IO控制脉冲输入接口电路的制作方法

io控制脉冲输入接口电路
技术领域
1.本实用新型涉及焊接设备技术领域，特别涉及一种io控制脉冲输入接口电路。


背景技术：

2.在进行外部脉冲信号专机接口路设计时，一般采用多路相同输入电路方式实现不同脉冲信号参数输入采集和处理。虽然实现功能没有问题，但多路相同输入电路的重复使用，即占用空间且浪费材料成本。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种节省空间、降低成本的io控制脉冲输入接口电路。
4.为达到上述目的，本实用新型提供了一种io控制脉冲输入接口电路，其包括：
5.模式锁定电路，所述模式锁定电路一端与外部脉冲信号专机连接，用于对所述专机的功能进行选通及锁定，所述模式锁定电路的另一端与数据处理电路连接，用于向所述数据处理电路传输模式锁定信号；
6.io控制电路，所述io控制电路一端与外部脉冲信号专机连接，用于对所述专机输出的脉冲信号进行切换和调整，所述io控制电路另一端与所述数据处理电路连接，用于向所述数据处理电路传输io控制信号；
7.信号输入电路，所述信号输入电路一端与外部脉冲信号专机连接，用于对多个输入的脉冲信号进行滤波、隔离及放大，所述信号输入电路另一端与所述数据处理电路连接，用于向所述数据处理电路传输处理后的多个脉冲信号；
8.数据处理电路，所述数据处理电路一端分别与所述模式锁定电路、所述io控制电路和所述信号输入电路连接，用于对多个脉冲信号进行ad采样，对采样后的信号、所述模式锁定信号和所述io控制信号进行数据处理，确定输出信号；所述数据处理电路另一端与焊机相连，用于将所述输出信号传输给焊机，驱动焊机输出。
9.具体实施例中，所述io控制电路，包括：晶体管输出光电耦合器、第一电阻和第二电阻；
10.所述晶体管输出光电耦合器的第一端与第一电阻串联后，与外部脉冲信号专机连接；
11.所述晶体管输出光电耦合器的第二端与第二电阻串联后接地；
12.所述晶体管输出光电耦合器的第三端与所述数据处理电路连接；
13.所述晶体管输出光电耦合器的第四端与电源正极相连。
14.具体实施时，所述信号输入电路，包括：信号采集电路电子开关、第三电阻、第四电阻、四运算放大器、第一电容、第五电阻、线性光耦合器以及多级放大电路；
15.所述信号采集电路电子开关为cd4053bm96芯片；其中，所述cd4053bm96芯片的by信号管脚与一输入的脉冲信号连接；所述cd4053bm96芯片的bx信号管脚与另一输入的脉冲信号连接；所述cd4053bm96芯片的bx/by信号管脚分别与第三电阻的第一端和第四电阻的
第一端连接，所述第三电阻的第二端接地；
16.所述第四电阻的第二端与所述四运算放大器的反相输入端连接，所述四运算放大器的正相输入端接地，所述四运算放大器的输出端与第五电阻的第一端连接；所述第一电容并联在所述四运算放大器的输出端和所述四运算放大器的反相输入端之间；
17.所述第五电阻的第二端与所述线性光耦合器中发光二极管的阴极相连，所述线性光耦合器中发光二极管的阳极与电源正极相连，所述线性光耦合器中反馈光电二极管的阴极与所述四运算放大器的反相输入端连接，所述线性光耦合器中反馈光电二极管的阳极接地；
18.所述线性光耦合器中输出光电二极管的阳极、输出光电二极管的阴极分别与所述多级放大电路的两个输入端连接，所述多级放大电路的输出端与所述数据处理电路连接。
19.具体实施例中，所述数据处理电路为r5f52318bdr#30芯片；
20.所述r5f52318bdr#30芯片的pe7/d15/irq7信号管脚与所述io控制电路连接，用于接收io控制信号；
21.所述r5f52318bdr#30芯片的p47/an007信号管脚与所述模式锁定电路连接，用于接收模式锁定信号；
22.所述r5f52318bdr#30芯片的p44/an004信号管脚与所述信号输入电路连接，用于接收处理后的多个脉冲信号；
23.所述r5f52318bdr#30芯片的da0信号管脚与焊机相连，用于将输出信号传输给焊机。
