專利名稱：模擬量輸出板卡的制作方法
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(hào)輸出部件。
背景技術(shù)：
在各類計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，經(jīng)常需要輸出電流、電壓模擬量以控制外圍設(shè)備工作，因而需要使用模擬量輸出板卡。目前市場上的各種模擬量輸出板卡，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，體積小型化的模擬量輸出板卡，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)方案是模擬量輸出板卡由以下部分組成一個(gè)雙端口RAM，它接受和緩存計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線傳來的數(shù)據(jù)；一個(gè)單片機(jī)，它讀取上述雙端口RAM中的數(shù)據(jù)；一個(gè)光電隔離電路，它接收上述單片機(jī)輸出的數(shù)據(jù)，并完成光電隔離；一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，它接受上述光電隔離電路傳來的數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為模擬量；一個(gè)電壓跟隨放大電路，它接受上述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路輸出的模擬量，并進(jìn)行電壓放大，向外圍設(shè)備輸出電壓信號(hào)；一個(gè)壓控電流源電路，它接受上述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路輸出的模擬量，并變換為電流信號(hào)，輸出給外圍設(shè)備。
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)用新型的原理框圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中雙端口RAM的電原理圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中單片機(jī)的電原理圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中光電隔離電路的電原理圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路電原理圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例中的電壓跟隨放大電路電原理圖；圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例中壓控電流源電路的電原理圖。
具體實(shí)施方式
參見各附圖，模擬量輸出板卡包括一個(gè)雙端口RAM1，它為一個(gè)CY7C131/141-PLCC芯片，它從DOL至D7L端接收計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線SLOT4 DO-SLOT4 D7傳來的數(shù)據(jù)，從AOL至A5L端連接計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)地址總線SLOTAO-SLOT A5，從1腳接收系統(tǒng)片選指令CS SLOT4，從2腳接收系統(tǒng)寫指令SLOT WR，從6腳接收系統(tǒng)讀指令SLOT OE；從DOR至D7R端向單片機(jī)2傳送數(shù)據(jù)ADO-AD7，從AOR至A9R端接收單片機(jī)2發(fā)出的地址信號(hào)MAO-MA9，從46腳接收單片機(jī)2發(fā)出的讀指令MCU RD，從50腳接收單片機(jī)2發(fā)出的寫指令MCU WR，從51腳接收單片機(jī)2發(fā)出的片選信號(hào)CS DPRAM；一個(gè)單片機(jī)2，它包括一個(gè)AT89C51-PLCC單片機(jī)芯片U16和一個(gè)74HC373緩存器芯片U7，AT89C51-PLCC單片機(jī)芯片U16在向雙端口RAM1發(fā)送地址信號(hào)時(shí)，從P0.0至P0.7端將0-7位地址信號(hào)MA0-MA7送至74HC373緩存器芯片U7的D0至D7端，再由74HC373緩存器芯片U7的Q0至Q7端提供給雙端口RAM1，而8-9位地址信號(hào)MA8-MA9則直接由AT89C51-PLCC單片機(jī)芯片U16的P2.0、P2.1端提供給雙端口RAM1；輸出地址信號(hào)后，AT89C51-PLCC單片機(jī)芯片U16從P0.0至P0.7端讀取雙端口RAM1傳送的數(shù)據(jù)AD0-AD7；AT89C51-PLCC單片機(jī)芯片U16的33腳向74HC373緩存器芯片U7的11腳發(fā)出清零指令；AT89C51-PLCC單片機(jī)芯片U16的18、19、31腳分別向雙端口RAM1發(fā)出寫指令MCU WR、讀指令MCU RD和片選信號(hào)CS DPRAM；一個(gè)光電隔離電路3，它為一個(gè)TLP112芯片，它的4個(gè)輸入端分別從AT89C51-PLCC單片機(jī)芯片U16的6至9腳接收4路數(shù)據(jù)，從4個(gè)輸出端輸出4路數(shù)據(jù)；一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路4為一個(gè)MAX536芯片，它從7至9腳接收來自光電隔離電路3的輸出的4路數(shù)據(jù)，從1、2、15、16腳輸出4路模擬量；一個(gè)電壓跟隨放大電路5為一個(gè)LM324芯片，它從3、5、10、12腳接入數(shù)模轉(zhuǎn)換電路4輸出的4路模擬量，從1、7、8、14腳輸出4路電壓信號(hào)AOA+、AOB+、AOC+、AOD+；一個(gè)壓控電流源電路6，它為4組用分立元件搭制的電路，每組電路包括一個(gè)運(yùn)算放大器U11，其4腳接+12V，11腳接GND，一個(gè)晶體三極管Q9，一個(gè)將輸入信號(hào)引入運(yùn)算放大器U11的3腳的輸入電阻R52，兩個(gè)串接在+12V與GND之間，并向運(yùn)算放大器U11的2腳提供基準(zhǔn)電壓的分壓電阻R49、R53，一個(gè)連接運(yùn)算放大器U11輸出端1腳和晶體三極管Q9基極的基極電阻R54，一個(gè)連接在+12V與晶體三極管Q9集電極之間的集電極電阻R51，一個(gè)連接晶體三極管Q9集電極與運(yùn)算放大器U11的3腳之間的負(fù)反饋電阻R50，晶體三極管Q9的發(fā)射極為該電路的輸出端，壓控電流源電路6向外圍設(shè)備輸出4路電流信號(hào)AIOUT1-AIOUT4。
