一种开关量采集控制电路及装置的制作方法

1.本实用新型涉及信号采集技术领域，尤其涉及一种开关量采集控制电路。


背景技术：

2.常见的电路采集量，可以分为开关量、数字量、模拟量和脉冲量。对开关量、数字量、模拟量和脉冲量等信号进行采集与监测是工业化生产的必备流程，也是保障设备正常工作的重要步骤。然而，现有的开关量信号采集装置线路复杂，且抗干扰性弱，无法实现可靠的工作。因此，发明一种开关量采集控制电路成为该领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种开关量采集控制电路及装置。
4.第一方面，本实用新型公开了一种开关量采集控制电路，包括控制模块、接口转换模块、串口电流防灌模块、开关量采集模块及蜂鸣器驱动模块；所述接口转换模块、所述开关量采集模块及所述蜂鸣器驱动模块分别与所述控制模块电连接，所述串口电流防灌模块与接口转换模块电连接；所述开关量采集模块用于与集成电路gpio口电连接；所述控制模块用于实时监测所述开关量采集模块的采集信号；所述接口转换模块用于将usb信号转换成uart串口信号；所述串口电流防灌模块用于实现对所述接口转换模块的开关保护；所述蜂鸣器驱动模块用于指示所述开关量采集模块的采集信号的状态。
5.优选地，所述接口转换模块包括usb接口、usb转uart转换芯片及晶振；所述usb接口分别与输入电源及所述usb转uart转换芯片电连接，所述usb转uart转换芯片分别与所述输入电源及所述晶振电连接。
6.优选地，所述串口电流防灌模块包括第一三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻及第一二极管；所述第一三极管的发射极与所述usb转uart转换芯片电连接，所述第一三极管的集电极分别与所述控制模块及所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端与输入电源电连接，所述第一三极管的基极与所述第二电阻的第一端电连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端电连接，所述第三电阻的第二端分别与所述usb转uart转换芯片及所述第一二极管的第一端电连接，所述第一二极管的第二端与所述控制模块电连接。
7.优选地，所述开关量采集模块包括光耦隔离器、第一发光二极管、第二二极管、第四电阻及第五电阻；所述第四电阻的第一端为采集量信号输入端，所述第四电阻的第二端分别与所述第二二极管及所述第一发光二极管的第一端电连接，所述第一发光二极管的第二端与所述光耦隔离器的第一端电连接，所述光耦隔离器的第二端及所述第二二极管的第二端接地，所述第五电阻的第一端与所述光耦隔离器的第三端电连接，所述光耦隔离器的第三端与所述控制模块电连接，所述第五电阻的第二端与输入电源电连接，所述光耦隔离器的第四端接地。
8.优选地，所述蜂鸣器驱动模块包括第二发光二极管、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第二三极管及蜂鸣器；所述第六电阻的第一端与所述控制模块电连接，所述第六电阻的第二端与所述第二发光二极管电连接，所述第七电阻的第一端与所述控制模块电连接，所述第七电阻的第二端与所述第二三极管的基极电连接，所述第二三极管的集电极与所述蜂鸣器的第一端电连接，所述蜂鸣器的第二端与所述第八电阻的第一端电连接，所述第八电阻的第二端与输入电源电连接，所述第二三极管的集电极接地。
9.第二方面，本实用新型还公开了一种开关量采集控制装置，包括第一方面所述的一种开关量采集控制电路。
10.本实用新型的一种开关量采集控制电路及装置具有如下有益效果，本实用新型公开的一种开关量采集控制电路包括：控制模块、接口转换模块、串口电流防灌模块、开关量采集模块及蜂鸣器驱动模块；所述接口转换模块、所述开关量采集模块及所述蜂鸣器驱动模块分别与所述控制模块电连接，所述串口电流防灌模块与接口转换模块电连接；所述开关量采集模块用于与集成电路gpio口电连接；所述控制模块用于实时监测所述开关量采集模块的采集信号；所述接口转换模块用于将usb信号转换成uart串口信号；所述串口电流防灌模块用于实现对所述接口转换模块的开关保护，防止串口的电流灌入；所述蜂鸣器驱动模块用于指示所述开关量采集模块的采集信号的状态。因此，本实用新型能够实现对开关量的可靠采集，使得待采集的开关信号具有更强的抗干扰性。
附图说明
11.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：
12.图1是本实用新型较佳实施例的一种开关量采集控制电路的原理框图；
13.图2是本实用新型较佳实施例的一种开关量采集控制电路的接口转换模块的电路图；
14.图3是本实用新型较佳实施例的一种开关量采集控制电路的串口电流防灌模块的电路图；
15.图4是本实用新型较佳实施例的一种开关量采集控制电路的开关量采集模块的电路图；
16.图5是本实用新型较佳实施例的一种开关量采集控制电路的蜂鸣器驱动模块的电路图。
具体实施方式
