基于RS-485通信的16通道隔离数字量输送模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于RS‑485通信的16通道隔离数字量输送模块，包括数字量输入电路、数字量输出电路、第一光电隔离器、第二光电隔离器、微控制器、电气隔离器、RS‑485收发器和电源电路，数字量输入电路的输出端通过第一光电隔离器与微控制器连接，数字量输出电路的输入端通过第二光电隔离器与微控制器连接，模块设置有16路数字量通道，每路数字量通道均单独配置为数字量输入通道或数字量输出通道，RS‑485收发器通过电气隔离器与微控制器连接，电源电路为模块提供稳定的工作电压。本实用新型专利技术方便采集工业现场的各种数字量信号以及控制继电器等开关设备，输出数据具有安全保护功能，避免了工业现场信号对通讯接口的影响。

【技术实现步骤摘要】
基于RS-485通信的16通道隔离数字量输送模块
本技术属于数据采集模块
，具体涉及一种基于RS-485通信的16通道隔离数字量输送模块。
技术介绍
在工业控制过程中，经常需要对现场的数字量输入信号进行采集，并通过分析输出数字量控制现场的执行器或开关设备。为此，有必要设计一种基于RS-485通信的16通道隔离数字量输送模块。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种基于RS-485通信的16通道隔离数字量输送模块。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种基于RS-485通信的16通道隔离数字量输送模块，包括数字量输入电路、数字量输出电路、第一光电隔离器、第二光电隔离器、微控制器、电气隔离器、RS-485收发器和电源电路，所述数字量输入电路的输出端通过所述第一光电隔离器与所述微控制器连接，所述数字量输出电路的输入端通过所述第二光电隔离器与所述微控制器连接，所述模块设置有16路数字量通道，每路数字量通道均单独配置为数字量输入通道或数字量输出通道，所述RS-485收发器通过所述电气隔离器与所述微控制器连接，所述电源电路为所述模块提供稳定的工作电压。优选地，还包括看门狗电路，所述看门狗电路与所述微控制器连接。优选地，还包括EEPROM存储器，所述EEPROM存储器与所述微控制器连接。优选地，所述数字量输入通道的输入类型为开关触点信号或电平信号，所述数字量输出通道的输出类型为集电极开漏输出。优选地，还包括电源指示灯和工作状态指示灯，所述电源指示灯与所述电源电路连接，所述工作状态指示灯分别与所述电源电路、所述微控制器连接。优选地，所述电源电路包含主电源电路、二级稳压电路和隔离电源电路，所述主电源电路的输出端分别与所述二级稳压电路的输入端、所述隔离电源电路的输入端连接，所述隔离电源电路的一输出端连接至所述数字量输入电路，所述隔离电源电路的另一输出端连接至所述数字量输出电路，所述二级稳压电路的输出端连接至所述数字量输出电路、所述微控制器、所述RS-485收发器。优选地，所述微控制器采用32位RISCCPUARM芯片。本技术具有以下有益效果：模块具有16路数字量隔离通道，可配置为输入或输出通道，方便采集工业现场的各种数字量信号以及控制继电器等开关设备，可以广泛地应用到各种工业领域；采用带隔离的RS-485通信接口，避免了工业现场信号对微控制器通讯接口的影响，并具有ESD（Electro-StaticDischarge，静电释放）、过压、过流保护功能；模块输出数据具有安全保护功能，可以在模块和主机失去通讯的时候，用户设定一组输出状态，不至于影响其受控设备的安全性。附图说明图1为本技术实施例的原理框图。图2为本技术实施例的微控制器的一种电路图。图3为本技术实施例的1路数字量输入电路和1路数字量输出电路的一种兼容连接电路图。图4为本技术实施例的隔离式RS-485收发器的一种电路图。图5为本技术实施例的看门狗电路和EEPROM存储器的一种集成电路图。图6为本技术实施例的电源指示灯的一种电路图。图7为本技术实施例的工作状态指示灯的一种电路图。图8为本技术实施例的主电源电路的一种电路图。图9为本技术实施例的二级稳压电路的一种电路图。图10为本技术实施例的隔离电源电路的一种电路图。图中标记：1、数字量输入电路；2、数字量输出电路；3、第一光电隔离器；4、第二光电隔离器；5、微控制器；6、电气隔离器；7、RS-485收发器；8、电源电路；9、看门狗电路；10、EEPROM存储器。具体实施方式为了让本技术的上述特征和优点更明显易懂，下面特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。如图1所示，本实施例提供了一种基于RS-485通信的16通道隔离数字量输送模块，包括数字量输入电路1、数字量输出电路2、第一光电隔离器3、第二光电隔离器4、微控制器5、电气隔离器6、RS-485收发器7和电源电路8，数字量输入电路1的输出端通过第一光电隔离器3与微控制器5连接，数字量输出电路2的输入端通过第二光电隔离器4与微控制器5连接，模块设置有16路数字量通道，每路数字量通道均单独配置为数字量输入通道或数字量输出通道，RS-485收发器7通过电气隔离器6与微控制器5连接，电源电路8为整个模块提供稳定的工作电压。