邏輯控制電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種邏輯控制電路。其中，該電路包括：單片機，IO口擴展電路，包括：輸入芯片組，包括多個數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片，每個數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片的數(shù)據(jù)輸出引腳分別與單片機的數(shù)據(jù)總線連接，用于輸入狀態(tài)信號；輸出芯片組，包括多個數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片，每個數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片的數(shù)據(jù)輸入引腳分別與單片機的數(shù)據(jù)總線連接，用于輸出控制信號。本實用新型解決了PLC的I/O點口越多價格越貴，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高的技術(shù)問題，實現(xiàn)了低成本的對單片機的I/O點口的擴展的效果。
【專利說明】邏輯控制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及邏輯控制領(lǐng)域，具體而言，涉及一種邏輯控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]PLC=Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器,一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序、執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程，是工業(yè)控制的核心部分。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC),它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種采用微型計算機技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程序控制器簡稱PLC。
[0003]PLC自1969年美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司(DEC)研制出現(xiàn)，現(xiàn)行美國，日本，德國的可編程序控制器質(zhì)量優(yōu)良，功能強大。比如德國西門子SIEMENS公司生產(chǎn)的S7-200系列PLC (可編程邏輯控制器)，由于其簡單易用，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于各種復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。該型號有CPU 22KCPU 222,CPU 224 CPU 226，隨著型號序號的增加，其輸入輸出的1/0點數(shù)也隨之增加，其最高型號CPU226集成24路輸入/16路輸出共40個數(shù)字量1/0點，可連接7個擴展模塊，最大擴展至248路數(shù)字量1/0點或35路模擬量1/0點。但是隨著1/0點數(shù)的增加，價格也高的驚人，這使得一些企業(yè)特別是一些中小企業(yè)的生產(chǎn)成本難以承受，其他類似的像美國、日本系列的PLC (可編程邏輯控制器)，也是有這個問題，隨著1/0點數(shù)的增加，其價格也越昂貴。
[0004]由上述分析可知，現(xiàn)有的PLC價格昂貴，尤其是可控制的1/0點口越多的PLC價格越是昂貴，并且由于核心硬件技術(shù)保密，阻礙了 PLC (可編程邏輯控制器)的大規(guī)模運用和推廣，尤其是在一些中小企業(yè)中需要考慮到生產(chǎn)成本控制的應(yīng)用場合。
[0005]針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型實施例提供了一種邏輯控制電路，以至少解決PLC的1/0點口越多價格越貴，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高的技術(shù)問題。
[0007]根據(jù)本實用新型實施例的一個方面，提供了一種邏輯控制電路，包括:單片機，10口擴展電路，包括:輸入芯片組，包括多個數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片，每個數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片的數(shù)據(jù)輸出引腳分別與單片機的數(shù)據(jù)總線連接，用于輸入狀態(tài)信號；輸出芯片組，包括多個數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片，每個數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片的數(shù)據(jù)輸入引腳分別與單片機的數(shù)據(jù)總線連接，用于輸出控制信號。
[0008]進一步地，邏輯控制電路包括:選通電路，分別與輸入芯片組、輸出芯片組以及單片機連接，用于選通輸入芯片組中的數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片，以及用于選通輸出芯片組中的數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片。