24.在一具体实施例中，所述信号输入电路还包括：光耦隔离器件；
25.所述光耦隔离器件的输入端与所述r5f52318bdr#30芯片的pd5/d5/irq5/an029信号管脚连接，所述光耦隔离器件的输出端与所述cd4053bm96芯片的b信号管脚连接，用于控制所述cd4053bm96芯片的开关切换。
26.与现有技术相比，上述的技术方案具有如下的优点：
27.本实用新型实施例中，通过设置模式锁定电路，在外部控制信号输入时，将焊机锁定到专机脉冲信号输入模式；通过设置信号输入电路，将输入的多个脉冲信号进行滤波、隔离、放大后，传输到数据处理电路；设置数据处理电路，进行ad采样后，根据所设置的io控制电路传输的io控制信号进行数据处理，将处理结果输出给焊机，以控制焊机。通过采用一路io控制电路加信号输入电路的方式，代替现有技术中多路相同输入电路，不仅节省空间，又降低成本。
附图说明
28.以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：
29.图1是本实用新型实施例的io控制脉冲输入接口电路的框架意图；
30.图2是本实用新型具体实施例中io控制电路示意图；
31.图3是本实用新型具体实施例中信号输入电路示意图；
32.图4是本实用新型具体实施例中cd4053bm96芯片的引脚关系示意图；
33.图5是本实用新型具体实施例中信号输入电路中的多级放大电路示意图；
34.图6是本实用新型具体实施例中io控制脉冲输入接口电路示意图。
具体实施方式
35.下面通过附图和实施例对本技术进一步详细说明。通过这些说明，本技术的特点和优点将变得更为清楚明确。
36.在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
37.此外，下面所描述的本技术不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
38.本实用新型实施例提供了一种io控制脉冲输入接口电路，用以节省空间、降低成本，该电路如图1所示，包括：
39.模式锁定电路，模式锁定电路一端与外部脉冲信号专机连接，用于对专机的功能进行选通及锁定，模式锁定电路的另一端与数据处理电路连接，用于向数据处理电路传输模式锁定信号；
40.io控制电路，io控制电路一端与外部脉冲信号专机连接，用于对专机输出的脉冲信号进行切换和调整，io控制电路另一端与数据处理电路连接，用于向数据处理电路传输io控制信号；
41.信号输入电路，信号输入电路一端与外部脉冲信号专机连接，用于对多个输入的脉冲信号进行滤波、隔离及放大，信号输入电路另一端与数据处理电路连接，用于向数据处理电路传输处理后的多个脉冲信号；
42.数据处理电路，数据处理电路一端分别与模式锁定电路、io控制电路和信号输入电路连接，用于对多个脉冲信号进行ad采样，对采样后的信号、模式锁定信号和io控制信号进行数据处理，确定输出信号；数据处理电路另一端与焊机相连，用于将输出信号传输给焊机，驱动焊机输出。
43.通过设置模式锁定电路，在外部控制信号输入时，将焊机锁定到专机脉冲信号输入模式；通过设置信号输入电路，将输入的多个脉冲信号进行滤波、隔离、放大后，传输到数据处理电路；设置数据处理电路，进行ad采样后，根据所设置的io控制电路传输的io控制信号进行数据处理，将处理结果输出给焊机，以控制焊机。通过采用一路io控制电路加信号输入电路的方式，代替现有技术中多路相同输入电路，不仅节省空间，又降低成本。
44.具体实施时，如图2所示，io控制电路，包括：晶体管输出光电耦合器201、第一电阻202和第二电阻203；
45.晶体管输出光电耦合器201的第一端(图中数字1所示的端子)与第一电阻202串联后，与外部脉冲信号专机连接；
46.晶体管输出光电耦合器201的第二端(图中数字2所示的端子)与第二电阻203串联后接地；
47.晶体管输出光电耦合器201的第三端(图中数字3所示的端子)与数据处理电路连接；
