專利名稱：電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于電網(wǎng)中的電力負荷監(jiān)控管理系統(tǒng)的輸入輸出模塊，尤其涉及一種設(shè)置在電力負荷監(jiān)控管理系統(tǒng)的終端中用于控制外部跳閘設(shè)備和讀取外部脈沖量/狀態(tài)量的電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊。
背景技術(shù)：
請參見圖1所示，目前，在電力負荷管理系統(tǒng)的終端中設(shè)置的現(xiàn)有技術(shù)輸入輸出模塊電路由單片微處理器MCU、看門狗電路A1、振蕩電路A2、通信串口A3、三態(tài)門電路A4、鎖存器A5、三態(tài)門電路A6、光電隔離電路A7、光電隔離電路A8、隔離電源A9及電源電路A10組成；微處理器MCU通過控制線WDI和復(fù)位線RES與看門狗電路A1連接；微處理器MCU通過時鐘信號線OSC1和OSC2與振蕩電路A2連接；微處理器MCU通過數(shù)據(jù)總線和控制線與通信串口A3連接，通信串口A3與終端中的主控板W1連接；微處理器MCU通過數(shù)據(jù)總線AD7-0、讀信號線RD及片選信號線CS1與三態(tài)門電路A4連接；微處理器MCU通過數(shù)據(jù)總線AD7-0、寫信號線WR及片選信號線CS2與鎖存器A5的連接；三態(tài)門電路A4和鎖存器A5通過導(dǎo)線與光電隔離電路A7連接；光電隔離電路A7通過導(dǎo)線與外部跳閘設(shè)備W2連接，微處理器MCU通過數(shù)據(jù)總線AD7-0及片選信號線CS3與三態(tài)門電路A6連接；三態(tài)門電路A6與光電隔離電路A8連接，光電隔離電路A8通過導(dǎo)線與外部測量設(shè)備W3連接，隔離電源A9分別與光電隔離電路A7和光電隔離電路A8連接。電源電路A10與模塊中各電路連接，電源電路A10通過POWER線與各電路連接，為輸入輸出模塊提供直流工作電源。微處理器MCU通過數(shù)據(jù)總線和控制線與通信串口A3連接，通信串口A3與終端中的主控板W1連接。
現(xiàn)有技術(shù)輸入輸出模塊是設(shè)置在電力負荷管理系統(tǒng)的終端設(shè)備中，用于采集該系電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊的外部脈沖量/狀態(tài)量數(shù)據(jù)和操控外部跳閘設(shè)備。以下例說明該輸入輸出模塊的工作原理是，采用ATMEL公司的單片微處理器AT89C52(也可以用其他的微處理器)作為輸入輸出模塊的微處理器MCU，通過微處理器MCU分配模塊內(nèi)所有電路的工作。
輸入輸出模塊中的看門狗電路A1在程序運行過程中定期產(chǎn)生脈沖，清除看門狗電路A1的計數(shù)器，使看門狗電路A1沒有復(fù)位信號RES輸出；如果程序由于意外的情況進入一個死循環(huán)，在規(guī)定的時間內(nèi)，控制線WD沒有產(chǎn)生脈沖，看門狗電路A1將輸出復(fù)位信號RES，微處理器MCU復(fù)位使得程序能夠重新執(zhí)行。
輸入輸出模塊中的振蕩電路A2給微處理器MCU提供一個正弦波時鐘信號，微處理器MCU依據(jù)這個時鐘的節(jié)拍工作，結(jié)構(gòu)較為簡單。微處理器MCU通過OSC1線輸出同樣的正弦波信號，該信號可以驅(qū)動外圍設(shè)備。
外部跳閘設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)通過光電隔離電路A7直接存放在三態(tài)門電路A4的輸入端口CTR4-1，微處理器MCU隨時可以通過數(shù)據(jù)總線AD7-0讀取外部跳閘設(shè)備W2的狀態(tài)數(shù)據(jù)。當微處理器MCU要讀取三態(tài)門電路A4數(shù)據(jù)的過程是微處理器MCU輸出給三態(tài)門電路A4片選信號CS1，選中三態(tài)門電路A4，微處理器MCU向三態(tài)門電路A4輸出讀信號RD，三態(tài)門電路A4通過數(shù)據(jù)總線AD7-0輸出外部跳閘設(shè)備W2的狀態(tài)數(shù)據(jù)給微處理器MCU。
當微處理器MCU要對外部跳閘設(shè)備W2進行操作時首先由微處理器MCU輸出CS2片選信號給鎖存器A5，微處理器MCU再通過WR線產(chǎn)生寫鎖存器A5數(shù)據(jù)指令，然后微處理器MCU通過數(shù)據(jù)總線AD7-0輸出跳閘數(shù)據(jù)給鎖存器A5；鎖存器A5在輸出口上出現(xiàn)微處理器MCU鎖存的數(shù)據(jù)，該鎖存數(shù)據(jù)通過YK4-1線輸出到光電隔離電路A7，鎖存的數(shù)據(jù)一直保持到下次微處理器MCU再次修改跳閘數(shù)據(jù)。
防止外部跳閘設(shè)備W2電路中的高電壓有可能通過線路直接進入模塊內(nèi)部，而設(shè)置了光電隔離電路A7，從而提高系統(tǒng)的可靠性。光電隔離電路A7通過WCTR4-1線讀取外部跳閘設(shè)備W2的狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過CTR4-1線輸出到三態(tài)門電路A4。鎖存器A5通過YK4-1線輸出跳閘數(shù)據(jù)給光電隔離電路A7，光電隔離電路A7通過MYK4-1輸出數(shù)據(jù)到外部跳閘設(shè)備W2，從而達到對外部跳閘設(shè)備W2的控制。