[0009]進一步地，選通電路包括:譯碼器，與單片機的地址總線連接，用于對地址總線上的選通地址進行譯碼產(chǎn)生選通信號；第一或門芯片，連接于譯碼器、數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片以及單片機的命令總線之間，用于根據(jù)命令總線上的輸入數(shù)據(jù)信號和選通信號選通數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片；第二或門芯片，連接于譯碼器、數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片以及命令總線之間，用于根據(jù)命令總線的輸出數(shù)據(jù)信號和選通信號選通數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片。
[0010]進一步地，數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片的數(shù)據(jù)輸出引腳與單片機的數(shù)據(jù)總線連接，用于在數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片的選通信號引腳被選中時通過數(shù)據(jù)總線輸入狀態(tài)信號；數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片的數(shù)據(jù)輸入引腳與數(shù)據(jù)總線連接，用于在數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片的選通信號和鎖存信號引腳被選中時通過數(shù)據(jù)總線輸出控制信號。
[0011]進一步地，邏輯控制電路還包括:光電隔離電路，與IO 口擴展電路連接，用于將信號進行光電轉(zhuǎn)換和稱合；電平轉(zhuǎn)換電路，與光電隔離電路連接，用于轉(zhuǎn)換光電信號的電平。
[0012]進一步地,光電隔離電路包括:第一光電稱合器組，包括一個或多個光電稱合器，與輸入芯片組連接，用于對狀態(tài)信號進行光電信號轉(zhuǎn)換得到第一子狀態(tài)信號，其中，第一子狀態(tài)信號為電信號；第二光電耦合器組，包括一個或多個光電耦合器，與數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片連接，用于將控制信號進行光電信號轉(zhuǎn)換得到第一子控制信號，其中，第一子控制信號為電信號。
[0013]進一步地，電平轉(zhuǎn)換電路包括:第一電平子轉(zhuǎn)換電路，與第一光電耦合器組連接，用于對第一子狀態(tài)信號進行電平轉(zhuǎn)換得到低電平的第二子狀態(tài)信號；第二電平子轉(zhuǎn)換電路，與第二光電耦合器組連接，用于對第一子輸出信號進行電平轉(zhuǎn)換得到高電平的第二子控制信號。
[0014]進一步地，邏輯控制電路還包括:功率驅(qū)動電路，與第二電平子轉(zhuǎn)換電路連接，用于根據(jù)第二子控制信號生成驅(qū)動信號。
[0015]進一步地，功率驅(qū)動電路包括:電流放大電路，與第二電平子轉(zhuǎn)換電路連接，用于將第二子控制信號放大得到驅(qū)動信號；驅(qū)動電路，與電流放大電路連接，用于使用驅(qū)動信號驅(qū)動繼電器。
[0016]進一步地，邏輯控制電路還包括:通訊接口電路，與單片機連接，用于控制單片機與控制器的通信。
[0017]在本實用新型實施例中，采用輸入芯片組和輸出芯片組可以實現(xiàn)對單片機的I/O口的擴展，并且上述實施例中的單片機和普通的數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片和數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片就可以完成對單片機的IO 口的擴展，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中PLC的I/O點口越多價格越貴，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高的技術(shù)問題，實現(xiàn)了低成本的對單片機的I/O點口的擴展的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0019]圖1是根據(jù)本實用新型實施例的一種邏輯控制電路的示意圖；
[0020]圖2是根據(jù)本實用新型實施例的一種可選的邏輯控制電路的示意圖；以及[0021]圖3是根據(jù)本實用新型實施例的另外一種可選的邏輯控制電路的示意圖。
【具體實施方式】
[0022]首先，在對本實用新型實施例進行描述的過程中出現(xiàn)的部分名詞或術(shù)語適用于如下解釋:
[0023]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本實用新型方案，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分的實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當屬于本實用新型保護的范圍。
[0024]需要說明的是，本實用新型的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當情況下可以互換，以便這里描述的本實用新型的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。
