本實用新型涉及通信與控制系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種總線式多通道信號控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有市面上常見的教學(xué)、訓(xùn)練用電子模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，當(dāng)需要控制多臺設(shè)備的幾百路信號端口的輸出與關(guān)閉，通常采用各端口分別加物理開關(guān)直接控制的方法。這種方法原理簡單，設(shè)計可靠，但是接線復(fù)雜，遠程控制難度大，且不方便修改功能。此外當(dāng)系統(tǒng)需要擴展更多臺設(shè)備時，又需要重新設(shè)計硬件系統(tǒng)，花費較多人力物力成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，設(shè)計一種總線式的信號控制裝置，實現(xiàn)一臺上位機同時對多個終端進行控制，從而實現(xiàn)對每個終端上多個信號通道的控制。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下。

該裝置由一個核心通信模塊和多個功能模塊組成；

總線式多通道信號控制裝置，其特征在于：包括核心通信模塊和功能模塊；

所述核心通信模塊包括一個信號傳輸模塊，電平轉(zhuǎn)換模塊，MCU，與MCU連接的存儲器，一個雙向數(shù)據(jù)接口，時鐘輸出接口以及與MCU連接的多個功能模塊選擇接口；

所述功能模塊包含MCU，與MCU相連的雙向數(shù)據(jù)接口，與MCU相連的選擇接口，連接MCU與多個輸出通道的控制接口，以及與多個輸出通道相連的信號源。

所述多個輸出通道采用多個模擬開關(guān)芯片，該芯片具有信號輸入引腳、輸出引腳和控制引腳，與MCU相連接的控制接口連接模擬開關(guān)的芯片控制引腳，控制輸入引腳與輸出引腳之間的通斷；信號源連接模擬開關(guān)芯片的信號輸入引腳；

核心通信模塊與功能模塊通過雙向數(shù)據(jù)接口、時鐘接口、選擇接口相互連接。

進一步的，所述核心通信模塊的雙向數(shù)據(jù)接口和時鐘接口為共用總線，連接多個功能模塊；每個選擇接口連接一個功能模塊，用于控制該模塊是否接收總線上的數(shù)據(jù)。

進一步的，所述信號傳輸模塊為無線傳輸模塊。

進一步的，所述信號傳輸模塊為串行接口模塊。

根據(jù)權(quán)利要求1所述的總線式多通道信號控制裝置，其特征在于：所述信號源為兩個以上。

進一步的，所述串行接口為485接口。

本裝置工作方式：

核心通信模塊通過總線485串行接口連接上位機，核心通信模塊的每個功能模塊選擇接口連接一塊功能模塊，核心通信模塊的雙向數(shù)據(jù)接口為共用總線，連接所有功能模塊。

核心通信模塊通過電平轉(zhuǎn)換電路將485總線信號轉(zhuǎn)換成TTL電平后連接MCU，MCU連接存儲器，存儲器預(yù)存本機地址碼等信息，當(dāng)收到上位機發(fā)來指令時，進行指令解析和地址碼匹配，對符合本機地址碼的指令進行響應(yīng)，不符合本機地址碼的指令則忽略。

對于符合本機地址碼的指令，根據(jù)發(fā)來的功能模塊ID號，控制相應(yīng)的功能模塊選擇接口為低電平（預(yù)先約定低電平為選中，高電平為不選中），則被選中的功能模塊與核心通信模塊進行雙向通信。

功能模塊被選中后，接收核心通信模塊的指令，從而控制對應(yīng)的多個信號通道開啟或關(guān)閉，并將當(dāng)前狀態(tài)信息返回給核心通信模塊。

核心通信模塊將該狀態(tài)信息通過485總線傳輸給上位機，從而實現(xiàn)一臺上位機遠程控制多路信號通道和狀態(tài)監(jiān)控。

由于通信協(xié)議固定不變，且采用一致的數(shù)據(jù)接口和選擇接口，當(dāng)系統(tǒng)需要擴展時，僅需根據(jù)功能設(shè)計功能模塊插入接口即可。

數(shù)據(jù)接口為標(biāo)準(zhǔn)SPI通信接口，以主從方式工作，核心通信模塊作為SPI主設(shè)備和多個功能模塊為從設(shè)備，如圖3所示，4根傳輸線它們是SDI（數(shù)據(jù)輸入）、SDO（數(shù)據(jù)輸出）、SCLK（時鐘）、CS（功能模塊選擇接口）。

（1）SDO –核心通信模塊數(shù)據(jù)輸出，功能模塊數(shù)據(jù)輸入；

（2）SDI –核心通信模塊數(shù)據(jù)輸入，功能模塊數(shù)據(jù)輸出；

（3）SCLK –時鐘輸出接口，由核心通信模塊產(chǎn)生；

（4）CS –功能模塊選擇接口，由核心通信模塊控制。

其中，CS是控制功能模塊是否被選中的，當(dāng)功能模塊選擇接口為預(yù)先規(guī)定的使能信號時（低電位），對此功能模塊的通信才有效。這就允許在同一SPI數(shù)據(jù)接口上連接多個功能模塊。

由SCLK提供時鐘脈沖，SDI，SDO則基于此脈沖完成數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)輸出通過 SDO線，數(shù)據(jù)在時鐘上升沿或下降沿時改變，在緊接著的下降沿或上升沿被讀取。完成一位數(shù)據(jù)傳輸，輸入也使用同樣原理。

附圖說明

圖1為本實用新型的核心通信模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的功能模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為核心通信模塊與功能模塊連接示意圖；

在圖1到圖2中有：

1、485接口；2、電平轉(zhuǎn)換模塊；3、MCU；4、存儲器；5、雙向數(shù)據(jù)接口；6、時鐘輸出接口；7、功能模塊選擇接口；11、信號輸出通道；12、信號源；13、時鐘輸入接口；14、選擇接口。

具體實施方式

實施例1

該裝置包括一個核心通信模塊和多個功能模塊組成；

核心通信模塊包含一個485接口1，與485接口1相連的電平轉(zhuǎn)換模塊2，一個MCU3，與MCU3相連的存儲器4、均與MCU3相連的雙向數(shù)據(jù)接口5、時鐘輸出接口6和多個功能模塊選擇接口7；

功能模塊包含一個MCU3，與MCU3相連的雙向數(shù)據(jù)接口5，均與功能模塊相連的時鐘輸入接口13、選擇接口14以及與多個輸出通道11相連的控制接口，與所述信號輸出通道11相連的一個信號源12，功能模塊的MCU通過控制接口連接并控制多個輸出通道11。

核心通信模塊通過485總線連接上位機，核心通信模塊的每個功能模塊選擇接口連接一塊功能模塊，核心通信模塊的雙向數(shù)據(jù)接口為共用總線，連接所有功能模塊。

實施例2

與所述信號輸出通道相連的信號源12有多個。

可通過MCU獨立控制各個信號輸出通道。

本實施例其它技術(shù)方案同實施例1基本相同。在本實施例中未作解釋的特征，采用實施例1和/或2中的解釋，在此不再進行贅述。

實施例3

所述485接口替換成無線輸出模塊。

本實施例其它技術(shù)方案同實施例1基本相同。在本實施例中未作解釋的特征，采用實施例1和/或2中的解釋，在此不再進行贅述。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。