在本实施例中，微控制器5采用32位RISCCPUARM芯片，具体采用如图2所示的LPC2131单片机，具有非常快速的数据处理能力，可以应用在高性能和高速度的应用环境中；操作系统：实时操作系统；供电电压：+10~+30VDC，电源反接保护；工作温度范围：-20℃～+85℃；工业级塑料外壳，标准DIN导轨安装；通讯接口：隔离2500VDC，ESD、过压、过流保护。在本实施例中，16路数字量通道是公用接线端子的，数字量输入通道、数字量输出通道在端子上的连接如图3所示，其中第一光电隔离器3优选但不局限于PC354NT光耦，第二光电隔离器4优选但不局限于TLP281光耦。在使用之前需要先配置当前通道的工作方式，可以通过软件配置为输入或者输出。当选择为DI输入时，模块默认将内部DO输出为高电平，即三极管截止，保证通道的状态与外接信号一致。当通道选择为DO输出时，用户可以控制通道的输出值，并且可以通过DI通道读取当前端口的输出值。此时用户不能在该通道上外接输入信号，否则将可能导致模块损坏或外接设备损坏。出厂默认配置通道为DI输入模式。在本实施例中，数字量输入通道的输入类型为开关触点信号或电平信号；输入范围：高电平（数字1）：+3.5V~+50V，低电平（数字0）：≤+1V；开关触点有效输入阻抗：≤1kΩ；DI计数信号：频率<2kHz，高电平保持时间>200us；隔离耐压：2500VDC。数字量输出通道的输出类型为集电极开漏输出，最大负载电压：50V，最大负载电流：50mA，隔离耐压：2500VDC。在本实施例中，电气隔离器6和RS-485收发器7优选但不局限于如图4所示的RSM3485C隔离收发器模块，RSM3485C隔离收发器模块是集成电源隔离、电气隔离、RS-485接口芯片和总线保护器件于一身，方便嵌入用户设备，使产品具有连接RS-485网络的功能。在本实施例中，该基于RS-485通信的16通道隔离数字量输送模块还包括看门狗电路9和EEPROM存储器10，看门狗电路9、EEPROM存储器10分别与微控制器5连接，看门狗电路9和EEPROM存储器10优选但不局限于如图5所示的CAT1023监控电路，CAT1023监控电路是基于微控制器系统的存储器和电源监控的完全解决方案。采用了看门狗电路9，可以在出现意外时将模块的系统重新启动，使得系统更加稳定可靠。在本实施例中，该基于RS-485通信的16通道隔离数字量输送模块还包括如图6所示的电源指示灯和如图7所示的工作状态指示灯，电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于RS-485通信的16通道隔离数字量输送模块，其特征在于：包括数字量输入电路、数字量输出电路、第一光电隔离器、第二光电隔离器、微控制器、电气隔离器、RS-485收发器和电源电路，所述数字量输入电路的输出端通过所述第一光电隔离器与所述微控制器连接，所述数字量输出电路的输入端通过所述第二光电隔离器与所述微控制器连接，所述模块设置有16路数字量通道，每路数字量通道均单独配置为数字量输入通道或数字量输出通道，所述RS-485收发器通过所述电气隔离器与所述微控制器连接，所述电源电路为所述模块提供稳定的工作电压；所述电源电路包含主电源电路、二级稳压电路和隔离电源电路，所述主电源电路的输出端分别与所述二级稳压电路的输入端、所述隔离电源电路的输入端连接，所述隔离电源电路的一输出端连接至所述数字量输入电路，所述隔离电源电路的另一输出端连接至所述数字量输出电路，所述二级稳压电路的输出端连接至所述数字量输出电路、所述微控制器、所述RS-485收发器。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于RS-485通信的16通道隔离数字量输送模块，其特征在于：包括数字量输入电路、数字量输出电路、第一光电隔离器、第二光电隔离器、微控制器、电气隔离器、RS-485收发器和电源电路，所述数字量输入电路的输出端通过所述第一光电隔离器与所述微控制器连接，所述数字量输出电路的输入端通过所述第二光电隔离器与所述微控制器连接，所述模块设置有16路数字量通道，每路数字量通道均单独配置为数字量输入通道或数字量输出通道，所述RS-485收发器通过所述电气隔离器与所述微控制器连接，所述电源电路为所述模块提供稳定的工作电压；所述电源电路包含主电源电路、二级稳压电路和隔离电源电路，所述主电源电路的输出端分别与所述二级稳压电路的输入端、所述隔离电源电路的输入端连接，所述隔离电源电路的一输出端连接至所述数字量输入电路，所述隔离电源电路的另一输出端连接至所述数字量输出电路，所述二级稳压电路的输出端连接至所述数字量输出电路、所述微控制器、所述RS-485收发器。


2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡崇开，
申请(专利权)人：泉州市冠航达电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35