17.为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
18.实施例一
19.本实用新型较佳实施例的如图1所示，包括控制模块1、接口转换模块2、串口电流防灌模块3、开关量采集模块4及蜂鸣器驱动模块5；所述接口转换模块2、所述开关量采集模块4及所述蜂鸣器驱动模块5分别与所述控制模块1电连接，所述串口电流防灌模块3与接口转换模块2电连接；所述开关量采集模块用于与集成电路gpio口电连接；所述控制模块1用于实时监测所述开关量采集模块4的采集信号；所述接口转换模块2用于将usb信号转换成uart串口信号；所述串口电流防灌模块3用于实现对所述接口转换模块2的开关保护，防止串口的电流灌入；所述蜂鸣器驱动模块5用于指示所述开关量采集模块4的采集信号的状态。因此，本实用新型能够实现对开关量的可靠采集，使得待采集的开关信号具有更强的抗干扰性。
20.优选地，请参阅图2，所述接口转换模块2包括usb接口、usb转uart转换芯片u2及晶振x2；所述usb接口分别与输入电源及所述usb转uart转换芯片u2电连接，所述usb转uart转换芯片u2分别与所述输入电源及所述晶振x2电连接。可以理解的是，在本实施例中，所述usb转uart转换芯片u2型号为ch340g，所述晶振x2用于配合芯片ch340g工作，提供精确时钟。
21.优选地，请参阅图3，所述串口电流防灌模块3包括第一三极管q2、第一电阻r23、第二电阻r24、第三电阻r22及第一二极管d1；所述第一三极管q2的发射极与所述usb转uart转换芯片u2电连接，所述第一三极管q2的集电极分别与所述控制模块1及所述第一电阻r23的第一端电连接，所述第一电阻r23的第二端与输入电源电连接，所述第一三极管q2的基极与所述第二电阻r24的第一端电连接，所述第二电阻r24的第二端与所述第三电阻r22的第一端电连接，所述第三电阻r22的第二端分别与所述usb转uart转换芯片u2及所述第一二极管d1的第一端电连接，所述第一二极管d1的第二端与所述控制模块1电连接。可以理解的是，在本实施例中，为了防止串口的电流灌入，采用了第一三极管q2基于ch340g芯片的上电时序进行开关控制，从而保证电路的稳定运行。
22.优选地，请参阅图4，所述开关量采集模块4包括光耦隔离器u5、第一发光二极管pwr4、第二二极管d5、第四电阻r11及第五电阻r10；所述第四电阻r10的第一端为采集量信号输入端，所述第四电阻r11的第二端分别与所述第二二极管d5及所述第一发光二极管pwr4的第一端电连接，所述第一发光二极管per4的第二端与所述光耦隔离器u5的第一端电连接，所述光耦隔离器u5的第二端及所述第二二极管d5的第二端接地，所述第五电阻r10的第一端与所述光耦隔离器u5的第三端电连接，所述光耦隔离器u5的第三端与所述控制模块1电连接，所述第五电阻r10的第二端与输入电源电连接，所述光耦隔离器u5的第四端接地。可以理解的是，在本实施例中，所述第二二极管d5用于进行反向保护；所述第一发光二极管pwr4用于指示采集的开关量电压是否大于5v，并且在大于5v时点亮并输出高电平到所述控制模块1；所述光耦隔离器u5用于实现开关量与控制模块之间的隔离保护作用；所述第四电阻r11及第五电阻r10为限流保护电阻。
23.优选地，请参阅图5，所述蜂鸣器驱动模块5包括第二发光二极管pwr9、第六电阻r19、第七电阻r20、第八电阻r21、第二三极管q1及蜂鸣器；所述第六电阻r19的第一端与所述控制模块1电连接，所述第六电阻r19的第二端与所述第二发光二极管pwr9电连接，所述第七电阻r20的第一端与所述控制模块1电连接，所述第七电阻r20的第二端与所述第二三极管的基极电连接，所述第二三极管q1的集电极与所述蜂鸣器的第一端电连接，所述蜂鸣
器的第二端与所述第八电阻r21的第一端电连接，所述第八电阻r21的第二端与输入电源电连接，所述第二三极管q1的集电极接地。在本实施例中，当所述开关量采集模块4的输入电压大于阈值时，所述控制模块1控制所述蜂鸣器驱动模块5工作。
24.实施例二
25.本实用新型还公开了一种开关量采集控制装置，包括实施例一所述的线路简单及抗干扰性强的一种开关量采集控制电路。
26.综上所述，本实用新型所提供的一种开关量采集控制电路包括控制模块1、接口转换模块2、串口电流防灌模块3、开关量采集模块4及蜂鸣器驱动模块5；所述接口转换模块2、所述开关量采集模块4及所述蜂鸣器驱动模块5分别与所述控制模块1电连接，所述串口电流防灌模块3与接口转换模块2电连接；所述开关量采集模块用于与集成电路gpio口电连接；所述控制模块1用于实时监测所述开关量采集模块的采集信号；所述接口转换模块2用于将usb信号转换成uart串口信号；所述串口电流防灌模块3用于实现对所述接口转换模块2的开关保护；所述蜂鸣器驱动模块5用于指示所述开关量采集模块的采集信号的状态。因此，本实用新型能够实现对开关量的可靠采集，使得待采集的开关信号具有更强的抗干扰性。
27.以上对本实用新型所提供的一种开关量采集控制电路及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。不应理解为对本实用新型的限制。