專利名稱：串行口聯(lián)絡(luò)線輸出數(shù)據(jù)核對指令式家電自動(dòng)化接線座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于應(yīng)用電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種實(shí)現(xiàn)家用電器自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)與家用電子和電器的接口裝置。
背景技術(shù)：
2010年9月提交國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局審查的實(shí)用新型“串行口聯(lián)絡(luò)線輸出數(shù)據(jù)管理的家用電子電器自動(dòng)化接線座”(申請?zhí)?01020531823. 4)依靠串行口的四根輸入聯(lián)絡(luò)線查詢外接的4個(gè)開關(guān)量輸出型傳感器，通過串行口的兩根輸出聯(lián)絡(luò)線傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)指令，而以其發(fā)送數(shù)據(jù)線T)(D控制該數(shù)據(jù)指令的輸出，可以管理4對家用電子或電器的運(yùn)行。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種串行口聯(lián)絡(luò)線輸出數(shù)據(jù)核對指令式家電自動(dòng)化接線座，它以計(jì)算機(jī)為主機(jī)，通過串行口檢測4個(gè)開關(guān)量輸出型傳感器，以其兩根輸出聯(lián)絡(luò)線傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)指令，用其發(fā)送數(shù)據(jù)線T)(D控制數(shù)據(jù)指令的輸出，通過與預(yù)置的指令數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，運(yùn)行1 對家用電子或電器；包括RS232C接口、USB接口、USB轉(zhuǎn)串行口電路、 M232 7TZ/CMGS電平轉(zhuǎn)換電路、4對傳感器接口接線端、Sbit串入并出移位寄存器、 256個(gè)Sbit數(shù)據(jù)比較器電路、1 個(gè)RS觸發(fā)器電路、1 組電子開關(guān)電路、穩(wěn)壓電源電路、防雷擊和浪涌電路以及電源線及其插頭。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是USB接口連接到USB轉(zhuǎn)串行口電路的相應(yīng)的信號輸入端，后者的信號輸出端與 RS232C接口的相應(yīng)端口線并聯(lián)；RS232C接口的第五針GND連接到電源負(fù)極，其第四針DTR、 第七針RTS、第三針T)(D分別連接到RS732 77X/CMOS電平轉(zhuǎn)換電路的一個(gè)RS232C電平信號輸入端，該電平轉(zhuǎn)換電路相應(yīng)的三個(gè)TTL/CM0S電平信號輸出端分別連接到Sbit串入并出移位寄存器的串行信號輸入端及其時(shí)鐘信號輸入端以及256個(gè)Sbit數(shù)據(jù)比較器電路的比較結(jié)果A = B信號輸出允許控制端δ云;J^232 r7Z/CMOS電平轉(zhuǎn)換電路的四個(gè)TTL/CM0S電平信號輸入端各自連接一個(gè)上拉電阻到電源正極，還分別與電源負(fù)極構(gòu)成了 4對傳感器接口接線端，該電平轉(zhuǎn)換電路相應(yīng)的四個(gè)RS232C電平信號輸出端分別連接到 RS232C接口的第一針⑶、第六針DSR、第八針CTS與第九針RI ；Sbit串入并出移位寄存器的8個(gè)輸出信號端07 與256個(gè)Sbit數(shù)據(jù)比較器電路的一組比較信號輸入端 