48.晶体管输出光电耦合器201的第四端(图中数字4所示的端子)与电源正极相连。
49.具体实施例中，信号输入电路如图3所示，包括：信号采集电路电子开关301、第三电阻302、第四电阻303、四运算放大器304、第一电容305、第五电阻306、线性光耦合器307以及多级放大电路308；
50.其中，信号采集电路电子开关301为cd4053bm96芯片，如图4所示为cd4053bm96芯片的引脚关系图。cd4053bm96芯片的by信号管脚(图3中数字1所示的端口)与一输入的脉冲信号连接；cd4053bm96芯片的bx信号管脚(图3中数字2所示的端口)与另一输入的脉冲信号连接；cd4053bm96芯片的bx/by信号管脚(图3中数字15所示的端口)分别与第三电阻302的第一端和第四电阻303的第一端连接，第三电阻302的第二端接地；
51.第四电阻303的第二端与四运算放大器304的反相输入端连接，四运算放大器304的正相输入端接地，四运算放大器304的输出端与第五电阻306的第一端连接；第一电容305并联在四运算放大器304的输出端和四运算放大器304的反相输入端之间；
52.第五电阻306的第二端与线性光耦合器307中发光二极管的阴极(图中数字1所示的端口)相连，线性光耦合器307中发光二极管的阳极(图中数字2所示的端口)与电源正极相连，线性光耦合器307中反馈光电二极管的阴极(图中数字3所示的端口)与四运算放大器304的反相输入端连接，线性光耦合器307中反馈光电二极管的阳极(图中数字4所示的端口)接地；
53.线性光耦合器307中输出光电二极管的阳极(图中数字5所示的端口)、光电二极管的阴极(图中数字6所示的端口)分别与多级放大电路308的两个输入端连接，多级放大电路308的输出端与数据处理电路连接。
54.其中，多级放大电路的具体结构如图5所示，包括：
55.第一运算放大器501、第六电阻502、第二电容503、第七电阻504、第二运算放大器505、第八电阻506、第九电阻507、第三电容508、第十电阻509、第三运算放大器510、第十一电阻511、第十二电阻512、第四电容513、滑动变阻器514；
56.其中，第一运算放大器501的正相输入端与线性光耦合器307中输出光电二极管的阳极相连后接地，第一运算放大器501的反相输入端与线性光耦合器307中输出光电二极管的阴极相连，第六电阻502并联在第一运算放大器501的正相输入端和第一运算放大器501的输出端之间，第二电容503并联在第一运算放大器501的反相输入端和第一运算放大器501的输出端之间。具体实施例中，第一运算放大器501可以选用低噪声四通道jfet运算放大器，具体芯片型号为tl074idt。
57.第七电阻504的第一端与第一运算放大器501的输出端相连，第七电阻504的第二端与第二运算放大器505的反相输入端相连；第二运算放大器505的正相输入端与第八电阻506相连后接地，第九电阻507和第三电容508均并联在第二运算放大器505的反相输入端和第二运算放大器505的输出端之间。
58.第十电阻509的第一端与第二运算放大器505的输出端相连，第十电阻509的第二端与第三运算放大器510的反相输入端相连。第三运算放大器510的正相输入端与第十一电阻511相连后接地，第四电容513并联在第三运算放大器510的反相输入端和第三运算放大器510的输出端之间，第十二电阻512与滑动变阻器514的第一固定端连接后，作为一个整体并联在第三运算放大器510的反相输入端和第三运算放大器510的输出端之间，滑动变阻器514的滑动端连接在第四电容513的第二端。
59.具体实施例中，信号输入电路包括两路信号输入，如图5所示，外部脉冲信号专机分别与第十三电阻515、第十四电阻516相连后，第十三电阻515的第二端与第四运算放大器517的正相输入端相连，第四运算放大器517的反相输入端与输出端串联后与第十五电阻518的第一端连接，第十五电阻518的第二端与cd4053bm96芯片的by信号管脚相连；第十四电阻516的第二端与第五运算放大器519的正相输入端相连，第五运算放大器519的反相输入端与输出端串联后与第十六电阻520的第一端连接，第十六电阻520的第二端与cd4053bm96芯片的bx信号管脚相连。
