一種多類型電平信號觸發(fā)器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種多類型電平信號觸發(fā)器，該觸發(fā)器為外部觸發(fā)設(shè)備與控制系統(tǒng)之間的連接轉(zhuǎn)換裝置，其中外部觸發(fā)設(shè)備包括：RS232信號觸發(fā)設(shè)備、低電平觸發(fā)設(shè)備和高電平觸發(fā)設(shè)備。本實用新型中，該觸發(fā)器能夠支持多類型輸入信號的電平信號觸發(fā)器，它以3.3V直流電源作為輸入源，采用邏輯電路對所有輸入信號進(jìn)入邏輯判斷，最后綜合輸出觸發(fā)信號和TTL電平信號，供儀器設(shè)備使用。
【專利說明】一種多類型電平信號觸發(fā)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于水下作業(yè)器具【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及深海長時間無人操控器具。

【背景技術(shù)】
[0002]深海長時間自動化工作設(shè)備與陸上、淺海、空中設(shè)備的工作方式和性能要求均不同，其中能源問題是制約深海設(shè)備發(fā)展的主要因素之一，對深海設(shè)備進(jìn)行上電時序合理控制，合理控制各組部件的上電工作時間是延長設(shè)備水下作業(yè)時間的一個有效的解決手段。
[0003]研究多類型電平信號觸發(fā)器可以通過不同類型的外部觸發(fā)信號，通過邏輯電路內(nèi)部處理，最終對外輸出一個穩(wěn)定的電平信號，該信號可以用作設(shè)備的上電觸發(fā)信號來對儀器設(shè)備進(jìn)行上電時序和邏輯控制，可有效節(jié)約能源，提高深海設(shè)備的使用壽命，豐富設(shè)備的工作模式，提高工作效能，具有很高的軍用和民用價值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本實用新型提供了一種多類型電平信號觸發(fā)器，目的是通過該觸發(fā)器對水下長時間工作設(shè)備進(jìn)行時序控制，能有效地降低系統(tǒng)功耗，節(jié)約能源。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案為:
[0006]該觸發(fā)器為外部觸發(fā)設(shè)備與控制系統(tǒng)之間的連接轉(zhuǎn)換裝置，其中外部觸發(fā)設(shè)備包括:RS232信號觸發(fā)設(shè)備、低電平觸發(fā)設(shè)備和高電平觸發(fā)設(shè)備。
[0007]該觸發(fā)器的特征在于，該觸發(fā)器具有時鐘電路、RS232電平轉(zhuǎn)換電路、邏輯非門電路、邏輯與非門電路、以及高頻單穩(wěn)轉(zhuǎn)換電路五部分，該觸發(fā)器具有7個對外接口，分為輸入端口和輸出端口兩部分，其中輸入端口包括:3.3V電源輸入端口、定時預(yù)置輸入端口、RS232信號輸入端口、高電平輸入端口以及低電平輸入端口 ；輸出端口包括:高電平觸發(fā)信號輸出端口、TTL電平輸出端。
[0008]時鐘電路由芯片DS3231SN及其最小外圍電路組成，芯片DS3231SN記為D1，芯片DS3231SN的供電電源管腳2連接3.3V電源輸入端口，DS3231SN上的I2C通訊口 15、16管腳連接定時預(yù)置端口，控制系統(tǒng)通過定時預(yù)置端口對觸發(fā)器進(jìn)行定時時間預(yù)置，定時時間到，通過Dl的管腳3輸出低電平觸發(fā)信號至邏輯與非門電路D4。
[0009]RS232電平轉(zhuǎn)換電路由芯片MAX3222EWN及其最小外圍電路組成，芯片MAX3222EWN記為D2，芯片MAX3222EWN具有兩路RS232電平向TTL電平的轉(zhuǎn)換功能，其中管腳8和9為一路RS232通訊端口，連接RS232信號觸發(fā)設(shè)備，管腳11和10為對應(yīng)TTL電平輸出端，管腳14和15為另一路RS232通訊端口，連接RS232信號觸發(fā)設(shè)備，管腳13和12為對應(yīng)TTL電平輸出端；
