專(zhuān)利名稱(chēng)：：具有多狀態(tài)檢驗(yàn)功能的數(shù)字量輸入模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明所述的具有多狀態(tài)檢驗(yàn)功能的數(shù)字量輸入模塊是一種電子產(chǎn)品。具體的說(shuō)是,巾對(duì)外部電器開(kāi)關(guān)狀態(tài)采集的數(shù)字輸入信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的裝置。技術(shù)背景目前，數(shù)字量輸入模塊只能夠檢查數(shù)字量信號(hào)是高(+24V)還是低(0V)，而不能夠檢查輸入是否懸空。列車(chē)上機(jī)械震動(dòng)比較劇烈，如果DI模塊的輸入信號(hào)線在運(yùn)行中松動(dòng)，則輸入信號(hào)線處于懸空狀態(tài)，傳統(tǒng)的數(shù)字量輸入模塊不能判斷出此故障，將會(huì)輸入錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，可能會(huì)造成誤操作。另外，傳統(tǒng)的數(shù)字量輸入模塊的輸入信號(hào)始終導(dǎo)通，會(huì)造成一定的能耗，并且增加電路板的熱量，造成電路運(yùn)行不穩(wěn)定，嚴(yán)重的影響了控制準(zhǔn)確性。針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題，研究設(shè)計(jì)一種新型的具有多狀態(tài)檢驗(yàn)功能的數(shù)字量輸入模塊，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題是十分必要的。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是研究設(shè)計(jì)一種新型的具有多狀態(tài)檢驗(yàn)功能的數(shù)字量輸入模塊，能夠檢驗(yàn)數(shù)字量輸入信號(hào)的高、低以及懸空狀態(tài)，并且能夠?qū)﹄娐愤M(jìn)行自檢。從而解決被采集的輸入信號(hào)線松動(dòng)、懸空所引起的誤檢測(cè)問(wèn)題。本發(fā)明所述的具有多狀態(tài)檢驗(yàn)功能的數(shù)字量輸入模塊是由16路數(shù)字量輸入模塊、PPS控制電路、NPS控制電路、CPU以及CAN驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。16路被測(cè)輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換隔離后，連接到CPU的IO引腳和PPS控制電路以及NPS控制電路。CPU輸出兩個(gè)控制信號(hào)PULS1和PULS0，去控制PPS控制電路和NPS控制電路。CPU采樣后的數(shù)字量數(shù)據(jù)通過(guò)CAN總線轉(zhuǎn)送到其他智能設(shè)備中。本發(fā)明所述的CPU采用MC68K系列單片機(jī)。本發(fā)明所述的具有多狀態(tài)檢驗(yàn)功能的數(shù)字量輸入模塊正常工作時(shí)，CPU軟件計(jì)算出采樣窗口，每1秒鐘分配一個(gè)18毫秒的采樣窗口，在每個(gè)采樣窗口中，CPU控制PULS1、PULS0的波形如附圖5所示，同時(shí)在采樣窗口屮對(duì)每一個(gè)輸入I1…I16采樣3次，得到3個(gè)采樣值。參考圖4，如果輸入信號(hào)IN15為高電平，在第一個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)，PULSO有效，NPS與地端導(dǎo)通，電流流經(jīng)D7，Rll，H3，R13，D9，使光耦導(dǎo)通，115的采樣值為0(低電平)；在第二個(gè)采樣點(diǎn)，PULS1有效，PULSO無(wú)效，光耦不導(dǎo)通，115的采樣值為1(高電平)；在第三個(gè)采樣點(diǎn)，PULS1和PULS0都有效，電流流經(jīng)D6，Rll，H3，R13，D9，光耦導(dǎo)通，115的采樣值為0，三次采樣值為010，證明輸入信號(hào)確實(shí)是高電位。如果輸入信號(hào)IN15為低電平，在第一個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)，PULS0有效，電路不導(dǎo)通，115的采樣值為1;在第二個(gè)釆樣點(diǎn)，PULS1有效，PULS0無(wú)效，電流流經(jīng)D6，Rll，H3，R13，D8，使光耦導(dǎo)通，115的采樣值為0;在第二個(gè)采樣點(diǎn)，PULS1和PULSO都有效，電流流經(jīng)D6，Rll，H3，R13，D9，光耦導(dǎo)通，115的采樣值為0，三次采樣值為100。證明輸入信號(hào)確實(shí)是低電位。同樣可以推導(dǎo)出輸入懸空狀態(tài)時(shí)的采樣值為110，以及其它幾種工作狀態(tài)。表1是各種采樣值與輸入端電平數(shù)據(jù)或電路故障的對(duì)應(yīng)表。本發(fā)明所述的具有多狀態(tài)檢驗(yàn)功能的數(shù)字量輸入模塊，能夠檢驗(yàn)數(shù)字量輸入信號(hào)的"高"，"低"或"懸空"狀態(tài)，并且能夠?qū)﹄娐分幸讚p壞的光耦器件以及前端進(jìn)行自檢。本發(fā)明所述的具有多狀態(tài)檢驗(yàn)功能的數(shù)字量輸入模塊的分時(shí)采樣方法，對(duì)數(shù)字量輸入信號(hào)進(jìn)行間隔采樣，在CPU輸入信號(hào)時(shí)才開(kāi)啟輸入信號(hào)與電源或地端的通路。本發(fā)明所述的具有多狀態(tài)檢驗(yàn)功能的數(shù)字量輸入模塊，能夠檢驗(yàn)數(shù)字量輸入信號(hào)的高，低以及懸空狀態(tài)，并且能夠?qū)﹄娐愤M(jìn)行自檢。