一種基于cib-bus總線的四路模擬量輸出裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于CIB?BUS總線的四路模擬量輸出裝置，該輸出裝置包括總線網(wǎng)絡(luò)、電源轉(zhuǎn)換電路、總線耦合器、主控芯片、10位D/A轉(zhuǎn)換電路和四路模擬量輸出轉(zhuǎn)換電路，總線網(wǎng)絡(luò)與總線耦合器連接，總線耦合器與主控芯片連接，電源轉(zhuǎn)換電路分別與總線網(wǎng)絡(luò)、總線耦合器和主控芯片連接，主控芯片還與10位D/A轉(zhuǎn)換電路連接，10位D/A轉(zhuǎn)換電路與四路模擬量輸出轉(zhuǎn)換電路連接。總線耦合器用于負(fù)責(zé)與總線網(wǎng)絡(luò)通訊，主控芯片用于接收來自總線網(wǎng)絡(luò)的通訊命令，并根據(jù)命令對(duì)四路模擬量輸出轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行控制。該輸出裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸出回路的電流或電壓信號(hào)進(jìn)行控制輸出，通過模塊中的10位D/A轉(zhuǎn)換通道，轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)比例的電流或電壓信號(hào),輸出信號(hào)可選擇5V、10V、4?20mA三種模式。
【專利說明】
一種基于CIB-BUS總線的四路模擬量輸出裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電氣自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于CIB-BUS總線的四路模擬量輸出裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]CIB-BUS總線是一種現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，CIB-BUS總線將樓宇內(nèi)的中央空調(diào)、電氣開關(guān)、燈光照明、能源管理、視頻監(jiān)控、安全防護(hù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等設(shè)備進(jìn)行整合，通過統(tǒng)一的總線式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和控制平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)這些設(shè)備的集中監(jiān)控及管理。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中基于CIB-BUS總線的模擬量輸出裝置的輸出信號(hào)一般都是4-20mA模式，并且輸出通道比較少。
[0004]例如，中國(guó)專利文獻(xiàn)CN2563852A公開了一種數(shù)字視頻網(wǎng)關(guān)，以精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)(RISC)32位微控制器為核心，單芯片視頻壓縮芯片、以太網(wǎng)絡(luò)控制芯片，板帶8M動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)構(gòu)成硬件核心。采用RISC32位微控制器為核心，現(xiàn)場(chǎng)采集NTSC/PAL制式視頻輸入，視頻輸入接口順序接至視頻采集電路，視頻壓縮電路，通過周邊元件擴(kuò)展接口總線(PCIBUS)再與微控制器雙向連接。視頻壓縮電路還與同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SDRAM)電路雙向連接。與微控制器雙向連接的以太網(wǎng)控制器通過以太網(wǎng)RJ45接口供直接接入局域網(wǎng)。通過與微控制器雙向連接的可編程邏輯電路(PLD)電路提供開關(guān)傳感輸入接口和繼電控制輸出接口。PLD電路還分別與實(shí)時(shí)時(shí)鐘和看門狗電路雙向連接。與微控制器雙向連接的還有DRAM存儲(chǔ)電路、只讀存儲(chǔ)器(ROM)電路、RS232電平轉(zhuǎn)換電路和RS485電平轉(zhuǎn)換電路(RS232、RS485由電子工業(yè)聯(lián)合會(huì)定義的串行電子與電纜鏈接特性的標(biāo)準(zhǔn))。RS232電平轉(zhuǎn)換電路提供RS232數(shù)字外控接口。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于CIB-BUS總線的四路模擬量輸出裝置。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的基于CIB-BUS總線的四路模擬量輸出裝置包括總線網(wǎng)絡(luò)、電源轉(zhuǎn)換電路、總線耦合器、主控芯片、10位D/A轉(zhuǎn)換電路和四路模擬量輸出轉(zhuǎn)換電路，所述的總線網(wǎng)絡(luò)與總線耦合器連接，總線耦合器與主控芯片連接，電源轉(zhuǎn)換電路分別與總線網(wǎng)絡(luò)、總線耦合器和主控芯片連接，主控芯片還與1位D/A轉(zhuǎn)換電路連接，1位D/A轉(zhuǎn)換電路與四路模擬量輸出轉(zhuǎn)換電路連接。
