一种多路开关量总线传输模块制造技术

一种多路开关量总线传输模块，包括经过软件编程输入固化的单片机ＣＰＵ及由编码开关组成的地址码电路；由光电耦合器等组成的输入电路；由驱动电路及继电器组成的输出电路及由ＲＳ４８５控制总线的传输电路，经过软件编程输入固化在单片机ＣＰＵ内，多路的开关量经过光电耦合器输入到单片机ＣＰＵ上，采用拨码开关方式来设定地址，在地址码控制下又经ＲＳ４８５集成电路传输到控制总线Ａ、Ｂ上；同时控制总线Ａ、Ｂ上传来的多路开关量信号经过ＲＳ４８５集成电路，在拨码开关方式识别地址的模块控制下，通过单片机ＣＰＵ输出到驱动电路及继电器，最后输出到输出端子上。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种多路开关量总线传输模块，属于多路开关量传输
，特别涉及到总线 传输的模块。技术背景当前市场上对于开关量的传递需求很多，其相应的方法和模块也很复杂，成本 也很高，常见的有开关量输入后进入电脑，在指令控制下输出，并进行判断。如专利号 99219097. 5《一种远传的开关量传输的发动机测量和保护模块》，其采用多芯电缆远距离控 制，其成本高且可靠性差。目前还没有比较合适的透明的传输开关量的相关设备，甚至还没 有开关量输入、输出相对应的直接线路板。
技术实现思路
一种多路开关量总线传输模块，其目的在于提供一种其结构简单，使用少量的元 器件在一块印板上制成的，工作可靠且成本低，在一根RS485控制总线上，多路开关量信号 直接进行的输入、输出的传输，同时还可以多块模块在RS485控制总线上互相对应传输。一种多路开关量总线传输模块，包括经过软件编程输入固化的单片机CPU及由编 码开关组成的地址码电路；由光电耦合器等组成的输入电路；由驱动电路及继电器组成的 输出电路及由RS485控制总线的传输电路，经过软件编程输入固化在单片机CPU内，多路 的开关量经过光电耦合器输入到单片机CPU上，采用拨码开关方式来设定地址，在地址码 控制下又经RS485集成电路传输到控制总线A、B上；同时控制总线A、B上传来的多路开关 量信号经过RS485集成电路，在拨码开关方式识别地址的模块控制下，通过单片机CPU输出 到驱动电路及继电器，最后输出到输出端子上。一种多路开关量总线传输模块，其实施效果明显，结构简单，在一块印版上设有经 过软件编程输入固化的单片机及由编码开关组成的地址码电路；由光电耦合器等组成的输 入电路；由驱动电路及继电器组成的输出电路及由RS485控制总线的传输电路，在电源电 路供电情况下，经过软件编程输入固化在单片机内，多路的开关量通过光电耦合器输入到 单片机上，同时在拨码开关方式识别地址的模块控制下又经过RS485集成电路传输到控制 总线A、B上；控制总线A、B上传来的多路开关量经过RS485集成电路，在拨码开关方式识 别地址的模块控制下，通过单片机输出到驱动电路及继电器同时对多路开关量信号进行传 输和控制。其结构简单，工作可靠且成本低，在一根RS485控制总线上，同时可进行直接的 多路开关量信号输入、输出的双向传输。附图说明图1、多路开关量总线传输模块原理框图1、输入端子，2、光电耦合器(U4，TO)，3、 单片机CPU (U3)，4、RS485 (U6)，5、输入、出电路，6、指示电路，7、总线端子，8、晶振电路，9、下 拉电阻，10、地址开关，11、驱动电路(Ul，U2)，12、继电器，13、输出端子，14、电源，15、正5V输出，16、正12V输出。图2:输入电路。图3 16路输入凤凰端子。图4:晶振电路。图5 拨码开关方式地址电路。图6:电源电路。图7:电源指示电路。图8:上电复位电路。图9 :RS485总线指示电路。图10 :CPU单片机管脚图。图11:软件程序流程图。图12:中断程序流程图。图13 两块8路开关量总线传输模块板工作信号原理图。具体实施方式一种多路开关量总线传输模块如图1所示，其
技术实现思路