外部的測量數(shù)據(jù)通過光電隔離電路A8直接放在三態(tài)門電路A6的輸入端口MC4-1、YX4-1，微處理器MCU隨時可以通過數(shù)據(jù)總線讀取外部設(shè)備W3的脈沖量/狀態(tài)量數(shù)據(jù)。當微處理器MCU要讀取三態(tài)門電路A6的數(shù)據(jù)過程是微處理器MCU向三態(tài)門電路A6輸出片選信號CS3，選中三態(tài)門電路A6，由光電隔離電路A8輸出給三態(tài)門電路A6脈沖量/狀態(tài)量信號MC4-1和YX4-1。微處理器MCU通過數(shù)據(jù)總線AD7-0讀取三態(tài)門電路A6的脈沖量/狀態(tài)量數(shù)據(jù)。
為防止外部測量設(shè)備W3電路中的高電壓有可能通過線路直接進入模塊內(nèi)部，而設(shè)置了光電隔離電路A8，從而提高系統(tǒng)的可靠性。光電隔離電路A8通過PI4-PI1線和DI4-DI1線讀取外部脈沖量/狀態(tài)量數(shù)據(jù)，通過MC4-1線和YX4-1輸出到三態(tài)門電路A6。光電隔離電路A8連接有兩組電源與三態(tài)門電路A6連接的一端是由模塊內(nèi)部電源電路A10通過“POWER”提供，與外部測量設(shè)備W3連接的那一端，是由隔離電源A9提供。
隔離電源A9是專門為光電隔離電路A7、A8提供電源，通過提供不同的相互隔離的電源，從而提高系統(tǒng)的可靠性。
通信串口A3采用485接口電路，485接口電路是輸入輸出模塊與終端中主控板連接的通信接口。485接口電路通過TXD線、RXD線和485C線與微處理器MCU連接，485接口電路通過485A1線和485B1線與終端中的主控板W1連接，雙向傳輸差分信號，可以直傳送到終端的485通信網(wǎng)絡(luò)。
現(xiàn)有的輸入輸出模塊采用單片微處理器MCU通過三態(tài)門電路直接讀取開關(guān)量數(shù)據(jù)或操作外部設(shè)備，雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是模塊的輸入輸出路數(shù)都是固定的，一般設(shè)計為4路或8路。如果需要的輸入輸出路數(shù)超過設(shè)計路數(shù)，擴展路數(shù)很困難。該模塊所有的輸入輸出功能全集中在一起，現(xiàn)場也有可能只使用其中一部分功能，而不使用其他功能，造成功能浪費。在實際使用中，輸入輸出線路也有各種不同的配置要求，現(xiàn)有技術(shù)輸入輸出模塊不便于根據(jù)現(xiàn)場需要對各種輸入輸出線路進行靈活的配置。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊，該模塊易擴展，在串行同步通信總線上可并接增加遙控子板或遙信脈沖子板的數(shù)量，實現(xiàn)輸入輸出線路在路數(shù)上的擴展；可選擇不同的子板配置方案，滿足現(xiàn)場各種不同的要求，并方便維護；軟件易修改，可以只針對相應(yīng)子板或串行主板單獨修改軟件編程及調(diào)試；用串行同步通信總線通信，還可以擴展新的功能。
本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊，該模塊設(shè)置在電力負荷管理系統(tǒng)的終端中，其特點是，該模塊包括串行同步通信總線、并接在串行同步通信總線上的串行主板、若干塊遙控子板及若干塊遙信脈沖子板；所述的串行同步通信總線包括一條時鐘線XCK，另一條數(shù)據(jù)線XDA；所述的串行主板、若干塊遙控子板、若干塊遙信脈沖子板的XCK端分別與串行同步通信總線的時鐘線XCK并接，所述的串行主板、若干塊遙控子板、若干塊遙信脈沖子板的XDA端分別與串行同步通信總線的數(shù)據(jù)線XDA并接；所述的串行主板通過串行同步通信總線與各遙控子板和遙信脈沖子板雙向傳送報文數(shù)據(jù)。
上述的電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊，其中，所述的串行主板由微處理器MCU、看門狗電路、振蕩電路及CAN接口組成；微處理器MCU通過控制線WDI和復(fù)位線RES與看門狗電路連接，微處理器MCU通過時鐘信號線OSC1和OSC2與振蕩電路連接；微處理器MCU通過數(shù)據(jù)線和控制線與CAN接口連接；微處理器MCU的XCK端和XDA端分別與串行同步通信總線的時鐘線XCK端和數(shù)據(jù)線XDA端并接；串行主板與CAN接口連接，通過CAN接口與終端中的主控板雙向傳輸數(shù)據(jù)和控制命令。
上述的電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊，其中，所述的遙控子板由微處理器MCU、看門狗電路、振蕩電路、三態(tài)門電路、鎖存器、光電隔離電路及隔離電源組成；微處理器MCU通過控制線WDI和復(fù)位線RES與看門狗電路連接；微處理器MCU通過時鐘信號線OSC1和OSC2與振蕩電路連接；微處理器MCU通過數(shù)據(jù)總線AD7-0、讀信號線RD及片選信號線CS1與三態(tài)門電路連接；微處理器MCU通過數(shù)據(jù)總線AD7-0、寫信號線WR及片選信號線CS2與鎖存器連接；三態(tài)門電路和鎖存器通過導(dǎo)線分別與光電隔離電路連接；隔離電源與光電隔離電路連接；微處理器MCU的XCK端和XDA端分別與串行同步通信總線的時鐘線XCK端和數(shù)據(jù)線XDA端并接；所述的各遙控子板通過數(shù)據(jù)線和控制線與相對應(yīng)的外部跳閘設(shè)備連接；串行主板通過各遙控子板讀取外部跳閘設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并控制外部跳閘設(shè)備的跳閘動作。