[0007]所述的電源轉(zhuǎn)換電路用于為總線網(wǎng)絡(luò)、總線耦合器和主控芯片供電。
[0008]所述的總線耦合器用于負(fù)責(zé)與總線網(wǎng)絡(luò)通訊，接收來自總線網(wǎng)絡(luò)的通訊信號(hào)并傳輸給主控芯片，并將主控芯片的響應(yīng)信號(hào)發(fā)送到總線網(wǎng)絡(luò)上。
[0009]所述主控芯片用于通過總線耦合器接收來自總線網(wǎng)絡(luò)的通訊命令，并根據(jù)命令內(nèi)容對(duì)四路模擬量輸出轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行控制。
[0010]所述的通訊命令為模擬量輸出控制命令。
[0011]所述主控芯片進(jìn)一步用于把模擬量輸出控制命令解析轉(zhuǎn)換成10位D/A轉(zhuǎn)換電路能夠處理的數(shù)值，并控制1位D/A轉(zhuǎn)換電路輸出相應(yīng)的電壓或電流信號(hào)。
[0012]所述10位D/A轉(zhuǎn)換電路用于負(fù)責(zé)將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，將主控芯片傳送過來的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為和數(shù)字信號(hào)成正比例的電壓或電流信號(hào)。
[0013]所述四路模擬量輸出轉(zhuǎn)換電路用于獨(dú)立控制輸出四路模擬量電壓或電流信號(hào)，信號(hào)設(shè)置共有5V、1V和4-20mA三種模式供選擇。
[0014]所述主控芯片與通訊信號(hào)轉(zhuǎn)換器連接，通訊信號(hào)轉(zhuǎn)換器與總線電平轉(zhuǎn)換器共同組成總線耦合器，主控芯片的PTD2腳與第二電阻和指示燈串聯(lián)，第二電阻和指示燈構(gòu)成運(yùn)行指示單元，主控芯片的PTD3腳通過測(cè)試鍵Kl接地。
[0015]所述四路模擬量輸出轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸入端與第一運(yùn)算放大器的同向輸入端連接，+ 18V電源為第一運(yùn)算放大器提供電壓，第一運(yùn)算放大器的電源輸入端還通過第十七電容接地;第一運(yùn)算放大器的反向輸入端與輸出端連接，第一運(yùn)算放大器的輸出端與第十八電阻連接，第十八電阻的另一端與第二運(yùn)算放大器的同向輸入端連接，第二運(yùn)算放大器的反向輸入端通過第十七電阻接地;第十八電容連接在第二運(yùn)算放大器的反向輸入端與輸出端之間；第十九電阻一端連接在第二運(yùn)算放大器的反向輸入端，另一端與第二十電阻連接；第二十電阻的另一端連接到第一輸出端子的第四輸出腳，用于輸出0-10V直流電壓信號(hào);第一輸出端子的第二輸出腳連接到第十九電阻與第二十電阻之間，用于輸出4-20mA電流信號(hào);第二運(yùn)算放大器的輸出端與三極管的基極連接;三極管的源極通過第二十一電阻連接+24V電源;三極管的發(fā)射極連接到第二十二電阻與第二十三電阻之間，第二十二電阻的另一端接地;第二十三電阻為電流電壓轉(zhuǎn)換電阻，用于將4_20mA電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成1-5V電壓信號(hào)；第二十三電阻的另一端連接到第一輸出端子的第三輸出腳，用于輸出1-5V電壓信號(hào);第一輸出端子的第一輸出腳連接到三極管的發(fā)射極與第二十三電阻之間；第一輸出端子的第三輸出腳還分別連接信號(hào)輸出端和第二輸出端子的第一輸出腳;第二十四電阻一端連接在第十八電阻與第二運(yùn)算放大器的同向輸入端之間，第二十四電阻的另一端連接到第二輸出端子的第二輸出腳，用于輸出4-20mA電流信號(hào);第二十五電阻一端連接到第二十四電阻與第二輸出端子的第二輸出腳之間，第二十五電阻的另一端連接到第二輸出端子的第四輸出腳，用于輸出0-10V直流電壓信號(hào);第二輸出端子的第三輸出腳接地;第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器、第十七電阻、第十八電阻、第十九電阻、第二十電阻、第二十一電阻、第二十二電阻、第二十四電阻、第二十五電阻、第十七電容和第十八電容構(gòu)成電壓電流信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，將主控芯片控制輸出的模擬電壓轉(zhuǎn)換成0-5V、0-10V直流電壓信號(hào)或4-20mA直流電流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)四路模擬量輸出控制。
