專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)多設(shè)備間單線傳輸?shù)目刂齐娐返闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電器控制領(lǐng)域，尤其是一種實(shí)現(xiàn)多設(shè)備間單線傳輸?shù)目刂齐娐贰?
背景技術(shù)：
在一個單片機(jī)對多個設(shè)備進(jìn)行控制時，比如在機(jī)器人的控制中，由于涉及眾多的 舵機(jī)控制，每個舵機(jī)都需要3根導(dǎo)線電源線、地線以及信號線與單片機(jī)進(jìn)行連接。假設(shè)整 個系統(tǒng)中有5個舵機(jī)，5個舵機(jī)就需要7根導(dǎo)線與單片機(jī)進(jìn)行連接，其中，7根導(dǎo)線中包括1 根電源線、1根地線和5根信號線。在單片機(jī)單獨(dú)控制各個舵機(jī)的情況下，由于舵機(jī)眾多，因 而需要耗費(fèi)大量的導(dǎo)線，擴(kuò)大了導(dǎo)線所占用的空間，導(dǎo)致安裝和維修不便，同時，大量的導(dǎo) 線增加了系統(tǒng)的故障點(diǎn)，使整個系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性降低。此外，大量的導(dǎo)線同時也 增加了機(jī)器人的體積、重量和生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種僅通過一根信號線即可實(shí)現(xiàn)一個主控單元與多個被 控單元之間信號傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)多設(shè)備間單線傳輸?shù)目刂齐娐?，這種控制電路的可靠性高、抗 干擾能力強(qiáng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種實(shí)現(xiàn)多設(shè)備間單線傳輸?shù)目?制電路，包括一個主控單元和多個被控單元，主控單元與各被控單元之間通過一根PWM信 號控制線相連接，主控單元輸出幅度、頻率可調(diào)的PWM脈沖控制信號至各被控單元。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明完全改變了傳統(tǒng)的多線控制方式，實(shí)現(xiàn)了對控制系 統(tǒng)中多個電器單元的單線控制，由于控制線束的減少，使系統(tǒng)故障點(diǎn)降低，使整個控制裝置 的抗干擾能力及可靠性大大提高。同時，由于節(jié)省了導(dǎo)線材料和其所占用的空間，便于系統(tǒng) 布置控制電路，最終也降低了經(jīng)濟(jì)成本。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明中主控單元的電路圖；圖3是本發(fā)明中被控單元的電路圖。
具體實(shí)施例方式一種實(shí)現(xiàn)多設(shè)備間單線傳輸?shù)目刂齐娐?，包括一個主控單元10和多個被控單元20，所述的被控單元20的個數(shù)為兩個或兩個以上。主控單元10與各被控單元20之間通過 一根PWM信號控制線16相連接，主控單元10輸出幅度、頻率可調(diào)的PWM脈沖控制信號至各 被控單元20。如圖1所示。結(jié)合圖2，所述的主控單元10包括單片機(jī)MCU 11，單片機(jī)MCU 11的輸出端與調(diào)頻 調(diào)壓電路17的輸入端相連，調(diào)頻調(diào)壓電路17的輸出端通過一根PWM信號控制線16與各個被控單元20的輸入端連接。所述的單片機(jī)MCU 11的輸入端與用于可供用戶操作的用戶接口電路15的輸出端相連。用戶接口電路15用于實(shí)現(xiàn)用戶通過單片機(jī)MCU 11對各個被控 單元20的操作和控制。