上述的電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊，其中，所述的遙信脈沖子板由微處理器MCU、看門狗電路、振蕩電路、三態(tài)門電路、光電隔離電路及隔離電源組成；微處理器MCU通過控制線WDI和復(fù)位線RES與看門狗電路連接；微處理器MCU通過時鐘信號線OSC1和OSC2與振蕩電路連接；微處理器MCU通過數(shù)據(jù)總線AD7-0及片選信號線CS1與三態(tài)門電路連接；三態(tài)門電路通過導(dǎo)線與光電隔離電路連接；隔離電源與光電隔離電路連接；微處理器MCU的XCK端和XDA端分別與串行同步通信總線的時鐘線XCK端和數(shù)據(jù)線XDA端并接；所述的各遙信脈沖子板通過數(shù)據(jù)線和控制線與相對應(yīng)的外部測量設(shè)備連接；串行主板通過各遙信脈沖子板讀取外部測量設(shè)備的脈沖量/狀態(tài)量數(shù)據(jù)。
上述的電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊，其中，所述的光電隔離電路由若干組相同的光電隔離單元電路組成。
本實用新型電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊，由于采用了上述的技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果
1.本實用新型由于采用串行同步通信總線，擴展容易，只需增加遙控子板或遙信脈沖子板的數(shù)量，就可以方便地實現(xiàn)輸入輸出線路在路數(shù)上的擴展。
2.本實用新型由于串行同步通信總線上可并接若干個遙控子板或遙信脈沖子板，配置方便，可以根據(jù)現(xiàn)場的需要，選擇不同的子板配置方案，以滿足現(xiàn)場各種不同的要求。
3.本實用新型維護簡便，出現(xiàn)故障時，不必更換整套輸入輸出模塊，只需將有故障的子板或串行主板單獨更換。
4.本實用新型當需要進行技術(shù)方案修改時，可以只針對相應(yīng)子板或串行主板單獨修改。
5.本實用新型由于在串行主板和各子板中均設(shè)有微處理器MCU，構(gòu)成微處理器MCU系統(tǒng)，便于軟件編程和調(diào)試。
6.本實用新型具有擴展新的功能，串行主板通過串行同步通信總線通信，可節(jié)省并行通信時占用的I/O口，利用節(jié)省的I/O口，可以方便地擴展新的功能。


通過以下對本實用新型電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊的一實施例結(jié)合其附圖的描述，可以進一步理解本實用新型的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點。其中，附圖為圖1是現(xiàn)有技術(shù)的輸入輸出模塊電路框圖。
圖2是本實用新型電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊中并接若干塊子板的電路框圖。
圖3是本實用新型電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊電路框圖。
圖4是本實用新型電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊的串行主板工作流程框圖。
圖5是本實用新型電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊的遙控子板工作流程框圖。
圖6是本實用新型電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊的遙信脈沖子板工作流程框圖。
圖7是本實用新型電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊的串行主板的電路原理圖。
圖8是本實用新型電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊的遙控子板的電路原理圖。
圖9是本實用新型電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊的遙信脈沖子板的電路原理圖。
圖10是本實用新型電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊串行同步通信總線通信時序圖。
圖11是本實用新型電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊的主機串行同步通信總線通訊軟件流程圖。
圖12是本實用新型電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊從機串行同步通信總線通訊軟件流程圖。
具體實施方式
請參見圖2所示，電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊，該模塊設(shè)置在電力負荷管理系統(tǒng)的終端中，該模塊包括串行主板10、若干塊遙控子板20、若干塊遙信脈沖子板30、串行同步通信總線40(也可簡稱為串行XT2總線)。