[0016]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明所述的基于CIB-BUS總線的四路模擬量輸出裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸出回路的電流或電壓信號(hào)進(jìn)行控制輸出，通過模塊中的10位D/A轉(zhuǎn)換通道，轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)比例的電流或電壓信號(hào)，輸出信號(hào)可選擇5V、10V、4-20mA三種模式。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明所述的基于CIB-BUS總線的四路模擬量輸出裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0018]圖2是本發(fā)明所述的主控芯片(M⑶)的電路原理示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明所述的四路模擬量輸出轉(zhuǎn)換電路的原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明所述的基于CIB-BUS總線的四路模擬量輸出裝置包括總線網(wǎng)絡(luò)
1、電源轉(zhuǎn)換電路2、總線耦合器3、主控芯片4、10位D/A轉(zhuǎn)換電路5和四路模擬量輸出轉(zhuǎn)換電路6，所述的總線網(wǎng)絡(luò)I與總線耦合器3連接，總線耦合器3與主控芯片4連接，電源轉(zhuǎn)換電路2分別與總線網(wǎng)絡(luò)1、總線耦合器3和主控芯片4連接，主控芯片4還與10位D/A轉(zhuǎn)換電路5連接，1位D/A轉(zhuǎn)換電路5與四路模擬量輸出轉(zhuǎn)換電路6連接。
[0022]所述的電源轉(zhuǎn)換電路2用于為總線網(wǎng)絡(luò)1、總線耦合器3和主控芯片4供電。
[0023]所述的總線耦合器用于負(fù)責(zé)與總線網(wǎng)絡(luò)通訊，接收來自總線網(wǎng)絡(luò)的通訊信號(hào)并傳輸給主控芯片，并將主控芯片的響應(yīng)信號(hào)發(fā)送到總線網(wǎng)絡(luò)上。
[0024]所述主控芯片用于通過總線耦合器3接收來自總線網(wǎng)絡(luò)的通訊命令，并根據(jù)命令內(nèi)容對(duì)四路模擬量輸出轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行控制。
[0025]所述的通訊命令為模擬量輸出控制命令。
[0026]所述主控芯片進(jìn)一步用于把模擬量輸出控制命令解析轉(zhuǎn)換成10位D/A轉(zhuǎn)換電路5能夠處理的數(shù)值，并控制1位D/A轉(zhuǎn)換電路5輸出相應(yīng)的電壓或電流信號(hào)。
[0027]所述10位D/A轉(zhuǎn)換電路5用于負(fù)責(zé)將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，將主控芯片傳送過來的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為和數(shù)字信號(hào)成正比例的電壓或電流信號(hào)。
[0028]所述四路模擬量輸出轉(zhuǎn)換電路6用于獨(dú)立控制輸出四路模擬量電壓或電流信號(hào)，信號(hào)設(shè)置共有5V、1V和4-20mA三種模式供選擇。5V模式用于輸出0-5V直流電壓信號(hào)；1V模式用于輸出0-1OV直流電壓信號(hào);4-20mA模式用于輸出4_20mA直流電流信號(hào)。
[0029]如圖2所示，所述主控芯片(M⑶)采用飛思卡爾的MC9S08AW32單片機(jī)Ul為主控芯片，MC9S08AW32單片機(jī)Ul與通訊信號(hào)轉(zhuǎn)換器U2連接，通訊信號(hào)轉(zhuǎn)換器U2與總線電平轉(zhuǎn)換器U5共同組成總線耦合器，MC9S08AW32單片機(jī)Ul的PTD2腳與電阻R2和指示燈LEDl串聯(lián)，電阻R2和指示燈LEDl構(gòu)成運(yùn)行指示單元，MC9S08AW32單片機(jī)Ul的PTD3腳通過測(cè)試鍵Kl接地。
