本发明专利技术公开了一种移位式开关量输入输出装置，包括直流降压电路，直流降压电路同时与控制接口电路、输出信号处理电路、信号采集处理电路、级联电路分别连接，级联电路与信号采集处理电路、控制接口电路依次连接；控制接口电路设置有信号输入端，控制接口电路的两个信号输出端同时与输出信号处理电路、信号采集处理电路分别连接，信号采集处理电路另设置有信号输入端，输出信号处理电路另设置有信号输出端。本发明专利技术的装置，基于移位芯片的串行机制的IO装置，只占用控制器的6DO，1DI可以实现8DO、8DI的功能，同时可以通过级联的方式扩充容量，成倍点数的控制，从而节约控制器的输入输出通道，同时远程采集时布线简洁，使用灵活。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于开关电器控制
，是自动化控制系统中的开关量输出处理技术设备，涉及一种移位式开关量输入输出装置。
技术介绍
随着电器设备的自动化程度越来越高，控制系统需要控制的现场变量也越来越多，尤其是各种开关量的控制，一个点就需要占用控制器的一个输出点，而硬件资源特别有限，在进行嵌入式系统开发时，很多情况IO资源都不能满足使用需求，如采用PLC控制也需添加大量的输出模块，增加机架进行扩展，增加硬件成本和要求较大的安装空间，同时布线也十分复杂；总线的分布式模块，控制接口不开放，同时要求控制器具备相应总线资源，使用不灵活，增加系统成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种移位式开关量输入输出装置，解决了现有技术在进行嵌入式系统开发时，很多情况下IO资源都不能满足使用需求的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种移位式开关量输入输出装置，包括直流降压电路，直流降压电路同时与控制接口电路、输出信号处理电路、信号采集处理电路、级联电路分别连接，级联电路与信号采集处理电路、控制接口电路依次连接；另外，控制接口电路设置有信号输入端，控制接口电路的两个信号输出端同时与输出信号处理电路、信号采集处理电路分别连接，信号采集处理电路另设置有信号输入端，输出信号处理电路另设置有信号输出端。本专利技术的有益效果是，基于移位芯片的串行机制的IO装置，只占用控制器的6D0，IDI可以实现8D0、8DI的功能，同时可以通过级联的方式扩充容量，成倍点数的控制，从而节约控制器的输入输出通道，同时远程采集时布线简洁，针对目前广泛采用的控制系统需要用到的大量开关量输入输出时接线复杂，解决了 IO资源利用不充分的问题。采用本采集器可提高控制器的输出端口使用效率，大幅减少输出点数配置，节约控制器的有限的空间，对于分布式采集减少布线，提供低成本的解决方案；控制接口开放，对控制器无总线资源要求，使用灵活。附图说明图I是本专利技术移位式开关量输入输出装置的整体电路框图；图2是本专利技术装置中的控制接口电路3的原理图；图3是本专利技术装置中的输出信号处理电路2的原理图；图4是本专利技术装置中的信号采集处理电路4的原理图；图5是本专利技术装置中的级联电路5的原理图。图中，I.直流降压电路，2.输出信号处理电路，3.控制接口电路，4.信号采集处理电路，5.级联电路，另夕卜，0U1、0U2...0U9均是光电耦合器；R1、R2…R60均为电阻；Ul是总线驱动芯片、U2是串入并出的移位芯片、U3是并入串出的移位芯片；PWR是电源接入端子、SRCLR是输入输出寄存器清除控制端子、SI是输驱动输入信号端子、LCK是移位脉冲信号端子、SCK是锁存信号端子、SEL是输入输出控制端子、紅f/ LD是输入装载/移位控制端子、SO是采集输出端子；D0SER是级联驱动输出端子，DISER是级联采集输入端子；D01、D02...D08是驱动信号输出端子，DII、DI2…DI8是采集信号输入端子;沈1卫是控制接口电路3与输出信号处理电路2以及信号采集处理电路4的共同接点； SI、RCK0、SRCK0是控制接口电路3与输出信号处理电路2的对应接点；Q7’、RCKI、SRCKI、SH /E5是控制接口电路3与信号采集处理电路4的对应接点；S0out、SIin分别为控制接口电路3和信号采集处理电路4与级联电路5的接点。