串行同步通信總線40包括一條時鐘線XCK41，另一條數(shù)據(jù)線XDA42。串行主板10、若干塊遙控子板20、若干塊遙信脈沖子板30的XCK端分別與串行同步通信總線40的時鐘線XCK41并接，串行主板10、若干塊遙控子板20、若干塊遙信脈沖子板30的XDA端分別與串行同步通信總線40的數(shù)據(jù)線XDA42并接；串行主板10通過串行同步通信總線40向各遙控子板20和遙信脈沖子板30發(fā)送地址數(shù)據(jù)，并與各遙控子板20和遙信脈沖子板30雙向傳送報文數(shù)據(jù)。
請配合參見圖3所示，電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊，該模塊設(shè)置在電力負荷管理系統(tǒng)終端中，該模塊包括串行主板10、若干塊遙控子板20、若干塊遙信脈沖子板30、串行同步通信總線40。連接串行主板10和各遙控子板20和遙信脈沖子板30的電源電路50及連接遙控子板20和遙信脈沖子板30的隔離電源60。
串行主板10由微處理器MCU11、看門狗電路12、振蕩電路13及CAN接口14組成；微處理器MCU11通過控制線WDI和復(fù)位線RES與看門狗電路12連接，微處理器MCU11通過時鐘信號線OSC1和OSC2與振蕩電路13連接；微處理器MCU11通過數(shù)據(jù)線AD7-0和控制信號線CS、RD、WR、CANRST、INT與CAN接口14連接；微處理器MCU11的XCK端和XDA端分別與串行同步通信總線40的時鐘線41的XCK端和數(shù)據(jù)線42的XDA端并接。串行主板10與CAN接口14連接，通過CAN接口14與終端中的主控板70雙向傳輸數(shù)據(jù)和控制命令。
遙控子板20由微處理器MCU21、看門狗電路22、振蕩電路23、三態(tài)門電路24、鎖存器25及光電隔離電路26組成；微處理器MCU21通過控制線WDI和復(fù)位線RES與看門狗電路22連接；微處理器MCU21通過時鐘信號線OSC1和OSC2與振蕩電路23連接；微處理器MCU11通過數(shù)據(jù)總線AD7-0、讀信號線RD及片選信號線CS1與三態(tài)門電路24輸入端連接；微處理器MCU21通過數(shù)據(jù)總線AD7-0、寫信號線WR及片選信號線CS2與鎖存器25的輸入端連接；三態(tài)門電路24通過CTR4-1線，鎖存器25通過YK4-1線分別與光電隔離電路26連接；隔離電源60與光電隔離電路26連接；微處理器MCU21的XCK端和XDA端分別與串行同步通信總線40的時鐘線41的XCK端和數(shù)據(jù)線42的XDA端并接。光電隔離電路26通過導(dǎo)線與外部跳閘設(shè)備W2連接。遙控子板20通過數(shù)據(jù)線和控制線與相對應(yīng)的外部跳閘設(shè)備80連接；串行主板10通過各遙控子板20讀取外部跳閘設(shè)備70的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并控制外部跳閘設(shè)備70的跳閘動作。
遙信脈沖子板30由微處理器MCU31、看門狗電路32、振蕩電路33三態(tài)門電路34及光電隔離電路35組成；微處理器MCU31通過控制線WDI和復(fù)位線RES與看門狗電路32連接；微處理器MCU31通過時鐘信號線OSC1和OSC2與振蕩電路33連接；微處理器MCU31通過數(shù)據(jù)總線AD7-0及片選信號線CS1與三態(tài)門電路34連接；三態(tài)門電路34通過導(dǎo)線與光電隔離電路35連接；隔離電源60與光電隔離電路35連接；微處理器MCU31的XCK端和XDA端分別與串行同步通信總線40的時鐘線41的XCK端和數(shù)據(jù)線42的XDA端并接。光電隔離電路35通過導(dǎo)線與外部測量設(shè)備W3連接。遙信脈沖子板30通過數(shù)據(jù)線與相對應(yīng)的外部測量設(shè)備90連接；串行主板10通過各遙信脈沖子板30讀取外部測量設(shè)備90的脈沖量/狀態(tài)量數(shù)據(jù)。
本實用新型的電路原理是，串行主板10、遙控子板20及遙信脈沖子板30中都設(shè)有微處理器MCU，微處理器MCU可以采用任何公司的8位、16位、32位的單片微處理器。用軟件把微處理器MCU的兩個I/O口模擬為串行同步通信接口。
在串行主板10、遙控子板20、遙信脈沖子板30上的微處理器MCU都各自連接一看門狗電路。為了防止程序在運行過程中意外中斷，而增加了看門狗電路，看門狗電路與微處理器MCU的接口是由一根控制線WDI和一根復(fù)位線RES組成，控制線WDI是微處理器MCU的一根I/O線控制，控制線在程序運行過程中定期產(chǎn)生脈沖，清除看門狗電路的計數(shù)器，使看門狗電路沒有復(fù)位信號RES輸出；如果程序由于意外的故障進入一個死循環(huán)，在設(shè)定的時間內(nèi)，控制線WD沒有產(chǎn)生脈沖，看門狗電路將輸出復(fù)位信號RES，微處理器MCU復(fù)位，使得程序能夠重新執(zhí)行。
串行主板10、遙控子板20及遙信脈沖子板30上的微處理器MCU都各自連接一振蕩電路。振蕩電路提供微處理器MCU一個時鐘信號，微處理器MCU依據(jù)該時鐘的節(jié)拍工作，結(jié)構(gòu)較為簡單。振蕩電路通過OSC2線給微處理器MCU輸入一個正弦波信號，微處理器MCU通過OSC1線輸出同樣正弦波信號，該信號可以驅(qū)動外圍設(shè)備。
電源電路50通過POWER線向模塊內(nèi)的其他電路提供工作電源。
