輸入輸出雙向兼容接口電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實用新型涉及車輛接口電路領(lǐng)域，尤其涉及一種輸入輸出雙向兼容接口電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在工程機械智能化控制相關(guān)的系統(tǒng)中，往往存在著數(shù)字量的采集與驅(qū)動，采集驅(qū)動的電氣特性往往根據(jù)不同的廠家車輛而略有所不同。如車輛采用的發(fā)電機為12V規(guī)格，采集電平采用12V作為高電平輸入，OV作為低電平輸入;驅(qū)動電路為驅(qū)動12V規(guī)格的繼電器線圈。
[0003]由于車輛與控制器接口的輸入輸出信號眾多且信號類型復(fù)雜，在工程實施的過程中容易將輸入輸出通道接反導致返工，甚至燒壞系統(tǒng)板。另外不同車輛廠關(guān)于輸入輸出配置數(shù)量不一致，目前缺乏統(tǒng)一的規(guī)范和標準，在設(shè)計控制器采集驅(qū)動接口通道配比上往往按照所有廠家車輛接口輸入輸出最大集合來設(shè)計，存在硬件資源的浪費。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)例如公開號為CN102118154A的專利文獻，現(xiàn)了輸入輸出電路兼容，但對于處理器需要額外的1口。如圖1所示，輸出電路與輸入電路需分別占用一個系統(tǒng)1接口，且輸入電路的系統(tǒng)1接口與輸出電路的系統(tǒng)1接口是互斥的，兩者無法相互替換。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型提出一種通用型雙向輸入/輸出接口電路。對同一個系統(tǒng)1接口，既可以作為輸入接口，也可以同時作為輸出接口，兩者是自適應(yīng)的。
[0006]—種輸入輸出雙向兼容接口電路，包括兩個電路結(jié)構(gòu)相同的輸入輸出電路單元，其中，
[0007]各輸入輸出電路單元包括:
[0008]單元輸入端、單元輸出端以及電源輸入端，所述單元輸入端作為輸入輸出雙向兼容接口電路的接口，所述單元輸出端與另一輸入輸出電路單元相應(yīng)的端子相連接；
[0009]電氣隔尚模塊，電氣隔尚模塊的輸入端與單兀輸入端連接，電氣隔尚模塊的輸出端與單元輸出端連接；
[0010]限流模塊，連接在電氣隔離模塊的輸入端與單元輸入端之間；
[0011]第一分壓模塊，連接在電氣隔離模塊的輸出端連接與電源輸入端之間；
[0012]第二分壓模塊，一端連接電氣隔離模塊的輸出端，另一端連接第一分壓模塊到電氣隔離模塊的連接端。
[0013]進一步而言，所述電氣隔離模塊的輸入端與第一分壓模塊之間還連接有穩(wěn)壓模塊。
[0014]進一步而言，在電氣隔離模塊的輸入端還連接有電流泄流模塊。
[0015]進一步而言，所述電氣隔離模塊為光電耦合器，所述電流泄流模塊為并聯(lián)光電耦合器輸入端的電阻。
[0016]進一步而言，所述電氣隔離模塊為光電耦合器。
[0017]進一步而言，其特征在于，限流模塊、第一分壓模塊以及第二分壓模塊均為電阻。
[0018]進一步而言，所述穩(wěn)壓模塊為穩(wěn)壓二極管。
[0019]本實用新型的突出優(yōu)點在于，輸入輸出雙向兼容的接口電路，在實現(xiàn)控制器內(nèi)部電平與車輛接口電平隔離轉(zhuǎn)換同時，實現(xiàn)了輸入輸出雙向自動兼容。
【附圖說明】
[0020]圖1為現(xiàn)有技術(shù)輸入輸出兼容電路；
[0021]圖2為本實用新型一個實施例的輸出電路；
