一種可同時(shí)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(shí)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(jì)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(jì)領(lǐng)域，尤其是一種可同時(shí)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(shí)時(shí)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(shí)對(duì)多路數(shù)據(jù)更加有效的采集與傳輸，并且具有實(shí)時(shí)性，是當(dāng)下討論的一個(gè)熱點(diǎn)專業(yè)話題。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集能實(shí)時(shí)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(jià)實(shí)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(jì)。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(gè)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的測(cè)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(gè)待測(cè)參數(shù)對(duì)應(yīng)一路相關(guān)電路設(shè)計(jì)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(jì)。但是這種電路通常會(huì)使電路設(shè)計(jì)得過于龐大，冗余，成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)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(shí)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(duì)多路電流或電壓的數(shù)據(jù)采集時(shí)需進(jìn)行實(shí)時(shí)快速切換遇到的瓶頸，通過單刀雙擲開關(guān)可快速實(shí)現(xiàn)電壓與電流的數(shù)據(jù)切換，能快速實(shí)現(xiàn)同時(shí)采集電壓或電流的采集，并實(shí)時(shí)將這些多路電壓或電流數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)有效的傳遞給后續(xù)MCU處理。
[0005]本實(shí)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(shí)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(gè)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(gè)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(shí)現(xiàn)同時(shí)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(hào)轉(zhuǎn)換成為0-5V輸出信號(hào)，具有很高的性能價(jià)格比，它包含一個(gè)高級(jí)運(yùn)算放大器、一個(gè)片內(nèi)精密電阻網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)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(shí)現(xiàn)8路-15V?+15 V的電壓選擇，并選擇A/D轉(zhuǎn)換芯片AD7321實(shí)現(xiàn)A/D的轉(zhuǎn)換輸出。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:所述的一種可同時(shí)采集多路電流或電壓接口的電路，其成本設(shè)計(jì)成本低，使電路設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)對(duì)多路電壓或電流的采集的切換，并實(shí)時(shí)有效進(jìn)行傳輸。
【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0012]圖1是本實(shí)用新型所述的一種可同時(shí)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(shí)施方式】
[0019]現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。
[0020]如圖1所示的一種可同時(shí)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(gè)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(gè)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(cè)試。經(jīng)反復(fù)測(cè)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(shí)，8個(gè)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(shí)，8個(gè)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(shí)采集多路電流或電壓接口的電路，單刀雙擲開關(guān)2因?yàn)橐宦冯娏骰螂妷狠斎霑r(shí)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(gè)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(shí)撥到電流檔產(chǎn)生電流輸出信號(hào)；AD_V_C0M1與AD_V_VIN1為單刀雙擲開關(guān)同時(shí)撥到電壓檔產(chǎn)生電壓輸出信號(hào)。
[0022]如圖3所示的一種可同時(shí)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(shí)現(xiàn)，RCV420是美國(guó)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(hào)轉(zhuǎn)換成為0-5V輸出信號(hào)，具有很高的性能價(jià)格比。它包含一個(gè)高級(jí)運(yùn)算放大器、一個(gè)片內(nèi)精密電阻網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)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(shí)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(shí)現(xiàn)8路-15V?+15V的電壓選擇，并選擇A/D轉(zhuǎn)換芯片AD7321實(shí)現(xiàn)A/D的轉(zhuǎn)換輸出，如圖6所示，選擇AD7327可實(shí)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(hào)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(shí)用新型的理想實(shí)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(xiàng)實(shí)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(xiàng)實(shí)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(xiàng)】
1.一種可同時(shí)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(gè)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(gè)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)用新型涉及一種可同時(shí)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(gè)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(gè)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(shí)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(shí)現(xiàn)對(duì)多路電壓或電流的采集的切換，并實(shí)時(shí)有效進(jìn)行傳輸。
【IPC分類】G05B19-042
【公開號(hào)】CN204479966
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520060182
【發(fā)明人】金濤
【申請(qǐng)人】武漢朗宇智能科技有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年1月28日