結(jié)合圖2，所述的調(diào)頻調(diào)壓電路17包括電源芯片LM317 12，電源芯片LM317 12的輸入引腳接14V直流電，電源芯片LM317 12的輸出引腳接單刀雙擲開關(guān)MAX4544 14的公 共端COM，電源芯片LM317 12的電壓調(diào)節(jié)引腳與輸出引腳之間接電阻R1，電源芯片LM317 12的電壓調(diào)節(jié)引腳與數(shù)字電位器13的一端相連，數(shù)字電位器13的另一端通過I2C協(xié)議與 單片機(jī)MCU 11通訊，實(shí)現(xiàn)輸出電壓的軟件可編程控制，I2C協(xié)議為主、從機(jī)之間的通訊協(xié) 議，電源芯片LM317 12的輸入、輸出引腳對地接濾波電容。電源芯片LM317 12的輸出電壓 為VCC1，該輸出電壓VCCl是由數(shù)字電位器13調(diào)節(jié)的可變電壓。結(jié)合圖2，所述的調(diào)頻調(diào)壓電路17還包括單刀雙擲開關(guān)MAX4544 14，單刀雙擲開關(guān)MAX4544 14的控制電平輸入端接單片機(jī)MCU 11的PWM信號輸出端相連，單片機(jī)MCU 11 通過I/O引腳輸出頻率可變的PWM脈沖信號，供單刀雙擲開關(guān)MAX4544 14作為開關(guān)的關(guān)斷 頻率，該P(yáng)WM脈沖信號是由設(shè)置在單片機(jī)MCU 11內(nèi)部的PWM寄存器發(fā)出或者通過軟件編 程實(shí)現(xiàn)的。單刀雙擲開關(guān)MAX4544 14常閉觸頭NC的引出線分三路輸出，一路作為與各被 控單元20連接的PWM信號控制線16，一路通過電阻R4接電源芯片LM317 12的輸出引腳， 一路與電阻R3的一端相連，電阻R3與電阻R2串聯(lián)，電阻R2的另一端接地，單刀雙擲開關(guān) MAX4544 14常開觸頭NO的引出線接在電阻R2和電阻R3之間。電阻R2、R3、R4的阻值可以 根據(jù)需要設(shè)定。當(dāng)PWM脈沖信號輸出高電平時，單刀雙擲開關(guān)MAX4544 14的公共端COM與 常閉觸頭NC連接，此時A點(diǎn)的輸出電壓為VCCl ；反之，當(dāng)PWM脈沖信號輸出低電平時，單刀 雙擲開關(guān)MAX4544 14的公共端COM與常開觸頭NO連接，此時A點(diǎn)的輸出電壓為(R3+R4) / R3 X VCCl，可見，調(diào)節(jié)VCCl就可以調(diào)節(jié)輸出的脈沖的電壓值。結(jié)合圖3，所述的被控單元20包括雙門限比較器21，雙門限比較器21的電壓輸入 端與調(diào)頻調(diào)壓電路17的輸出端相連，雙門限比較器21的輸出端與執(zhí)行裝置22的輸入端相 連，雙門限比較器21的門限電壓范圍落在PWM脈沖控制信號的幅值范圍內(nèi)。各個被控單元 20的雙門限比較器21的門限電壓范圍各異，以確保在其自身的門限電壓區(qū)間內(nèi)的PWM脈沖 控制信號為該被控單元20所識別，并通過雙門限比較器21輸出高電平從而控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)， 達(dá)到控制的目的。綜上所述，本發(fā)明的核心在于通過主控單元10調(diào)節(jié)出不同的參考電壓VCC1，就可 以完成單線對各被控單元20的工作狀態(tài)的控制，且各被控單元20的控制相互獨(dú)立、互不干 涉，從而可靠的完成各種控制工作，由于只用一根PWM信號控制線16進(jìn)行傳輸控制，大大的 減少了線束接點(diǎn)的數(shù)量，降低了系統(tǒng)布線的難度，此系統(tǒng)的體積和重量及成本方面都有顯著改善。
權(quán)利要求