A7A6A5A4A3A2A1A0依序并聯(lián)，256個(gè)8bi t數(shù)據(jù)比較器電路的256個(gè)比較結(jié)果A = B信號輸出端分別連接一個(gè)下拉電阻到電源負(fù)極，還分別依序連接到1 個(gè)RS觸發(fā)器電路的1 對置 1端S與復(fù)位端R 個(gè)RS觸發(fā)器電路的1 個(gè)輸出端Q分別連接到一組電子開關(guān)電路的控制信號輸入端；穩(wěn)壓電源電路的交流輸入端與防雷擊和浪涌電路并聯(lián)，通過電源線及其插頭接到市電。256個(gè)8bi t數(shù)據(jù)比較器電路由256個(gè)Sbit 二進(jìn)制數(shù)據(jù)比較器并列組成，每個(gè)8bit 二進(jìn)制數(shù)據(jù)比較器有兩組比較信號輸入端即A7A6A5A4A3A2A1Atl和B7B6B5B4B3B2B1Btl ；各個(gè) Sbit 二進(jìn)制數(shù)據(jù)比較器的一組比較信號輸入端A7A6A5A4A3A2A1Atl分別依序并聯(lián)，構(gòu)成256個(gè) Sbit數(shù)據(jù)比較器電路的一組比較信號輸入端A7A6A5A4A3A2A1Atl;每個(gè)Sbit 二進(jìn)制數(shù)據(jù)比較器的另一組比較信號輸入端h^ft^hlBiB。分別連接到一個(gè)單刀雙擲開關(guān)的公共端，于是共有8 X 256個(gè)單刀雙擲開關(guān)，這些單刀雙擲開關(guān)的另兩端分別連接到電源正極與電源負(fù)極； 各個(gè)Sbit 二進(jìn)制數(shù)據(jù)比較器還有一個(gè)比較結(jié)果A = B的信號輸出端與一個(gè)比較結(jié)果A = B信號輸出允許控制端頂,前者高電平有效，構(gòu)成所述256個(gè)Sbit數(shù)據(jù)比較器電路的一組比較信號輸入端A7A6A5A4A3A2A1Atl，后者低電平有效，各個(gè)遠(yuǎn)并聯(lián)，構(gòu)成所述256個(gè)Sbit數(shù)據(jù)比較器電路的比較結(jié)果A = B信號輸出允許控制端遠(yuǎn)。穩(wěn)壓電源電路由電源變壓器、二極管橋式整流電路、電容濾波電路以及三端穩(wěn)壓集成電路7806組成，7806的輸出正極與輸出負(fù)極分別構(gòu)成了本裝置的電源正極與電源負(fù)極。防雷擊和浪涌電路由一只熔斷器和一個(gè)壓敏電阻串連組成。Λ5232 < 771/CMOS電平轉(zhuǎn)換電路由兩塊MAX232結(jié)合四只電解電容組成。1 組電子開關(guān)電路包括1 對電子開關(guān)電路，各對電子開關(guān)電路的結(jié)構(gòu)相同，各自包括1路交流電電子開關(guān)電路和1路弱電電子開關(guān)電路。交流電電子開關(guān)電路包括1只NPN三極管、1只PNP三極管、1個(gè)基極電阻、1個(gè)基極偏置電阻、1個(gè)集電極電阻、1個(gè)限流用集電極電阻和一塊固態(tài)繼電器；其中，基極電阻的一端接NPN三極管的基極，另一端作為該組電子開關(guān)電路的控制信號輸入端，基極偏置電阻并聯(lián)在PNP三極管的發(fā)射結(jié)上，該P(yáng)NP三極管的發(fā)射極接電源正極，其基極串聯(lián)一個(gè)集電極電阻連接到NPN三極管的集電極，NPN三極管的發(fā)射極連接到電源負(fù)極，PNP三極管的集電極串聯(lián)一個(gè)限流用集電極電阻連接到固態(tài)繼電器的控制信號輸入端中的正極，固態(tài)繼電器的控制信號輸入端中的負(fù)極連接到電源負(fù)極；固態(tài)繼電器的兩個(gè)輸出端構(gòu)成該交流電電子開關(guān)電路的輸出端。