[0010]邏輯非門電路由芯片SN74HCT14D及其最小外圍電路組成，芯片SN74HCT14D記為D3，D3的I和3號管腳連接高頻單穩(wěn)轉(zhuǎn)換電路D5和D6的輸出、5和9號管腳連接高電平觸發(fā)設(shè)備的信號輸出端、11號管腳連接邏輯與非門電路第二組的輸出(D4的第8號管腳)；D3中的信號輸出管腳包括2、4、6、8、10連接至邏輯與非門電路D4 ；[0011 ] 邏輯與非門電路為芯片SN74HCT20D及其最小外圍電路，芯片SN74HCT20D記為D4，其中D4的12號管腳連接Dl的管腳3，用于接收Dl的管腳3輸出的低電平觸發(fā)信號；D4的1、2、4、13、5和8號管腳順次——連接D3的2、4、6、8、10和11號管腳;D4的9、10號管腳連接低電平觸發(fā)設(shè)備的信號輸出端；D4的6號管腳是本專利介紹的觸發(fā)器的高電平觸發(fā)信號輸出端口 ；
[0012]高頻單穩(wěn)轉(zhuǎn)換電路包括兩片芯片SN74LVC1G123及其最小外圍電路，兩片芯片SN74LVC1G123分別為D5和D6，D5和D6的2、3號管腳均置位高電平；其中D5的I號管腳連接D2的13號管腳，D5的5號管腳連接D3的I號管腳；D6的I號管腳連接D2的10號管腳，D5的5號管腳連接D3的3號管腳。
[0013]有益效果:
[0014]1、本實用新型所提供的觸發(fā)器支持多種類型的信號作為輸入信號，包括RS232電平信號、高電平信號(3.3V)、低電平信號以及可以預(yù)置時間定時啟動等，能滿足多種設(shè)備作為本系統(tǒng)的輸入設(shè)備，通過邏輯組合后完成觸發(fā)信號輸出。
[0015]2、本實用新型所提供的觸發(fā)器，其所用器件均為低功耗器件，全系統(tǒng)上電工作電流小于10mA(3.3V)，能夠滿足水下設(shè)備長時間使用；通過對系統(tǒng)各部分電路分開供電，可有選擇的接通部分觸發(fā)功能，進(jìn)一步降低系統(tǒng)功耗。
[0016]3、本實用新型提供的觸發(fā)器所用元器件均為市面上通用的電子元器件，通用性好。
[0017]4、本實用新型提供的觸發(fā)器體積小，可以作為設(shè)備控制電路的一部分存在于控制電路板上，也可以以單獨功能組部件獨立存在，幾乎不占用設(shè)備內(nèi)部空間，可應(yīng)用于度多數(shù)的儀器設(shè)備上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的信號觸發(fā)器電原理圖；
[0019]圖2是本實用新型的信號觸發(fā)器各芯片連接圖。

【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0021]本實用新型提供了一種多類型電平信號觸發(fā)器，該觸發(fā)器為外部觸發(fā)設(shè)備與控制系統(tǒng)之間的連接轉(zhuǎn)換裝置，其中外部觸發(fā)設(shè)備包括:RS232信號觸發(fā)設(shè)備、低電平觸發(fā)設(shè)備和高電平觸發(fā)設(shè)備。本實施例中，該觸發(fā)器能夠支持多類型輸入信號的電平信號觸發(fā)器，它以3.3V直流電源作為輸入源，采用邏輯電路對所有輸入信號進(jìn)入邏輯判斷，最后綜合輸出觸發(fā)信號和TTL電平信號，供儀器設(shè)備使用。
[0022]該觸發(fā)器的電原理圖如圖1所示，該觸發(fā)器具有時鐘電路、RS232電平轉(zhuǎn)換電路、邏輯非門電路、邏輯與非門電路、以及高頻單穩(wěn)轉(zhuǎn)換電路五部分，該觸發(fā)器具有7個對外接口，分為輸入端口和輸出端口兩部分，其中輸入端口包括:3.3V電源輸入端口、定時預(yù)置輸入端口、RS232信號輸入端口、高電平輸入端口以及低電平輸入端口 ；輸出端口包括:高電平觸發(fā)信號輸出端口、TTL電平輸出端。
[0023]時鐘電路由芯片DS3231SN及其最小外圍電路組成，芯片DS3231SN記為D1，具體的最小外圍電路如圖2中Dl所示，圖2中Dl顯示了本實施例中的各芯片連接關(guān)系。芯片DS3231SN的供電電源管腳2連接3.3V電源輸入端口，DS3231SN上的I2C通訊口 15、16管腳連接定時預(yù)置端口，控制系統(tǒng)通過定時預(yù)置端口對觸發(fā)器進(jìn)行定時時間預(yù)置，定時時間到，通過Dl的管腳3輸出低電平觸發(fā)信號至邏輯與非門電路D4。