另外對(duì)數(shù)字量輸入信號(hào)進(jìn)行間隔采樣，能夠有效降低電路板熱量。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)新穎、簡(jiǎn)單實(shí)用、檢測(cè)準(zhǔn)確、功能齊全等優(yōu)點(diǎn)，其大批量投入市場(chǎng)必將產(chǎn)生積極的社會(huì)效益和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明共有五張附圖，其中附圖1、數(shù)字量輸入模塊結(jié)構(gòu)圖附圖2、PPS控制電路原理圖附圖3、NPS控制電路原理圖附圖4、一個(gè)通道的數(shù)字量輸入電路原理圖附圖5、采樣窗口，PULS1，PULSO波形具體實(shí)施方式本發(fā)明所述的具有多狀態(tài)檢驗(yàn)功能的數(shù)字量輸入模塊總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，是由16路數(shù)字量輸入模塊，PPS控制電路，NPS控制電路，CPU,以及CAN驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成，CPU采用MC68K系列單片機(jī)，采樣后的數(shù)字量數(shù)據(jù)通過(guò)CAN總線轉(zhuǎn)送到其他智能設(shè)備中，如車(chē)輛控制單元。16路輸入經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換隔離連接到CPU的IO引腳，CPU輸出兩個(gè)控制信號(hào)PULS1和PULS0控制PPS控制電路和NPS控制電路本發(fā)明所述的PPS控制電路如圖2所示，此電路用于控制16路數(shù)字量輸入電路與電源端(+24V)的導(dǎo)通于關(guān)斷，導(dǎo)通與關(guān)斷控制波形如圖5所示，此電路通過(guò)光耦Hl及附屬電路將信號(hào)PULS1和PPS進(jìn)行電氣隔離。本發(fā)明所述的NPS控制電路如圖3所示，此電路用于控制16路數(shù)字量輸入電路與地端(0V)的導(dǎo)通于關(guān)斷，導(dǎo)通與關(guān)斷控制波形如圖5所示，此電路通過(guò)光耦H2及附屬電路將信號(hào)PULS0和NPS進(jìn)行電氣隔離。每一個(gè)數(shù)字量輸入通道電路相同，第15路輸入電路如圖4所示，通過(guò)控制PPS和NPS的波形對(duì)外部輸入信號(hào)分時(shí)采樣，得到輸入信號(hào)波形115，在CPU內(nèi)對(duì)I15進(jìn)行分析，即可判斷出輸入端IN15的狀態(tài)是"高"，"低"或"懸空"。附表1:采樣值和對(duì)應(yīng)結(jié)論<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1、一種具有多狀態(tài)檢驗(yàn)功能的數(shù)字量輸入模塊，其特征在于是由16路數(shù)字量輸入模塊、PPS控制電路、NPS控制電路、CPU以及CAN驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成；16路被測(cè)輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換隔離后，連接到CPU的IO引腳和PPS控制電路以及NPS控制電路；CPU輸出兩個(gè)控制信號(hào)PULS1和PULS0，去控制PPS控制電路和NPS控制電路；CPU采樣后的數(shù)字量數(shù)據(jù)通過(guò)CAN總線轉(zhuǎn)送到其他智能設(shè)備中。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多狀態(tài)檢驗(yàn)功能的數(shù)字量輸入模塊，其特征在于CPU采用MC68K系列單片機(jī)。全文摘要本發(fā)明所述的具有多狀態(tài)檢驗(yàn)功能的數(shù)字量輸入模塊是一種電子產(chǎn)品，具體的說(shuō)是一種對(duì)外部電器開(kāi)關(guān)狀態(tài)采集的數(shù)字輸入信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的裝置。是由16路數(shù)字量輸入模塊、PPS控制電路、NPS控制電路、CPU以及CAN驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。16路被測(cè)輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換隔離后，連接到CPU的IO引腳和PPS控制電路以及NPS控制電路。CPU輸出兩個(gè)控制信號(hào)PULS1和PULS0，去控制PPS控制電路和NPS控制電路。CPU采樣后的數(shù)字量數(shù)據(jù)通過(guò)CAN總線轉(zhuǎn)送到其他智能設(shè)備中。CPU采用MC68K系列單片機(jī)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)新穎、簡(jiǎn)單實(shí)用、檢測(cè)準(zhǔn)確、功能齊全等特點(diǎn)，故屬于一種集經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性為一體的新型具有多狀態(tài)檢驗(yàn)功能的數(shù)字量輸入模塊。文檔編號(hào)G01R31/00GK101162249SQ200710158549公開(kāi)日2008年4月16日申請(qǐng)日期2007年11月26日優(yōu)先權(quán)日2007年11月26日發(fā)明者瑞劉,劉維洋,林潔晗,鋒王申請(qǐng)人:謝步明