[0030]如圖3所示，所述四路模擬量輸出轉(zhuǎn)換電路6可以輸出三種模擬信號(hào)，包括:4-20mA直流電流信號(hào);0-5V直流電壓信號(hào)和0-10V直流電壓信號(hào)。圖3中，四路模擬量輸出轉(zhuǎn)換電路6的信號(hào)輸入端DAAO (信號(hào)輸入端DAAO還與測(cè)試端口 TPI連接)與第一運(yùn)算放大器U6A的同向輸入端連接，+18V電源為第一運(yùn)算放大器U6A提供電壓，第一運(yùn)算放大器U6A的電源輸入端還通過第十七電容C17接地;第一運(yùn)算放大器U6A的反向輸入端與輸出端連接，第一運(yùn)算放大器U6A的輸出端與第十八電阻R18連接，第十八電阻R18的另一端與第二運(yùn)算放大器U6B的同向輸入端連接，第二運(yùn)算放大器U6B的反向輸入端通過第十七電阻R17接地;第十八電容C18連接在第二運(yùn)算放大器U6B的反向輸入端與輸出端之間；第十九電阻R19—端連接在第二運(yùn)算放大器U6B的反向輸入端，另一端與第二十電阻R20連接;第二十電阻R20的另一端連接到第一輸出端子J13的第四輸出腳，用于輸出0-10V直流電壓信號(hào);第一輸出端子J13的第二輸出腳連接到第十九電阻R19與第二十電阻R20之間，用于輸出4-20mA電流信號(hào)；第二運(yùn)算放大器U6B的輸出端與三極管Ql的基極連接;三極管Ql的源極通過第二 ^^一電阻R21連接+24V電源;三極管Ql的發(fā)射極連接到第二十二電阻R22與第二十三電阻R23之間，第二十二電阻R22的另一端接地;第二十三電阻R23為電流電壓轉(zhuǎn)換電阻，用于將4-20mA電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成1-5V電壓信號(hào)；第二十三電阻R23的另一端連接到第一輸出端子J13的第三輸出腳，用于輸出1-5V電壓信號(hào)；第一輸出端子J13的第一輸出腳連接到三極管Ql的發(fā)射極與第二十三電阻R23之間；第一輸出端子J13的第三輸出腳還分別連接信號(hào)輸出端AOI和第二輸出端子J14的第一輸出腳;第二十四電阻R24—端連接在第十八電阻R18與第二運(yùn)算放大器U6B的同向輸入端之間，第二十四電阻R24的另一端連接到第二輸出端子J14的第二輸出腳，用于輸出4-20mA電流信號(hào)；第二十五電阻R25—端連接到第二十四電阻R24與第二輸出端子J14的第二輸出腳之間，第二十五電阻R25的另一端連接到第二輸出端子J14的第四輸出腳，用于輸出0-10V直流電壓信號(hào);第二輸出端子J14的第三輸出腳接地;第一運(yùn)算放大器U6A、第二運(yùn)算放大器U6B、第十七電阻R17、第十八電阻R18、第十九電阻R19、第二十電阻R20、第二i^一電阻R21、第二十二電阻R22、第二十四電阻R24、第二十五電阻R25、第十七電容C17和第十八電容C18構(gòu)成電壓電流信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，將主控芯片(MC9S08AW32)4控制輸出的模擬電壓轉(zhuǎn)換成0-5V、0-10V直流電壓信號(hào)或4-20mA直流電流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)四路模擬量輸出控制。
[0031]雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于CIB-BUS總線的四路模擬量輸出裝置，其特征在于，所述四路模擬量輸出裝置包括總線網(wǎng)絡(luò)、電源轉(zhuǎn)換電路、總線耦合器、主控芯片、10位D/A轉(zhuǎn)換電路和四路模擬量輸出轉(zhuǎn)換電路，所述的總線網(wǎng)絡(luò)與總線耦合器連接，總線耦合器與主控芯片連接，電源轉(zhuǎn)換電路分別與總線網(wǎng)絡(luò)、總線耦合器和主控芯片連接，主控芯片還與10位D/A轉(zhuǎn)換電路連接，10位D/A轉(zhuǎn)換電路與四路模擬量輸出轉(zhuǎn)換電路連接。2.如權(quán)利要求1所述的四路模擬量輸出裝置，其特征在于，所述的電源轉(zhuǎn)換電路用于為總線網(wǎng)絡(luò)、總線耦合器和主控芯片供電。3.如權(quán)利要求2所述的四路模擬量輸出裝置，其特征在于，所述的總線耦合器用于與總線網(wǎng)絡(luò)通訊，接收來自總線網(wǎng)絡(luò)的通訊信號(hào)并傳輸給主控芯片，并將主控芯片的響應(yīng)信號(hào)發(fā)送到總線網(wǎng)絡(luò)上。4.如權(quán)利要求3所述的四路模擬量輸出裝置，其特征在于，所述主控芯片用于通過總線耦合器接收來自總線網(wǎng)絡(luò)的通訊命令，并根據(jù)命令內(nèi)容對(duì)四路模擬量輸出轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行控制。