一種實(shí)現(xiàn)多設(shè)備間單線傳輸?shù)目刂齐娐?，其特征在于包括一個主控單元(10)和多個被控單元(20)，主控單元(10)與各被控單元(20)之間通過一根PWM信號控制線(16)相連接，主控單元(10)輸出幅度、頻率可調(diào)的PWM脈沖控制信號至各被控單元(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)多設(shè)備間單線傳輸?shù)目刂齐娐?，其特征在于所述的?控單元(10)包括單片機(jī)MCU(ll)，單片機(jī)MCU(ll)的輸出端與調(diào)頻調(diào)壓電路(17)的輸入端 相連，調(diào)頻調(diào)壓電路(17)的輸出端通過一根PWM信號控制線(16)與各個被控單元(20)的 輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的實(shí)現(xiàn)多設(shè)備間單線傳輸?shù)目刂齐娐?，其特征在于所?的被控單元(20)包括雙門限比較器(21)，雙門限比較器(21)的電壓輸入端與調(diào)頻調(diào)壓電 路(17)的輸出端相連，雙門限比較器(21)的輸出端與執(zhí)行裝置(22)的輸入端相連，雙門 限比較器(21)的門限電壓范圍落在PWM脈沖控制信號的幅值范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)多設(shè)備間單線傳輸?shù)目刂齐娐罚涮卣髟谟谒龅谋?控單元(20)的個數(shù)為兩個或兩個以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)多設(shè)備間單線傳輸?shù)目刂齐娐?，其特征在于所述的?片機(jī)MCU(ll)的輸入端與用于可供用戶操作的用戶接口電路(15)的輸出端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)多設(shè)備間單線傳輸?shù)目刂齐娐罚涮卣髟谟谒龅恼{(diào) 頻調(diào)壓電路(17)包括電源芯片LM317(12)，電源芯片LM317(12)的輸入引腳接14V直流 電，電源芯片LM317(12)的輸出引腳接單刀雙擲開關(guān)MAX4544(14)的公共端COM，電源芯 片LM317(12)的電壓調(diào)節(jié)引腳與輸出引腳之間接電阻R1，電源芯片LM317(12)的電壓調(diào) 節(jié)引腳與數(shù)字電位器(13)的一端相連，數(shù)字電位器(13)的另一端通過I2C協(xié)議與單片機(jī) MCU(ll)通訊，電源芯片LM317(12)的輸入、輸出引腳對地接濾波電容。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或6所述的實(shí)現(xiàn)多設(shè)備間單線傳輸?shù)目刂齐娐罚涮卣髟谟谒?的調(diào)頻調(diào)壓電路(17)包括單刀雙擲開關(guān)MAX4544(14)，單刀雙擲開關(guān)MAX4544(14)的控制 電平輸入端接單片機(jī)MCU(ll)的PWM信號輸出端相連，單刀雙擲開關(guān)MAX4544(14)常閉觸 頭NC的引出線分三路輸出，一路作為與各被控單元(20)連接的PWM信號控制線(16)，一路 通過電阻R4接電源芯片LM317(12)的輸出引腳，一路與電阻R3的一端相連，電阻R3與電 阻R2串聯(lián)，電阻R2的另一端接地，單刀雙擲開關(guān)MAX4544(14)常開觸頭NO的引出線接在 電阻R2和電阻R3之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)多設(shè)備間單線傳輸?shù)目刂齐娐罚ㄒ粋€主控單元和多個被控單元，主控單元與各被控單元之間分別通過一根PWM信號控制線相連接，主控單元輸出幅度、頻率可調(diào)的PWM脈沖控制信號至各被控單元。本發(fā)明完全改變了傳統(tǒng)的多線控制方式，實(shí)現(xiàn)了對控制系統(tǒng)中多個電器單元的單線控制，由于控制線束的減少，使系統(tǒng)故障點(diǎn)降低，使整個控制裝置的抗干擾能力及可靠性大大提高。同時，由于節(jié)省了導(dǎo)線材料和其所占用的空間，便于系統(tǒng)布置控制電路，最終也降低了經(jīng)濟(jì)成本。
文檔編號G05B19/042GK101799672SQ20101013360
公開日2010年8月11日 申請日期2010年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日
發(fā)明者朱得亞 申請人:奇瑞汽車股份有限公司