一种基于MCU自适应输出控制的磁性传感器的制作方法

一种基于mcu自适应输出控制的磁性传感器
技术领域
1.本实用新型涉及到磁性位置检测技术领域，尤其涉及到基于mcu来侦测识传感器输出负载的结构并给出相应工作模式的控制方式。


背景技术：

2.随着工业自动化科技的进步与工业制造市场需求的提高，工业控制所需要的磁性位置检测开关需求量激增。传统的三线制磁性开关传感器，三线分别为电源正，电源负，开关out信号。作为传感器的负载，要么是电阻式（代表的主要为plc控制器）要么是电感式（代表的主要为继电器），不管哪种方式，其负载接线方式要么是pnp型控制负载结构，要么是npn型控制负载结构。为适应市场，势必生产出两款不同控制类型的磁性开关传感器。
3.上述技术方案存在的问题：
4.1.终端用户在采购时必须确认其需求磁性开关传感器所在应用场景的负载控制结构，一旦出错会造成不必要损失。
5.2.厂商在生产备货过程中，由于产品机种的型号增加而导致生产繁琐，效率低下，增加厂商主动备货的风险性。


技术实现要素：

6.本实用新型主要是提供一种mcu通过检测传感器输出负载结构并自动适应不同的工作应用场景的控制方法；旨在解决现有技术中同一个三线制磁性传感器无法兼容npn和pnp两种控制结构的问题。
7.本实用新型是这样实现的，提供一种mcu通过检测传感器输出负载结构并自动适应不同的工作应用场景的控制方法；pnp形结构负载工作时绿色指示灯提示，npn结构形结构负载工作时红色指示灯提示，基于mcu自适应输出控制的磁性传感器包括了mr磁阻传感器单元，电压调整器单元、mcu单元、红绿双色led单元、pnp结构控制开关、负载结构检测单元以及npn结构控制开关组成。
8.所述mr磁阻传感器单元和负载结构检测单元连接到mcu单元的信号输入端，所述红绿双色led单元和pnp结构控制开关以及npn结构控制开关与mcu单元的输出端连接，所述电压调整器单元给mr磁阻传感器单元以及mcu单元(3)提供稳定3.3v工作电压。
9.所述mr磁阻传感器单元采用全极数字量输出的磁阻传感器。当磁石靠近mr磁阻传感器时，磁场大于30高斯传感器输出高电平，反之输出低电平。
10.所述mcu单元采用小封装8051内核控制器，内置存储器、时钟振荡器、计数器以及通用i/o端口为一体的集成芯片。
11.所述电压调整器单元采用36v转3.3v的高精度低压差线性稳压器，输出电流最大150ma.
12.基于mcu的侦测自适应输出控制结构流程如下：
13.磁性传感器上电后,mcu单元每一次接收到mr磁阻传感器单元输出的高电平信号
时，首先检测负载结构检测单元采集的电平值，低电平时，mcu将传感器识别为pnp负载结构。其输出控制方式为：mcu单元输出控制信号打开pnp结构控制开关，使其输出，同时mcu单元控制红绿双色led单元的绿灯，使其同步点亮。当mr磁阻传感器单元输出低电平给mcu单元时，pnp结构控制开关关闭不工作，红绿双色led单元的绿灯熄灭。
14.进一步，磁性传感器上电后,mcu单元每一次接收到mr磁阻传感器单元输出的高电平信号时，首先检测负载结构检测单元采集的电平值，低高电平时，mcu将传感器识别npn负载结构。其输出控制方式为： mcu单元输出控制信号打开npn结构控制开关，使其输出，同时mcu单元控制红绿双色led单元的红灯，使其同步点亮。当mr磁阻传感器单元输出低电平给mcu单元时，npn结构控制开关关闭不工作，红绿双色led单元的红灯熄灭。
15.需要说明的是mcu单元只在接受到mr磁阻传感器单元输出的高电平信号时会先对负载结构进行检测确认，才会给出相应的控制方式。若负载结构发生变化，只有在下一次接收到mr磁阻传感器单元输出的高电平信号时才会识别有效。
