一種可同時采集多路電流或電壓接口的電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及工業(yè)控制顯示產(chǎn)品的數(shù)據(jù)采集的硬件電路設(shè)計上或應(yīng)用在其他電子產(chǎn)品的數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計領(lǐng)域，尤其是一種可同時采集多路電流或電壓接口的電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子產(chǎn)品行業(yè)的發(fā)展，數(shù)據(jù)采集的實時性要求也越來越高，電子產(chǎn)品的制造成本也越顯越低。如何讓電子產(chǎn)品能同時對多路數(shù)據(jù)更加有效的采集與傳輸，并且具有實時性，是當(dāng)下討論的一個熱點專業(yè)話題。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集能實時性，并高速有效傳輸，一般采取的是提高硬件處理器的處理能力為代價實現(xiàn)，第二是在采用更加高速抗干擾的電路板進(jìn)行設(shè)計。這2種方案目前都已經(jīng)達(dá)到技術(shù)頂端，很難再有突破。如何在細(xì)小的電路或處理器領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)一步使多路數(shù)據(jù)采集更加有效，是各電子產(chǎn)品領(lǐng)域行業(yè)內(nèi)研宄人員研宄的一個執(zhí)占
I )、、w、、、O
[0003]特別是在工業(yè)控制領(lǐng)域，PLC等電氣設(shè)備輸出的多路電壓或電流的大小的實時數(shù)據(jù)的測量采集。一般該類設(shè)備的輸出數(shù)據(jù)采集采用的是一個待測參數(shù)對應(yīng)一路相關(guān)電路設(shè)計的方案；如在多路相同的數(shù)據(jù)需要采集的情況下，則采用多路相同電路進(jìn)行代替設(shè)計。但是這種電路通常會使電路設(shè)計得過于龐大，冗余，成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:為了克服上述中存在的問題，提供了一種可同時采集多路電流或電壓接口的電路，解決的是在各種電子產(chǎn)品中需要對多路電流或電壓的數(shù)據(jù)采集時需進(jìn)行實時快速切換遇到的瓶頸，通過單刀雙擲開關(guān)可快速實現(xiàn)電壓與電流的數(shù)據(jù)切換，能快速實現(xiàn)同時采集電壓或電流的采集，并實時將這些多路電壓或電流數(shù)據(jù)實時有效的傳遞給后續(xù)MCU處理。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種可同時采集多路電流或電壓接口的電路，包括至少一路電源供給電路、至少一個單刀雙擲開關(guān)、電壓多路選擇器、電流轉(zhuǎn)電壓芯片以及A/D轉(zhuǎn)換器，每一路電源供給電路和一個單刀雙擲開關(guān)相互電連接，所述的電源供給電路通過單刀雙擲開關(guān)分別輸出有輸出電壓和輸出電流，輸出電壓與電壓多路選擇器相互電連接，輸出電流與電流轉(zhuǎn)電壓芯片相互電連接，電壓多路選擇器的輸出端和電流轉(zhuǎn)電壓芯片的輸出端分別與A/D轉(zhuǎn)換器相互電連接，A/D轉(zhuǎn)換器5將得到的模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出。
[0006]所述的電源供給電路輸出為4-20mA電流或-15V?+15V電壓。
[0007]所述的電源供給電路的路數(shù)為八路，可以實現(xiàn)同時采集8路電壓或電流數(shù)據(jù)。
[0008]所述的電流轉(zhuǎn)電壓芯片采用的芯片為RCV420，RCV420是精密電流環(huán)接收器芯片，用于將4-20mA輸入信號轉(zhuǎn)換成為0-5V輸出信號，具有很高的性能價格比，它包含一個高級運(yùn)算放大器、一個片內(nèi)精密電阻網(wǎng)絡(luò)和一個精密1V電壓基準(zhǔn)。其總轉(zhuǎn)換精度為0.1%，共模抑制比CMR達(dá)86dB，共模輸入范圍達(dá)±40V。因此選擇該芯片可使電流轉(zhuǎn)電壓的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換精度更高。
