一種分布式調(diào)平控制器電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種分布式調(diào)平控制器電路。本發(fā)明包括電源供電電路、支腿觸地檢測電路、支腿上下限位檢測電路、二維傾角檢測電路、RS485總線通信電路、支腿控制驅動電路和主控芯片電路。電源供電電路為支腿觸地檢測電路、支腿上下限位檢測電路、二維傾角檢測電路、RS485總線通信電路、支腿控制驅動電路、主控芯片電路提供了12V電壓和5V電壓，支腿觸地檢測電路、支腿上下限位檢測電路、二維傾角檢測電路、RS485總線通信電路、支腿控制驅動電路都與主控芯片電路連接。本發(fā)明實現(xiàn)了分布式調(diào)平、自動調(diào)平控制、智能調(diào)平控制，具備調(diào)平時間短，調(diào)平功能精確度高的特點。
【專利說明】一種分布式調(diào)平控制器電路
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于車輛等平臺調(diào)平控制【技術領域】，具體涉及一種基于單片機技術和RS485總線通信的分布式調(diào)平控制器終端電路。
【背景技術】
[0002]調(diào)平控制技術對于許多軍用和民用設施來說都非常重要。隨著現(xiàn)代化工業(yè)特別是軍工行業(yè)的發(fā)展，需要調(diào)平的對象越來越多，范圍也越來越廣，不少行業(yè)都表現(xiàn)出了對調(diào)平控制技術的關注和需求，對調(diào)平的可靠性、精確性和快速性等的要求越來越高。傳統(tǒng)的調(diào)平方法是依靠人工完成，對于平臺的水平度調(diào)節(jié)就是通過操作人員使用水準儀器來檢查和發(fā)現(xiàn)水平誤差，人工調(diào)整，其結果是耗時非常多，調(diào)平精度也很低。近年來，隨著計算機技術、電子技術、傳感器技術與控制技術的快速發(fā)展，自動調(diào)平控制技術已經(jīng)成為主流，相對于手動調(diào)平，自動調(diào)平具有調(diào)平時間短、調(diào)平精確度高等特點。自動調(diào)平控制技術的方法很多，調(diào)平的可靠性、精確性和快速性都得到了很大的提高，運用脈寬調(diào)制技術、計算機技術和PLC技術、并結合模糊控制、PID控制、自適應控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制等控制算法來實現(xiàn)調(diào)平，越來越受到各個領域的重視和應用。目前應用比較普遍的微機控制一般使用單片機或者PLC作為控制中心，通過相應的傳感器將實際的誤差信號轉化為電信號發(fā)送給微機進行處理，從而實現(xiàn)智能控制。但是這種集中式的控制方式存在著可靠性低、擴展性差等缺點，一旦微處理器系統(tǒng)出現(xiàn)了異常故障，整個自動調(diào)平控制系統(tǒng)則無法正常工作，更為嚴重的將導致系統(tǒng)崩潰而導致意外。因此，本發(fā)明采用了一種基于單片機技術和RS485總線通信的分布式調(diào)平控制方式來提高自動調(diào)平的可靠性。在信號的傳輸過程中，目前大多數(shù)系統(tǒng)都采用RS485通信總線標準，采用這些標準的系統(tǒng)稱為分布式系統(tǒng)，從機通過RS485通信方式將自己的信號發(fā)送給主機，由主機判斷該做出何種回應，具有高效性。若是采用RS485總線標準，在數(shù)據(jù)信號速率小于90Kbit/s時通信距離可達1200米，應用范圍非常寬廣。同時，可以聯(lián)網(wǎng)構成分布式系統(tǒng)，允許最多并聯(lián)32個從機，且布線簡單、穩(wěn)定可靠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種基于單片機技術和RS485總線通信的分布式調(diào)平控制器電路，裝載在調(diào)平裝置的每一個支腿上，用以控制每個支腿的升/降。多個分布式調(diào)平控制器電路之間采用RS485通信方式，實現(xiàn)二維傾角數(shù)據(jù)交互和支腿升/降決策協(xié)作，以實現(xiàn)自動調(diào)平控制的智能化，提高調(diào)平的可靠性與可擴展性。