16.本实用新型的有益效果：该磁性开关传感器当mcu接收到mr磁阻传感器的高电平信号时会先对负载结构进行侦测，然后让相对应的开关电路进行工作，来达到控制npn负载或者pnp负载结构的目的。
附图说明
17.图1为一种基于mcu自适应输出控制的磁性传感器结构框图；
18.图2为一种基于mcu自适应输出控制的磁性传感器原理图；
19.图3为mr磁阻感应强磁场后输出的波形。
具体实施方式
20.为了使本实用新型的目的及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
21.本实用新型如图1框图所示一种基于mcu自适应输出控制的磁性传感器包括了mr磁阻传感器单元1，电压调整器单元4、mcu单元3、红绿双色led单元2、pnp结构控制开关6、负载结构检测单元5以及npn结构控制开关7组成。
22.mr磁阻传感器单元1和负载结构检测单元5连接到mcu单元3的信号输入端，所述红绿双色led单元2和pnp结构控制开关6以及npn结构控制开关7与mcu单元3的输出端连接，所述电压调整器单元4给mr磁阻传感器单元1以及mcu单元3提供稳定3.3v工作电压。
23.结合图2原理图，电压调整器u1采用36v转3.3v的高精度低压差线性稳压器，输出电流最大150ma.输入范围2.5
‑
36v,满足市面绝大多数电源供电。同时在输入端串接二极管d1起到电源正负极反接保护作用。
24.电压调整器单元4输出的3.3v电压供给mr传感器的u2的1脚和单片机u3的5脚，保证mcu和传感器u2能够有正常工作电压。
25.u2采用全极mr磁阻数字输出传感器,当磁石经过u2的x轴时，磁石的n或s极磁场强度大于30高斯时传感器u2 的2脚输出高电平。图3为u2感应强磁场后输出的波形，d4、r7和r8组成负载结构检测电路，当负载结构为npn型时，24v经过负载后通过r7和r8分压后会得
到2.5v左右电压，mcu的7脚识别为高电平。当负载结构无或者pnp型时，mcu的7脚为0v ,识别为低电平。二极管d4用来钳位保护mcu的7脚.
26.下面结合附图2具体实施例来进行说明。
27.如原理图所示，当使用虚线内npn负载结构时，其工作流程为：当磁石经过传感器u2的敏感中心位置时，u2的2脚输出高电平给单片机u3的1脚，单片机开始检测7脚为高电平，系统识别为npn型负载结构,mcu的6脚输出高电平驱动开关管q3工作完成npn型负载结构的输出，同时mcu驱动d5的红色指示灯点亮。
28.进一步，当磁离开传感器u2的敏感中心位置时，u2的2脚输出低电平给单片机u3的1脚，mcu的6脚输出低电平关闭开关管q3，同时mcu驱动d5的红色指示灯熄灭。
29.如原理图所示，当使用虚线内pnp负载结构时，其工作流程为：当磁石经过传感器u2的敏感中心位置时，u2的2脚输出高电平给单片机u3的1脚，单片机开始检测7脚为低电平，系统识别为pnp型负载结构,mcu的8脚输出高电平驱动开关管q1工作完成pnp型负载结构的输出，同时mcu驱动d5的绿色指示灯点亮。
30.进一步，当磁离开传感器u2的敏感中心位置时，u2的2脚输出低电平给单片机u3的1脚，mcu的8脚输出低电平关闭开关管q1，同时mcu驱动d5的绿色指示灯熄灭。
31.如原理图所示，当虚线内pnp和npn负载结构都不使用时，也就是输出悬空时，系统默认为pnp型负载结构，工作流程和pnp型负载结构一致。
32.需要说明的是若负载结构发生变化，只有在下一次接收到传感器u2输出的高电平信号时才会识别有效。