[0022]圖3為當前實施例的一個輸入電路；
[0023]圖4為當前實施例的輸入輸出雙向兼容接口電路。
【具體實施方式】
[0024]現(xiàn)結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型加以詳細的解釋說明，使本實用新型更加清楚明了。
[0025]本實用新型一個實施例提供一種通用的輸入輸出雙向兼容接口電路，包兩個電路結(jié)構(gòu)相同的輸入輸出電路單元，其中，各輸入輸出電路單元包括:單元輸入端、單元輸出端以及電源輸入端、電氣隔離模塊、限流模塊、第一分壓模塊、第二分壓模塊，其中當前實施例電氣隔離模塊為光電耦合器，限流模塊、第一分壓模塊、第二分壓模塊以及電流泄流模塊均為電阻。穩(wěn)壓模塊為穩(wěn)壓二極管(即穩(wěn)壓管)。
[0026]單個輸入輸出電路單元參考圖2及圖3，兩者結(jié)構(gòu)相同(其中未繪示第二分壓模塊)。兩個輸入輸出電路單元整體連接完成后，如圖4所示，包括:光電耦合器U1、U2;穩(wěn)壓管D1、D2;以及電阻R1-R8。光電親合器U1、電阻Rl (第一分壓模塊)、電阻R2(第二分壓模塊)、限流電阻R3(限流模塊)以及電流泄流電阻R4(電流泄流模塊)屬于圖2的輸入輸出電路單元，其余屬于圖3的輸入輸出電路單元。其中VCCA及VCCB分別為圖2及圖3輸入輸出電路單元的電源輸入端。其中IN_0UTI接口以及IN_0UT2接口為輸入輸出雙向兼容接口電路的接口，分別為圖2及圖3中各輸入輸出電路單元中的OUTl和IN2。
[0027]其中，光電耦合器U1、U2用于開關(guān)量輸入/輸出信號10_0UT1與IN_0UT2的電氣隔離;穩(wěn)壓管Dl、D2是為了提高光電耦合器Ul、U2輸入端有效導通的電壓值；電阻Rl與R2、R5(第一分壓模塊)與R6(第二分壓模塊)組成分壓網(wǎng)絡(luò)。電阻R3、R7分別為光電親合器Ul與U2的輸入端限流電阻，即為限流模塊。作為電流泄流模塊的電阻R4及R8分別并聯(lián)在光電耦合器U1、U2的輸入端，為輸入端的小電流提供一個泄流通路。
[0028]為了防止該電路產(chǎn)生自鎖現(xiàn)象，可以通過調(diào)整穩(wěn)壓管D1、D2，以及限流電阻R3、R7，上拉電阻Rl、R5實現(xiàn)。當IN_0UT1作為輸出高電平時，光電耦合器Ul導通，IN_0UT2輸出電平約為:VIN_0UT2 = Vce+(VCCB-Vce)*R6/(R5+R6)，其中 Vce 為光耦集射電壓。
[0029]通過調(diào)整穩(wěn)壓電源VD2使得￥1101712〈￥訪+￥02，其中￥訪為光耦前向壓降，防止1]2導通產(chǎn)生電路自鎖。當IN_0UT1作為輸出低電平時，光電耦合器Ul不導通，IN_0UT2輸出電壓為高電平，流過U2的前向?qū)娏鳛镮f=( VCCB-Vth-VD2) / (R7+R5)，通過調(diào)整R7的阻值，使得實際流過光耦的電流遠小于光耦的前向?qū)娏鳎乐筓2導通產(chǎn)生電路自鎖，同時為了使得IN_0UT2作為輸入時，光電耦合器U2能導通，(VCCB-Vth-VD2)/R7需要達到光耦的前向?qū)娏?，因此R7阻值不應(yīng)太大。反之當IN_0UT2作為輸入時，原理亦然。
[0030]當前實施例的輸入輸出雙向兼容接口電路作為輸入接口時:當IN_0UT2為高阻狀態(tài)時，通過控制R5、R7、D2的相關(guān)參數(shù)，使得U2不導通，IN_0UT1通過Rl上拉電阻輸出為高電平。當IN_0UT2輸入為低電平時，光電耦合器U2不導通，在Rl上拉的作用下IN_0UT1是邏輯高信號。當IN_0UT2輸入為高電平時，光電耦合器U2導通，在Rl與R2的分壓作用下，IN_0UT1是邏輯低信號。
