一种多功能矿灯充电板电路及其设计方法技术

本发明专利技术公开了一种多功能矿灯充电板电路及其设计方法，包括控制电路，还包括分别与控制电路连接的RS485通信接口电路、充电及状态监测电路、字库读取电路、光电监测电路、TM卡读卡电路、充电电路、磁码锁电路、LCD显示电路和语音播报电路，通过RS485通信接口电路与上位机连接，电源模块为该充电板电路供电；该电路能及时获取充电柜的充电状态信息和人员信息，可以掉电存储，且电流值稳定性和准确性好，还带有语音播报功能，保证矿灯及充电柜门处于正确状态。

A multifunctional charging circuit for miner's lamp and its design method

The invention discloses a multifunctional lamp charging circuit board and its design method, including control circuit, including RS485 communication interface circuit, charging and monitoring circuit are respectively connected with the control circuit, character reading circuit, photoelectric monitoring circuit, TM card reading circuit, charging circuit, magnetic lock circuit, LCD display circuit and the voice broadcast circuit, connected by RS485 communication interface circuit and computer, power supply module for the charging circuit board; the circuit can timely obtain charging state information and personnel information charging cabinet, power down storage, and the current value of stability and good accuracy, but also with voice broadcast function, ensure the miner's lamp and charging door at correct state.