[0004]本發(fā)明包括電源供電電路、支腿觸地檢測電路、支腿上下限位檢測電路、二維傾角檢測電路、RS485總線通信電路、支腿控制驅動電路、主控芯片電路。
[0005]所述的電源供電電路包括電源轉換芯片ICl、電感L1、肖特基二極管Dl、三個瓷片電容(:1、02、03、一個電解電容(:4、一個12V電源接插件Pl和四個電阻Rl、R2、R3、R4。12V電源接插件Pl的一端接地，另一端為12V電壓源，接電源轉換芯片ICl的引腳7、瓷片電容Cl和C2、電阻R2的一端，瓷片電容Cl和C2的另一端接地，電阻R2的另一端接電阻Rl和電源轉換芯片ICl的引腳5，電阻Rl的另一端接地；電源轉換芯片ICl的引腳6接地，引腳
2、3懸空；電源轉換芯片ICl的引腳I接瓷片電容C3的一端，瓷片電容C3的另一端接電源轉換芯片ICl的引腳8、電感L1、肖特基二極管Dl的陰極，肖特基二極管Dl的陽極接地；電感LI的另一端接電解電容C4的正極和5V電壓端VCC，電解電容C4的負極接地；電源轉換芯片ICl的引腳4接電阻R3、R4的一端，電阻R3的另一端接地，電阻R4的另一端為5V電壓端VCC。
[0006]所述的支腿觸地檢測電路包括電壓運算放大器芯片IC2、肖特基二極管D2、一個瓷片電容C5、五個電阻R5、R6、R7、R8、R9和一個支腿電流檢測接插件P2。電壓運算放大器芯片IC2的引腳I與電阻R5的一端連接，電阻R5的另一端接12V電壓源；電壓運算放大器芯片IC2的引腳2與引腳I相連，接主控芯片IC6的引腳19 ;電壓運算放大器芯片IC2的引腳4與瓷片電容C5的一端連接并接地，瓷片電容C5的另一端接電壓運算放大器芯片IC2的引腳3 ;電壓運算放大器芯片IC2的引腳5接電阻R9的一端和支腿電流檢測接插件P2的引腳1，電阻R9的另一端接地；電壓運算放大器芯片IC2的引腳6接電阻R7和R8的一端，電阻R7的另一端接地；電壓運算放大器芯片IC2的引腳7接電壓運算放大器芯片IC2的引腳3、電阻R6的一端和電阻R8的另一端；電壓運算放大器芯片IC2的引腳8接12V電壓源和電阻R6的另一端；支腿電流檢測接插件P2的引腳I接肖特基二極管D2的陰極，支腿電流檢測接插件P2的引腳2接肖特基二極管D2的陽極和地。
[0007]所述的支腿上下限位檢測電路包括光耦隔離芯片IC3、四個電阻RIO、R11、R12、R13和支腿限位傳感器接插件P3。光耦隔離芯片IC3的I腳與電阻RlO的一端連接，3腳與電阻Rll的一端連接，光耦隔離芯片IC3的2腳、4腳、13腳和15腳接地，光耦隔離芯片IC3的14腳與主控芯片IC6的引腳12和電阻R13的一端連接，16腳與主控芯片IC6的引腳11和電阻R12的一端連接，電阻R12的另一端和電阻R13的另一端與5V電壓端VCC連接。支腿限位傳感器接插件P3為4腳的接插件，支腿限位傳感器接插件P3的I腳接地，2腳接12V電壓源，3腳與電阻Rll的另一端連接，4腳與電阻RlO的另一端連接。
[0008]所述的二維傾角檢測電路包括傾角傳感芯片IC4、瓷片電容C6。傾角傳感芯片IC4的I腳、3腳、4腳、7腳分別與主控芯片IC6的15、17、16、10引腳相連，傾角傳感芯片IC4的6腳接地，12腳與瓷片電容C6的一端和5V電壓端VCC連接，瓷片電容C6的另一端接地。傾角傳感芯片IC4的其余管腳懸空。
[0009]所述的RS485總線通信電路包括RS485收發(fā)芯片IC5、電阻R14、瓷片電容C7和RS485通信接插件P4。RS485收發(fā)芯片IC5的I腳和4腳分別與主控芯片IC6的3腳和2腳相連，RS485收發(fā)芯片IC5的2腳和3腳連接，與主控芯片IC6的I腳相連，RS485收發(fā)芯片IC5的5腳接地，RS485收發(fā)芯片IC5的6腳與電阻R14的一端和通信接插件P4的RS485-連接，RS485收發(fā)芯片IC5的7腳與電阻R14的另一端和通信接插件P4的RS485+連接，RS485收發(fā)芯片IC5的8腳與5V電壓端VCC、瓷片電容C7的一端連接，瓷片電容C7的另一端接地。