具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术的以下实施例中选用了带锁存器的8bit的串入并出移位寄存器74LS595，还有带锁存器的8bit的串入并出移位寄存器74LS597。参照图1，本专利技术的移位式开关量输入输出装置的结构是，包括直流降压电路1，直流降压电路I同时与控制接口电路3、输出信号处理电路2、信号采集处理电路4、级联电路5分别连接，提供供电支持，级联电路5与信号采集处理电路4、控制接口电路3依次连接；另外，控制接口电路3设置有信号输入端，控制接口电路3的两个信号输出端同时与输出信号处理电路2、信号采集处理电路4分别连接，信号采集处理电路4另设置有信号输入端，输出信号处理电路2另设置有信号输出端。直流降压电路I将实际工况的电压降压为逻辑器件需要的TTL电压，将输出接入到各个逻辑器件供电端。输出信号处理电路2由带锁存器的Sbit的串入并出移位寄存器以及光电隔离电路、开关管驱动电路组成。控制接口电路3由光电耦合器、保护电阻、总线控制器组成。信号采集处理电路4由带锁存器的Sbit的并入串出移位寄存器以及光电隔离电路组成。级联电路5由光电耦合器、限流电阻组成。信号采集处理电路4采用带移位及所存寄存器的芯片(U3)，与输出控制信号公用，实现单DI的多通道输入功能。利用控制器的6D0和IDI通过控制接口电路3的总线驱动芯片(Ul)控制信号采集处理电路4和输出信号处理电路2的工作，实现分时进行输入输出处理。输出信号处理电路2与信号采集处理电路4采用的级联引脚经过光电耦合引出，具有较强的驱动能力，适合远距离级联。参照图2，直流降压电路I的结构是，包括DC-DC，DC_DC的输入端同时与24V电源及PWR端子分别连接，DC-DC的输出端为5V电源，DC-DC设置有接地端。参照图2，控制接口电路3的结构是，由光电耦合器OUl (型号为TLP521-4)、0U2 (型号为TLP521-3)、0U3 (型号为TLP521-1)、一个总线驱动器Ul (型号为74LS125)以及多个限流电阻(Rl、R2…R16)组成，具体连接关系是光电耦合器OUl的输入侧输入端分别串接SRCLR、SI、LCK、SCK信号输入端子；光电率禹合器0U2的第一、第二输入侧输入端同时串接SEL控制端子,光电稱合器0U2的第三输入侧输入端串接而/LD控制端子；光电耦合器0U3的输入侧输入端一路串接电阻R8后与24V电源连接，另一路直接串接SO采集输出端子；光电耦合器0U1、0U2的输入侧输出端分别串电阻(Rl、R2…R7)后与接地 端连接，光电耦合器0U3的输入侧输出端直接与接地端连接；光电耦合器OUl输出侧输入端分别串一电阻(R9、RIO、Rll、R12)后接至5V电源端；光电耦合器0U2输出侧的上、下路输入端分别串一电阻(R13、R15)后接至5V电源端，光电耦合器0U2输出侧的中路输入端直接接至5V电源端；光电耦合器0U3输出侧输入端直接接至5V电源端；另外，光电耦合器OUl和电阻R9之间的接点与端子连接；光电耦合器OUl和电阻RlO之间的接点与SI端子连接；光电耦合器0U2和电阻R13之间的接点与Ul的C1、C3引脚连接；光电耦合器0U2和电阻R15之间的接点与SH/E5端子连接；光电I禹合器OUl的输出侧的两个输出端直接接地,第三个输出端同时与Ul的Al、A2引脚分别连接，第四个输出端同时与UI的A3、A4引脚连接；0U2输出侧的上、下路输出端直接接地，0U2输出侧的中路输出端串接电阻R14后同时与Ul的C2、C4引脚分别连接；光电耦合器0U3的输出侧输出端串接电阻R16后与Q7’端子连接；总线驱动器Ul的VCC端与5V电源连接，Ul的GND端接地，Ul的Yl端与RCKO端子连接，Ul的Y2端与RCKI端子连接，Ul的Y3端与SRCKO端子连接，Ul的Y4端与SRCKI端子连接。