弱電電子開關(guān)電路包括一只三極管及其基極電阻、一只二極管、一只發(fā)光二極管和一個(gè)直流繼電器；其中，基極電阻的一端接三極管的基極，另一端作為該組電子開關(guān)電路的控制信號輸入端，三極管的發(fā)射極連接到電源負(fù)極，其集電極連接到發(fā)光二極管的負(fù)極， 發(fā)光二極管的正極分別連接到二極管的正極和直流繼電器的線圈的一端，二極管的負(fù)極與直流繼電器的線圈的另一端都連接到電源正極；直流繼電器的兩對單刀雙擲開關(guān)的六個(gè)接線端構(gòu)成了該弱電電子開關(guān)電路的輸出端。本實(shí)用新型構(gòu)成了計(jì)算機(jī)與家用電子電器之間的接口，以串行口的兩根輸出聯(lián)絡(luò)線輸出指令數(shù)據(jù)，而以發(fā)送數(shù)據(jù)線控制指令數(shù)據(jù)的輸出，其優(yōu)點(diǎn)是，通過與預(yù)置的指令碼進(jìn)行比較，擴(kuò)展可以管理的電子電器到1 組。
以下結(jié)合附圖，進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。

圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖，其中，Rsi, Rs2, Rs3, 代表傳感器。圖2表示由4bit 二進(jìn)制數(shù)據(jù)比較器組成一個(gè)Sbit 二進(jìn)制數(shù)據(jù)比較器的電路原理圖。[0017]圖3是一對電子開關(guān)電路的原理圖。圖中，001.-128. —對電子開關(guān)電路，11.、12.肪232 77Z/CMOS電平轉(zhuǎn)換電
路，13. Sbit串入并出移位寄存器，15. 1 個(gè)RS觸發(fā)器電路，31.單刀雙擲直流電磁繼電器， 32.固態(tài)繼電器SSR，5.穩(wěn)壓電源電路，51.防雷擊和浪涌電路，6. USB接口，7. USB轉(zhuǎn)串行口電路，8. RS232C接口，9. 256個(gè)8bit數(shù)據(jù)比較器電路，91. -93. 4bit 二進(jìn)制數(shù)據(jù)比較器。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，Sbit串入并出移位寄存器(13)由74HC164組成，其串行信號輸入端A 與清零端都接電源正極，其時(shí)鐘信號輸入端CLK由串行口的RTS提供，在此時(shí)鐘脈沖信號的上升沿到來之前，所需的指令數(shù)據(jù)先由串行口的輸出聯(lián)絡(luò)線DTR準(zhǔn)備好，并傳送到74HC164 的另一個(gè)串行信號輸入端B。74HC164每次串入并行出Sbit指令數(shù)據(jù)D7D6D5D4D3D2D1Dtl的具體過程是:1)DTR = 0,然后，RTS = 0 — 1 — 0，重復(fù)至少 8 次，清零 74HC164 至 Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0 =00000000 ；2)DTR = Di, i = 7，然后，RTS = 0 — 1 — 0 ;3) i = i_l，DTR = Di,然后，RTS =0-1-0，如此進(jìn)行，直到i = 0被執(zhí)行完畢為止。在“串入并行出Sbit指令數(shù)據(jù)”的過程中，256個(gè)Sbit數(shù)據(jù)比較器電路(9)的比較結(jié)果A = B信號輸出允許控制端@由串行口發(fā)送數(shù)據(jù)線T)(D控制，防止了 Sbit串入并出移位寄存器(13)的并行輸出中間狀態(tài)通過256個(gè)8bi t數(shù)據(jù)比較器電路(9)施加到1 個(gè)RS觸發(fā)器電路(1 的R、S控制端上，因此避免了電子開關(guān)電路(001)-(128)可能的誤動(dòng)作。256個(gè)Sbit數(shù)據(jù)比較器電路(9)由256個(gè)8bi t數(shù)據(jù)比較器并列組成。如圖2所示，一個(gè)Sbit 二進(jìn)制數(shù)據(jù)比較器可以由3塊四位二進(jìn)制數(shù)據(jù)比較器集成電路(91)、(92)與 (93)組成。