60.具体实施例中，数据处理电路为r5f52318bdr#30芯片。
61.r5f52318bdr#30芯片的pe7/d15/irq7信号管脚(71脚)与io控制电路连接，用于接收io控制信号；
62.r5f52318bdr#30芯片的p47/an007信号管脚(87脚)与模式锁定电路连接，用于接收模式锁定信号；
63.r5f52318bdr#30芯片的p44/an004信号管脚(90脚)与信号输入电路连接，用于接收处理后的多个脉冲信号；
64.r5f52318bdr#30芯片的da0信号管脚(2脚)与焊机相连，用于将输出信号传输给焊机。
65.在一具体实施例中，如图6所示，信号输入电路分成了输入电路、隔离电路和放大电路三部分，且为了能够选择不同的通道进行数据采集，信号输入电路还包括：光耦隔离器件，光耦隔离器件的输入端与r5f52318bdr#30芯片的pd5/d5/irq5/an029信号管脚(81脚)连接，光耦隔离器件的输出端与cd4053bm96芯片的b信号管脚(图中10所示的端口)连接，用于控制cd4053bm96芯片的开关切换。
66.且如图6所示，模式锁定电路包括：晶体管输出光电耦合器601、第十七电阻602和第十八电阻603；晶体管输出光电耦合器601的第一端(图中数字1所示的端子)与第十七电阻602串联后，与外部脉冲信号专机连接；晶体管输出光电耦合器601的第二端(图中数字2所示的端子)与第十八电阻603串联后接地；晶体管输出光电耦合器601的第三端(图中数字3所示的端子)与数据处理电路连接；晶体管输出光电耦合器601的第四端(图中数字4所示的端子)与电源正极相连。
67.本实用新型具体实施例中提供的io控制脉冲输入接口电路的原理是：外部控制信号输入后，通过模式锁定电路将焊机锁定到专机脉冲信号输入模式，信号输入电路将要输入的脉冲信号经过滤波、隔离、放大，传输到数据处理电路，数据处理电路经过ad采样后，根据io控制电路输入的脉冲波形进行数据处理，将处理结果输出到焊机的驱动电路进行实际输出控制。
68.具体实施时，将包含上述io控制脉冲输入接口电路的电路板安装固定在焊机前腔中，通过连线及滤波板板与外部连接，将外部专机脉冲及控制信号连接到该电路板上io控制电路的输入口，然后输出驱动焊机输出。
69.而且本实用新型实施例中，可以随时随刻切换峰基值，或者说接口电流的大小，从而实现非周期输入信号的需求控制。也就实现了固定频率、不同频率和非周期信号高低电平单独或组合自由切换的功能。再结合外部输入信号高低的调节，可实现焊机输出能力范围内任何周期脉冲、非周期脉冲、混合脉冲及直流模式参数的接收处理和控制功能，控制更
加灵活。
70.相较于专机端提供的脉冲参数输入信号需要多路相同的硬件接口电路与之匹配使用，致使直观性和灵活性差的现有技术，本实用新型提供的接口电路在使用专机进行外部信号输入时，不仅在可接受的相应速度范围内能够节省电路，节省电路板布局空间，降低材料成本。同时提高了外部脉冲周期信号、非周期信号单独及混合输入的灵活性，直观性也有提高。且减少电路的同时会减少因器件、制造工艺等问题造成的电路板不良率，从而提高产品可靠性。
71.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
72.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本实用新型并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且，可以单独使用本实用新型的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。
73.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。