[0025]根據(jù)本實用新型實施例，提供了一種邏輯控制電路，如圖1所示，該電路可以包括:單片機10，IO 口擴展電路30，包括:輸入芯片組31，包括多個數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片，每個數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片的數(shù)據(jù)輸出引腳分別與單片機的數(shù)據(jù)總線連接，用于輸入狀態(tài)信號；輸出芯片組33，包括多個數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片，每個數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片的數(shù)據(jù)輸入引腳分別與單片機的數(shù)據(jù)總線連接，用于輸出控制信號。
[0026]采用本實用新型，采用輸入芯片組和輸出芯片組可以實現(xiàn)對單片機的I/O 口的擴展，并且上述實施例中的單片機和普通的數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片和數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片就可以完成對單片機的IO 口的擴展，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中PLC的I/O點口越多價格越貴，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高的技術(shù)問題，實現(xiàn)了低成本的對單片機的I/O點口的擴展的效果。
[0027]本實用新型上述實施例中的電路可以作為基于51單片微型計算機的低成本的多I/O點口工業(yè)應(yīng)用PLC (可編程邏輯控制器)，該電路所采用的設(shè)計方案)價格十分低廉，功能強大，小巧實用。該電路的輸入輸出I/O點接口多達24路輸入以及24路輸出，并具有一路高速脈沖輸入計數(shù)功能，共計49個數(shù)字量I/O點且可通過串行接口來擴展更多的IO 口數(shù)量，可用于工業(yè)控制的大部分場合，比如傳送帶生產(chǎn)線控制，灌裝及包裝機械控制，扶手電梯控制、還可應(yīng)用于教學(xué)場合，通過對該設(shè)備的結(jié)構(gòu)的了解可以讓學(xué)習(xí)者了解PLC內(nèi)部的基本結(jié)構(gòu)。
[0028]在本實用新型的上述實施例中，如圖2所示，邏輯控制電路可以包括:選通電路50，分別與輸入芯片組、輸出芯片組以及單片機連接，用于選通輸入芯片組中的數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片，以及用于選通輸出芯片組中的數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片。
[0029]具體地，選通電路50分別與輸入芯片組、輸出芯片組的選通信號引腳和鎖存信號引腳以及單片機的命令總線及地址總線連接，用于選通輸入芯片組中的數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片，以及用于選通輸出芯片組中的數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片。[0030]根據(jù)本實用新型的上述實施例中，選通電路50可以包括:譯碼器，與單片機的地址總線連接，用于對地址總線上的選通地址進行譯碼產(chǎn)生選通信號；第一或門芯片，連接于譯碼器、數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片以及單片機的命令總線之間，用于根據(jù)命令總線上的輸入數(shù)據(jù)信號和選通信號選通數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片；第二或門芯片，連接于譯碼器、數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片以及命令總線之間，用于根據(jù)命令總線的輸出數(shù)據(jù)信號和選通信號選通數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片。
[0031]具體地，第一或門芯片和第二或門芯片可以為四個二輸入或門芯片。具體地，第一四個二輸入或門芯片，該或門芯片前三個或門連接于譯碼器、數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片的選通信號引腳以及單片機的命令總線之間，用于根據(jù)命令總線上的讀取輸入數(shù)據(jù)信號和選通信號選通數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片，第四個或門芯片連接于所述譯碼器、所述數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片以及所述單片機的命令總線之間，用于根據(jù)所述命令總線上的輸出數(shù)據(jù)信號和所述選通信號選通所述數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片。第二四個二輸入或門芯片，該或門芯片前兩個或門連接于譯碼器、數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片的片選信號和鎖存信號以及單片機的命令總線之間，用于在數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片的選通信號和鎖存信號引腳被選中時通過數(shù)據(jù)總線輸出控制信號。