【技术实现步骤摘要】
一种多功能矿灯充电板电路及其设计方法
本专利技术涉及矿灯充电板
，具体是一种多功能矿灯充电板电路及其设计方法。
技术介绍
矿灯是煤矿工人下井常用的必备装置，故设计一个人性化管理的智能充电装置必不可少。现有的矿灯管理设备大多是将矿灯充电状态的相关数据采集后，通过通讯接口上传给服务器，由上位机统一进行管理。但当出现通讯故障，管理系统崩溃，计算机死机等一系列情况时，无法及时获取充电柜的充电状态信息和人员信息，导致充电柜无法独立运行使用，这给矿灯的管理带来了诸多不便。为了适应煤炭工业日趋智能化，自动化的发展方向，急需一套短时内脱离计算机管理可独立运行的充电柜，使管理人员能够在不使用上位机管理的情况下，也能对矿灯的充电状态，人员信息等数据进行管理。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种多功能矿灯充电板电路及其设计方法，该电路能及时获取充电柜的充电状态信息和人员信息，可以掉电存储，且电流值稳定性和准确性好，还带有语音播报功能，保证矿灯及充电柜门处于正确状态。实现本专利技术目的的技术方案是：一种多功能矿灯充电板电路，包括控制电路，还包括分别与控制电路连接的RS485通信接口电路、充电及状态监测电路、字库读取电路、光电监测电路、TM卡读卡电路、充电电路、磁码锁电路、LCD显示电路和语音播报电路，通过RS485通信接口电路与上位机连接，电源模块为该充电板电路供电。所述的控制电路，是基于STC15F2K16S2芯片的控制电路，包括STC15F2K16S2芯片、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一晶振和第一电阻；第一电容的一端接地，另一端分别与第一晶振的一端、STC15F2K16S2芯片的12号管脚XTAL1连接；第一晶振的另一端分别与第二电容的一端、STC15F2K16S2芯片的11号管脚XTAL2连接；第二电容的另一端接地；第三电容的一端分别与第一电阻的一端、STC15F2K16S2芯片的13号管脚RESET连接，另一端接5V电压；第一电阻的另一端接地；第四电容的一端分别与STC15F2K16S2芯片的14号管脚、5V电压连接，另一端接地；STC15F2K16S2芯片的16号管脚接地。所述的充电及状态监测电路，包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第五电容、第六电容、第七电容、第一MOS管、第一三极管、第二三极管、第三三极管和第一运算放大器；第二电阻的一端与控制电路STC15F2K16S2芯片的31号管脚P2.1/A9连接，另一端分别与第五电容的一端、第一三极管的基极连接；第一三极管的发射极接地，集电极与第四电阻的一端连接；第四电阻的另一端分别与第三电阻的一端、第一MOS管的栅极连接；第一MOS管的源极接6V电压，漏极与充电架的正极接口连接；第三电阻的另一端接6V电压；第五电阻的一端分别与充电架的负极接口、第六电容的一端、第一运算放大器的正输入端连接，另一端接地；第六电容的另一端接地；第二三极管的基极与控制电路STC15F2K16S2芯片的8号管脚P1.3/MOSI/ADC3连接，发射极接地，集电极与第六电阻的一端连接；第六电阻的另一端分别与第七电阻的一端、第一运算放大器的负输入端、第九电阻的一端、第三三极管的发射极连接；第七电阻的另一端接地；第三三极管的基极与控制电路STC15F2K16S2芯片的7号管脚P1.2/ECI/SS/ADC2连接，集电极与第八电阻的一端连接；第一运算放大器的信号输出端分别与第八电阻的另一端、第九电阻的另一端、第十电阻的一端连接；第十电阻的另一端分别与第七电容的一端、控制电路STC15F2K16S2芯片的7号管脚P1.5/SCLK/ADC5连接；第七电容的另一端接地。所述的光电检测电路，包括红外对管、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第四三极管、第五三极管和第一光敏三极管；红外对管的1号、4号管脚接5V电压，2号管脚与第十一电阻的一端连接，3号管脚分别与第十二电阻的一端、第四三极管的基极连接；第十一电阻的另一端、第十二电阻的另一端、第四三极管的发射极接地；第四三极管的集电极与第十三电阻的一端连接，还与控制电路STC15F2K16S2芯片的7号管脚P3.6/INT2/CCP1_2连接；第十三电阻的另一端接5V电压；第一光敏三极管一端接5V电压，另一端分别与第十四电阻的一端、第五三极管的基极连接；第十四电阻的另一端接地；第五三极管的发射极接地，集电极与第十五电阻的一端连接，还与控制电路STC15F2K16S2芯片的7号管脚P3.7/INT3/CCP2连接；第十五电阻的另一端接5V电压。所述的字库芯片电路，包括GT30L32S4W字库芯片，第九电容、第十六电阻；GT30L32S4W字库芯片的1号、2号、5号、6号管脚分别与控制电路STC15F2K16S2芯片的29号、28号、26号、27号管脚连接，4号管脚接地，7号管脚与第十六电阻的一端连接，8号管脚接3.3V电压；第九电容的一端、第十六电阻的另一端接3.3V电压；第九电容的另一端接地。所述的语音播报电路，包括NY3P016BS芯片、第十电容和喇叭接口；NY3P016BS芯片的1号管脚与第十电容的一端连接，2号、3号管脚与喇叭接口连接，4号管脚接3.3V电压，5号引脚接地，6号、7号、8号管脚分别与控制电路STC15F2K16S2芯片的23号、22号、21号管脚连接；第十电容的另一端接地。所述的TM卡读卡电路，包括DS9092芯片、第十七电阻和第十八电阻；DS9092芯片的1号管脚分别与第十七电阻的一端、控制电路STC15F2K16S2芯片的9号管脚P1.4/MISO/ADC4连接，2号管脚与第十八电阻的一端连接，3号管脚与控制电路STC15F2K16S2芯片的20号管脚P3.2/INT0连接。所述的磁码锁电路，包括磁码锁插口、肖特基二极管、AO4466芯片；AO4466芯片1号、2号、3号管脚接地，4号管脚与控制电路STC15F2K16S2芯片的32号管脚P2.2/A10连接；磁码锁插口与AO4466芯片的5号、6号、7号、8号管脚连接；肖特基二极管设在磁码锁插口与AO4466芯片之间。所述的RS485通信电路，包括VP3082芯片、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻和通信接口；VP3082芯片的1号管脚与控制电路STC15F2K16S2芯片的18号管脚P3.0/RxD/INT4/T2CLKO连接，2号和3号管脚与控制电路STC15F2K16S2芯片的17号管脚P4.0连接，4号管脚与控制电路STC15F2K16S2芯片的19号管脚P3.1/TxD/T2连接，4号管脚接地，6号管脚分别与第二十电阻的一端、通信接口连接，7号管脚与通信接口连接，8号管脚分别与第十九电阻的一端、5V电压连接；第十九电阻的另一端、第二十电阻的另一端、第二十一电阻的一端与通信接口连接；第二十一电阻的另一端接地。一种多功能矿灯充电板电路的设计方法，具体包括如下步骤：1）充电及状态监测电路监测充电电流，光电检测电路监测矿灯放置状态和柜门开闭状态，TM卡电路检测刷入TM卡号，当监测到柜门打开超过1分钟，语音提醒“请关好柜门”；当检测到刷入TM卡并且读入卡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能矿灯充电板电路，其特征在于，包括控制电路，还包括分别与控制电路连接的RS485通信接口电路、充电及状态监测电路、字库读取电路、光电监测电路、TM卡读卡电路、充电电路、磁码锁电路、LCD显示电路和语音播报电路，通过RS485通信接口电路与上位机连接，电源模块为该充电板电路供电。