[0010]所述的支腿控制驅動電路包括與支腿上下限位檢測共用的光耦隔離芯片IC3、兩個電阻R15、R16、兩個二極管D3和D4、兩個繼電器Kl和K2、支腿伸控制接插件P5和支腿縮控制接插件P6。光耦隔離芯片IC3的5腳與電阻R15的一端連接，7腳和電阻R16的一端連接，電阻R15和電阻R16的另一端接12V電壓源；光耦隔離芯片IC3的9腳和11腳接地，6腳接主控芯片IC6的13引腳，8腳接主控芯片IC6的14引腳；光耦隔離芯片IC3的10腳與二極管D4的陽極和第二繼電器K2的線圈部分的一端連接，二極管D4的陰極和第二繼電器K2的線圈部分的另一端接12V電壓源；光耦隔離芯片IC3的12腳與二極管D3的陽極和第一繼電器Kl的線圈部分的一端連接，二極管D3的陰極和第一繼電器Kl的線圈部分的另一端接12V電壓源；支腿伸控制接插件P5和支腿縮控制接插件P6都為2腳的接插件，支腿伸控制接插件P5的第I個腳與第一繼電器Kl的開關的一端連接，支腿伸控制接插件P5的第2個腳與第一繼電器Kl的開關的另一端連接；支腿縮控制接插件P6的第I個腳與第二繼電器K2的開關的一端連接，支腿縮控制接插件P6的第2個腳與第二繼電器K2的開關的另一端連接。
[0011]所述的主控芯片電路包括主控芯片IC6、程序下載接插件P7、晶振XTAL、復位開關S1、發(fā)光二級管D5、兩個電阻R17和R18、5個瓷片電容C8、C9、CIO、Cll和C12。主控芯片IC6的9腳與5V電壓端VCC和瓷片電容Cll的一端連接，瓷片電容Cll的另一端接地；主控芯片IC6的7腳接地，4腳與電阻R17、開關SI的一端和瓷片電容C12的一端連接，5腳與晶振XTAL的一端、瓷片電容C8的一端連接，6腳與晶振XTAL的另一端、瓷片電容C9的一端連接，8腳與瓷片電容ClO的一端連接，10腳與傾角傳感芯片IC4的7腳連接，15腳與傾角傳感芯片IC4的I腳連接，16腳與傾角傳感芯片IC4的4腳連接，17腳與傾角傳感芯片IC4的3腳連接，主控芯片IC6的I腳與RS485收發(fā)芯片IC5的2、3腳連接，2腳與RS485收發(fā)芯片IC5的4腳連接，3腳與RS485收發(fā)芯片IC5的I腳連接，主控芯片IC6的11腳與光耦隔離芯片IC3的14腳連接，12腳與光耦隔離芯片IC3的16腳連接，13腳與光耦隔離芯片IC3的6腳連接，14腳與光耦隔離芯片IC3的8腳連接，19腳與電壓比較芯片IC2的7腳連接，主控芯片IC6的20腳與電阻R18的一端連接，電阻R18的另一端與發(fā)光二級管D5的陽極連接，發(fā)光二級管D5的陰極接地；程序下載接插件P7為4腳的排針，程序下載接插件P7的第I腳與5V電壓端VCC連接，第2腳與主控芯片IC6的18腳連接，第3腳接地，第4腳與主控芯片IC6的4腳連接；開關SI的另一端、瓷片電容C8、C9、C10、C11、C12的另一端接地，電阻Rl7的另一端接5V電壓端VCC。
[0012]本發(fā)明中的電源轉換芯片IC1、電壓運算放大器芯片IC2、光耦隔離芯片IC3、傾角傳感芯片IC4、RS485收發(fā)芯片IC5、主控芯片IC6均采用成熟產(chǎn)品。電源轉換芯片ICl采用TI (Texas Instruments)公司的TPS5430,電壓運算放大器芯片IC2采用TI (TexasInstruments)公司的 LM393AD,光稱隔離芯片 IC3 米用 TI (Texas Instruments)公司的TIL193，傾角傳感芯片 IC4 采用 VTI (VTI Technologies)公司的 SCA100T，RS485 收發(fā)芯片 IC5 采用 MAXM (Maxim Integrated Products)公司的 MAX485，主控芯片 IC6 采用STMICROELECTRONICS 公司的 STM8S103F3P6。
