数字量模拟量混合输入接口电路制造技术

本申请涉及数字量模拟量混合输入接口电路，该接口电路包括：模拟电压处理单元电路，数字输入单元电路，混合输入端子；数字输入单元电路包括二极管D1，光耦U1，电阻R1、R2；D1的阴极端连接混合输入端子的第一端子，D1的阳极端通过R1连接U1二极管侧的输出端，U1三极管侧的集电极端连接数字电源，U1三极管侧的射电极端通过R2接地；U1二极管侧的输入端用于连接切换信号端，射电极端还用于连接后级电路的数字输入端；混合输入端子的第二端子接地，其第一端子还与模拟电压处理单元电路的输入端相连接，模拟电压处理单元电路的输出端用于连接后级电路的模拟输入端。本申请有助于提高应用系统的灵活性和容错性，方便后期整改及维护。方便后期整改及维护。方便后期整改及维护。

【技术实现步骤摘要】
数字量模拟量混合输入接口电路


[0001]本申请属于电路应用
，具体涉及一种数字量模拟量混合输入接口电路。

技术介绍

[0002]用数字信号完成对数字量算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成。逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。存储器是用来存储二进制数据的数字电路。从整体上看，数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。数字电路中研究的主要问题是输出信号的状态(“0”或“1”)和输入信号(“0”或“1”)之间的逻辑关系，即电路的逻辑功能。本申请中主要涉及开关状态
[0003]模拟电路是指用来对模拟信号进行传输、变换、处理、放大、测量和显示等工作的电路。模拟信号是指连续变化的电信号。模拟电路是电子电路的基础，它主要包括放大电路、信号运算和处理电路、振荡电路、调制和解调电路及电源等。本申请中主要涉及运算和测量。
[0004]现有技术中，数字输入和模拟输入通常分开，对应的实际常见产品为数字量输入模块和模拟量输入模块。这些模块中，输入端口中同一个端子只能是数字输入或者模拟输入，端口数量及规格确定的情况下，可对接信号类型随之确定。这种技术实现，在面对复杂的工业现场环境的不确定性时，缺乏灵活性，容错性较低，后续需要改动的话，维护更换成本高。
[0005]上述内容仅用于辅助理解本技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