[0031 ]當前實施例的輸入輸出雙向兼容接口電路作為輸入接口時:當IN_0UT1為高阻狀態(tài)時，通過控制R1、R3、D1的相關(guān)參數(shù)，使得Ul不導通，IN_0UT2通過R5上拉電阻輸出為高電平。當IN_0UT1輸入為低電平時，光電耦合器Ul不導通，在R5上拉的作用下IN_0UT2是邏輯高信號。當IN_0UT1輸入為高電平時，光電耦合器Ul導通，在R5與R6的分壓作用下，IN_0UT2是邏輯低信號。
[0032]本實用新型在實現(xiàn)控制器內(nèi)部電平與車輛接口電平隔離轉(zhuǎn)換同時，實現(xiàn)了輸入輸出雙向自動兼容。
【主權(quán)項】
1.一種輸入輸出雙向兼容接口電路，其特征在于，包括兩個電路結(jié)構(gòu)相同的輸入輸出電路單元，其中， 各輸入輸出電路單兀包括: 單元輸入端、單元輸出端以及電源輸入端，所述單元輸入端作為輸入輸出雙向兼容接口電路的接口，所述單元輸出端與另一輸入輸出電路單元相應(yīng)的端子相連接； 電氣隔尚模塊，電氣隔1?模塊的輸入端與單兀輸入端連接，電氣隔1?模塊的輸出端與單元輸出端連接； 限流模塊，連接在電氣隔離模塊的輸入端與單元輸入端之間； 第一分壓模塊，連接在電氣隔離模塊的輸出端連接與電源輸入端之間； 第二分壓模塊，一端連接電氣隔離模塊的輸出端，另一端連接第一分壓模塊到電氣隔尚豐旲塊的連接端。2.如權(quán)利要求1所述輸入輸出雙向兼容接口電路，其特征在于，所述電氣隔離模塊的輸入端與第一分壓模塊之間還連接有穩(wěn)壓模塊。3.如權(quán)利要求1或2所述輸入輸出雙向兼容接口電路，其特征在于，在電氣隔離模塊的輸入端還連接有電流泄流模塊。4.如權(quán)利要求3所述輸入輸出雙向兼容接口電路，其特征在于，所述電氣隔離模塊為光電耦合器，所述電流泄流模塊為并聯(lián)光電耦合器輸入端的電阻。5.如權(quán)利要求1所述輸入輸出雙向兼容接口電路，其特征在于，所述電氣隔離模塊為光電親合器。6.如權(quán)利要求1、2或5任一項所述輸入輸出雙向兼容接口電路，其特征在于，限流模塊、第一分壓模塊以及第二分壓模塊均為電阻。7.如權(quán)利要求2所述輸入輸出雙向兼容接口電路，其特征在于，所述穩(wěn)壓模塊為穩(wěn)壓二極管。
【專利摘要】本實用新型公開了一種輸入輸出雙向兼容接口電路，包括兩個電路結(jié)構(gòu)相同的輸入輸出電路單元，其中，各輸入輸出電路單元包括：單元輸入端、單元輸出端以及電源輸入端，所述單元輸入端作為輸入輸出雙向兼容接口電路的接口，所述單元輸出端與另一輸入輸出電路單元相應(yīng)的端子相連接；電氣隔離模塊，電氣隔離模塊的輸入端與單元輸入端連接，電氣隔離模塊的輸出端與單元輸出端連接；限流模塊，連接在電氣隔離模塊的輸入端與單元輸入端之間；第一分壓模塊，連接在電氣隔離模塊的輸出端連接與電源輸入端之間；第二分壓模塊，一端連接電氣隔離模塊的輸出端，另一端連接第一分壓模塊到電氣隔離模塊的連接端。本實用新型在實現(xiàn)控制器內(nèi)部電平與車輛接口電平隔離轉(zhuǎn)換同時，實現(xiàn)了輸入輸出雙向自動兼容。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號】CN205301913
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】丁偉森, 周公爽
【申請人】杭州博拉網(wǎng)絡(luò)科技有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年1月5日