外部跳閘設(shè)備80的狀態(tài)數(shù)據(jù)通過光電隔離電路26直接存放在三態(tài)門電路24的輸入端口CTR4-1，微處理器MCU21隨時可以通過數(shù)據(jù)總線讀取外部跳閘設(shè)備80的狀態(tài)數(shù)據(jù)。微處理器MCU21要讀取三態(tài)門電路24數(shù)據(jù)的過程是微處理器MCU21首先選中三態(tài)門電路24，由微處理器MCU21將片選信號CS1輸出給三態(tài)門電路24；再由微處理器MCU21發(fā)布讀數(shù)據(jù)命令，微處理器MCU21通過輸出讀信號RD給三態(tài)門電路24讀取數(shù)據(jù)；微處理器MCU21通過數(shù)據(jù)總線AD7-0讀取三態(tài)門電路24存儲的外部跳閘設(shè)備80的狀態(tài)數(shù)據(jù)。
當微處理器MCU21要對外部跳閘設(shè)備80進行操作時，首先要由微處理器MCU21輸出片選信號CS2給鎖存器25，微處理器MCU21再通過WR線產(chǎn)生寫鎖存器數(shù)據(jù)指令，然后微處理器MCU21通過數(shù)據(jù)線AD7-0輸出跳閘數(shù)據(jù)給鎖存器25；鎖存器25在輸出口上出現(xiàn)微處理器MCU21鎖存的數(shù)據(jù)，該鎖存數(shù)據(jù)通過YK4-1線輸出到光電隔離電路26，鎖存器25的數(shù)據(jù)一直保持到下次微處理器MCU21再次修改跳閘數(shù)據(jù)。
為防止外部跳閘設(shè)備80電路的高電壓有可能通過線路直接進入模塊內(nèi)部，而設(shè)置了光電隔離電路26，從而提高系統(tǒng)的可靠性。
光電隔離電路26通過MCTR4-1線讀取外部跳閘設(shè)備80的狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過CTR4-1線輸出到三態(tài)門電路。鎖存器25通過YK4-1線輸出跳閘數(shù)據(jù)給光電隔離電路26，光電隔離電路26通過MYK4-1線輸出數(shù)據(jù)到外部跳閘設(shè)備，從而達到對外部跳閘設(shè)備80的控制。光電隔離電路26連接有兩組電源，一組是由模塊內(nèi)部電源電路50通過“POWER”提供，另一組隔離電源60提供。
外部的脈沖量/狀態(tài)量數(shù)據(jù)通過光電隔離電路35直接存放在三態(tài)門電路34的輸入端口MC4-1、YX4-1，微處理器MCU31隨時可以通過數(shù)據(jù)總線AD7-0讀取外部測量設(shè)備脈沖量/狀態(tài)量數(shù)據(jù)。當微處理器MCU31要讀取三態(tài)門電路34的數(shù)據(jù)，微處理器MCU輸出片選信號CS1給三態(tài)門電路34，先選中三態(tài)門電路34，再由微處理器MCU31讀取由光電隔離電路35輸出給三態(tài)門電路34的脈沖量/狀態(tài)量信號MC4-1和YX4-1。
為防止外部測量設(shè)備90的高電壓有可能通過線路直接進入模塊內(nèi)部，而設(shè)置了光電隔離電路35，從而提高系統(tǒng)的可靠性。光電隔離電路35通過PI4-PI1線和DI4-DI1線讀取外部脈沖量/狀態(tài)量數(shù)據(jù)，通過MC4-1線和YX4-1線輸出到三態(tài)門電路34。光電隔離電路35分別連接有兩組電源一組是由模塊內(nèi)部電源電路50通過POWER線提供，另一組由隔離電源60提供。
隔離電源60是專門為光電隔離電路35提供電源，通過提供不同的相互隔離的電源提高系統(tǒng)的可靠性。
微處理器MCU11采用CAN接口14，該CAN接口由CAN控制器型號(型號為SJA1000)和CAN收發(fā)器(型號為P82C250)組成，微處理器MCU11通過CAN接口與終端中的主控板雙向傳輸數(shù)據(jù)。
微處理器MCU11與CAN接口14通過數(shù)據(jù)/地址總線AD7-0雙向傳輸數(shù)據(jù)；微處理器MCU11輸出片選信號CS到CAN接口；微處理器MCU11輸出讀允許信號RD到CAN接口14；微處理器MCU11輸出寫允許信號WR到CAN接口14；微處理器MCU11輸出復(fù)位信號CANRST到CAN接口14；當發(fā)送或接收報文完成，CAN接口14輸出發(fā)送或接收報文完成的終端信號INT到微處理器MCU11。
請參見圖4所示，本實用新型電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊工作流程是，串行主板10在終端打開電源后開始“初始化”程序；初始化完成后，串行主板10檢查CAN接口14的通信接收報文標志位；如果已經(jīng)接收報文，進行CAN通信接收報文處理，再進入下一步驟，如果CAN接口14通信沒有接收報文，直接進入下一步驟；檢測要發(fā)送CAN接口14通信報文標志位，如果需要發(fā)送報文，可以直接發(fā)送報文，發(fā)送報文時進入下一步驟。如果沒有CAN接口14通信報文發(fā)送，則檢查串行同步通信總線通信報文標志位，如果已經(jīng)準備通信，進行串行同步通信總線通信報文處理，再進入下一步驟，如果不準備通信，直接進入下一步驟；返回到“檢查CAN通信接收報文標志位”；重新開始一輪新的循環(huán)。
請參見圖5所示，遙控子板20在終端打開電源后開始“初始化”程序；初始化完成后，遙控子板檢測串行同步通信總線上是否有串行同步通信的起始條件，如果有起始條件，就執(zhí)行“XT2收發(fā)處理程序”，進行報文處理，如果無起始條件，執(zhí)行下一步；查詢有跳閘動作標志位，如果有跳閘動作則進行跳閘處理程序，完成后進入下一步，如果沒有跳閘動作要求直接進入下一步；返回到“是否有起始條件”；重新開始一輪新的循環(huán)。