權(quán)利要求1.一種模擬量輸出板卡，其特征是它包括一個(gè)雙端口RAM(1)，它接受和緩存計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線(SLOT4 D0-SLOT4 D7)傳來的數(shù)據(jù)；一個(gè)單片機(jī)(2)，它讀取上述雙端口RAM(1)中的數(shù)據(jù)；一個(gè)光電隔離電路(3)，它接收上述單片機(jī)(2)輸出的數(shù)據(jù)，并完成光電隔離；一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(4)，它接受上述光電隔離電路(3)傳來的數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為模擬量；一個(gè)電壓跟隨放大電路(5)，它接受上述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(4)輸出的模擬量，并進(jìn)行電壓放大，向外圍設(shè)備輸出電壓信號(hào)；一個(gè)壓控電流源電路(6)，它接受上述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(4)輸出的模擬量，并變換為電流信號(hào)，輸出給外圍設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬量輸出板卡，其特征是所述雙端口RAM(1)為一個(gè)CY7C131/141-PLCC芯片，它從D0L至D7L端接收計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線(SLOT4 D0-SLOT4 D7)傳來的數(shù)據(jù)，從A0L至A5L端連接計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)地址總線(SLOT A0-SLOT A5)，從1腳接收系統(tǒng)片選指令(CS SLOT4)，從2腳接收系統(tǒng)寫指令(SLOT WR)，從6腳接收系統(tǒng)讀指令(SLOT OE)；從D0R至D7R端向單片機(jī)(2)傳送數(shù)據(jù)(AD0-AD7)，從A0R至A9R端接收單片機(jī)(2)發(fā)出的地址信號(hào)(MA0-MA9)，從46腳接收單片機(jī)(2)發(fā)出的讀指令(MCU RD)，從50腳接收單片機(jī)(2)發(fā)出的寫指令(MCU WR)，從51腳接收單片機(jī)(2)發(fā)出的片選信號(hào)(CS DPRAM)；所述單片機(jī)(2)包括一個(gè)AT89C51-PLCC單片機(jī)芯片(U16)和一個(gè)74HC373緩存器芯片(U7)，AT89C51-PLCC單片機(jī)芯片(U16)在向雙端口RAM(1)發(fā)送地址信號(hào)時(shí)，從P0.0至P0.7端將0-7位地址信號(hào)(MA0-MA7)送至74HC373緩存器芯片(U7)的D0至D7端，再由74HC373緩存器芯片(U7)的Q0至Q7端提供給雙端口RAM(1)，而8-9位地址信號(hào)(MA8-MA9)則直接由AT89C51-PLCC單片機(jī)芯片(U16)的P2.0、P2.1端提供給雙端口RAM(1)；輸出地址信號(hào)后，AT89C51-PLCC單片機(jī)芯片(U16)從P0.0至P0.7端讀取雙端口RAM(1)傳送的數(shù)據(jù)(AD0-AD7)；AT89C51-PLCC單片機(jī)芯片(U16)的33腳向74HC373緩存器芯片(U7)的11腳發(fā)出清零指令；AT89C51-PLCC單片機(jī)芯片(U16)的18、19、31腳分別向雙端口RAM(1)發(fā)出寫指令(MCU WR)、讀指令(MCU RD)和片選信號(hào)(CS DPRAM)；所述光電隔離電路(3)為一個(gè)TLP112芯片，它的4個(gè)輸入端分別從AT89C51-PLCC單片機(jī)芯片(U16)的6至9腳接收4路數(shù)據(jù)，從4個(gè)輸出端輸出4路數(shù)據(jù)；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(4)為一個(gè)MAX536芯片，它從7至9腳接收來自光電隔離電路(3)輸出的4路數(shù)據(jù)，從1、2、15、16腳輸出4路模擬量；所述電壓跟隨放大電路(5)為一個(gè)LM324芯片，它從3、5、10、12腳接入數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(4)輸出的4路模擬量，從1、7、8、14腳輸出4路電壓信號(hào)(AOA+、AOB+、AOC+、AOD+)；所述壓控電流源電路(6)為4組用分立元件搭制的電路，每組電路包括一個(gè)運(yùn)算放大器(U11)，其4腳接+12V，11腳接GND，一個(gè)晶體三極管(Q9)，一個(gè)將輸入信號(hào)引入運(yùn)算放大器(U11)3腳的輸入電阻(R52)，兩個(gè)串接在+12V與GND之間，并向運(yùn)算放大器(U11)2腳提供基準(zhǔn)電壓的分壓電阻(R49、R53)，一個(gè)連接運(yùn)算放大器(U11)輸出端1腳和晶體三極管(Q9)基極的基極電阻(R54)，一個(gè)連接在+12V與晶體三極管(Q9)集電極之間的集電極電阻(R51)，一個(gè)連接晶體三極管(Q9)集電極與運(yùn)算放大器(U11)3腳之間的負(fù)反饋電阻(R50)，晶體三極管(Q9)的發(fā)射極為該電路的輸出端，壓控電流源電路(6)向外圍設(shè)備輸出4路電流信號(hào)(AIOUT1-AIOUT4)。
專利摘要模擬量輸出板卡涉及一種插接在計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的模擬量輸出部件。其目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，體積小型化的模擬量輸出板卡。其組成為雙端口RAM(1)，它接受和緩存計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線傳來的數(shù)據(jù)；單片機(jī)(2)，它讀取雙端口RAM(1)；光電隔離電路(3)，它接收單片機(jī)(2)的輸出，并完成光電隔離；數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(4)，它接受光電隔離電路(3)的輸出，并轉(zhuǎn)換為模擬量；電壓跟隨放大電路(5)，它接受數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(4)輸出，并進(jìn)行放大，向外圍設(shè)備輸出電壓信號(hào)；壓控電流源電路(6)，它接受數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(4)的輸出，并向外圍設(shè)備輸出電流信號(hào)。本實(shí)用新型電路和接口簡單，成本低，體積小，可靠性高。
文檔編號(hào)G06F3/00GK2729787SQ200420093388
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