数转换处理，以使得剩余的所述被测电流和/或电压信号的路数在所述第一模数转换模块101的并行处理能力范围内。例如，所述第一模数转换模块101能够同时处理8路的被测电流和/或电压信号，而被测电流和/或电压信号为12路，则所述第二模数转换模块可以在可编程逻辑器件100的外部ADC控制逻辑的控制下，对其中的至少四路被测电流和/或电压信号进行模数转换处理，并将处理结果发送至可编程逻辑器件100的主控模块107。所述第一模数转换模块101在可编程逻辑器件100的ADC控制逻辑的控制下，对剩余的不多于8路的被测电流和/或电压信号进行模数转换处理，并将处理结果发送至可编程逻辑器件100的主控模块107。本实施例中，第二模数转换模块可以采用美国TI公司的芯片ADC108S022，但并不以此为限。

[0033] 另外，在其他实施例中，所述多功能电路可以同时包括模拟多路复用器和第二模拟转换模块，在被测电流和/或电压信号的并行路数大于第一阈值时，根据可编程逻辑器件100的控制，通过所述模拟多路复用器将一部分所述被测电流和/或电压信号分批次发送至第一模数转换模块101，以及将剩余的所述被测电流和/或电压信号发送至所述第二模拟转换模块进行模数转换处理，具体过程可以参考图3和图4。

[0034] 一个实施例中，所述原始信号可以包括温度信号。参见图1和图6，所述温度采集模块103，与所述主控模块107连接，用于读取所述温度信号并发送给所述主控模块107。所述主控模块107，用于接收所述温度信号，根据所述温度信号生成第二控制信号并发送给所述电源管理模块106。所述电源管理模块106，用于根据所述第二控制信号控制外部电路的电源开关。例如，在外部电路的温度高于第三阈值时，关闭外部电路的电源开关。

[0035] 具体的，所述温度信号可以通过集成数字温度传感器获取外部电路的温度，然后温度采集模块103采集温度集成数字温度传感器获取到的温度信号。温度采集模块103可以将采集到的温度信号通过数字接口将数字化的温度值直接发送给所述主控模块107。所述温度传感器可以为设置在电路板上的集成数字温度传感器。温度采集模块103通过所述温度传感器采集外部电路的温度信号，并发送至主控模块107，以进行下一步处理，例如上传给计算机，检测被测温度是否超过所设的阈值。本实施例中，所述温度传感器可以采用美国MAXIM公司的芯片MAX6697，但并不以此为限。

[0036] 另外，主控模块107还可以根据所述第一数字信号和所述温度信号，生成一个总控制信号发给所述电源管理模块106。电源管理模块106根据所述总控制信号控制外部电路的电源开关。

[0037] 一个实施例中，所述原始信号可以包括外部终端控制信号。所述多功能电路还包括数据传输模块200。所述数据传输控制模块105，与所述数据传输模块200相连，用于向所述数据传输模块200发送数据传输控制指令。所述数据传输模块200，与外部终端通过所述信号输入端相连，用于接收所述外部终端控制信号和所述数据传输控制指令，并根据所述数据传输控制指令将所述外部终端控制数据传输为所述主控模块107能够识别的第三控制信号后发送给所述主控模块107。所述主控模块107，用于接收所述第三控制信号，并根据所述第三控制信号控制外部电路的电源开关，以及判断外部电路的温度是否超过第二阈值、外部电路的电压是否超出预设范围和外部电路的电流是否大于第三阈值。

[0038] 其中，主控模块107发送给所述外部终端的数据可以为采集到的外部电路的数据；所述外部终端发送给主控模块107的数据可以为根据主控模块107发送来的数据而生成的控制指令，但并不以此为限。

