專利名稱：直接數(shù)字控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及自動(dòng)化教學(xué)用的實(shí)訓(xùn)裝置，尤其涉及自動(dòng)化教學(xué)用的實(shí)訓(xùn)裝置中的一種直接數(shù)字控制器。
背景技術(shù)：
由于自動(dòng)化教學(xué)用的實(shí)訓(xùn)裝置具有較好的演示效果，同時(shí)又能很好的培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，已廣泛的應(yīng)用于教學(xué)中，但是，現(xiàn)有的自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)裝置中的控制器具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高的缺陷，不利于教學(xué)和普及使用。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本實(shí)用新型提供了一種直接數(shù)字控制器。本實(shí)用新型提供了一種直接數(shù)字控制器，包括ARM處理器、存儲(chǔ)器、輸入接口電路、輸出接口電路、通信控制電路、通信接口 ；所述輸入接口電路連接有光電耦合器，所述輸出接口電路連接有晶體管或繼電器；所述ARM處理器分別與所述存儲(chǔ)器、所述輸入接口電路、所述輸出接口電路、所述通信控制電路相連，所述通信控制電路與至少兩個(gè)通信接口相連。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的ARM處理器為基于Cortex_M3內(nèi)核的STM32 系列32位微處理器。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的光電耦合器為單發(fā)光二極管輸入型光電耦合器。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的光電耦合器為雙發(fā)光二極管輸入型光電耦合器。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的輸入接口電路、輸出接口電路直接并行連接ARM處理器。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的輸入接口電路、輸出接口電路通過移位寄存器以串行方式連接ARM處理器。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述通信接口為串行通信接口，所述串行通信接口包括RS-232C通信接口、RS-485通信接口、USB通信接口、TCP/IP通信接口。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述存儲(chǔ)器包括隨機(jī)存儲(chǔ)器、系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器、應(yīng)用程序存儲(chǔ)器。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述ARM處理器包括擴(kuò)展接口控制單元，該直接數(shù)字控制器還包括擴(kuò)展接口，所述擴(kuò)展接口控制單元與所述擴(kuò)展接口相連。本實(shí)用新型采用集成電路構(gòu)建，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制作、體積小、成本低、控制功能強(qiáng)。

[0014]圖I是本實(shí)用新型直接數(shù)字控制器的原理框圖。圖2是本實(shí)用新型直接數(shù)字控制器一實(shí)施例的原理框圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型公開了一種直接數(shù)字控制器，包括ARM處理器I、存儲(chǔ)器
2、輸入接口電路3、輸出接口電路4、通信控制電路5、通信接口 15，所述輸入接口電路3連接有光電耦合器，輸出接口電路4連接有晶體管或繼電器，所述ARM處理器I分別與所述存儲(chǔ)器2、所述輸入接口電路3、所述輸出接口電路4、所述通信控制電路5相連，所述通信控制電路5與至少兩個(gè)通信接口 15相連。如圖2所示，所述ARM處理器I連接有輸入接口電路3，輸入開關(guān)信號(hào)經(jīng)所述光電耦合器隔離后送入電平信號(hào)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為TTL標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，ARM處理器I執(zhí)行輸入開關(guān)信號(hào)掃描任務(wù)時(shí)，將輸入開關(guān)的狀態(tài)信號(hào)送入數(shù)據(jù)映像寄存器。如圖2所示，所述ARM處理器I連接有存儲(chǔ)器2，該存儲(chǔ)器2包括隨機(jī)存儲(chǔ)器6、系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器7、應(yīng)用程序存儲(chǔ)器8，所述ARM處理器I分別與隨機(jī)存儲(chǔ)器6、系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器7、應(yīng)用程序存儲(chǔ)器8連接，組成外接存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路。如圖2所示，該通信接口 15為串行通信接口，所述串行通信接口分別為RS-232C 通信接口、RS-485通信接口、USB通信接口、TCP/IP通信接口，該串行通信接口用于通信、下載用戶編輯的控制程序，從而實(shí)現(xiàn)所述直接數(shù)字控制器的控制；例如，所述串行通信接口為 RS-232串行端口，通過編程軟件編輯的用戶控制程序通過RS-232串行端口及連接電纜下載到直接數(shù)字控制器的用戶程序區(qū)，執(zhí)行用戶程序處理任務(wù)時(shí)，根據(jù)用戶程序調(diào)用相關(guān)的子程序，運(yùn)行處理結(jié)果存于輸出映像寄存器內(nèi)。如圖2所示，所述ARM處理器I連接有輸出接口電路4，輸出接口電路4連接有晶體管或繼電器；例如，由具有8路驅(qū)動(dòng)功能的集成電路組成輸出接口電路，驅(qū)動(dòng)繼電器，并由繼電器的觸點(diǎn)控制外部負(fù)載。該ARM處理器I包括邏輯處理器10、通用處理器11、運(yùn)動(dòng)控制處理單元12、通信控制單元13、擴(kuò)展接口控制單元14，該直接數(shù)字控制器還包括擴(kuò)展接口 9，該擴(kuò)展接口控制單元14與該擴(kuò)展接口 9相連。