比較器(92)和(91)的一組數(shù)據(jù)輸入端A3A2A1Atl, A3A2A1Atl依次構(gòu)成了該比較器電路(9)的一組比較信號輸入端A7A6A5A4A3A2A1Ay比較器(92)和(91)的另一組數(shù)據(jù)輸入端 B3B2B1Btl, B3B2B1Btl依次構(gòu)成了該比較器電路(9)的另一組比較信號輸入端B7B6B5B4B3B2B1Btl,它們由八個(gè)單刀雙擲開關(guān)來預(yù)置指令碼。利用比較器(9 的一組數(shù)據(jù)輸入端^B2B1Btl之最高位 構(gòu)成該比較器電路(9)的比較結(jié)果A = B信號輸出允許控制端0E，S卩如果OE = T)(D =1，比較器(93)的輸出信號A = B端總是為低電平。因此，圖1中的下拉電阻R000，...， R255可以省去。串行口發(fā)送線平時(shí)處于高電平，異步串行通信的信息格式是“(1位低電平的)起始位+傳送的字符+奇偶校驗(yàn)位+(1、1.5或2位高電平的)停止位”。因此，設(shè)置好串行端口的傳輸速度，“串入并行出8bit指令數(shù)據(jù)”，然后再使用控件MSComm32. OCX的Output屬性將隨機(jī)的字符串寫入輸出寄存器中，則“每傳送一個(gè)字符其前面疊加有一個(gè)低電平的起始標(biāo)志位”會保證數(shù)據(jù)比較器電路(9)輸出正確的指令匹配結(jié)果給1 個(gè)RS觸發(fā)器電路 (15)。計(jì)算機(jī)的RS232C接口的傳輸距離可達(dá)15米，其邏輯0對應(yīng)電平+3V +15V，邏輯1對應(yīng)電平-3V (-15) V，而其后續(xù)的HCMOS，CMOS電路的工作電壓分別為2V 6V和 3V 15V(4500B) 18V(4000B)。因此，如圖1所示，采用電平轉(zhuǎn)換接口芯片(11)和(12) 完成RS2yi m/CMQS電平轉(zhuǎn)換任務(wù)，常用的MAX232需要配合四節(jié)電解電容以實(shí)現(xiàn)電壓的加倍與反相，而MAX225，MAX233，MAX235，MAX245, MAX246, MAX247甚至不需要外圍器件
6就能獨(dú)立完成電平轉(zhuǎn)換。iW232e7TZ/CMOS電平轉(zhuǎn)換電路(11)和(12)也可以采用三極管開關(guān)電路配合一組-6V -9V穩(wěn)壓電源與一組6V穩(wěn)壓電源組成。-6V -9V穩(wěn)壓電源可以方便地由7909等三端穩(wěn)壓集成電路實(shí)現(xiàn)。 使用過程中，可以不管傳感器，直接運(yùn)行計(jì)算機(jī)的程序就可以管理電子或電器的運(yùn)行。
權(quán)利要求1.串行口聯(lián)絡(luò)線輸出數(shù)據(jù)核對指令式家電自動(dòng)化接線座，其特征是包括RS232C接口、USB接口、USB轉(zhuǎn)串行口電路、似232 ^ TTL / CMOS電平轉(zhuǎn)換電路、4對傳感器接口接線端、Sbit串入并出移位寄存器、256個(gè)Sbit數(shù)據(jù)比較器電路、1 個(gè)RS觸發(fā)器電路、1 組電子開關(guān)電路、穩(wěn)壓電源電路、防雷擊和浪涌電路以及電源線及其插頭；其中，USB接口連接到USB轉(zhuǎn)串行口電路的相應(yīng)的信號輸入端，后者的信號輸出端與RS232C接口的相應(yīng)端口線并聯(lián)；RS232C接口的第五針GND連接到電源負(fù)極，其第四針DTR、第七針RTS、第三針 T)(D分別連接到i^232 7TZ/CMOS電平轉(zhuǎn)換電路的一個(gè)RS232C電平信號輸入端，該電平轉(zhuǎn)換電路相應(yīng)的三個(gè)TTL/CM0S電平信號輸出端分別連接到Sbit串入并出移位寄存器的串行信號輸入端及其時(shí)鐘信號輸入端以及256個(gè)Sbit數(shù)據(jù)比較器電路的比較結(jié)果A = B信號輸出允許控制端電平轉(zhuǎn)換電路的四個(gè)TTL/CM0S電平信號輸入端各自連接一個(gè)上拉電阻到電源正極，還分別與電源負(fù)極構(gòu)成了 4對傳感器接口接線端，該電平轉(zhuǎn)換電路相應(yīng)的四個(gè)RS232C電平信號輸出端分別連接到RS232C接口的第一針CD、第六針DSR、第八針CTS與第九針RI ；Sbit串入并出移位寄存器的8個(gè)輸出信號端 Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Qtl與256個(gè)8bit數(shù)據(jù)比較器電路的一組比較信號輸入端A7A6A5A4A3A2A1Atl依序并聯(lián)，256個(gè)Sbit數(shù)據(jù)比較器電路的256個(gè)比較結(jié)果A = B信號輸出端分別連接一個(gè)下拉電阻到電源負(fù)極，還分別依序連接到1 個(gè)RS觸發(fā)器電路的1 對置1端S與復(fù)位端R ； 128個(gè)RS觸發(fā)器電路的1 個(gè)輸出端Q分別連接到一組電子開關(guān)電路的控制信號輸入端； 穩(wěn)壓電源電路的交流輸入端與防雷擊和浪涌電路并聯(lián)，通過電源線及其插頭接到市電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串行口聯(lián)絡(luò)線輸出數(shù)據(jù)核對指令式家電自動(dòng)化接線座，其特征是256個(gè)Sbit數(shù)據(jù)比較器電路由256個(gè)Sbit 二進(jìn)制數(shù)據(jù)比較器并列組成，每個(gè)Sbit 二進(jìn)制數(shù)據(jù)比較器有兩組比較信號輸入端即A7A6A5A4A3A2A1Atl和B7^ABjp2B1Btl ；各個(gè)8bit 二進(jìn)制數(shù)據(jù)比較器的一組比較信號輸入端A7A6A5A4A3A2A1Atl分別依序并聯(lián)，構(gòu)成256個(gè)Sbit 數(shù)據(jù)比較器電路的一組比較信號輸入端A7A6A5A4A3A2A1Atl;每個(gè)Sbit 二進(jìn)制數(shù)據(jù)比較器的另一組比較信號輸入端BAABjp2B1Bci分別連接到一個(gè)單刀雙擲開關(guān)的公共端，于是共有 8X256個(gè)單刀雙擲開關(guān)，這些單刀雙擲開關(guān)的另兩端分別連接到電源正極與電源負(fù)極；各個(gè)Sbit 二進(jìn)制數(shù)據(jù)比較器還有一個(gè)比較結(jié)果A = B的信號輸出端與一個(gè)比較結(jié)果A = B 信號輸出允許控制端δ云,前者高電平有效，構(gòu)成所述256個(gè)Sbit數(shù)據(jù)比較器電路的一組比較信號輸入端A7A6A5A4A3A2A1Atl,后者低電平有效，各個(gè)@并聯(lián)，構(gòu)成所述256個(gè)Sbit數(shù)據(jù)比較器電路的比較結(jié)果A = B信號輸出允許控制端遠(yuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串行口聯(lián)絡(luò)線輸出數(shù)據(jù)核對指令式家電自動(dòng)化接線座，其特征是穩(wěn)壓電源電路由電源變壓器、二極管橋式整流電路、電容濾波電路以及三端穩(wěn)壓集成電路7806組成，7806的輸出正極與輸出負(fù)極分別構(gòu)成了本裝置的電源正極與電源負(fù)極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串行口聯(lián)絡(luò)線輸出數(shù)據(jù)核對指令式家電自動(dòng)化接線座，其特征是防雷擊和浪涌電路由一只熔斷器和一個(gè)壓敏電阻串連組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串行口聯(lián)絡(luò)線輸出數(shù)據(jù)核對指令式家電自動(dòng)化接線座，其特征是1 