[0024]RS232電平轉(zhuǎn)換電路由芯片MAX3222EWN及其最小外圍電路組成，芯片MAX3222EWN記為D2，具體的最小外圍電路如圖2中D2所示，圖2中D2顯示了本實施例中的各芯片連接關(guān)系。芯片MAX3222EWN具有兩路RS232輸入，其中管腳8和9為一路RS232輸入連接RS232信號觸發(fā)設(shè)備的一路輸出，管腳11和10對應(yīng)TTL電平輸出端，管腳14和15為另一路RS232輸入RS232信號觸發(fā)設(shè)備的另一路輸出，管腳13和12對應(yīng)TTL電平輸出端。
[0025]邏輯非門電路由芯片SN74HCT14D及其最小外圍電路組成，芯片SN74HCT14D記為D3，具體的最小外圍電路如圖2中D3所示，圖2中D3顯示了本實施例中的各芯片連接關(guān)系。D3的I和3號管腳連接、5和9號管腳連接高電平觸發(fā)設(shè)備的信號輸出端；D3中的信號輸出管腳包括2、4、6、8、10和11號管腳連接至邏輯與非門電路。
[0026]邏輯與非門電路為芯片SN74HCT20D及其最小外圍電路，芯片SN74HCT20D記為D4，具體的最小外圍電路如圖2中D4所不，圖2中D4顯不了本實施例中的各芯片連接關(guān)系。其中D4的12號管腳連接Dl的管腳3，用于接收Dl的管腳3輸出的低電平觸發(fā)信號；D4的1、2、4、13、5和8號管腳順次——連接D3的2、4、6、8、10和11號管腳;D4的9、10號管腳連接低電平觸發(fā)設(shè)備的信號輸出端；D4的6號管腳為高電平觸發(fā)信號輸出端口 ；
[0027]高頻單穩(wěn)轉(zhuǎn)換電路包括兩片芯片SN74LVC1G123及其最小外圍電路，兩片芯片SN74LVC1G123分別為D5和D6，具體的最小外圍電路如圖2中D5和D6所示，圖2中D5和D6顯示了本實施例中的各芯片連接關(guān)系。D5和D6的2、3號管腳均置位高電平；其中D5的I號管腳連接D2的13號管腳，D5的5號管腳連接D3的I號管腳；D6的I號管腳連接D2的10號管腳，D5的5號管腳連接D3的3號管腳。
[0028]該觸發(fā)器的工作原理為:以3.3V直流電源作為輸入源分別對RS232電平轉(zhuǎn)換電路、時鐘電路、邏輯非門、邏輯與非門電路供電，其中:時鐘電路通過I2C通訊口進(jìn)行定時時亥IJ預(yù)置，時間到后自動輸出低電平信號輸入到與非門電路，達(dá)到輸出高電平觸發(fā)信號的目的；RS232電平轉(zhuǎn)換電路先通過電平轉(zhuǎn)換后進(jìn)行電平保持，然后作為輸入信號輸入到邏輯非門電路，邏輯非門電路輸出作為邏輯與非門電路的輸入，達(dá)到輸出高電平觸發(fā)信號的目的；外部輸入的高電平信號直接作為輸入信號輸入邏輯非門電路，邏輯非門電路輸出作為邏輯與非門電路的輸入，達(dá)到輸出高電平觸發(fā)信號的目的；外部輸入低電平信號直接作為輸入信號輸入邏輯與非門電路，達(dá)到輸出高電平觸發(fā)信號的目的。
[0029]對于本實施例中提供的電平信號觸發(fā)器，其可應(yīng)用于某深?？刂葡到y(tǒng)，并且具備以下功能:
[0030]I)將水面聲通訊設(shè)備的RS232通訊電平接入觸發(fā)器的通訊通道，觸發(fā)器在感應(yīng)到有通訊信號到達(dá)后將對外輸出一定時間的高電平觸發(fā)信號，從而激活某深?？刂葡到y(tǒng)電源控制電路，控制系統(tǒng)上電工作，設(shè)定工作流程完成后，在沒有其它觸發(fā)信號到達(dá)的情況下，系統(tǒng)自動切斷電源，進(jìn)入等待觸發(fā)模式。
[0031]2)某深?？刂葡到y(tǒng)可以對觸發(fā)器進(jìn)行下次啟動定時，定時時間最大31天，觸發(fā)器在定時時間到達(dá)后輸出高電平觸發(fā)信號，控制某深?？刂葡到y(tǒng)上電工作，該觸發(fā)信號也可以通過軟件控制清除。