[0006]为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种数字量模拟量混合输入接口电路，可实现同一端口既能对接数字量输入，又能对接模拟量输入，从而有助于提高相关应用系统的灵活性和容错性，方便后期整改及维护。
[0007]为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：
[0008]本申请提供一种数字量模拟量混合输入接口电路，该接口电路包括：模拟电压处理单元电路，数字输入单元电路，以及用于接入外部输入信号的混合输入端子；
[0009]所述数字输入单元电路包括二极管D1，光耦U1，电阻R1、R2；所述数字输入单元电路中，
[0010]二极管D1的阴极端连接所述混合输入端子的第一端子，二极管D1的阳极端通过电阻R1连接光耦U1二极管侧的输出端，光耦U1三极管侧的集电极端连接数字电源，光耦U1三极管侧的射电极端通过电阻R2接地；
[0011]光耦U1二极管侧的输入端用于连接切换信号端，光耦U1三极管侧的射电极端还用于连接后级电路的数字输入端；
[0012]所述混合输入端子的第二端子接地，所述混合输入端子的第一端子还与所述模拟电压处理单元电路的输入端相连接，所述模拟电压处理单元电路的输出端用于连接后级电路的模拟输入端。
[0013]可选地，所述模拟电压处理单元电路包括运算放大器U2，电阻R3、R4、R5、R6；所述模拟电压处理单元电路中，
[0014]电阻R3的一端作为该单元电路的输入端，电阻R3的另一端连接运算放大器U2的同相输入端、以及通过电阻R4接地，运算放大器U2的反相输入端通过电阻R5接地、以及通过电阻R6连接运算放大器U2的输出端，运算放大器U2的输出端还作为该单元电路的输出端；
[0015]所述模拟电压处理单元电路中，运算放大器U2由模拟电源提供工作电压。
[0016]可选地，所述二极管D1为通用二极管，导通压降为1V。
[0017]可选地，所述通用二极管的型号为1N4148W。
[0018]可选地，所述运算放大器U2的型号为LM2904。
[0019]可选地，所述光耦U1为隔离光耦。
[0020]可选地，所述隔离光耦的型号为PS2801
‑
1。
[0021]可选地，所述数字电源为3.3V电源，所述模拟电源为15V电源。
[0022]可选地，所述后级电路为基于单片机的控制电路，该单片机的第一通用输入输出口作为所述切换信号端，该单片机的第二通用输入输出口作为电路的数字输入端，该单片机的模拟数字转换口作为电路的模拟输入端。
[0023]可选地，所述后级电路还包括用于显示接口电路工作状态的显示屏，所述显示屏通过串口与所述单片机电连接。
[0024]本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
[0025]本申请中的数字量模拟量混合输入接口电路通过具体的电路结构实现了混合输入功能。采用该接口电路，可以实现同一端口既能对接干接点数字输入信号，又能对接相应电压范围的模拟量输入信号，从而使应用该接口电路的电路系统的应用方式更灵活，容错性强，便于后期整改及维护。
[0026]本技术的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本技术的实践中得到教导。本技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0027]附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。
[0028]图1为本申请一个实施例提供的数字量模拟量混合输入接口电路的原理示意图。
具体实施方式
[0029]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基
于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。
[0030]为便于理解本申请的技术方案，这里先对方案涉及的一下相关知识进行简要介绍：
[0031]a、干接点信号：干接点是一种电气开关，具有闭合和断开两个状态。干接点两个接点间没有极性，可以互换。本申请中主要指传感器的输出。
[0032]b、工业控制输入输出模拟量：输入输出相同范围，电压型通常为0
‑
10V；电流型通常为4
‑
20mA。
[0033]c、光耦：光耦合器的主要优点是单向传输信号，输入端与输出端完全实现了电气隔离，抗干扰能力强，使用寿命长，传输效率高。它广泛用于电平转换、信号隔离、级间隔离、开关电路、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。
[0034]d、运算放大器：运放(operational amplifier,简称OPA)能对信号进行数学运算的放大电路。它曾是模拟计算机的基础部件，因而得名。采用集成电路工艺制做的运算放大器，除保持了原有的很高的增益和输入阻抗的特点之外，还具有精巧、廉价和可灵活使用等优点，因而在有源滤波器、开关电容电路、数
‑
模和模
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字量模拟量混合输入接口电路，其特征在于，包括：模拟电压处理单元电路，数字输入单元电路，以及用于接入外部输入信号的混合输入端子；所述数字输入单元电路包括二极管D1，光耦U1，电阻R1、R2；所述数字输入单元电路中，二极管D1的阴极端连接所述混合输入端子的第一端子，二极管D1的阳极端通过电阻R1连接光耦U1二极管侧的输出端，光耦U1三极管侧的集电极端连接数字电源，光耦U1三极管侧的射电极端通过电阻R2接地；光耦U1二极管侧的输入端用于连接切换信号端，光耦U1三极管侧的射电极端还用于连接后级电路的数字输入端；所述混合输入端子的第二端子接地，所述混合输入端子的第一端子还与所述模拟电压处理单元电路的输入端相连接，所述模拟电压处理单元电路的输出端用于连接后级电路的模拟输入端。2.根据权利要求1所述的数字量模拟量混合输入接口电路，其特征在于，所述模拟电压处理单元电路包括运算放大器U2，电阻R3、R4、R5、R6；所述模拟电压处理单元电路中，电阻R3的一端作为该单元电路的输入端，电阻R3的另一端连接运算放大器U2的同相输入端、以及通过电阻R4接地，运算放大器U2的反相输入端通过电阻R5接地、以及通过电阻R6连接运算放大器U2的输出端，运算放大器U2的输出端还作为该单元电路的输出端；所述模拟电压处理单元电路中...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩子东，何新平，崔鹏飞，叶漳桂，汪海泉，张凯，贾晓虎，李文思，朱伟，逯佳俊，刘瑾，
申请(专利权)人：中咨华科交通建设技术有限公司，
类型：新型
国别省市：