【技术特征摘要】
1.一种多功能矿灯充电板电路，其特征在于，包括控制电路，还包括分别与控制电路连接的RS485通信接口电路、充电及状态监测电路、字库读取电路、光电监测电路、TM卡读卡电路、充电电路、磁码锁电路、LCD显示电路和语音播报电路，通过RS485通信接口电路与上位机连接，电源模块为该充电板电路供电。2.根据权利要求1所述的一种多功能矿灯充电板电路，其特征在于，所述的控制电路，是基于STC15F2K16S2芯片的控制电路，包括STC15F2K16S2芯片、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一晶振和第一电阻；第一电容的一端接地，另一端分别与第一晶振的一端、STC15F2K16S2芯片的12号管脚XTAL1连接；第一晶振的另一端分别与第二电容的一端、STC15F2K16S2芯片的11号管脚XTAL2连接；第二电容的另一端接地；第三电容的一端分别与第一电阻的一端、STC15F2K16S2芯片的13号管脚RESET连接，另一端接5V电压；第一电阻的另一端接地；第四电容的一端分别与STC15F2K16S2芯片的14号管脚、5V电压连接，另一端接地；STC15F2K16S2芯片的16号管脚接地。3.根据权利要求1所述的一种多功能矿灯充电板电路，其特征在于，所述的充电及状态监测电路，包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第五电容、第六电容、第七电容、第一MOS管、第一三极管、第二三极管、第三三极管和第一运算放大器；第二电阻的一端与控制电路STC15F2K16S2芯片的31号管脚P2.1/A9连接，另一端分别与第五电容的一端、第一三极管的基极连接；第一三极管的发射极接地，集电极与第四电阻的一端连接；第四电阻的另一端分别与第三电阻的一端、第一MOS管的栅极连接；第一MOS管的源极接6V电压，漏极与充电架的正极接口连接；第三电阻的另一端接6V电压；第五电阻的一端分别与充电架的负极接口、第六电容的一端、第一运算放大器的正输入端连接，另一端接地；第六电容的另一端接地；第二三极管的基极与控制电路STC15F2K16S2芯片的8号管脚P1.3/MOSI/ADC3连接，发射极接地，集电极与第六电阻的一端连接；第六电阻的另一端分别与第七电阻的一端、第一运算放大器的负输入端、第九电阻的一端、第三三极管的发射极连接；第七电阻的另一端接地；第三三极管的基极与控制电路STC15F2K16S2芯片的7号管脚P1.2/ECI/SS/ADC2连接，集电极与第八电阻的一端连接；第一运算放大器的信号输出端分别与第八电阻的另一端、第九电阻的另一端、第十电阻的一端连接；第十电阻的另一端分别与第七电容的一端、控制电路STC15F2K16S2芯片的7号管脚P1.5/SCLK/ADC5连接；第七电容的另一端接地。4.根据权利要求1所述的一种多功能矿灯充电板电路，其特征在于，所述的光电检测电路，包括红外对管、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第四三极管、第五三极管和第一光敏三极管；红外对管的1号、4号管脚接5V电压，2号管脚与第十一电阻的一端连接，3号管脚分别与第十二电阻的一端、第四三极管的基极连接；第十一电阻的另一端、第十二电阻的另一端、第四三极管的发射极接地；第四三极管的集电极与第十三电阻的一端连接，还与控制电路STC15F2K16S2芯片的7号管脚P3.6/INT2/CCP1_2连接；第十三电阻的另一端接5V电压；第一光敏三极管一端接5V电压，另一端分别与第十四电阻的一端、第五三极管的基极连接；第十四电阻的另一端接地；第五三极管的发射极接地，集电极与第十五电阻的一端连接，还与控制电路STC15F2K16S2芯片的7号管脚P3.7/INT3/CCP2连接；第十五电阻的另一端接5V电压。5.根据权利要求1所述的一种多功能矿灯充电板电路，其特征在于，所述的字库芯片电路，包括GT30L32S4W字库芯片，第九电容、第十六电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国富，蔡文君，肖海林，贾小波，张法全，叶金才，韦秦明，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西,45