[0032]如圖2所示的單片機10 (即CPU，中央處理單元)部分，可以由傳統(tǒng)的51單片微型計算機作為CPU (中央處理單元)來實現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)的讀取并進行處理與存儲、輸出數(shù)據(jù)的工業(yè)控制功能。在圖2所示的IO 口擴展電路中，輸入芯片組31可以包括多個數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片，輸出芯片組33可以包括多個數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片。例如，可以將3片數(shù)據(jù)緩沖芯片74LS244作為數(shù)字量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片，可以將3片數(shù)據(jù)緩沖芯片74LS377作為數(shù)字量的數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片，以實現(xiàn)多點數(shù)字I/O點口的數(shù)據(jù)暫存和擴展，從而可以實現(xiàn)對PLC(可編程邏輯控制器)的數(shù)字輸入與輸出接口即I/O點口的數(shù)量擴展到多達48路。
[0033]圖2所示的選通電路50可以通過譯碼器和兩片或門芯片實現(xiàn)，例如，利用單片機總線技術(shù)對一片譯碼器74LS138和兩片或門芯片74LS32進行時序控制實現(xiàn)了對24路數(shù)據(jù)輸入數(shù)字量接口(即三片74LS244的數(shù)字量接口)的狀態(tài)的分時選通采集以及24路數(shù)字量輸出接口(即三片74LS377的數(shù)字量接口)的狀態(tài)的分時選通控制，即總共可高達48個I/O點口。
[0034]在本實用新型的上述實施例中，數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片的數(shù)據(jù)輸出引腳與單片機的數(shù)據(jù)總線連接，用于在數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片的選通信號引腳被選中時通過數(shù)據(jù)總線輸入狀態(tài)信號；數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片的數(shù)據(jù)輸入引腳與數(shù)據(jù)總線連接，用于在數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片的選通信號和鎖存信號引腳被選中時通過數(shù)據(jù)總線輸出控制信號。
[0035]根據(jù)本實用新型的上述實施例，邏輯控制電路還可以包括:光電隔離電路70，與IO 口擴展電路30連接，用于將信號進行光電轉(zhuǎn)換和耦合；電平轉(zhuǎn)換電路90，與光電隔離電路70連接，用于轉(zhuǎn)換光電信號的電平。
[0036]具體地，通過光電隔離電路70可以實現(xiàn)電氣的隔離。
[0037]具體地,光電隔離電路70可以包括:第一光電I禹合器組,可以包括一個或多個光電耦合器，與輸入芯片組連接，用于對狀態(tài)信號進行光電信號轉(zhuǎn)換得到第一子狀態(tài)信號，其中，第一子狀態(tài)信號為電信號；第二光電耦合器組，可以包括一個或多個光電耦合器，與數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片連接，用于將控制信號進行光電信號轉(zhuǎn)換得到第一子控制信號，其中，第一子控制信號為電信號。[0038]具體地，電平轉(zhuǎn)換電路90可以包括:第一電平子轉(zhuǎn)換電路，與第一光電耦合器組連接，用于對第一子狀態(tài)信號進行電平轉(zhuǎn)換得到低電平的第二子狀態(tài)信號；第二電平子轉(zhuǎn)換電路，與第二光電耦合器組連接，用于對第一子輸出信號進行電平轉(zhuǎn)換得到高電平的第二子控制信號。
[0039]在本實用新型的上述實施例中，由于外部各種工業(yè)傳感器以及工業(yè)執(zhí)行單元的供電電源和控制信號的輸出電平都是24V電平，而單片機的供電電源和控制信號的電平是5V,并且直流5V和直流24V這兩路供電電源應(yīng)該盡可能的不能互相干擾，因此可以使用光電隔離電路和電平轉(zhuǎn)換電路對單片機的輸入輸出信號進行光電信號及電平的轉(zhuǎn)換，在本實用新型的一個實施例中可以使用3片TLP521-4光電隔離耦合器與電平轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)對來自外部各種工業(yè)傳感器的輸入的24V狀態(tài)信號轉(zhuǎn)換為5V的輸入信號(即第二子狀態(tài)信號)讀入給單片機，可以使用3片TLP521-4光電隔離耦合器與電平轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)對24路來自單片機的5V輸出數(shù)據(jù)控制信號轉(zhuǎn)換成24V輸出控制信號(即第二子控制信號)對外部工業(yè)環(huán)境中的各種執(zhí)行機構(gòu)的輸出控制。
[0040]在本實用新型的上述實施例中，邏輯控制電路還可以包括:功率驅(qū)動電路110，與第二電平子轉(zhuǎn)換電路連接，用于根據(jù)第二子控制信號生成驅(qū)動信號。
[0041]具體地，功率驅(qū)動電路110可以包括:電流放大電路，與第二電平子轉(zhuǎn)換電路連接，用于將第二子控制信號放大得到驅(qū)動信號；驅(qū)動電路，與電流放大電路連接，用于使用驅(qū)動信號驅(qū)動繼電器。