[0039] 参见图2，一个实施例中，数据传输模块200可以包括USB接口和USB-UART转换单元。其中，USB接口，与所述外部终端相连，用于接收所述外部终端发送的USB协议数据和所述主控模块107发送的UART协议数据。USB-UART转换单元，两端分别与所述USB接口和所述主控模块107相连，用于将所述外部终端发送的USB协议数据转换成UART协议数据发送至所述主控模块107，以及将所述主控模块107发送的UART协议数据转换成USB协议数据通过所述USB接口发送至所述外部终端。

[0040] 例如，所述外部终端可以为计算机。USB-UART转换单元可以采用USB-UART桥接芯片，例如美国Cypress公司的芯片CY7C64225，但并不以此为限。即，该多功能电路可以通过USB接口和USB-UART桥接芯片与计算机实现数据交互。参见图7，在所述数据传输控制模块105的控制下，USB-UART桥接芯片将来自计算机的USB协议数据转换成UART协议数据，传入主控模块107，以及将主控模块107的数据通过UART协议转换成USB协议的数据，通过USB接口上传给计算机。

[0041] 另外，还可以采用USB外设控制器，替代USB-UART桥接芯片，并更改控制逻辑，可以实现更高的通信速度。其中，USB外设控制器可以采用美国Cypress公司的芯片CY7C6801x系列。

[0042] 参见图2，一个实施例中，所述多功能电路还包括外部终端检测模块500。外部终端检测模块500，与所述信号输入端和所述主控模块107相连，用于通过所述信号输入端与外部终端相连，检测是否有外部终端接入，并将检测结果发送给所述主控模块107。

[0043] 其中，所述外部终端检测模块500检测到外部终端接入时，将检测结果发送给所述主控模块107。所述主控模块107设定所述外部终端对外部电路电源的控制使能，并通过所述数据传输模块200接收所述外部终端的控制指令，根据所述控制指令对所述外部电路的电源进行控制。

[0044] 所述外部终端检测模块500未检测到所述外部终端接入时，或所述外部终端检测模块500检测到所述外部终端接入但所述主控模块107未设定所述外部终端对外部电路电源的控制使能，则所述可编程逻辑器件100控制所述外部电路的电源开关。其中，所述可编程逻辑器件100设置有多个控制通道，每个控制通到对应所述外部电路中的一个功能电路模块。

[0045] 优选的，所述可编程逻辑器件控制100所述外部电路的电源具体为：若所述多功能电路的工作启动时长大于所述可编程逻辑器件的某个控制通道的预设延时时长，则通过该控制通道控制所述外部电路中对应的功能电路模块的电源开关。

[0046] 参见图8，所述多功能电路启动后，计时器开始工作，如果检测到USB接口与外部终端连接，则可接收所述外部终端的控制命令，进行初始化，如配置PC控制使能寄存器；

[0047] 当计时器的值超过USB接入检测延时值(例如5秒)后，USB接入状态被锁定；

[0048] 如果USB接入状态为已接入，且设定PC控制使能，则对外部电路的电源控制由计算机进行，否则对外部电路的电源控制由可编程逻辑器件100进行；

[0049] 如果对外部电路的电源控制由可编程逻辑器件100进行，则计时器的值超过可编程逻辑器件100各通道设置的延时值时，对应的可编程逻辑器件100的通道上电，如第4通道延时值设置为20秒，则所述多功能电路上电20秒时第4通道上电；

[0050] 在工作中，如果USB接入状态为已接入，则计算机设定PC控制使能后，即可对外部电路的电源进行控制；

[0051] 如果检测到电路电流过大或温度过高，对外部电路的电源控制信号被设为断电；电源控制信号可通过极性控制选择高电平有效或低电平有效。

[0052] 一个实施例中，所述原始信号可以包括时钟源信号。所述锁相环模块102，与所述信号输入端和所述信号输出端相连，用于通过所述信号输入端接收所述时钟源信号，并将所述时钟源信号生成至少一个时钟信号，通过所述信号输出端发送给外部电路。