[0013]本發(fā)明采用基于單片機的技術構成的調(diào)平控制器終端電路，利用了單片機功耗低、處理功能強、運行速度快的特點，并在位置檢測電路設計中，采用了光耦隔離芯片，輸出和輸入之間絕緣，完全實現(xiàn)了電氣隔離，提高了抗干擾能力。處理器使用STMICROELECTRONICS公司的成熟產(chǎn)品作為主控芯片，以RS485總線標準作為通信接口規(guī)范，構成了一種新型的分布式調(diào)平控制器終端電路。與【背景技術】相比，本發(fā)明實現(xiàn)了分布式調(diào)平、自動調(diào)平控制、智能調(diào)平控制，具備調(diào)平時間短，調(diào)平功能精確度高的特點，而且還實現(xiàn)了能夠聯(lián)網(wǎng)組成分布式系統(tǒng)，組網(wǎng)簡單，性能穩(wěn)定可靠?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的整體電路示意圖；
圖2為圖1中的電源供電電路示意圖；
圖3為圖1中的支腿觸地檢測電路示意圖；
圖4為圖1中的支腿上下限位檢測電路示意圖；
圖5為圖1中的二維傾角檢測電路示意圖；
圖6為圖1中的RS485總線通信電路示意圖；
圖7為圖1中的支腿控制驅動電路示意圖；
圖8為圖1中的主控芯片電路不意圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，本發(fā)明包括電源供電電路1、支腿觸地檢測電路2、支腿上下限位檢測電路3、二維傾角檢測電路4、RS485總線通信電路5、支腿控制驅動電路6、主控芯片電路7,電源供電電路I為支腿觸地檢測電路2、支腿上下限位檢測電路3、二維傾角檢測電路4、RS485總線通信電路5、支腿控制驅動電路6、主控芯片電路7提供了 12V電壓和5V電壓，支腿觸地檢測電路2、支腿上下限位檢測電路3、二維傾角檢測電路4、RS485總線通信電路5、支腿控制驅動電路6都與主控芯片電路7連接。
[0016]如圖2所示，所述的電源供電電路包括電源轉換芯片IC1、電感L1、肖特基二極管D1、三個瓷片電容C1、C2、C3、一個電解電容C4、一個12V電源接插件Pl和四個電阻R1、R2、R3、R4。12V電源接插件Pl的一端接地，另一端為12V電壓源，接電源轉換芯片ICl的引腳
7、瓷片電容Cl和C2、電阻R2的一端，瓷片電容Cl和C2的另一端接地，電阻R2的另一端接電阻Rl和電源轉換芯片ICl的引腳5，電阻Rl的另一端接地；電源轉換芯片ICl的引腳6接地，引腳2、3懸空；電源轉換芯片ICl的引腳I接瓷片電容C3的一端，瓷片電容C3的另一端接電源轉換芯片ICl的引腳8、電感L1、肖特基二極管Dl的陰極，肖特基二極管Dl的陽極接地；電感LI的另一端接電解電容C4的正極和5V電壓端VCC，電解電容C4的負極接地；電源轉換芯片ICl的引腳4接電阻R3、R4的一端，電阻R3的另一端接地，電阻R4的另一端為5V電壓端VCC。電源轉換芯片ICl采用TI (Texas Instruments)公司的TPS5430，為了將12V電壓轉換為5V電壓，電阻R3和電阻R4的取值必須滿足:R3=R4*1.221/(Vout_l.221)，其中Vout=5V。12V電源接插件Pl與待調(diào)平車輛上的12V電源輸出連接。電源供電電路為整個系統(tǒng)提供了必需的12V和5V電壓。
[0017]如圖3所示，所述的支腿觸地檢測電路包括電壓運算放大器芯片IC2、肖特基二極管D2、一個瓷片電容C5、五個電阻R5、R6、R7、R8、R9和一個支腿電流檢測接插件P2。電壓運算放大器芯片IC2的引腳I與電阻R5的一端連接，電阻R5的另一端接12V電壓源；電壓運算放大器芯片IC2的引腳2與引腳I相連，接主控芯片IC6的引腳19 ;電壓運算放大器芯片IC2的引腳4與瓷片電容C5的一端連接并接地，瓷片電容C5的另一端接電壓運算放大器芯片IC2的引腳3 ;電壓運算放大器芯片IC2的引腳5接電阻R9的一端和支腿電流檢測接插件P2的引腳1，電阻R9的另一端接地；電壓運算放大器芯片IC2的引腳6接電阻R7和R8的一端，電阻R7的另一端接地；電壓運算放大器芯片IC2的引腳7接電壓運算放大器芯片IC2的引腳3、電阻R6的一端和電阻R8的另一端；電壓運算放大器芯片IC2的引腳8接12V電壓源和電阻R6的另一端；支腿電流檢測接插件P2的引腳I接肖特基二極管D2的陰極，支腿電流檢測接插件P2的引腳2接肖特基二極管D2的陽極和地。