[0009]所述的A/D轉(zhuǎn)換器采用的是8選I的多路選擇器MPC507，采用循環(huán)掃描方式可實現(xiàn)8路-15V?+15 V的電壓選擇，并選擇A/D轉(zhuǎn)換芯片AD7321實現(xiàn)A/D的轉(zhuǎn)換輸出。
[0010]本實用新型的有益效果是:所述的一種可同時采集多路電流或電壓接口的電路，其成本設(shè)計成本低，使電路設(shè)計更簡潔的設(shè)計方案，該方案只需極少單刀雙擲開關(guān)，電流轉(zhuǎn)電壓芯片，多路選擇器及A/D轉(zhuǎn)換器等即可輕松實現(xiàn)對多路電壓或電流的采集的切換，并實時有效進(jìn)行傳輸。
【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0012]圖1是本實用新型所述的一種可同時采集多路電流或電壓接口的電路的整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]圖2是單刀雙擲開關(guān)的電路原理圖；
[0014]圖3是電流轉(zhuǎn)電壓芯片的電路原理圖；
[0015]圖4是A/D轉(zhuǎn)換器的電路原理圖；
[0016]圖5是單路電壓的A/D轉(zhuǎn)換器的電路原理圖；
[0017]圖6是0-5V的A/D轉(zhuǎn)換器的電路原理圖；
[0018]附圖中標(biāo)記分述如下:1、電源供給電路，2、單刀雙擲開關(guān)，3、電壓多路選擇器，4、電流轉(zhuǎn)電壓芯片，5、A/D轉(zhuǎn)換器，6、輸出電壓，7、輸出電流。
【具體實施方式】
[0019]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實用新型有關(guān)的構(gòu)成。
[0020]如圖1所示的一種可同時采集多路電流或電壓接口的電路，包括八路電源供給電路1、八個單刀雙擲開關(guān)2、電壓多路選擇器3、電流轉(zhuǎn)電壓芯片4以及A/D轉(zhuǎn)換器5，電源供給電路I輸出為4-20mA電流或-15V?+15V電壓，每一路電源供給電路I和一個單刀雙擲開關(guān)2相互電連接，電源供給電路I通過單刀雙擲開關(guān)2分別輸出有輸出電壓6和輸出電流7，輸出電壓6為-15V?+15V電壓，輸出電壓6與電壓多路選擇器3相互電連接，電壓多路選擇器3進(jìn)行選擇性的輸出給A/D轉(zhuǎn)換器5，輸出電流7為4-20mA電流，輸出電流7與電流轉(zhuǎn)電壓芯片4相互電連接，電流轉(zhuǎn)電壓芯片4的輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器5，A/D轉(zhuǎn)換器5將得到的模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出，按照以上步驟，制作成電路板后測試。經(jīng)反復(fù)測試，該接口電路輸出-15V?+15V，及0-5V電壓穩(wěn)定，經(jīng)過單片機(jī)處理，并通過串口打印出來的數(shù)據(jù)如圖6所示，從圖中可以看出，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)2處于電壓檔-15V?+15V時，8個電壓檔輸出電壓數(shù)據(jù)在9V上下變化。當(dāng)薄碼開關(guān)處于電流檔O?+5V時，8個電流檔在經(jīng)電流轉(zhuǎn)電壓電路轉(zhuǎn)換后的輸出電壓數(shù)據(jù)在4.1V上下變化。
[0021]如圖2所示的一種可同時采集多路電流或電壓接口的電路，單刀雙擲開關(guān)2因為一路電流或電壓輸入時由正負(fù)極端組成，所以一路電流或電壓輸入需要通過2個單刀雙擲開關(guān)進(jìn)行選擇，其中AD_C0M1，AD_VIN1為公共輸入端，AD_I_C0M1與AD_I_VIN1為單刀雙擲開關(guān)同時撥到電流檔產(chǎn)生電流輸出信號；AD_V_C0M1與AD_V_VIN1為單刀雙擲開關(guān)同時撥到電壓檔產(chǎn)生電壓輸出信號。