組電子開關(guān)電路包括1 對電子開關(guān)電路，各對電子開關(guān)電路的結(jié)構(gòu)相同，各自包括1路交流電電子開關(guān)電路和1路弱電電子開關(guān)電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的串行口聯(lián)絡(luò)線輸出數(shù)據(jù)核對指令式家電自動(dòng)化接線座，其特征是交流電電子開關(guān)電路包括1只NPN三極管、1只PNP三極管、1個(gè)基極電阻、1個(gè)基極偏置電阻、1個(gè)集電極電阻、1個(gè)限流用集電極電阻和一塊固態(tài)繼電器；其中，基極電阻的一端接NPN三極管的基極，另一端作為該組電子開關(guān)電路的控制信號輸入端，基極偏置電阻并聯(lián)在PNP三極管的發(fā)射結(jié)上，該P(yáng)NP三極管的發(fā)射極接電源正極，其基極串聯(lián)一個(gè)集電極電阻連接到NPN三極管的集電極，NPN三極管的發(fā)射極連接到電源負(fù)極，PNP三極管的集電極串聯(lián)一個(gè)限流用集電極電阻連接到固態(tài)繼電器的控制信號輸入端中的正極，固態(tài)繼電器的控制信號輸入端中的負(fù)極連接到電源負(fù)極；固態(tài)繼電器的兩個(gè)輸出端構(gòu)成該交流電電子開關(guān)電路的輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的串行口聯(lián)絡(luò)線輸出數(shù)據(jù)核對指令式家電自動(dòng)化接線座，其特征是弱電電子開關(guān)電路包括一只三極管及其基極電阻、一只二極管、一只發(fā)光二極管和一個(gè)直流繼電器；其中，基極電阻的一端接三極管的基極，另一端作為該組電子開關(guān)電路的控制信號輸入端，三極管的發(fā)射極連接到電源負(fù)極，其集電極連接到發(fā)光二極管的負(fù)極，發(fā)光二極管的正極分別連接到二極管的正極和直流繼電器的線圈的一端，二極管的負(fù)極與直流繼電器的線圈的另一端都連接到電源正極；直流繼電器的兩對單刀雙擲開關(guān)的六個(gè)接線端構(gòu)成了該弱電電子開關(guān)電路的輸出端。
專利摘要串行口聯(lián)絡(luò)線輸出數(shù)據(jù)核對指令式家電自動(dòng)化接線座屬于計(jì)算機(jī)與家電的接口裝置，以串行口的輸出聯(lián)絡(luò)線傳輸指令數(shù)據(jù)，而以發(fā)送數(shù)據(jù)線控制指令數(shù)據(jù)的輸出，經(jīng)過與預(yù)置的數(shù)據(jù)碼進(jìn)行比較，管理128組電子電器，還可以檢測四個(gè)傳感器；包括RS232C接口、USB接口、USB轉(zhuǎn)串行口電路、電平轉(zhuǎn)換電路、4對傳感器接口接線端、8bit串入并出移位寄存器、256個(gè)8bit數(shù)據(jù)比較器電路、128個(gè)RS觸發(fā)器電路、128組電子開關(guān)電路以及穩(wěn)壓電源電路；其中，DTR、RTS、TXD分別經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路連接到移位寄存器的串行信號輸入端及其時(shí)鐘信號輸入端以及數(shù)據(jù)比較器電路的比較結(jié)果A＝B信號輸出允許控制端數(shù)據(jù)比較器電路的輸出信號通過RS觸發(fā)器電路控制電子開關(guān)電路。用于家電自動(dòng)化及網(wǎng)絡(luò)化。
文檔編號G06F13/38GK202075730SQ201020696260
公開日2011年12月14日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者曾藝 申請人:重慶工商大學(xué)