請參見圖6所示，遙信脈沖子板30在終端打開電源后開始“初始化”程序；初始化完成后，遙信脈沖子板30檢測串行同步通信總線上是否有串行同步通信的起始條件，如果有起始條件，就執(zhí)行“XT2收發(fā)處理程序”，接收串行同步通信報文，發(fā)送數(shù)據(jù)到串行主板10，如果無起始條件，執(zhí)行下一步；執(zhí)行“讀取脈沖量/狀態(tài)量數(shù)據(jù)”，更新數(shù)據(jù)區(qū)；返回到“是否有起始條件”；重新開始一輪新的循環(huán)。
請參見圖7、圖8、圖9所示，串行主板和各子板上的微處理器MCU的2個I/O口21P、22P用來做串行同步通信總線接口，并與串行同步通信接口并接在一起，以主從方式進行通信。輸入輸出模塊中的工作電源由電源電路50通過“VCC”和“GND”線提供。
請配合參見圖7所示，串行主板10包括微處理器MCU11(型號為89C52)、是看門狗電路(MAX706)12、振蕩電路13、由控制器141(型號為SJA1000)與收發(fā)器142(型號為P82C250)連接構(gòu)成的CAN接口14。微處理器MCU11的6P(WDI)與看門狗電路12的6P(WDI)連接，看門狗電路12的7P(RESET)與微處理器MCU11的9P(RESET)連接。微處理器MCU11通過控制線WDI在程序運行中定期產(chǎn)生脈沖信號，當程序運行中發(fā)生中斷，看門狗電路12輸出復(fù)位信號到微處理器MCU11的9P(RESET)，使得程序重新執(zhí)行。微處理器MCU11的18P和19P連接一由晶振G1兩端分別連接電容C1和C2組成的振蕩電路13，振蕩電路13通過微處理器MCU11的19P“X1”輸入一個正弦波信號，微處理器MCU11通過18P“X2”輸出同樣的信號，該信號可以驅(qū)動外圍設(shè)備。微處理器MCU11的P39至P32與CAN接口14的控制器141的P23至P28、P1、P2對應(yīng)連接，通過數(shù)據(jù)/地址總線AD7-0雙向傳輸數(shù)據(jù)；微處理器MCU11的P5與控制器141的P4連接，微處理器MCU11輸出片選信號CS到控制器141；微處理器MCU11的P17與控制器141的P5連接，微處理器MCU11輸出讀允許信號RD到控制器141；微處理器MCU11的P16與控制器141的P6連接，微處理器MCU11輸出寫允許信號WR到控制器141；微處理器MCU11的P7與控制器141的P17連接，微處理器MCU11輸出復(fù)位信號CANRST到控制器141；微處理器MCU11的P13與控制器141的P16連接，當發(fā)送或接收報文完成，CAN接口14的控制器141輸出發(fā)送或接收報文完成的終端信號INT到微處理器MCU11?？刂破?41的P13、P19分別與收發(fā)器142的P1、P4連接，雙向傳輸數(shù)據(jù)，收發(fā)器142的P6、P7與終端中的CAN總線連接，傳送CANL、CANH差分信號。
請參見圖8所示，遙控子板20包括微處理器MCU21(型號為89C52)、看門狗電路22(型號為MAX706)、振蕩電路23、三態(tài)門電路24(型號為74HC573)、鎖存器電路25(型號為74HC377)、光電隔離電路26，該光電隔離電路26由八組相同的光電隔離單元電路261、262、263、264、265、266、267、278組成。該光電隔離單元電路由光電耦合器及在光電隔離器的1P和4P分別連接一電阻構(gòu)成。(光電隔離器的型號為TLP181)。
微處理器MCU21的6P(WDI)與看門狗電路22的6P(WDI)連接，看門狗電路22的7P(RESET)與微處理器MCU21的9P(RESET)連接。微處理器MCU21通過控制線WDI在程序運行中定期產(chǎn)生脈沖信號，當程序運行中發(fā)生中斷，看門狗電路22輸出復(fù)位信號到微處理器MCU21的9P(RESET)，使得程序重新執(zhí)行。微處理器MCU21的18P和19P連接一由晶振G11兩端分別連接電容C11和C12組成的振蕩電路23，振蕩電路23通過微處理器MCU21的19P“X1”輸入一個正弦波信號，微處理器MCU21通過18P“X2”輸出同樣的信號，該信號可以驅(qū)動外圍設(shè)備。
遙控子板20采集到的外部跳閘設(shè)備狀態(tài)量信號不能直接與微處理器MCU22的數(shù)據(jù)總線相連(如果把脈沖/狀態(tài)量信號直接掛在數(shù)據(jù)總線上，可能會把微處理器MCU22的數(shù)據(jù)總線吊死)，因此，在設(shè)計電路時增加了三態(tài)門電路24。三態(tài)門電路24的19P-16P通過數(shù)據(jù)總線AD3-0與微處理器MCU21的39P-36P對應(yīng)連接；微處理器MCU21的4P(CS1)與三態(tài)門電路24的1P(CS1)連接，由微處理器MCU21向三態(tài)門電路24輸入的片選信號CS1；微處理器MCU21的17P(RD)與三態(tài)門電路24的11P(RD)連接，由微處理器MCU21向三態(tài)門電路24輸入的讀取控制信號。三態(tài)門電路24的2P(CTR1)、3P(CTR2)、4P(CTR2)、5P(CTR4)分別與光電隔離單元電路265的4P(CTR1)、266的4P(CTR2)、267的4P(CTR3)、268的4P(CTR4)對應(yīng)連接。由光電隔離電路26向三態(tài)門電路24)輸入外部跳閘設(shè)備狀態(tài)信號。