[0042]在本實用新型的上述實施例中，電流放大電路可以包括ULN2803電流放大器以得到驅(qū)動信號，驅(qū)動電路驅(qū)動繼電器實現(xiàn)對繼電器的常開常閉動作進行控制，以使裝置的輸出控制信號輸出O與24V電平對外圍執(zhí)行機構(gòu)進行控制。
[0043]在本實用新型的上述實施例中，邏輯控制電路還可以包括:通訊接口電路130，與單片機10連接，用于控制單片機與控制器的通信。
[0044]具體地，通訊接口電路130用于實現(xiàn)單片機與其他PLC (可編程邏輯控制器)的通?目。
[0045]更具體地，該電路是通過MAX232AESE芯片將單片機的串口輸出信號電平進行電平轉(zhuǎn)換，然后將轉(zhuǎn)換后的電平信號由PLC的PPI線纜的RS232通信信號轉(zhuǎn)為RS485通信信號，再接到PLC的485通信接口上就可以與其他PLC進行數(shù)據(jù)通信了，當然該通訊接口電路130的接口也可以直接設(shè)置成RS232串口的。
[0046]下面結(jié)合附圖3詳細介紹本實用新型的一種可選的邏輯控制電路。
[0047]在該實施例中，CPU (中央處理單元U7)可以采用傳統(tǒng)的廉價的51單片微型計算機，具體型號可以為STC12C5A60S2，然后利用51單片微型計算機的總線:數(shù)據(jù)總線(具體可以是單片機的PO 口)，地址總線(可以由單片機的PO 口與Ρ2 口共同決定其地址)和命令總線(單片機的WR以及RD弓丨腳口線)，將51單片微型計算機的Ρ2 口(Ρ2.0-Ρ2.7)地址總線上的選通地址ADDR07-ADDR04提供給一片譯碼器74LS138 (U8)進行譯碼產(chǎn)生選通信號Υ0-Υ5，然后由51單片微 型計算機上的WR (Ρ3.6)和RD (Ρ3.7)引腳產(chǎn)生命令總線的數(shù)據(jù)信號WR與RD，將譯碼器74LS138產(chǎn)生的選通信號Υ0-Υ5和51單片微型計算機上的Ρ3.6(WR)和Ρ3.7 (RD)引腳上產(chǎn)生的WR與RD命令總線的數(shù)據(jù)信號這兩種信號作為兩片或門電路74LS32 (U9與Ull)的輸入，使得兩片或門電路74LS32的輸出組成選通電路來輸出選通信號CS0-CS5給輸入/輸出緩沖芯片的選通信號和鎖存信號引腳。當需要將來自外部任意24路工業(yè)傳感器中的其中一路輸入數(shù)字量接口信號IN0-1N23讀入51單片微型計算機時，其中的一路工業(yè)傳感器就會輸出低電平有效信號，從而使得6片光電隔離耦合器TLP521-4(U1、U2、U3、U4、U5、U6)的24路輸出中所對應(yīng)的其中一路輸出MCUIN00-MCUIN23也為低電平有效，然后由上面所述的由其中一片或門芯片U9 74LS32產(chǎn)生的芯片的選通信號CS0-CS2選通與6片光耦(即光電隔離耦合器)的輸出MCUIN00-MCUIN23相連接的3片數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片74LS244的選通信號引腳來選通其中的一片數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片，將所對應(yīng)的來自外部工業(yè)傳感器的低電平有效數(shù)據(jù)輸入并且鎖存到所對應(yīng)的3片數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片74LS244(U14、U15、U16)中，此時51單片微型計算機就可以通過數(shù)據(jù)總線，也就是51單片微型計算機的PO 口(P0.0-P0.7)將3片數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片74LS244中的被選通的那一片鎖存的數(shù)據(jù)從其輸出數(shù)據(jù)信號口中將數(shù)據(jù)DATA00-DATA07輸入到51單片微型計算機中進行加工與處理了。當需要控制外部24路24V電平控制信號的其中一路時，51單片微型計算機就會在數(shù)據(jù)總線上的PO 口(P0.0-P0.7)輸出低電平有效的數(shù)據(jù)控制信號，然后由上面所述的兩片或門芯片U9 74LS32, Ull 74LS32產(chǎn)生的芯片的選通信號CS3-CS5選通3片輸出緩沖芯片74LS377的所對應(yīng)的其中的一片，再由前面所述的譯碼器74LS138進行譯碼產(chǎn)生譯碼選通信號Y0-Y5中的Y3-Y5共同作用下將數(shù)據(jù)寫入并鎖存到3片輸出緩沖寄存器74LS377(即數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片，U17、U13、U12)中所對應(yīng)的那一片芯片的數(shù)據(jù)中去，3片74LS377輸出的低電平有效控制數(shù)據(jù)信號MCU0UT0-MCU0UT23必須經(jīng)過輸出部分的6片光電隔離耦合器TLP521-4 (U19、U20、U21、U23、U22、U18)中與輸出信號相對應(yīng)的某一片進行光電隔離耦合與電平轉(zhuǎn)換，3片74LS377輸出的低電平有效控制數(shù)據(jù)信號MCU0UT0-MCU0UT23中的某一路為低電平時，輸出部分的6片光電耦合器TLP521-4的24路與之對應(yīng)的輸出01-024的其中一路會變成直流24V高電平有效，并且輸出到電流放大器電路中，從而使得6片電流放大器ULN2803 (U24、U25、U27、U29、U28、U26)的24路輸出控制信號K1-K24中的任意一路輸出電流放大信號，這些任意一路的電流放大信號將驅(qū)動繼電器輸出控制電路使得24路繼電器(1(2、1(3、1(4、1(5、1(6、1(7、1(8、1(9、1(10、1(11、1(12、1(13、1(14、1(15、1(16、1(17、1(18、1(19、1(20、K21、K22、K23、K24、K25)中的一路從常開狀態(tài)跳變到常閉狀態(tài)，從而控制想要控制的24路數(shù)字量輸出口 0UT1-0UT24中的任意一路，使其輸出24V電平控制信號。當需要與其他型號的PLC (可編程邏輯控制器)進行數(shù)據(jù)通信與交換的時候，利用51單片微型計算機配置的標準的RS232串口，通過該串口與外部的電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232AESE的連接將串口數(shù)據(jù)的收發(fā)進行電平轉(zhuǎn)換，就可以由PLC的PPI線纜的RS232轉(zhuǎn)RS485的功能進行51單片微型計算機與其他廠家的PLC進行數(shù)據(jù)通信與交換(U10與D型接口 J9)。