電壓運算放大器芯片IC2采用TI (Texas Instruments)公司的LM393AD。支腿觸地檢測電路實際上是一個大電流采集電路，通常情況下，電流較小；當支腿觸地后，由于車輛負載作用，電流會急劇增大。支腿電流檢測接插件P2流過的電流在電阻R9 (阻值較小)上產(chǎn)生壓降，電壓運算放大器芯片IC2內(nèi)的兩個電壓比較器構成級聯(lián)的同向電壓比例電路和電壓跟隨器，最終將壓降信號采樣輸入主控芯片IC6的AD接口。
[0018]如圖4所示，所述的支腿上下限位檢測電路包括光耦隔離芯片IC3、四個電阻R10、R11、R12、R13和支腿限位傳感器接插件P3。光耦隔離芯片IC3的I腳與電阻RlO的一端連接，3腳與電阻Rll的一端連接，光耦隔離芯片IC3的2腳、4腳、13腳和15腳接地；光耦隔離芯片IC3的14腳與主控芯片IC6的引腳12和電阻R13的一端連接，16腳與主控芯片IC6的引腳11和電阻R12的一端連接，電阻R12的另一端和電阻R13的另一端與5V電壓端VCC連接。支腿限位傳感器接插件P3為4腳的接插件，支腿限位傳感器接插件P3的I腳接地，2腳接12V電壓源，3腳與電阻Rll的另一端連接，4腳與電阻RlO的另一端連接。光耦隔離芯片IC3采用TI (Texas Instruments)公司的TIL193, TIL193內(nèi)部有四路光耦隔離器，支腿上下限位檢測電路用了其中兩路，通過光耦隔離處理，保證了主控芯片電路的安全。支腿限位傳感器接插件P3輸出為兩路高低電平，當支腿位于上限位時，支腿限位傳感器接插件P3的3腳為高電平，P0S2為低電平；當支腿位于下限位時，支腿限位傳感器接插件P3的4腳為高電平，POSl為低電平，最終通過光耦隔離將支腿限位傳遞給主控芯片IC6進行測量。
[0019]如圖5所示，所述的二維傾角檢測電路包括傾角傳感芯片IC4、瓷片電容C6。傾角傳感芯片IC4的I腳、3腳、4腳、7腳分別與主控芯片IC6的15、17、16、10引腳相連，傾角傳感芯片IC4的6腳接地，12腳與瓷片電容C6的一端和5V電壓端VCC連接，瓷片電容C6的另一端接地。傾角傳感芯片IC4的其余管腳懸空。傾角傳感芯片IC4采用VTI (VTITechnologies)公司的SCA100T，具有兩維傾角檢測能力。傾角傳感芯片IC4具有模擬輸出和數(shù)字輸出兩種方式:模擬輸出電壓范圍(T5V分別代線性比例為-90°、0°，輸出為
2.5V為0°，數(shù)字輸出為SPI總線方式，本發(fā)明采用數(shù)字與主控芯片IC6采用SPI主從通信方式。由于XY 二維傾角值只需要通過一個二維傾角檢測電路就可以獲取，所以在整個分布式調(diào)平系統(tǒng)中只需一個調(diào)平控制器電路配置二維傾角檢測電路即可，其余的調(diào)平控制器電路可以通過RS485總線通信的方式獲取XY 二維傾角值。
[0020]如圖6所示，所述的RS485總線通信電路包括RS485收發(fā)芯片IC5、電阻R14、瓷片電容C7和RS485通信接插件P4。RS485收發(fā)芯片IC5的I腳和4腳分別與主控芯片IC6的3腳和2腳相連，RS485收發(fā)芯片IC5的2腳和3腳連接，與主控芯片IC6的I腳相連，RS485收發(fā)芯片IC5的5腳接地，RS485收發(fā)芯片IC5的6腳與電阻R14的一端和通信接插件P4的RS485-連接，RS485收發(fā)芯片IC5的7腳與電阻R14的另一端和通信接插件P4的RS485+連接。RS485收發(fā)芯片IC5的8腳與5V電壓端VCC、瓷片電容C7的一端連接，瓷片電容C7的另一端接地。RS485收發(fā)芯片IC5米用MAXIM (Maxim Integrated Products)公司的MAX485。在整個分布式調(diào)平系統(tǒng)，所有調(diào)平控制器電路的RS485通信接插件P4都連接起來，所有的RS485+引腳接在一起，所有的RS485-引腳接在一起。由于RS485通信的距離比較遠，所以完全可以適用于車輛內(nèi)部的調(diào)平控制器電路通信。