[0053] 参见图1和图9，通过锁相环模块102，可使得时钟源产生单端或差分的经过倍频、分频、相位调整的时钟信号，为外部电路提供所需的多种时钟。其中，时钟源可以为引入该多功能电路外部的时钟源，也可为可编程逻辑器件100内部的时钟源。

[0054] 一个实施例中，所述原始信号可以包括自定义控制逻辑设计信号。所述自定义逻辑模块104，与所述信号输入端和所述主控模块107相连，用于接收所述自定义控制逻辑设计信号，并根据所述自定义控制逻辑设计信号生成自定义控制逻辑，发送给所述主控模块107。所述主控模块107，用于接收所述自定义控制逻辑，并根据所述自定义控制逻辑，结合所述功能模块将所述原始信号处理形成所述目标信号。具体的，参见图10，通过自定义逻辑模块104实现用户自定义控制逻辑，如有限状态机、编解码、高速数据传输等。

[0055] 参见图2，一个实施例中，所述多功能电路还可以包括电源接口(图未标)、电压调节电路(图未标)和电流监控单元301。所述电压调节电路，通过所述电源接口与外部电源相连，用于将所述外部电源的电压调节为所述目标电压，为所述可编程逻辑器件100和所述外部电路供电。电流监控单元301，两端分别与所述电压调节电路和所述可编程逻辑器件100相连，用于检测所述电压调节电路的输出电流，并将检测结果发送至所述主控模块107。所述主控模块107，用于在所述输出电流大于第二阈值时，切断所述电压调节电路与外部电源的连接，停止为所述可编程逻辑器件100供电，以实现对该多功能电路内部器件的保护。

[0056] 具体的，电流监控单元301可以为电流检测放大器，例如采用美国TI公司的芯片LMP8601。电流监控单元301将电流值按比例转换为电压值，然后发送至可第一模数转换单元101，即可获取对应的电流值。再通过第一模数转换单元101将得出的电流值发送给主控模块107。

[0057] 参见图2，所述电源接口可以包括第一接口、第二接口和第三接口。所述电压调节电路可以包括第一调节电路302和第二调节电路303。

[0058] 第一调节电路302，分别与所述第一接口和所述电流监控单元301相连，用于将所述外部电源的电压调节为第一目标电压，通过所述电流监控单元301为所述可编程逻辑器件100供电，以及通过所述第二接口为所述外部电路供电。其中，第一目标电压可以为5V，但并不以此为限。

[0059] 第二调节电路303，两端分别与所述第三接口和所述电流监控单元301相连，用于将所述第一目标电压调节为第二目标电压，为所述可编程逻辑器件100供电，以及通过所述第三接口为所述外部电路供电。本实施例中，第二目标电压可以为3V或3.3V，第二调节电路303可以为TI公司的芯片TPS79633，但并不以此为限。

[0060] 所述电流监控单元301，用于检测所述第一调节电路302输出的第一电流，并将所述第一电流发送至所述主控模块104，以使得所述主控模块104在所述第一电流大于所述第二阈值时，切断所述第一调节电路301与外部电源的连接，停止为所述可编程逻辑器件100供电。

[0061] 另外，所述电压调节电路还可以包括第三调节电路304。第三调节电路304的两端分别与所述电流监控单元301和可编程逻辑器件100相连，用于将第一目标电压调节为第三目标电压，为可编程逻辑器件100供电。本实施例中，第三目标电压可以为2.5V，第三调节电路304可以为TI公司的芯片TLV117125，但并不以此为限。

[0062] 参见图11，以下对所述多功能电路的供电方式进行详细说明：

[0063] 1)通过第一接口使用外部电源U1供电，经过5V电源电路(可对应于第一调节电路302)转换后输出5V电压，电源接口U2(可对应第二接口)可作为电源输出，供所嵌入的电路使用，然后通过PMOS管Q2为后续电路供电；