遙控子板20輸出到外部跳閘設(shè)備的控制信號不能直接與微處理器MCU的數(shù)據(jù)總線相連，在設(shè)計電路時增加了鎖存器25。鎖存器25的3P、4P、7P、8P與微處理器MCU21的39P至36P對應(yīng)連接，微處理器MCU21通過數(shù)據(jù)總線AD3-0向鎖存器25傳輸數(shù)據(jù)；鎖存器25的2P(YK1)、5P(YK2)、6P(YK3)、9P(YK4)與光電隔離單元電路261的1P(YK1)、262的1P(YK2)、263的1P(YK3)、264的1P(YK4)對應(yīng)連接，由微處理器MCU21通過鎖存器25輸出外部跳閘設(shè)備的跳閘控制信號。鎖存器25的1P(CS2)與微處理器MCU21的3P(CS2)連接，由微處理器MCU21向鎖存器25輸入的片選信號CS2。鎖存器25的11P(WR)與微處理器MCU21的16P(WR)連接，由微處理器MCU21向鎖存器25輸入的寫允許控制信號WR。
外部跳閘設(shè)備可能會包含高電壓的成份，信號不能直接引入到遙控子板內(nèi)的邏輯電路，為了提高系統(tǒng)的可靠性而設(shè)計光電隔離電路。
光電隔離電路26由八組相同的光電隔離單元電路261、262、263、264、255、266、267、268組成；該光電隔離單元電路由光電隔離器及在光電隔離器的1P和4P分別連接一電阻構(gòu)成。其中四組光電隔離單元電路261、262、263、264分別串接在鎖存器25控制信號的輸出端與外部跳閘設(shè)備80的控制端之間，微處理器21通過鎖存器25及光電隔離單元電路261、262、263、264傳送控制信號，控制外部跳閘設(shè)備的動作；另外四組光電隔離單元電路265、266、267、268分別串接在三態(tài)門電路24的數(shù)據(jù)輸入端與外部跳閘設(shè)備80的狀態(tài)輸出端之間；微處理器21通過三態(tài)門電路24、光電隔離電路26讀取外部跳閘設(shè)備80的狀態(tài)數(shù)據(jù)。
光電隔離單元電路261的光電隔離器的4P通過導(dǎo)線與外部跳閘設(shè)備80的控制端連接，由光電隔離單元電路261輸出控制信號MYK1給外部跳閘設(shè)備80；光電隔離單元電路262的光電隔離器的4P通過導(dǎo)線與外部跳閘設(shè)備80的控制端連接，由光電隔離單元電路262輸出控制信號MYK2給外部跳閘設(shè)備80；光電隔離單元電路263的光電隔離器的4P通過導(dǎo)線與外部跳閘設(shè)備80的控制端連接，由光電隔離單元電路263輸出控制信號MYK3給外部跳閘設(shè)備80；光電隔離單元電路264的光電隔離器的4P通過導(dǎo)線與外部跳閘設(shè)備80的控制端連接，由光電隔離單元電路264輸出控制信號MYK4給外部跳閘設(shè)備80。
光電隔離單元電路265的光電隔離器的1P通過導(dǎo)線與外部跳閘設(shè)備80的狀態(tài)信號端連接，由外部跳閘設(shè)備80輸出跳閘狀態(tài)MCTR1信號給光電隔離單元電路265；光電隔離單元電路266的光電隔離器的1P通過導(dǎo)線與外部跳閘設(shè)備80的狀態(tài)信號端連接，由外部跳閘設(shè)備80輸出跳閘狀態(tài)信號MCTR2給光電隔離單元電路266；光電隔離單元電路267的光電隔離器的1P通過導(dǎo)線與外部跳閘設(shè)備80的狀態(tài)信號端連接，由外部跳閘設(shè)備80輸出跳閘狀態(tài)信號MCTR3給光電隔離單元電路267；光電隔離單元電路268的光電隔離器的1P通過導(dǎo)線與外部跳閘設(shè)備80的狀態(tài)信號端連接，由外部跳閘設(shè)備80輸出跳閘狀態(tài)信號MCTR4給光電隔離單元電路288。
光電隔離電路26中設(shè)有兩組電源，在光電隔離電路26輸入端的電源由隔離電源60提供；在光電隔離電路26的輸出端電源由模塊內(nèi)部的電源電路50通過“VCC”和“GND”提供。
請參見圖9所示，脈沖遙信子塊30包括微處理器MCU31(型號為89C52)看門狗電路32(型號為MAX706)、振蕩電路33、三態(tài)門電路34(型號為74HC573)；光電隔離電路35由八組相同的光電隔離單元電路351至358組成。該光電隔離單元電路由光電隔離器及在光電隔離器的1P和4P分別連接一電阻構(gòu)成。(光電隔離器的型號為TLP181)。
微處理器MCU31的6P(WDI)與看門狗電路32的6P(WDI)連接，看門狗電路32的7P(RESET)與微處理器MCU31的9P(RESET)連接。微處理器MCU31通過控制線WDI在程序運行中定期產(chǎn)生脈沖信號，當程序運行中發(fā)生中斷，看門狗電路32輸出復(fù)位信號到微處理器MCU31的9P(RESET)，使得程序重新執(zhí)行。微處理器MCU31的18P和19P連接一由晶振G31兩端分別連接電容C31和C32組成的振蕩電路33，振蕩電路33通過微處理器MCU31的19P“X1”輸入一個正弦波信號，微處理器MCU31通過18P“X2”輸出同樣的信號，該信號可以驅(qū)動外圍設(shè)備。
遙信脈沖子板30采集到的脈沖/狀態(tài)量信號不能直接與微處理器MCU31的數(shù)據(jù)總線相連(如果把開關(guān)量信號直接掛在數(shù)據(jù)總線上，可能會把MCU的數(shù)據(jù)總線吊死)，在設(shè)計電路時增加了三態(tài)門電路34。三態(tài)門電路34的19P-16P通過數(shù)據(jù)總線AD3-0與微處理器MCU31的39P-36P對應(yīng)連接；微處理器MCU31的4P(CS1)與三態(tài)門電路34的1P(CS1)連接，該線是微處理器MCU31讀取三態(tài)門電路34數(shù)據(jù)的控制線，由微處理器MCU31向三態(tài)門電路34輸入的片選信號CS1。三態(tài)門電路34的2P(MC1)、3P(MC2)、4P(MC3)、5P(MC4)分別與光電隔離單元電路351的4P(MC1)、352的4P(MC2)、353的4P(MC3)、354的4P(MC4)對應(yīng)連接，由光電隔離電路35向三態(tài)門電路34輸入脈沖量信號。三態(tài)門電路34的6P(YX1)、7P(YX2)、8P(YX3)、9P(YX4)與光電隔離單元電路355的4P(YX1)、356的4P(YX2)、357的4P(YX3)、358的4P(YX4)對應(yīng)連接，由光電隔離電路35向三態(tài)門電路34輸入狀態(tài)量信號。