[0021]如圖7所示，所述的支腿控制驅動電路包括與支腿上下限位檢測共用的光耦隔離芯片IC3、兩個電阻R15、R16、兩個二極管D3和D4、兩個繼電器Kl和K2、支腿伸控制接插件P5和支腿縮控制接插件P6。光耦隔離芯片IC3的5腳與電阻R15的一端連接，7腳和電阻R16的一端連接，電阻R15和電阻R16的另一端接12V電壓源；光耦隔離芯片IC3的9腳和11腳接地，6腳接主控芯片IC6的13引腳，8腳接主控芯片IC6的14引腳；光耦隔離芯片IC3的10腳與二極管D4的陽極和第二繼電器K2的線圈部分的一端連接，二極管D4的陰極和第二繼電器K2的線圈部分的另一端接12V電壓源；光耦隔離芯片IC3的12腳與二極管D3的陽極和第一繼電器Kl的線圈部分的一端連接，二極管D3的陰極和第一繼電器Kl的線圈部分的另一端接12V電壓源；二極管D3和D4都是續(xù)流二極管；支腿伸控制接插件P5和支腿縮控制接插件P6都為2腳的接插件，支腿伸控制接插件P5的第I個腳與第一繼電器Kl的開關的一端連接，支腿伸控制接插件P5的第2個腳與第一繼電器Kl的開關的另一端連接；支腿縮控制接插件P6的第I個腳與第二繼電器K2的開關的一端連接，支腿縮控制接插件P6的第2個腳與第二繼電器K2的開關的另一端連接。光耦隔離芯片IC3采用TI(Texas Instruments)公司的TIL193，TIL193內(nèi)部有四路光耦隔離器，支腿控制驅動電路用了其中兩路，通過光耦隔離處理，保證了主控芯片電路的安全。第一繼電器Kl和第二繼電器K2分別控制支腿伸接觸器和支腿縮接觸器，支腿伸接觸器和支腿縮接觸器內(nèi)置與車輛的電動千斤頂內(nèi)，用于控制支腿的動作。
[0022]如圖8所示，所述的主控芯片電路包括主控芯片IC6、程序下載接插件P7、晶振XTAL、復位開關S1、發(fā)光二級管D5、兩個電阻R17和R18、5個瓷片電容C8、C9、CIO、Cll和C12。主控芯片IC6的9腳與5V電壓端VCC和瓷片電容Cl I的一端連接，7腳接地，4腳與電阻R17、開關SI的一端和瓷片電容C12的一端連接，5腳與晶振XTAL的一端、瓷片電容C8的一端連接，6腳與晶振XTAL的另一端、瓷片電容C9的一端連接，8腳與瓷片電容ClO的一端連接，10腳與傾角傳感芯片IC4的7腳連接，15腳與傾角傳感芯片IC4的I腳連接，16腳與傾角傳感芯片IC4的4腳連接，17腳與傾角傳感芯片IC4的3腳連接，主控芯片IC6的I腳與RS485收發(fā)芯片IC5的2、3腳連接，2腳與RS485收發(fā)芯片IC5的4腳連接，3腳與RS485收發(fā)芯片IC5的I腳連接，主控芯片IC6的11腳與光耦隔離芯片IC3的14腳連接，12腳與光耦隔離芯片IC3的16腳連接，13腳與光耦隔離芯片IC3的6腳連接，14腳與光耦隔離芯片IC3的8腳連接，19腳與電壓比較芯片IC2的7腳連接，主控芯片IC6的20腳與電阻R18的一端連接，電阻R18的另一端與發(fā)光二級管D5的陽極連接，發(fā)光二級管D5的陰極接地；程序下載接插件P7為4腳的排針，采用了簡單的SWIM通信方式進行程序下載，程序下載接插件P7的第I腳與5V電壓端VCC連接，第2腳與主控芯片IC6的18腳連接，第3腳接地，第4腳與主控芯片IC6的4腳連接；開關SI的另一端、瓷片電容C8、C9、C10、C11、C12的另一端接地，電阻R17的另一端接5V電壓端VCC。主控芯片IC6采用STMICROELECTRONICS公司的STM8S103F3P6，晶振XTAL采用8MHz的晶振。主控芯片電路通過RS485總線通信電路與另一個分布式調(diào)平控制器電路通信，最終多個分布式調(diào)平控制器電路通信組成RS485網(wǎng)絡，協(xié)同實現(xiàn)對待調(diào)平車輛各個支腿的伸縮控制。
