專利名稱：數(shù)字量輸入板卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種插接在計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的信號輸入部件。
背景技術(shù)：
在各類計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，經(jīng)常需要輸入數(shù)字量交由計(jì)算機(jī)處理，因而需要使用數(shù)字量輸入板卡。目前市場上的各種數(shù)字量輸入板卡，多是采用PC104、ISA或者PCI接口，接口比較復(fù)雜，且體積較大，不適合某些控制系統(tǒng)的要求。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)比較簡單，體積小型化的數(shù)字量輸入板卡，以適應(yīng)某些計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是數(shù)字量輸入板卡由以下部分組成一個(gè)信號變換電路，它引入多路數(shù)字信號輸入，并提高輸入阻抗；一個(gè)光電隔離電路，它接受上述信號變換電路輸出的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行光電隔離；一個(gè)雙向總線驅(qū)動(dòng)器，它接受上述光電隔離電路輸出的數(shù)據(jù)，并傳遞到計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線；一個(gè)譯碼電路，它接受計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)地址總線數(shù)據(jù)，向上述雙向總線驅(qū)動(dòng)器發(fā)出讀取數(shù)據(jù)的指令。
本實(shí)用新型由于電路和接口簡單，所以成本低，體積小，可靠性高。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的原理框圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的電原理圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2中繼電器狀態(tài)指示電路的電原理圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例3中計(jì)數(shù)器的電原理圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例5中手動(dòng)信號輸入電路的電原理圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1參見附圖1、2，數(shù)字量輸入板卡包括一個(gè)信號變換電路1，它為12個(gè)電阻R1-R12，每個(gè)電阻的一端引入一路輸入信號CH1-CH12，另一端連接到光電隔離電路2的一個(gè)輸入端DIIN0-DIIN11；一個(gè)光電隔離電路2，它由3個(gè)TLP521-4光電隔離芯片U3-U5和2個(gè)74LS14滯回反相器芯片U6、U7組成，TLP521-4光電隔離芯片U3-U5的各DIIN端為光電隔離電路2的各輸入端，TLP521-4光電隔離芯片U3-U5的各DUP端連接至74LS14滯回反相器芯片U6、U7的各輸入端，74LS14滯回反相器芯片U6、U7的各輸出端為光電隔離電路2的輸出端，輸出數(shù)字信號為DI0-DI11共12位；一個(gè)雙向總線驅(qū)動(dòng)器3，它由2個(gè)74ACT244芯片U29、U30組成，其中一片74ACT244芯片U29的1A1-1A4、2A1-2A4各輸入端，分別連接到上述光電隔離電路2的DI0-DI7信號各輸出端，與各輸入端對應(yīng)的1Y1-1Y4、2Y1-2Y4各輸出端，分別連接到計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線SLOT4 D0-SLOT4 D7；另一片74ACT244芯片U30的1A1-1A4各輸入端，分別連接到上述光電隔離電路2的DI8-DI11信號各輸出端，與各輸入端對應(yīng)的1Y1-1Y4各輸出端，分別連接到計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的SLOT4 D0-SLOT4 D3線；一個(gè)譯碼電路4，它為一個(gè)74ACT138芯片，它分別從1腳、2腳接收計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)地址總線數(shù)據(jù)SLOT A4、SLOT A5，從4腳接收計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)控制總線的片選信號CS SLOT4，從15腳、14腳分別向雙向總線驅(qū)動(dòng)器3的2個(gè)74ACT244芯片U29、U30 1腳、19腳發(fā)出讀取數(shù)據(jù)指令RD PIL和RD PIH。
實(shí)施例2參見附圖1、2、3，數(shù)字量輸入板卡除包括實(shí)施例1所述的各部分外，還包括一個(gè)狀態(tài)指示電路5，該電路由與數(shù)字量輸入位數(shù)相同的多個(gè)發(fā)光二極管L1-L12組成，各發(fā)光二極管L1-L12的負(fù)極分別連接在所述光電隔離電路2的各輸出端DI0-DI11，各發(fā)光二極管L1-L12的正極均接至VCC。通過觀察某發(fā)光二極管的亮滅，即可得知對應(yīng)輸入通路的狀態(tài)。
實(shí)施例3參見附圖1、2、4，數(shù)字量輸入板卡除包括實(shí)施例1、2所述的各部分外，還包括一個(gè)計(jì)數(shù)器6，計(jì)數(shù)器6連接在所述光電隔離電路2輸出端與計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)總線之間，記錄數(shù)字輸入通路的信號變化次數(shù)，并被計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線SLOT4 D0-SLOT4 D7讀取；所述譯碼電路4還向計(jì)數(shù)器6發(fā)出片選信號CS COUNT。