[0048]上述實施例中的邏輯控制電路有24路輸入數(shù)字量接口、24路輸出數(shù)字量接口、一路高速脈沖計數(shù)輸入接口共49路工業(yè)控制口，單片機的I/O點口由I/O擴展芯片擴展到48路，輸入的24路數(shù)字量接口由I/O擴展芯片以及光電耦合電路、輸入數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和單片機的輸入接口電路組成，作用是作為PLC (可編程邏輯控制器)與現(xiàn)場控制用的數(shù)字量信號的輸入通道，輸出的24路數(shù)字量接口由I/O擴展芯片以及光電耦合電路、輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路組成和單片機的輸出接口電路組成，作用是PLC通過輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號。輸入數(shù)字量接口為低電平有效檢測，輸出數(shù)字量接口有效的電平信號為DC24V，高速脈沖計數(shù)輸入主要用于對固定在電機轉(zhuǎn)軸上的編碼器的脈沖輸出進行計數(shù)，以根據(jù)脈沖數(shù)以及通過相應(yīng)的公式來計算電機帶動傳動帶所走的距離。所有這49路工業(yè)應(yīng)用控制接口均擁有狀態(tài)指示燈以指示外圍I/O 口的狀態(tài)。此外還配有傳統(tǒng)的232輸入輸出數(shù)據(jù)通信口、485輸入輸出數(shù)據(jù)通信口，通信速率可人為設(shè)定，默認配置為9600bps，這也是應(yīng)用最為廣泛的工業(yè)通信速率。該系統(tǒng)不僅可以在工業(yè)應(yīng)用環(huán)境中獨立發(fā)揮工業(yè)控制方面的作用還實現(xiàn)了與PLC-S200的相互通信，PLC-S200根據(jù)一定的通信協(xié)議將數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機工業(yè)應(yīng)用控制系統(tǒng)，單片機工業(yè)應(yīng)用控制系統(tǒng)接收并解析該通信協(xié)議提取出有用信息后作出相應(yīng)動作，反之亦然。
[0049]從本實用新型的上述實施例中可以得出，本實用新型具有如下技術(shù)效果:
[0050]本實用新型設(shè)備已經(jīng)成功可靠的運用于YL-335B型自動生產(chǎn)線實訓(xùn)考核裝備上，上述實施例中的邏輯控制電路可以作為PLC (可編程邏輯控制器)裝置之用，該電路可以采集各種傳感器的狀態(tài)信號，通過本基于51單片機系統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用PLC (可編程邏輯控制器)設(shè)備采用上述的單片機IO擴展技術(shù)，使輸入數(shù)字量接口的數(shù)量達到24路，并做出相應(yīng)的控制動作控制YL-335B型自動生產(chǎn)線實訓(xùn)考核裝備上的各種執(zhí)行機構(gòu)。使用上述的實施例改變了原來只能單單使用國外生產(chǎn)的高價格的PLC多點I/O數(shù)字量口的PLC (可編程邏輯控制器)來控制YL-335B型自動生產(chǎn)線實訓(xùn)考核裝備這種局面，使得整個控制成本大為降低。
[0051]所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。
[0052]另外，在本實用新型各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實現(xiàn)。
[0053]所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本實用新型的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可為個人計算機、服務(wù)器或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本實用新型各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括:U盤、只讀存儲器(ROM, Read-Only Memory)>隨機存取存儲器(RAM, Random Access Memory)、移動硬盤、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