[0023]本發(fā)明所涉及的分布式調(diào)平控制器電路可以搭載到任一具備搭載條件需要調(diào)平的裝備中，可實現(xiàn)多達32路調(diào)平控制器電路過程的大型自動調(diào)平系統(tǒng)，并可通過RS485總線通信實現(xiàn)長距離的狀態(tài)信息與控制指令交互，實現(xiàn)自動化與智能化，提高可靠性和可擴展性。
[0024]本發(fā)明具有的具體技術指標如下:
Cl)系統(tǒng)供電電壓:12V ；
(2)電流檢測范圍:0?10A；
(3)傾角測量范圍:-15°?+15°；
(4)調(diào)平方式:支腿升/降控制；
(5)信號通信方式:RS485總線；
(6)RS485通信最大組網(wǎng)終端數(shù):32個。
【權利要求】
1.一種分布式調(diào)平控制器電路，電源供電電路、支腿觸地檢測電路、支腿上下限位檢測電路、二維傾角檢測電路、RS485總線通信電路、支腿控制驅動電路和主控芯片電路，其特征在于: 所述的電源供電電路包括電源轉換芯片ICl、電感L1、肖特基二極管Dl、三個瓷片電容(:1、02、03、一個電解電容(:4、一個12V電源接插件Pl和四個電阻Rl、R2、R3、R4 ；12V電源接插件Pl的一端接地，另一端為12V電壓源，接電源轉換芯片ICl的引腳7、瓷片電容Cl和C2、電阻R2的一端，瓷片電容Cl和C2的另一端接地，電阻R2的另一端接電阻Rl和電源轉換芯片ICl的引腳5，電阻Rl的另一端接地；電源轉換芯片ICl的引腳6接地，引腳2、3懸空；電源轉換芯片ICl的引腳I接瓷片電容C3的一端，瓷片電容C3的另一端接電源轉換芯片ICl的引腳8、電感L1、肖特基二極管Dl的陰極，肖特基二極管Dl的陽極接地；電感LI的另一端接電解電容C4的正極和5V電壓端VCC，電解電容C4的負極接地；電源轉換芯片ICl的引腳4接電阻R3、R4的一端，電阻R3的另一端接地，電阻R4的另一端為5V電壓端VCC ； 所述的支腿觸地檢測電路包括電壓運算放大器芯片IC2、肖特基二極管D2、一個瓷片電容C5、五個電阻R5、R6、R7、R8、R9和一個支腿電流檢測接插件P2 ;電壓運算放大器芯片IC2的引腳I與電阻R5的一端連接，電阻R5的另一端接12V電壓源；電壓運算放大器芯片IC2的引腳2與引腳I相連，接主控芯片IC6的引腳19 ;電壓運算放大器芯片IC2的引腳4與瓷片電容C5的一端連接并接地，瓷片電容C5的另一端接電壓運算放大器芯片IC2的引腳3 ;電壓運算放大器芯片IC2的引腳5接電阻R9的一端和支腿電流檢測接插件P2的引腳1，電阻R9的 另一端接地；電壓運算放大器芯片IC2的引腳6接電阻R7和R8的一端，電阻R7的另一端接地；電壓運算放大器芯片IC2的引腳7接電壓運算放大器芯片IC2的引腳.3、電阻R6的一端和電阻R8的另一端；電壓運算放大器芯片IC2的引腳8接12V電壓源和電阻R6的另一端；支腿電流檢測接插件P2的引腳I接肖特基二極管D2的陰極，支腿電流檢測接插件P2的引腳2接肖特基二極管D2的陽極和地； 所述的支腿上下限位檢測電路包括光耦隔離芯片IC3、四個電阻RIO、R11、R12、R13和支腿限位傳感器接插件P3 ;光耦隔離芯片IC3的I腳與電阻RlO的一端連接，3腳與電阻Rll的一端連接，光耦隔離芯片IC3的2腳、4腳、13腳和15腳接地，光耦隔離芯片IC3的14腳與主控芯片IC6的引腳12和電阻R13的一端連接，16腳與主控芯片IC6的引腳11和電阻R12的一端連接，電阻R12的另一端和電阻R13的另一端與5V電壓端VCC連接；支腿限位傳感器接插件P3為4腳的接插件，支腿限位傳感器接插件P3的I腳接地，2腳接12V電壓源，3腳與電阻Rll的另一端連接，4腳與電阻RlO的另一端連接； 所述的二維傾角檢測電路包括傾角傳感芯片IC4、瓷片電容C6 ;傾角傳感芯片IC4的I腳、3腳、4腳、7腳分別與主控芯片IC6的15、17、16、10引腳相連，傾角傳感芯片IC4的6腳接地，12腳與瓷片電容C6的一端和5V電壓端VCC連接，瓷片電容C6的另一端接地；傾角傳感芯片IC4的其余管腳懸空； 所述的RS485總線通信電路包括RS485收發(fā)芯片IC5、電阻R14、瓷片電容C7和RS485通信接插件P4 ；RS485收發(fā)芯片IC5的I腳和4腳分別與主控芯片IC6的3腳和2腳相連，RS485收發(fā)芯片IC5的2腳和3腳連接，與主控芯片IC6的I腳相連，RS485收發(fā)芯片IC5的5腳接地，RS485收發(fā)芯片IC5的6腳與電阻R14的一端和通信接插件P4的RS485-連接，RS485收發(fā)芯片IC5的7腳與電阻R14的另一端和通信接插件P4的RS485+連接，RS485收發(fā)芯片IC5的8腳與5V電壓端VCC、瓷片電容C7的一端連接，瓷片電容C7的另一端接地； 所述的支腿控制驅動電路包括與支腿上下限位檢測共用的光耦隔離芯片IC3、兩個電阻R15、R16、兩個二極管D3和D4、兩個繼電器Kl和K2、支腿伸控制接插件P5和支腿縮控制接插件P6 ;光耦隔離芯片IC3的5腳與電阻R15的一端連接，7腳和電阻R16的一端連接，電阻R15和電阻R16的另一端接12V電壓源；光耦隔離芯片IC3的9腳和11腳接地，6腳接主控芯片IC6的13引腳，8腳接主控芯片IC6的14引腳；光耦隔離芯片IC3的10腳與二極管D4的陽極和第二繼電器K2的線圈部分的一端連接，二極管D4的陰極和第二繼電器K2的線圈部分的另一端接12V電壓源；光耦隔離芯片IC3的12腳與二極管D3的陽極和第一繼電器Kl的線圈部分的一端連接，二極管D3的陰極和第一繼電器Kl的線圈部分的另一端接12V電壓源；支腿伸控制接插件P5和支腿縮控制接插件P6都為2腳的接插件，支腿伸控制接插件P5的第I個腳與第一繼電器Kl的開關的一端連接,支腿伸控制接插件P5的第2個腳與第一繼電器Kl的開關的另一端連接；支腿縮控制接插件P6的第I個腳與第二繼電器K2的開關的一端連接，支腿縮控制接插件P6的第2個腳與第二繼電器K2的開關的另一端連接； 所述的主控芯片電路包括主控芯片IC6、程序下載接插件P7、晶振XTAL、復位開關S1、發(fā)光二級管D5、兩個電阻R17和R18、5個瓷片電容C8、C9、CIO、Cll和C12 ;主控芯片IC6的9腳與5V電壓端VCC和瓷片電容Cl I的一端連接，瓷片電容Cll的另一端接地；主控芯片IC6的7腳接地，4腳與電阻R17、開關SI的一端和瓷片電容C12的一端連接，5腳與晶振XTAL的一端、瓷片電容C8的一端連接，6腳與晶振XTAL的另一端、瓷片電容C9的一端連接，8腳與瓷片電容ClO的一端連接，10腳與傾角傳感芯片IC4的7腳連接，15腳與傾角傳感芯片IC4的I腳連接，16腳與傾角傳感芯片IC4的4腳連接，17腳與傾角傳感芯片IC4的3腳連接，主控芯片IC6的I腳與RS485收發(fā)芯片IC5的2、3腳連接，2腳與RS485收發(fā)芯片IC5的4腳連接，3腳與RS485收發(fā)芯片IC5的I腳連接，主控芯片IC6的11腳與光耦隔離芯片IC3的14腳連接，12腳與 光耦隔離芯片IC3的16腳連接，13腳與光耦隔離芯片IC3的6腳連接，14腳與光耦隔離芯片IC3的8腳連接，19腳與電壓比較芯片IC2的7腳連接，主控芯片IC6的20腳與電阻R18的一端連接，電阻R18的另一端與發(fā)光二級管D5的陽極連接，發(fā)光二級管D5的陰極接地；程序下載接插件P7為4腳的排針，程序下載接插件P7的第I腳與5V電壓端VCC連接，第2腳與主控芯片IC6的18腳連接，第3腳接地，第4腳與主控芯片IC6的4腳連接；開關SI的另一端、瓷片電容C8、C9、C10、C11、C12的另一端接地，電阻Rl7的另一端接5V電壓端VCC ； 所述的電源轉換芯片ICl采用TI公司的TPS5430，電壓運算放大器芯片IC2采用TI公司的LM393AD，光耦隔離芯片IC3采用TI公司的TIL193，傾角傳感芯片IC4采用VTI公司的SCA100T，RS485收發(fā)芯片IC5采用MAXM公司的MAX485，主控芯片IC6采用STMICROELECTRONICS 公司的 STM8S103F3P6。
【文檔編號】G05D3/12GK103488191SQ201310454349
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權日:2013年9月27日
【發(fā)明者】張美燕, 蔡文郁, 鄭曉丹, 羅云霞 申請人:浙江水利水電學院