計(jì)數(shù)器6為一個(gè)82C54芯片，它的CLK0-CLK2端分別接到光電隔離電路2的DI0-DI2輸出端，記錄這3個(gè)通路的信號變化，它的D0-D7輸出端接到計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線SLOT4 D0-SLOT4 D7，它的地址端A0、A1分別接到計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)地址總線的SLOT A0、SLOT A1，它的讀寫控制端22腳、23腳分別接入計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)控制總線的讀寫指令SLOT WR和SLOT OE；作為譯碼電路4的74ACT138芯片，從13腳向作為計(jì)數(shù)器6的82C54芯片21腳發(fā)出片選信號CS COUNT。
實(shí)施例4參見附圖2，數(shù)字量輸入板卡除包括實(shí)施例1、2、3所述的各部分外，還包括一個(gè)板卡識別電路8，該電路被預(yù)置為一個(gè)唯一且不變的數(shù)字狀態(tài)，表示該板卡的識別字，其輸出接到計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線，當(dāng)接到讀取指令時(shí)，該板卡識別字被計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線讀取，從而該數(shù)字量輸入板卡被計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)所識別。
所述板卡識別電路為一個(gè)74ACT244芯片U30，其輸入端11腳、15腳、17腳均接地電位，13腳接VCC，板卡識別字被預(yù)置為0100，其對應(yīng)的輸出端2Y1-2Y4分別接至計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的SLOT4 D4-SLOT4 D7。
實(shí)施例5參見附圖1、2、5，數(shù)字量輸入板卡除包括實(shí)施例1、2、3、4所述的各部分外，還包括一個(gè)手動(dòng)信號輸入電路7，該電路由多個(gè)手動(dòng)開關(guān)S1、S2組成，各手動(dòng)開關(guān)S1、S2一端接在信號變換電路1的各輸入端CH1-CH12，另一端均接至地電位。通過使用這些手動(dòng)開關(guān)，可以為調(diào)試板卡或診斷故障提供方便。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字量輸入板卡，其特征是它包括一個(gè)信號變換電路(1)，它引入多路數(shù)字信號輸入(CH1-CH12)，并提高輸入阻抗；一個(gè)光電隔離電路(2)，它接受上述信號變換電路(1)輸出的數(shù)據(jù)(DIIN0-DIIN11)，并進(jìn)行光電隔離；一個(gè)雙向總線驅(qū)動(dòng)器(3)，它接收上述光電隔離電路(2)輸出的數(shù)據(jù)(DI0-DI11)，并傳遞到計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線(SLOT4 D0-SLOT4 D7)；一個(gè)譯碼電路(4)，它接受計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)地址總線數(shù)據(jù)(SLOT A4、SLOT A5)，向上述雙向總線驅(qū)動(dòng)器(3)發(fā)出讀取數(shù)據(jù)指令(RD PIL、RD PIH)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字量輸入板卡，其特征是所述信號變換電路(1)為12個(gè)電阻(R1-R12)，每個(gè)電阻的一端引入一路輸入信號(CH1-CH12)，另一端連接到光電隔離電路(2)的一個(gè)輸入端(DIIN0-DIIN11)；所述光電隔離電路(2)由3個(gè)TLP521-4光電隔離芯片(U3-U5)和2個(gè)74LS14滯回反相器芯片(U6、U7)組成，TLP521-4光電隔離芯片(U3-U5)的各DIIN端為光電隔離電路(2)的各輸入端，TLP521-4光電隔離芯片(U3-U5)的各DUP端連接至74LS14滯回反相器芯片(U6、U7)的各輸入端，74LS14滯回反相器芯片(U6、U7)的各輸出端為光電隔離電路(2)的輸出端，輸出數(shù)字信號(DI0-DI11)共12位；所述雙向總線驅(qū)動(dòng)器(3)由2個(gè)74ACT244芯片(U29、U30)組成，其中一片74ACT244芯片(U29)的1A1-1A4、2A1-2A4各輸入端，分別連接到上述光電隔離電路(2)的0-7位信號輸出端(DI0-DI7)，與各輸入端對應(yīng)的1Y1-1Y4、2Y1-2Y4各輸出端，分別連接到計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線(SLOT4 D0-SLOT4 D7)；另一片74ACT244芯片(U30)的1A1-1A4各輸入端，分別連接到上述光電隔離電路(2)的8-11位信號各輸出端(DI8-DI11)，與各輸入端對應(yīng)的1Y1-1Y4各輸出端，分別連接到計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的0-3位(SLOT4 D0-SLOT4 D3)；所述譯碼電路(4)為一個(gè)74ACT138芯片，它分別從1腳、2腳接收計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)地址總線數(shù)據(jù)4、5位信號(SLOT A4、SLOT A5)，從4腳接收計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)控制總線的片選信號(CS SLOT4)，從15腳、14腳分別向雙向總線驅(qū)動(dòng)器(3)的2個(gè)74ACT244芯片1腳、19腳發(fā)出讀取數(shù)據(jù)指令(RD PIL和RD PIH)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字量輸入板卡，其特征是它還包括一個(gè)狀態(tài)指示電路(5)，該電路由與數(shù)字量輸入位數(shù)相同的多個(gè)發(fā)光二極管(L1-L12)組成，各發(fā)光二極管(L1-L12)的負(fù)極分別連接在所述光電隔離電路(2)的各輸出端(DI0-DI11)，各發(fā)光二極管(L1-L12)的正極均接至VCC。