[0054]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種邏輯控制電路，其特征在于，包括: 單片機， IO 口擴展電路，包括: 輸入芯片組，包括多個數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片，每個所述數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片的數(shù)據(jù)輸出引腳分別與所述單片機的數(shù)據(jù)總線連接，用于輸入狀態(tài)信號； 輸出芯片組，包括多個數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片，每個所述數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片的數(shù)據(jù)輸入引腳分別與所述單片機的數(shù)據(jù)總線連接，用于輸出控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的邏輯控制電路，其特征在于，所述邏輯控制電路包括: 選通電路，分別與所述輸入芯片組、所述輸出芯片組以及所述單片機連接，用于選通所述輸入芯片組中的所述數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片，以及用于選通所述輸出芯片組中的所述數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的邏輯控制電路，其特征在于，所述選通電路包括: 譯碼器，與所述單片機的地址總線連接，用于對所述地址總線上的選通地址進行譯碼產(chǎn)生選通信號； 第一或門芯片，連接于所述譯碼器、所述數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片以及所述單片機的命令總線之間，用于根據(jù)所述命令總線上的輸入數(shù)據(jù)信號和所述選通信號選通所述數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片； 第二或門芯片，連接于所述譯碼器、所述數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片以及所述命令總線之間，用于根據(jù)所述命令總線的輸出數(shù)據(jù)信號和所述選通信號選通所述數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的邏輯控制電路，其特征在于， 所述數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片的數(shù)據(jù)輸出引腳與所述單片機的數(shù)據(jù)總線連接，用于在所述數(shù)據(jù)緩沖輸入芯片的選通信號引腳被選中時通過所述數(shù)據(jù)總線輸入所述狀態(tài)信號； 所述數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片的數(shù)據(jù)輸入引腳與所述數(shù)據(jù)總線連接，用于在所述數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片的選通信號和鎖存信號引腳被選中時通過所述數(shù)據(jù)總線輸出所述控制信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的邏輯控制電路，其特征在于，所述邏輯控制電路還包括: 光電隔離電路，與所述IO 口擴展電路連接，用于將信號進行光電轉(zhuǎn)換和耦合； 電平轉(zhuǎn)換電路，與所述光電隔離電路連接，用于轉(zhuǎn)換光電信號的電平。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的邏輯控制電路，其特征在于，所述光電隔離電路包括: 第一光電稱合器組，包括一個或多個光電稱合器，與所述輸入芯片組連接，用于對所述狀態(tài)信號進行光電信號轉(zhuǎn)換得到第一子狀態(tài)信號，其中，所述第一子狀態(tài)信號為電信號；第二光電耦合器組，包括一個或多個光電耦合器，與所述數(shù)據(jù)緩沖輸出芯片連接，用于將所述控制信號進行光電信號轉(zhuǎn)換得到第一子控制信號，其中，所述第一子控制信號為電信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的邏輯控制電路，其特征在于，所述電平轉(zhuǎn)換電路包括: 第一電平子轉(zhuǎn)換電路，與所述第一光電耦合器組連接，用于對所述第一子狀態(tài)信號進行電平轉(zhuǎn)換得到低電平的第二子狀態(tài)信號； 第二電平子轉(zhuǎn)換電路，與所述第二光電耦合器組連接，用于對所述第一子輸出信號進行電平轉(zhuǎn)換得到高電平的第二子控制信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的邏輯控制電路，其特征在于，所述邏輯控制電路還包括:功率驅(qū)動電路，與所述第二電平子轉(zhuǎn)換電路連接，用于根據(jù)所述第二子控制信號生成驅(qū)動信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的邏輯控制電路，其特征在于，所述功率驅(qū)動電路包括: 電流放大電路，與所述第二電平子轉(zhuǎn)換電路連接，用于將所述第二子控制信號放大得到所述驅(qū)動信號； 驅(qū)動電路，與所述電流放大電路連接，用于使用所述驅(qū)動信號驅(qū)動繼電器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的邏輯控制電路，其特征在于，所述邏輯控制電路還包括: 通訊接口電路，與所述單片機連`接，用于控制所述單片機與控制器的通信。
【文檔編號】G05B19/042GK203588020SQ201320739852
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】唐燦耿, 陳小艷, 劉江, 耿永剛, 周斌 申請人:浙江亞龍教育裝備股份有限公司