[0064] 2)通过第二接口使用外部电源接口U2供电，然后通过PMOS管Q2为后续电路供电，电源接口U1和5V电源电路不使用；

[0065] 3)通过USB供电，然后通过PMOS管Q3为后续电路供电。当外部供电和USB供电同时有效时，可编程控制器件100可以通过禁用控制关闭其中一路，例如当使用外部供电时，关闭USB供电通道，以节省USB功耗。供电电源通过电流监控单元301，该电流监控单元301将电流值按比例转换为电压值，然后进入第一模数转换单元101，即可获取电流值。当电流值过大时，可编程控制器件100通过禁用控制切断该装置的电源，并将此事件上报给计算机，然后该装置会自动重新上电。当重新上电后，电流仍然过大，计算机可以切断外部供电。电源经过电流监控单元301后，通过3/3.3V电源电路生成3V/3.3V电源，通过2.5V电源电路生成2.5V电源，供可编程控制器件100使用。另外，3V/3.3V电源还可以通过外部电源接口U3(即第三接口)引出，供所嵌入的外部电路使用。

[0066] 优选的，所述多功能电路还可以包括板到板连接器。所述多功能电路的信号输入端和信号输出端均设置在所述板到板连接器上。所述多功能电路中的编程逻辑器件100、数据传输模块200、信号处理模块400均通过该板到板连接器与外部电路、外部电源、温度传感器和外部终端连接。

[0067] 参见图2，一个实施例中，板到板连接器可以包括第一连接器和第二连接器。被测电流和/或电压信号通过第一连接器发送至第一模数转换模块101或信号处理模块400。可编程逻辑器件100通过第一连接器与温度传感器实现通信连接。可编程逻辑器件100通过第一连接器发送外部电路的电源开关控制信号，以及控制LED灯或蜂鸣器。可编程逻辑器件100通过第一连接器与电路板的其他电路模块连接。

[0068] 第一调节电路302通过第二连接器与外部电源相连。电流监控单元301通过第二连接器与外部电源或外部电路相连。第二调节电路303通过第二连接器与外部电路相连。本实施例中，第一接口、第二接口和第三接口均设置在第二连接器上。

[0069] 其中，第一连接器和第二连接器均为高速高密度板到板连接器，例如为Molex公司生产的IEEE 1386标准的PMC连接器71439系列。多功能电路与外部电路、外部电源和外部终端之间的通信均通过第一连接器和第二连接器传输。且第一连接器和第二连接器可以非常方便的嵌入到电路板中。

[0070] 本实施例中，所述可编程逻辑器件100可以为MAX 10系列现场可编程门阵列，但并不以此为限，本领域技术人员能够想到的能够实现可编程逻辑器件100功能的其他器件也在本发明的保护范围之内。

[0071] 所述多功能电路，第一信号处理模块101将被测电流和/或电压信号转换为第一数字信号，主控模块107根据第一数字信号生成第一控制信号，电源管理单元106根据第一控制信号对外部电路的电源开关进行控制；锁相环模块102将时钟源处理生成至少一种供外部电路使用的时钟信号；温度采集模块103通过温度传感器采集外部电路的温度信号，主控模块107根据该温度信号生成第二控制信号，电源管理模块106根据第二控制信号对外部电路的电源开关进行控制；自定义逻辑模块104使得该多功能电路能够接收用户自定义设计的控制逻辑；数据传输控制模块105控制数据传输模块200实现与外部终端实现数据交互。因此，上述多功能电路至少能够实现对外部电路进行监控、时钟管理、与外部终端进行数据交互、电源管理和用户自定义设计控制逻辑中的至少两种功能；而且数据传输控制模块
105、第一模数转换模块101、温度采集模块103、电源管理模块106、锁相环模块102和自定义逻辑模块104集成在可编程逻辑器件100中，因此使得整个多功能电路的集成度较高，进而能够缩小电路板的面积，降低功耗，而且运行速度快。

[0072] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

[0073] 本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

[0074] 在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

[0075] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

[0076] 另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

[0077] 所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明实施例各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0078] 以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。