一种科技馆展品通用控制电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种科技馆展品通用控制电路，包括控制器、电源系统、数字量采集模块、模拟量采集模块、正交编码器/脉冲计数模块、继电器控制模块、外部设备驱动模块、电平转换模块、工作状态指示模块、串口模块、CAN模块、SPI接口模块；电源系统用于给全系统各个模块供电，控制器用于对数据进行处理，接收指令，完成指令要求，模拟量采集与数字量采集模块，用于处理外部输入的模数传感器信号，继电器控制模块用于控制24V小型直流继电器，CAN模块、RS232接口与SPI接口模块，实现与外设或后加设备的通信，SWD下载仿真模块用于程序的烧写调试。本实用新型专利技术解决了现有展览馆展品控制核心电路标准不一，功能不全和扩展困难的问题。

A general control circuit for exhibits in science and Technology Museum

【技术实现步骤摘要】
一种科技馆展品通用控制电路
本技术涉及一种展览馆展品控制电路，具体涉及一种科技馆展品通用控制电路。
技术介绍
科技馆是以展览教育为主要功能的公益性科普教育机构，通过常设和短期展览，配合相关的教育活动，来激发观众对科学的兴趣，从而达到普及科学知识，养成科学方法，启迪科学创新的目的，展品是科技馆开展科普教育的重要载体。为了吸引观众，引导观众亲自动手探究，科技馆的展品通常具有很强的趣味性和互动性；观众可通过操作按钮、推拉手柄、摇动摇杆、转动圆盘等传统的互动方式，也可通过图像识别、触摸屏交互、虚拟现实等新型的多媒体互动形式，使展品出现相应的动作。而展品优异的互动性能，来源于其应用了大量的采集和控制设备。目前，科技馆展品所应用的控制设备种类繁多。产品类设备有：可编程逻辑控制器(PLC)，电脑接口板卡，外设数据采集卡等；非产品类控制设备有：展品公司自制的电路板，对产品类设备二次改造后的模块等。这些设备，虽然也能实现展品的互动控制，但不具备展品控制的通用性，一件展品为了实现优异的互动性能，可能需要好几种设备配合使用，并且不同的展品制作厂家，所采用的控制设备种类不一，易造成设备杂乱。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种科技馆展品通用控制电路，用以解决现有科普场馆展品控制电路种类繁多，标准不一，功能不全和扩展困难的问题。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种科技馆展品通用控制电路，所述电路包括控制器、电源系统、数字量采集模块、模拟量采集模块、正交编码器/脉冲计数模块、继电器控制模块、外部设备驱动模块、电平转换模块、工作状态指示模块、串口模块、CAN模块、SPI输出模块；所述电源系统用于给全系统各个模块供电；所述数字量与模拟量采集模块用于接收处理外部的模数传感器信号；所述正交编码器/脉冲计数模块用于接收和转换外部脉冲信号，并传输给控制器处理；所述继电器控制模块用于实现对外部继电器的控制；所述外部设备驱动模块用于驱动外部设备；所述电平转换模块用于5V和3.3V电平双向转换控制；所述控制器模块用于对数据进行处理，接收使用者指令，完成指令要求；所述工作状态指示模块用于监控指示设备工作状态；所述CAN模块接口、板载RS232接口与SPI通信接口，实现与外设或后加设备的通信。优选的，所述SWD下载仿真模块，用于程序的烧写调试。优选的，上述电源系统包括含LM2576-5芯片的DCDC电路模块和含SPX1587AT-3.3芯片的DCDC电路模块；所述含LM2576-5芯片的DCDC电路模块用于将外部12-24V直流电转换为5V直流电；所述含SPX1587AT-3.3芯片的DCDC电路模块用于将上述5V直流电转换为3.3V直流电。优选的，上述数字量采集模块包括PC847芯片，用于处理外部输入的数字量传感器信号；所述模拟量采集模块包括LM358芯片，实现将0到10V模拟量信号转换成0到3.3V模拟量信号。优选的，上述电平转换模块包括SN74LVC4245DW芯片，实现3.3V电平和5V电平的双向互转。优选的，上述继电器控制模块包括PC847芯片和MMBT4403三极管，PC847芯片用于隔离，MMBT4403三极管通过截止和饱和工作状态控制继电器，继电器控制单元可单独供电，不对主控单元造成干扰。优选的，上述外部设备驱动模块包括ULN2803芯片，以集电极开路的形式，驱动外部设备。优选的，上述正交编码器/脉冲计数模块包括HCPL0631芯片，实现对外部脉冲信号的捕获处理。优选的，上述控制器模块包括STM32F103ZET6芯片的最小系统。优选的，上述工作状态指示模块包括74HC595芯片，采用静态控制数码管显示的方式，指示电路的工作状态。本技术的上述技术方案的有益效果如下：上述方案，集科技馆展品所需的控制功能于一体，促进了科技馆展品电控的标准化建设，规范了展品电控的设计制作，统一了展品的控制核心，解决了现有展品控制种类繁多，形式杂乱，给展品维护带来困难的技术性问题。同时，此方案也降低了科技馆展品研发、设计、制作和维护的经济成本、时间成本与人力成本，有效节约了资源。附图说明图1为本技术科技馆展品控制电路的系统组成图；图2为本技术科技馆展品控制电路的以LM2576-5为核心芯片的电源系统电路图；图3为本技术科技馆展品控制电路的以SPX1587AT-3.3为核心芯片的电源系统电路图；图4为本技术科技馆展品控制电路的电平转换模块电路图；图5为本技术科技馆展品控制电路的继电器控制模块电路图；图6为本技术科技馆展品控制电路的正交编码器/脉冲计数模块电路图；图7为本技术科技馆展品控制电路的主控制器电路图；图8为本技术科技馆展品控制电路的CAN模块接口电路图；图9为本技术科技馆展品控制电路的外部设备驱动模块电路图。具体实施方式为使本技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。须知，本说明书附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本技术可实施的范畴。如图1所示，本技术的实施例一种科技馆展品通用控制电路，所述电路包括控制器、电源系统、数字量采集模块、模拟量采集模块、正交编码器/脉冲计数模块、继电器控制模块、外部设备驱动模块、电平转换模块、工作状态指示模块、串口模块、CAN模块、SPI输出模块和SWD下载仿真模块。所述电源系统用于给全系统各个模块供电；所述数字量与模拟量采集模块用于接收外部的模数传感器信号；所述正交编码器/脉冲计数模块用于接收和转换外部脉冲信号，并传输给控制器；所述继电器控制模块用于实现对外部继电器的控制；所述外部设备驱动模块用于驱动外部设备；所述电平转换模块用于双向电平转换控制；所述控制器模块用于对数据进行处理，接收使用者指令，完成指令要求；所述工作状态指示模块用于监控指示设备工作状态；所述CAN模块接口是以CTM1051KAT芯片为核心的电路模块，板载RS232接口与SPI通信接口，用于实现与外设或后加设备的通信；所述SWD下载仿真模块用于程序的烧写调试。参见图2-图3，实施例中，上述电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种科技馆展品通用控制电路，其特征在于，所述电路包括控制器、电源系统、数字量采集模块、模拟量采集模块、正交编码器/脉冲计数模块，继电器控制模块、外部设备驱动模块、电平转换模块、工作状态指示模块、串口模块、CAN模块、SPI输出模块；/n所述电源系统用于给全系统各个模块供电；/n所述数字量与模拟量采集模块用于接收处理外部的模数传感器信号；/n所述正交编码器/脉冲计数模块用于接收和转换外部脉冲信号，并传输给控制器处理；/n所述继电器控制模块用于实现对外部继电器的控制；/n所述外部设备驱动模块用于驱动外部设备；/n所述电平转换模块用于5V和3.3V电平双向转换控制；/n所述控制器模块用于对数据进行处理，接收使用者指令，完成指令要求；/n所述工作状态指示模块用于监控与指示设备工作状态；/n所述CAN模块接口、板载RS232接口与SPI通信接口，实现与外设或后加设备的通信。/n