本實(shí)用新型提供的一種直接數(shù)字控制器的工作原理是(I)本實(shí)用新型的ARM處理器I采用基于Cortex_M3內(nèi)核的STM32系列32位微處理器；負(fù)責(zé)處理通信、管理、存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)等工作，便于擴(kuò)展通信接口、存儲(chǔ)器接口，擴(kuò)展外部的輸入、輸出控制，通信、管理、控制功能強(qiáng)。( 2 )各種來自現(xiàn)場(chǎng)的開關(guān)信號(hào)經(jīng)過單發(fā)光二極管輸入型光電耦合器隔離后送入電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的TTL信號(hào),ARM處理器I執(zhí)行輸入開關(guān)信號(hào)掃描任務(wù)時(shí)，將輸入開關(guān)的狀態(tài)信號(hào)送入數(shù)據(jù)映像寄存器內(nèi)。(3)ARM處理器I執(zhí)行輸出更新任務(wù)時(shí)，輸出信號(hào)送往具有多路驅(qū)動(dòng)功能的集成電路，驅(qū)動(dòng)繼電器，并由繼電器的觸點(diǎn)控制外部負(fù)載。(4)通過RS-232串口和編程軟件，將用戶控制程序下載到存儲(chǔ)器2的用戶程序區(qū)。(5)撥動(dòng)直接數(shù)字控制器的RUN/ST0P開關(guān)，使直接數(shù)字控制器的運(yùn)行開關(guān)處于運(yùn)行狀態(tài)，直接數(shù)字控制器進(jìn)行輸入掃描、運(yùn)行用戶程序、輸出更新處理的循環(huán)工作；[0028](6)通過編程軟件聯(lián)機(jī)仿真運(yùn)行，觀察輸出端的狀態(tài)變化。(7)通過按動(dòng)連接在輸入端的各個(gè)按鈕，觀察輸出端的變化及負(fù)載的動(dòng)作。(8)通過擴(kuò)展接口 9，連接各種數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)字量擴(kuò)展模塊、模擬量處理模塊、 通信模塊、電源模塊等。(9)通過通信控制電路5實(shí)現(xiàn)各種控制器、觸摸屏、變頻器、智能儀表、智能控制器等設(shè)備間的通信，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的組態(tài)監(jiān)控。本實(shí)用新型提供的一種直接數(shù)字控制器，直接數(shù)字控制器的輸入端可以接開關(guān)類信號(hào)，直接數(shù)字控制器的輸出端可以是繼電器、晶體管之一的單一輸出形式，或者是繼電器、晶體管多種混合輸出；輸入、輸出接口電路3、4與ARM處理器I可以使用并行連接，或者使用經(jīng)移位寄存器后以串行方式與ARM處理器I連接；本實(shí)用新型采用集成電路制作，體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，易于制作，控制功能強(qiáng)。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種直接數(shù)字控制器，其特征在于包括ARM處理器、存儲(chǔ)器、輸入接口電路、輸出接口電路、通信控制電路、通信接口 ；所述輸入接口電路連接有光電耦合器，所述輸出接口電路連接有晶體管或繼電器；所述ARM處理器分別與所述存儲(chǔ)器、所述輸入接口電路、所述輸出接口電路、所述通信控制電路相連，所述通信控制電路與至少兩個(gè)通信接口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直接數(shù)字控制器，其特征在于所述ARM處理器為基于 Cortex-M3內(nèi)核的STM32系列32位微處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直接數(shù)字控制器，其特征在于所述光電耦合器為單發(fā)光二極管輸入型光電稱合器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直接數(shù)字控制器，其特征在于所述光電耦合器為雙發(fā)光二極管輸入型光電稱合器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直接數(shù)字控制器，其特征在于所述輸入接口電路、輸出接口電路直接并行連接ARM處理器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直接數(shù)字控制器，其特征在于所述輸入接口電路、輸出接口電路通過移位寄存器以串行方式連接ARM處理器。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直接數(shù)字控制器，其特征在于所述通信接口為串行通信接口，所述串行通信接口包括RS-232C通信接口、RS-485通信接口、USB通信接口、TCP/IP通信接口。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直接數(shù)字控制器，其特征在于所述存儲(chǔ)器包括隨機(jī)存儲(chǔ)器、 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器、應(yīng)用程序存儲(chǔ)器。
9.據(jù)權(quán)利要求I至8任一項(xiàng)所述的直接數(shù)字控制器，其特征在于所述ARM處理器包括擴(kuò)展接口控制單元，該直接數(shù)字控制器還包括擴(kuò)展接口，所述擴(kuò)展接口控制單元與所述擴(kuò)展接口相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種直接數(shù)字控制器，包括ARM處理器、存儲(chǔ)器、輸入接口電路、輸出接口電路、通信控制電路、通信接口；所述輸入接口電路連接有光電耦合器，所述輸出接口電路連接有晶體管或繼電器；所述ARM處理器分別與所述存儲(chǔ)器、所述輸入接口電路、所述輸出接口電路、所述通信控制電路相連，所述通信控制電路與至少兩個(gè)通信接口相連。本實(shí)用新型采用集成電路構(gòu)建，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制作、體積小、成本低、控制功能強(qiáng)。
文檔編號(hào)G09B23/18GK202352199SQ201120428108
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者廖銀萍, 程莉, 肖明耀 申請(qǐng)人:深圳技師學(xué)院