控制信号以及输入本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种移位式开关量输入输出装置，其特征在于包括直流降压电路(1)，直流降压电路(I)同时与控制接口电路(3)、输出信号处理电路(2)、信号采集处理电路(4)、级联电路(5)分别连接，级联电路(5)与信号采集处理电路(4)、控制接口电路(3)依次连接；另外，控制接口电路(3)设置有信号输入端，控制接口电路(3)的两个信号输出端同时与输出信号处理电路(2)、信号采集处理电路(4)分别连接，信号采集处理电路(4)另设置有信号输入端，输出信号处理电路(2)另设置有信号输出端。2.根据权利要求I所述的移位式开关量输入输出装置，其特征在于所述的直流降压电路(I)的结构是，包括DC-DC，DC-DC的输入端同时与24V电源及PWR端子分别连接，DC-DC的输出端为5V电源，DC-DC设置有接地端。3.根据权利要求I所述的移位式开关量输入输出装置，其特征在于所述的控制接口电路(3)的结构是，由三个光电耦合器0U1、0U2、0U3、一个总线驱动器Ul以及多个限流电阻组成，具体连接关系是 光电耦合器OUl的输入侧输入端分别串接SRCLR、SI、LCK、SCK信号输入端子；光电耦合器0U2的第一、第二输入侧输入端同时串接SEL控制端子,光电稱合器0U2的第三输入侧输入端串接§1/LD控制端子；光电耦合器0U3的输入侧输入端一路串接电阻R8后与24V电源连接，另一路直接串接SO采集输出端子；光电耦合器0U1、0U2的输入侧输出端分别串电阻后与接地端连接，光电耦合器0U3的输入侧输出端直接与接地端连接； 光电I禹合器OUl输出侧输入端分别串一电阻后接至5V电源端；光电I禹合器0U2输出侧的上、下路输入端分别串一电阻后接至5V电源端，光电耦合器0U2输出侧的中路输入端直接接至5V电源端；光电耦合器0U3输出侧输入端直接接至5V电源端；另外，光电耦合器OUl和电阻R9之间的接点与端子连接；光电耦合器OUl和电阻RlO之间的接点与SI端子连接；光电耦合器0U2和电阻R13之间的接点与Ul的C1、C3引脚连接；光电耦合器0U2和电阻Rl5之间的接点与SH /15端子连接； 光电耦合器OUl的输出侧的两个输出端直接接地，第三个输出端同时与Ul的A1、A2引脚分别连接，第四个输出端同时与Ul的A3、A4引脚连接；0U2输出侧的上、下路输出端直接接地，0U2输出侧的中路输出端串接电阻R14后同时与Ul的C2、C4引脚分别连接； 光电耦合器0U3的输出侧输出端串接电阻R16后与Q7’端子连接； 总线驱动器Ul的VCC端与5V电源连接，Ul的GND端接地，Ul的Yl端与RCKO端子连接，Ul的Y2端与RCKI端子连接，Ul的Y3端与SRCKO端子连接，Ul的Y4端与SRCKI端子连接。4.根据权利要求I所述的移位式开关量输入输出装置，其特征在于所述的输出信号...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁春平，于兴军，李庆福，吴阳，曹振兴，
申请(专利权)人：宝鸡石油机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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