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的數(shù)字量輸入板卡，其特征是它還包括一個(gè)計(jì)數(shù)器(6)，計(jì)數(shù)器(6)連接在所述光電隔離電路(2)輸出端與計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)總線之間，記錄數(shù)字輸入通路的信號變化次數(shù)，并被計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線(SLOT4 D0-SLOT4 D7)讀?。凰鲎g碼電路(4)還向計(jì)數(shù)器(6)發(fā)出片選信號(CS COUNT)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字量輸入板卡，其特征是所述計(jì)數(shù)器(6)為一個(gè)82C54芯片，它的CLK0-CLK2端分別接到光電隔離電路(2)的0-2位輸出端(DI0-DI2)，記錄這3個(gè)通路的信號變化，它的D0-D7輸出端接到計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線(SLOT4D0-SLOT4 D7)，它的地址端A0、A1分別接到計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)地址總線的0、1位(SLOT A0、SLOT A1)，它的讀寫控制端22腳、23腳分別接入計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)控制總線的讀寫指令(SLOT WR、SLOT OE)；作為譯碼電路(4)的74ACT138芯片，從13腳向作為計(jì)數(shù)器(6)的82C54芯片21腳發(fā)出片選信號(CS COUNT)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字量輸入板卡，其特征是它還包括一個(gè)板卡識別電路(8)，該電路被預(yù)置為一個(gè)唯一且不變的數(shù)字狀態(tài)，表示該板卡的識別字，其輸出接到計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線，當(dāng)接到讀取指令時(shí)，該板卡識別字被計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線讀取。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)字量輸入板卡，其特征是所述板卡識別電路(8)為一個(gè)74ACT244芯片(U30)，其輸入端11腳、15腳、17腳均接地電位，13腳接VCC，板卡識別字被預(yù)置為0100，其對應(yīng)的輸出端2Y1-2Y4分別接至計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的4-7位(SLOT4 D4-SLOT4 D7)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)字量輸入板卡，其特征是它還包括一個(gè)手動(dòng)信號輸入電路(7)，該電路由多個(gè)手動(dòng)開關(guān)(S1、S2)組成，各手動(dòng)開關(guān)(S1、S2)一端接在信號變換電路(1)的各輸入端(CH1-CH12)，另一端均接至地電位。
專利摘要數(shù)字量輸入板卡涉及一種插接在計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的信號輸入部件。本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)比較簡單，體積小型化的數(shù)字量輸入板卡，以適應(yīng)某些計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求。數(shù)字量輸入板卡包括信號變換電路(1)，它引入多路數(shù)字信號輸入，并提高輸入阻抗；光電隔離電路(2)，它接受信號變換電路(1)輸出的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行光電隔離；雙向總線驅(qū)動(dòng)器(3)，它接受光電隔離電路(2)輸出的數(shù)據(jù)，并傳遞到計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線；譯碼電路(4)，它接受計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)地址總線數(shù)據(jù)，向雙向總線驅(qū)動(dòng)器(3)發(fā)出讀取數(shù)據(jù)的指令。本實(shí)用新型由于電路和接口簡單，所以成本低，體積小，可靠性高。
文檔編號G06F3/00GK2729790SQ20042009339
公開日2005年9月28日 申請日期2004年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月8日
發(fā)明者臧奎 申請人:北京碩人時(shí)代科技有限公司