5.如權(quán)利要求4所述的四路模擬量輸出裝置，其特征在于，所述的通訊命令為模擬量輸出控制命令。6.如權(quán)利要求5所述的四路模擬量輸出裝置，其特征在于，所述主控芯片進(jìn)一步用于把模擬量輸出控制命令解析轉(zhuǎn)換成10位D/A轉(zhuǎn)換電路能夠處理的數(shù)值，并控制10位D/A轉(zhuǎn)換電路輸出相應(yīng)的電壓或電流信號(hào)。7.如權(quán)利要求6所述的四路模擬量輸出裝置，其特征在于，所述10位D/A轉(zhuǎn)換電路用于負(fù)責(zé)將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，將主控芯片傳送過來的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為和數(shù)字信號(hào)成正比例的電壓或電流信號(hào)。8.如權(quán)利要求7所述的四路模擬量輸出裝置，其特征在于，所述四路模擬量輸出轉(zhuǎn)換電路用于獨(dú)立控制輸出四路模擬量電壓或電流信號(hào)，信號(hào)設(shè)置共有5V、10V和4-20mA三種模式供選擇。9.如權(quán)利要求8所述的四路模擬量輸出裝置，其特征在于，所述主控芯片與通訊信號(hào)轉(zhuǎn)換器連接，通訊信號(hào)轉(zhuǎn)換器與總線電平轉(zhuǎn)換器共同組成總線耦合器，主控芯片的PTD2腳與第二電阻和指示燈串聯(lián)，第二電阻和指示燈構(gòu)成運(yùn)行指示單元，主控芯片的PTD3腳通過測(cè)試鍵KI接地。10.如權(quán)利要求9所述的四路模擬量輸出裝置，其特征在于，所述四路模擬量輸出轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸入端與第一運(yùn)算放大器的同向輸入端連接，+18V電源為第一運(yùn)算放大器提供電壓，第一運(yùn)算放大器的電源輸入端還通過第十七電容接地;第一運(yùn)算放大器的反向輸入端與輸出端連接，第一運(yùn)算放大器的輸出端與第十八電阻連接，第十八電阻的另一端與第二運(yùn)算放大器的同向輸入端連接，第二運(yùn)算放大器的反向輸入端通過第十七電阻接地;第十八電容連接在第二運(yùn)算放大器的反向輸入端與輸出端之間；第十九電阻一端連接在第二運(yùn)算放大器的反向輸入端，另一端與第二十電阻連接;第二十電阻的另一端連接到第一輸出端子的第四輸出腳，用于輸出0-10V直流電壓信號(hào);第一輸出端子的第二輸出腳連接到第十九電阻與第二十電阻之間，用于輸出4-20mA電流信號(hào)；第二運(yùn)算放大器的輸出端與三極管的基極連接;三極管的源極通過第二十一電阻連接+24V電源;三極管的發(fā)射極連接到第二十二電阻與第二十三電阻之間，第二十二電阻的另一端接地;第二十三電阻為電流電壓轉(zhuǎn)換電阻，用于將4-20mA電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成1-5V電壓信號(hào);第二十三電阻的另一端連接到第一輸出端子的第三輸出腳，用于輸出1-5V電壓信號(hào);第一輸出端子的第一輸出腳連接到三極管的發(fā)射極與第二十三電阻之間;第一輸出端子的第三輸出腳還分別連接信號(hào)輸出端和第二輸出端子的第一輸出腳;第二十四電阻一端連接在第十八電阻與第二運(yùn)算放大器的同向輸入端之間，第二十四電阻的另一端連接到第二輸出端子的第二輸出腳，用于輸出4-20mA電流信號(hào)；第二十五電阻一端連接到第二十四電阻與第二輸出端子的第二輸出腳之間，第二十五電阻的另一端連接到第二輸出端子的第四輸出腳，用于輸出0-10V直流電壓信號(hào);第二輸出端子的第三輸出腳接地;第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器、第十七電阻、第十八電阻、第十九電阻、第二十電阻、第二十一電阻、第二十二電阻、第二十四電阻、第二十五電阻、第十七電容和第十八電容構(gòu)成電壓電流信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，將主控芯片控制輸出的模擬電壓轉(zhuǎn)換成0-5V、0-10V直流電壓信號(hào)或4-20mA直流電流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)四路模擬量輸出控制。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK105938342SQ201610479385
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年6月27日
【發(fā)明人】張吉猛
【申請(qǐng)人】華清智芯科技（北京）有限公司