[0032]3)將外部高電平輸入信號接入觸發(fā)器邏輯非門電路，從而對外輸出高電平觸發(fā)信號，控制某深?？刂葡到y(tǒng)上電工作。
[0033]4)將外部低電平輸入信號接入觸發(fā)器邏輯與非門電路，從而對外輸出高電平觸發(fā)信號，控制某深海控制系統(tǒng)上電工作。
[0034]應(yīng)用本實用新型的信號觸發(fā)器，結(jié)合系統(tǒng)時序控制，在保證工作效率的情況下，可大幅降低系統(tǒng)功耗，延長系統(tǒng)使用壽命。
[0035]綜上所述，以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護(hù)范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多類型電平信號觸發(fā)器，該觸發(fā)器為外部觸發(fā)設(shè)備與控制系統(tǒng)之間的連接轉(zhuǎn)換裝置，其中外部觸發(fā)設(shè)備包括:RS232信號觸發(fā)設(shè)備、低電平觸發(fā)設(shè)備和高電平觸發(fā)設(shè)備；該觸發(fā)器的特征在于，該觸發(fā)器具有時鐘電路、RS232電平轉(zhuǎn)換電路、邏輯非門電路、邏輯與非門電路、以及高頻單穩(wěn)轉(zhuǎn)換電路五部分，該觸發(fā)器具有7個對外接口，分為輸入端口和輸出端口兩部分，其中輸入端口包括:3.3V電源輸入端口、定時預(yù)置輸入端口、RS232信號輸入端口、高電平輸入端口以及低電平輸入端口 ；輸出端口包括:高電平觸發(fā)信號輸出端口、TTL電平輸出端； 所述時鐘電路由芯片DS3231SN及其最小外圍電路組成，芯片DS3231SN記為D1，芯片DS3231SN的供電電源管腳2連接3.3V電源輸入端口，DS3231SN上的I2C通訊口 15、16管腳連接定時預(yù)置端口，控制系統(tǒng)通過定時預(yù)置端口對所述觸發(fā)器進(jìn)行定時時間預(yù)置，定時時間到，通過Dl的管腳3輸出低電平觸發(fā)信號至邏輯與非門電路D4; 所述RS232電平轉(zhuǎn)換電路由芯片MAX3222EWN及其最小外圍電路組成，芯片MAX3222EWN記為D2，芯片MAX3222EWN具有兩路RS232電平向TTL電平的轉(zhuǎn)換功能，其中管腳8和9為一路RS232通訊端口，連接RS232信號觸發(fā)設(shè)備，管腳11和10為對應(yīng)TTL電平輸出端，管腳14和15為另一路RS232通訊端口，連接RS232信號觸發(fā)設(shè)備，管腳13和12為對應(yīng)TTL電平輸出端； 所述邏輯非門電路由芯片SN74HCT14D及其最小外圍電路組成，芯片SN74HCT14D記為D3，D3的I和3號管腳連接高頻單穩(wěn)轉(zhuǎn)換電路D5和D6的輸出、5和9號管腳連接高電平觸發(fā)設(shè)備的信號輸出端、11號管腳連接至邏輯與非門電路D4 ;D3中的信號輸出管腳包括2、4、6、8和10號管腳連接至所述邏輯與非門電路D4 ； 所述邏輯與非門電路為芯片SN74HCT20D及其最小外圍電路，芯片SN74HCT20D記為D4，其中D4的12號管腳連接Dl的管腳3，用于接收Dl的管腳3輸出的低電平觸發(fā)信號；D4的1、2、4、13、5和8號管腳順次——連接D3的2、4、6、8、10和11號管腳；D4的9、10號管腳連接低電平觸發(fā)設(shè)備的信號輸出端；D4的6號管腳為高電平觸發(fā)信號輸出端口 ； 所述高頻單穩(wěn)轉(zhuǎn)換電路包括兩片芯片SN74LVC1G123及其最小外圍電路，兩片芯片SN74LVC1G123分別為D5和D6，D5和D6的2、3號管腳均置位高電平；其中D5的I號管腳連接D2的13號管腳，D5的5號管腳連接D3的I號管腳；D6的I號管腳連接D2的10號管腳，D5的5號管腳連接D3的3號管腳。
【文檔編號】H03K3/02GK204216864SQ201420610035
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】黃強, 李潛, 黃楠 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七一〇研究所