如下多路开关量I-N信 号由输入端子1输入，经光电耦合器(U4，U5)2，输入到经软件编程输入已固化在单片机 CPU (U3) 3内，在单片机CPU (U3) 3的18、19脚接有晶振电路，在由下拉电阻9和地址开关10 组成的地址电路控制下，由RS485集成电路及输入、出电路5传输到总线端子7，之后由A、 B总线输出，为了显示A、B总线上的信号还设有指示电路6 ；同理由A、B总线传来的多路开 关量1—N信号，经由输入、出电路5、RS485(U6)集成电路，单片机CPU (U3) 3在地址电路控 制下，经驱动电路(Ul，U2) 11和继电器12，由输出端子13输出；供电电源14内设有整流、 滤波、稳压，输出正12V为继电器12供电，输出正5V除了为上述各个电路供电外，还输出正 5V作为备用。适用于目前大多数工业现场电平监测的远端传送，且要求具有独立的RS485串行 通信接口 ；模块与模块之间、模块与电脑之间可以通过485总线通信。8路输入和8路输出 开关量控制模块，适用于目前一种多路开关量总线传输模块模块，下面仅以8路开关信号 传输为例，具体实施如下1、电源14 :12V DC为无极性接口输入，避免电源正负极接反而造成故障；2、该模块的输入、输出的端子采用工业级凤凰端子；3、驱动电路(Ul，U2) 11采用两块74LS07集成电路；4、单片机CPU(U3) 3采用AT89C51集成电路；5、光电耦合器(U4，TO) 2采用两块TCP5214集成电路；6、继电器12采用8个KF4100型号；7、地址开关采用微型1D2W单刀拨码开关。8、晶振电路采用 11. 0592MHz。9、该模块所有的元器件设计在IOOXlOOmm的印制板上。8路输入和8路输出开关量控制模块配有拨码开关，可以设置该模块的地址，在 485总线上可以接入多个该模块；8路开关量输入采用光电隔离，8路输出采用继电器隔离输出。该模块是通过MCU与上位机采用485总线方式进行实时通信，如果输入的开关量状 态有变化，模块自动会把该模块的地址以及输入的开关量状态上传给上位机；同时上位机 也可以通过485总线对模块输出的开关量进行控制，上位机只需发送所要控制模块的地址 和输出开关量的状态。使用方法1.模块与上位机之间在把该模块接入总线之前，首先设置本模块的地址，在整个系统中，各模块的地址 必须设为唯一的，这样才能正常的通讯。接入总线通电后，模块会自动把它的地址发给上位 机。2.模块与模块之间模块与模块之间也可以通过485总线进行通信；两个对应的模块应设置为相同的 地址，这样本端模块的8路输入状态通过485总线控制对端的8路输出的状态。应用领域电信和电力机房监控，安防系统，智能楼宇自控系统，工业集散分布系 统，POS系统，银行自助系统，门禁和考勤系统，环境检测系统，道路监控系统等。典型应用实例开关量模块在工业控制系统的应用，在工业控制中，有很多的传感 器将现场环境的参数和设备的各种参数以数字量的形式读取出来。但是原有的传感器都是 相互之间独立的，从而导致不能进行统一管理。随着工业自动化的发展，对工业控制的管理 提出了更高的要求。1.工业控制设备越来越精密，对于外部环境越来越敏感，要求外部环境参数，如温 度、湿度必须控制在一个更小的范围中，从而要求温湿度传感器的数据必须要实时的将相 关数字量参数传送到控制中心，以方便控制中心及时进行相关调整。2.由于工业控制中所使用的设备越来越多，出现故障的概率随之增大，而一旦有 设备出现故障，从而可能导致整个生产流程中断。所以要求可以将设备的实时运行情况传 输到监控中心以方便及时发现异常情况。3.工业控制中的流程越来越复杂，在生产过程中要对某些环节进行调整，这样就 要求对相关的设备的数字量参数进行采集，并且将相关的数字量参数从监控中心传送到相 关设备。工厂使用数字量输入输出模块将遍布工厂的各种传感器的数字量信号统一传输 到监控中心。该数字量输入输出模块提供8路数字量输入将传感器的开关量信号采集到监 控中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多路开关量总线传输模块，包括经过软件编程输入固化的单片机ＣＰＵ及由编码开关组成的地址码电路；由光电耦合器等组成的输入电路；由驱动电路及继电器组成的输出电路及由ＲＳ４８５控制总线的传输电路，其特征在于：经过软件编程输入固化在单片机ＣＰＵ内，多路的开关量经过光电耦合器输入到单片机ＣＰＵ上，采用拨码开关方式来设定地址，在地址码控制下又经ＲＳ４８５集成电路传输到控制总线Ａ、Ｂ上；同时控制总线Ａ、Ｂ上传来的多路开关量信号经过ＲＳ４８５集成电路，在拨码开关方式识别地址的模块控制下，通过单片机ＣＰＵ输出到驱动电路及继电器，最后输出到输出端子上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓庆，赵珺莉，宋涛，
申请(专利权)人：王晓庆，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]