[0022]如圖3所示的一種可同時采集多路電流或電壓接口的電路，電流轉(zhuǎn)電壓芯片4采用芯片RCV420芯片進(jìn)行實現(xiàn)，RCV420是美國RURR — BROffN公司生產(chǎn)的精密電流環(huán)接收器芯片，用于將4-20mA輸入信號轉(zhuǎn)換成為0-5V輸出信號，具有很高的性能價格比。它包含一個高級運(yùn)算放大器、一個片內(nèi)精密電阻網(wǎng)絡(luò)和一個精密1V電壓基準(zhǔn)。其總轉(zhuǎn)換精度為0.1%，共模抑制比CMR達(dá)86dB，共模輸入范圍達(dá)±40V。因此選擇該芯片可使電流轉(zhuǎn)電壓的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換精度更高。
[0023]如圖4和圖5所示的一種可同時采集多路電流或電壓接口的電路，A/D轉(zhuǎn)換器選擇的是8選I的多路選擇器MPC507，采用循環(huán)掃描方式可實現(xiàn)8路-15V?+15V的電壓選擇，并選擇A/D轉(zhuǎn)換芯片AD7321實現(xiàn)A/D的轉(zhuǎn)換輸出，如圖6所示，選擇AD7327可實現(xiàn)8路O?5V電壓的選擇性輸入并A/D轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號可直接提供給后續(xù)的MCU進(jìn)一步處理。
[0024]以上述依據(jù)本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【主權(quán)項】
1.一種可同時采集多路電流或電壓接口的電路，其特征是:包括至少一路電源供給電路(I)、至少一個單刀雙擲開關(guān)(2)、電壓多路選擇器(3)、電流轉(zhuǎn)電壓芯片(4)以及A/D轉(zhuǎn)換器(5)，每一路電源供給電路(I)和一個單刀雙擲開關(guān)(2)相互電連接，所述的電源供給電路⑴通過單刀雙擲開關(guān)⑵分別輸出有輸出電壓(6)和輸出電流(7)，所述的輸出電壓(6)與電壓多路選擇器(3)相互電連接，所述的輸出電流(7)與電流轉(zhuǎn)電壓芯片⑷相互電連接，電壓多路選擇器⑶的輸出端和電流轉(zhuǎn)電壓芯片⑷的輸出端分別與A/D轉(zhuǎn)換器(5)相互電連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換器(5)將得到的模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可同時采集多路電流或電壓接口的電路，其特征是:所述的電源供給電路⑴輸出是4-20mA電流或是-15V?+15V電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可同時采集多路電流或電壓接口的電路，其特征是:所述的電源供給電路(I)的路數(shù)是八路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可同時采集多路電流或電壓接口的電路，其特征是:所述的電流轉(zhuǎn)電壓芯片(4)采用的芯片是RCV420。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可同時采集多路電流或電壓接口的電路，其特征是:所述的A/D轉(zhuǎn)換器(5)采用的是8選I的多路選擇器MPC507。
【專利摘要】本實用新型涉及一種可同時采集多路電流或電壓接口的電路，包括至少一路電源供給電路、至少一個單刀雙擲開關(guān)、電壓多路選擇器、電流轉(zhuǎn)電壓芯片以及A/D轉(zhuǎn)換器，每一路電源供給電路和一個單刀雙擲開關(guān)相互電連接，電源供給電路通過單刀雙擲開關(guān)分別輸出有輸出電壓和輸出電流，輸出電壓與電壓多路選擇器相連接，輸出電流與電流轉(zhuǎn)電壓芯片相連接，電壓多路選擇器輸出端和電流轉(zhuǎn)電壓芯片輸出端分別與A/D轉(zhuǎn)換器相連接。所述的一種可同時采集多路電流或電壓接口的電路，該方案只需極少單刀雙擲開關(guān)，電流轉(zhuǎn)電壓芯片，多路選擇器及A/D轉(zhuǎn)換器等即可輕松實現(xiàn)對多路電壓或電流的采集的切換，并實時有效進(jìn)行傳輸。
【IPC分類】G05B19-042
【公開號】CN204479966
【申請?zhí)枴緾N201520060182
【發(fā)明人】金濤
【申請人】武漢朗宇智能科技有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年1月28日