【技术特征摘要】
1.一种科技馆展品通用控制电路，其特征在于，所述电路包括控制器、电源系统、数字量采集模块、模拟量采集模块、正交编码器/脉冲计数模块，继电器控制模块、外部设备驱动模块、电平转换模块、工作状态指示模块、串口模块、CAN模块、SPI输出模块；
所述电源系统用于给全系统各个模块供电；
所述数字量与模拟量采集模块用于接收处理外部的模数传感器信号；
所述正交编码器/脉冲计数模块用于接收和转换外部脉冲信号，并传输给控制器处理；
所述继电器控制模块用于实现对外部继电器的控制；
所述外部设备驱动模块用于驱动外部设备；
所述电平转换模块用于5V和3.3V电平双向转换控制；
所述控制器模块用于对数据进行处理，接收使用者指令，完成指令要求；
所述工作状态指示模块用于监控与指示设备工作状态；
所述CAN模块接口、板载RS232接口与SPI通信接口，实现与外设或后加设备的通信。


2.根据权利要求1所述的科技馆展品通用控制电路，其特征在于，还包括SWD下载仿真模块，用于程序的烧写调试。


3.根据权利要求1所述的科技馆展品通用控制电路，其特征在于，所述电源系统包括含LM2576-5芯片的DCDC电路模块和含SPX1587AT-3.3芯片的DCDC电路模块；所述含LM2576-5芯片的DCDC电路模块用于将外部12-24V直流电转换为5V直流电；所述含SPX1587AT-3.3芯片的DCDC电路模块用于将上述5V直流电转换为3.3V直流电。

【专利技术属性】
技术研发人员：王学旗，马东来，张浩，孙婉莹，
申请(专利权)人：中国科学技术馆，
类型：新型
国别省市：北京;11