一种判定光耦输出结果的方法及装置制造方法及图纸

本公开提供了一种判定光耦输出结果的方法及装置，通过ADC连续采集数字电路中光耦输出的电压信号；将本次采集的电压值V

【技术实现步骤摘要】
一种判定光耦输出结果的方法及装置


[0001]本公开涉及数字量的输入和输出电路
，具体涉及一种判定光耦输出结果的方法及装置。

技术介绍

[0002]目前在轨道交通中，光电耦合器(光耦)广泛的应用于数字量的输入和输出的隔离，基本的原理图如图1所示，当前端的INPUT有电压信号时，经过限流电阻R1，驱动U1内的二极管发光，三级管导通，OUTPUT输出接近于VCC的高电平。此电路广泛的应用于数字量输入电路和数字量输出电路等。
[0003]在一般的应用下，输出信号，即OUTPUT点的信号被当作数字信号处理，然后直接或通过缓冲器输入到MCU的GPIO管脚进行采集，判断此点的电平时高电平还是低电平，即逻辑1或0。然而，由于光耦的自身特性，尤其是不同温度下的电流传输比，如图2所示。在比较高的温度下，如温度超过50
°
时，IF电流和IC电流的比值会显著下降，即在相同的IF下，IC的值会降低，这样在图1中电阻R1上的电压会有显著变化，导致输入电压的高电平可能低于MCU的GPIO高电平输入阈值，MCU无法正确获得光耦的输出，导致数字采集失效。
[0004]另外，当外部的INPUT电平发生偏离时，如由110VDC降低为77VDC，由于输入电压的变化，导致输入电流变化，也会反应输出电流以及输出电压上，导致数字采集错误。

技术实现思路

[0005]本公开提供了一种判定光耦输出结果的方法和故障诊断方法及装置，解决了MCU无法正确获得光耦的输出以及数字电路中光耦故障无法诊断的技术问题。/>[0006]根据本公开的第一方面，提供了一种判定光耦输出结果的方法，其特征在于，所述方法包括：
[0007]通过模拟数字转换器ADC连续采集数字电路中光耦输出的电压信号；
[0008]将本次采集的电压值V
i
与上一次采集的电压值V
i
‑1进行比较，得到电压偏差值Δ；其中，i表示采集的次数且i为>1的整数；
[0009]若所述电压偏差值Δ≤第一阈值，则判定光耦输出数据未发生变化；
[0010]若所述电压偏差值Δ>第一阈值，则判定光耦输出数据发生变化，并将本次采集的电压值V
i
与第二阈值和第三阈值进行比较；
[0011]若V
i
＜第二阈值，则判定光耦输出的结果为逻辑0；
[0012]若V
i
＞第三阈值，则判定光耦输出的结果为逻辑1；
[0013]若第二阈值≤V
i
≤第三阈值，则判定光耦出现电路故障。
[0014]在一些实施例中，所述方法还包括：将所有光耦的非故障态的电压值进行分组，分为高电平组和低电平组；
[0015]其中，若所述非故障态的电压值>2*第一阈值，则分入高电平组；若非故障态的电压值≤2*第一阈值，则分入低电平组；
[0016]分别计算每组电压值的方差，将各组的方差与第四阈值进行比较，若所述方差>第四阈值，则认为这组数据中的光耦存在风险。
[0017]在一些实施例中，所述方法还包括：在判定为光耦存在故障风险之后，计算每组各光耦输出电压值与本组电压值平均值的偏差，若所述偏差大于第五阈值，则认为此电压值异常，并确定对应的光耦出现故障。
[0018]在一些实施例中，其中，所述方法还包括：
[0019]根据上述的判定结果，显示光耦的输出状态以及是否存在故障。
[0020]在一些实施例中，其中，所述方法还包括：
[0021]若判定光耦输出数据没有发生变化，则根据历史输出状态，输出当前状态。
[0022]根据本公开的第二方面，提供了一种判定光耦输出结果的装置，应用于微控制系统MCU中，其特征在于，所述装置包括：
[0023]采集单元，用于通过模拟数字转换器ADC连续采集数字电路中光耦输出的电压信号；
[0024]第一比较单元，用于将本次采集的电压值V
i
与上一次采集的电压值V
i
‑1进行比较，得到电压偏差值Δ，其中，i表示采集的次数且i为>1的整数；
[0025]第一判断单元，若所述电压偏差值Δ≤第一阈值，则判定光耦输出数据未发生变化；若所述电压偏差值Δ>第一阈值，则判定光耦输出数据发生变化，并将本次采集的电压值V
i
与第二阈值和第三阈值进行比较；
[0026]若V
i
＜第二阈值，则判定光耦输出的结果为逻辑0；
[0027]若V
i
＞第三阈值，则判定光耦输出的结果为逻辑1；
[0028]若第二阈值≤V
i
≤第三阈值，则判定光耦出现电路故障。
[0029]在一些实施例中，所述装置还包括：
[0030]分组单元，用于将所有光耦的非故障态的电压值进行分组，分为高电平组和低电平组；其中，若所述非故障态的电压值>2*第一阈值，则分入高电平组；若非故障态的电压值≤2*第一阈值，则分入低电平组；
[0031]第二比较单元，用于分别计算每组电压值的方差，将各组的方差与第四阈值进行比较；
[0032]第二判断单元，若所述方差>第四阈值，则认为这组数据中的光耦存在风险。
[0033]在一些实施例中，其中，所述装置还包括：
[0034]第三比较单元，用于在判定为光耦存在故障风险之后，计算每组各光耦输出电压值与本组电压值平均值的偏差，将所述偏差与第五阈值进行比较；
[0035]第三判断单元，若所述偏差大于第五阈值，则认为此电压值异常，并确定对应的光耦出现故障。
[0036]根据本公开的第三方面，提供了一种数字电路，包括微控制系统MCU、模拟数字转换器ADC、至少一路光电耦合器、存储器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述微控制系统MCU包括如上述的一种判定光耦输出结果的装置，所述微控制系统MCU执行所述程序时实现如上述的一种判定光耦输出结果的方法。
[0037]根据本公开的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的一种判定光耦输出结果
的方法。
[0038]本公开提供一种判定光耦输出结果的方法及装置，通过对传统电路进行改进，使得能够在任何情况下准确识别光耦输出的电平阈值，并判断为是逻辑1还是逻辑0，消除因为温度或光耦个体差异造成的MCU识别错误，并具有光耦损坏或老化判断的能力，能够及时诊断数字量输入输出电路中光耦故障或风险问题并触发报警，提醒维护人更换、维护。
[0039]应当理解，
技术实现思路
部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
[0040]结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种判定光耦输出结果的方法，其特征在于，所述方法包括：通过模拟数字转换器ADC连续采集数字电路中光耦输出的电压信号；将本次采集的电压值V
i
与上一次采集的电压值V
i
‑1进行比较，得到电压偏差值Δ；其中，i表示采集的次数且i为>1的整数；若所述电压偏差值Δ≤第一阈值，则判定光耦输出数据未发生变化；若所述电压偏差值Δ>第一阈值，则判定光耦输出数据发生变化，并将本次采集的电压值V
i
与第二阈值和第三阈值进行比较；若V
i
＜第二阈值，则判定光耦输出的结果为逻辑0；若V
i
＞第三阈值，则判定光耦输出的结果为逻辑1；若第二阈值≤V
i
≤第三阈值，则判定光耦出现电路故障。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：将所有光耦的非故障态的电压值进行分组，分为高电平组和低电平组；其中，若所述非故障态的电压值>2*第一阈值，则分入高电平组；若非故障态的电压值≤2*第一阈值，则分入低电平组；分别计算每组电压值的方差，将各组的方差与第四阈值进行比较，若所述方差>第四阈值，则认为这组数据中的光耦存在风险。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括：在判定为光耦存在故障风险之后，计算每组各光耦输出电压值与本组电压值平均值的偏差，若所述偏差大于第五阈值，则认为此电压值异常，并确定对应的光耦出现故障。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：根据上述的判定结果，显示光耦的输出状态以及是否存在故障。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：若判定光耦输出数据没有发生变化，则根据历史输出状态，输出当前状态。6.一种判定光耦输出结果的装置，应用于微控制系统MCU中，其特征在于，所述装置包括：采集单元，用于通过模拟数字转换器ADC连续采集数字电路中光耦输出的电压信号；第一比较单元，用于将本次采集的电压值V
i
与上一次采集的电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，王涛，刘明，刁洪磊，
申请(专利权)人：交控技术装备有限公司，
类型：发明
国别省市：