外部測量設(shè)備90可能會包含高電壓的成份，信號不能直接引入到遙信脈沖子板30內(nèi)的邏輯電路，為了提高系統(tǒng)的可靠性而設(shè)計光電隔離電路。光電隔離電路35的351的P1和P2接外部測量設(shè)備90的第一路(PI1+，PI1-)；PI1+和PI1-是外部測量設(shè)備輸入到光電隔離單元電路351的脈沖量信號；光電隔離單元電路352的P1和P2接外部測量設(shè)備90的第二路(PI2+，PI2-)；PI2+和PI2-是外部測量設(shè)備輸入到光電隔離單元電路352的脈沖量信號；光電隔離單元電路353的P1和P2接外部測量設(shè)備90的第三路(PI3+，PI3-)；PI3+和PI3-是外部測量設(shè)備輸入到光電隔離單元電路353的脈沖量信號；光電隔離單元電路354的P1和P2接外部測量設(shè)備90的第四路(PI4+，PI4-)；PI4+和PI4-是外部測量設(shè)備90輸入到光電隔離單元電路354的脈沖量信號；光電隔離單元電路355的P1接外部測量設(shè)備90的第五路(DI1+)；DI1+是外部測量設(shè)備90輸入到光電隔離單元電路355的狀態(tài)量信號；光電隔離單元電路356的P1接外部測量設(shè)備的第六路(DI2+)；DI2+是外部測量設(shè)備90輸入到光電隔離單元電路356的狀態(tài)量信號；光電隔離單元電路的357的P1接外部測量設(shè)備90的第七路(DI3+)；DI3+是外部測量設(shè)備90輸入到光電隔離單元電路357的狀態(tài)量信號；光電隔離單元電路358的P8接外部測量設(shè)備90的第八路(DI4+)；DI4+是外部測量設(shè)備90輸入到光電隔離單元電路358的狀態(tài)量信號。
光電隔離電路35的電源由兩組，在光電隔離電路35輸入端的電源，由隔離電源60提供；在光電隔離電路35的輸出端電源，由模塊內(nèi)部的電源電路50通過“VCC”和“GND”提供。
串行同步通信總線40是兩線制串行總線，該總線40由時鐘線XCK和數(shù)據(jù)線XDA組成，以主從方式進行通信，只有被主機召測時，從機才向主機發(fā)送。在輸入輸出模塊中，把串行主板10作為主機，遙控子板20、脈沖遙信子板30作為從機。時鐘線XCK41是用于主機發(fā)送時鐘信號，數(shù)據(jù)線XDA42是用于傳送數(shù)據(jù)信號。高電平為邏輯“1”，低電平為邏輯“0”。總線空閑時數(shù)據(jù)線XDA42為高電平，時鐘線XCK41為高電平。在通信時，主機先把數(shù)據(jù)線XDA42置低電平，產(chǎn)生起始條件，從機接收到起始條件，產(chǎn)生中斷，進入通信中斷程序，開始接收主機發(fā)送的報文。
串行同步通信總線的楨格式包括以下部分起始條件、從機地址、R/W位、奇偶校驗位、ACK位、命令和數(shù)據(jù)、停止條件。
XCK為高電平時，XDA由高變低，表示產(chǎn)生了一個起始條件，主機準備發(fā)送。XCK為高電平時，XDA由低變高，表示產(chǎn)生了一個停止條件，主機結(jié)束發(fā)送。除了在起始或停止條件下，XDA在XCK為高電平時應(yīng)保持穩(wěn)定，只應(yīng)在XCK為低電平時改變。
每個XCK周期包括1個低電平區(qū)間和1個高電平區(qū)間。在起始條件后的9個XCK周期的低電平區(qū)間，主機依次向XDA上寫入9位數(shù)據(jù)，這9位數(shù)據(jù)包括7位地址和R/W位+奇偶校驗位。
子板地址7位地址。
R/W位1表示主機將從從機讀數(shù)據(jù)，0表示主機將向從機寫數(shù)據(jù)。
奇偶校驗位對奇偶校驗位前的8位相加，和的最低位為奇偶校驗位的值。
數(shù)據(jù)線XDA線上每8位數(shù)據(jù)+1位奇偶校驗位后接1個ACK位，作為響應(yīng)。在9個XCK周期里主機向XDA線寫入8位數(shù)據(jù)+1位奇偶校驗位后，在第10個XCK周期的低電平區(qū)間，主機轉(zhuǎn)為讀，從機轉(zhuǎn)為寫，如果從機接收地址正確，奇偶校驗位正確。從機在ACK位寫入0。
如果是從機向主機發(fā)送數(shù)據(jù)，由主機來寫ACK位。主機接收完數(shù)據(jù)后，在ACK位寫1，然后產(chǎn)生停止條件。
主機向從機發(fā)的為命令，從機向主機發(fā)的為數(shù)據(jù)。
在地址符合后，從機根據(jù)R/W位，決定是接受命令還是發(fā)送數(shù)據(jù)。
命令和數(shù)據(jù)可以是單字節(jié)，也可以是多字節(jié)。
單字節(jié)格式主機向從機寫命令 主機從從機讀數(shù)據(jù)。

主機向從機發(fā)送 從機向主機發(fā)送S起始條件P停止條件R/W讀寫選擇，＝0時寫，＝1時讀AACK位，響應(yīng)值＝0/AACK位，響應(yīng)值＝1N奇偶校驗位，對奇偶校驗位前的8位數(shù)據(jù)相加。
多字節(jié)格式如果有M字節(jié)命令或數(shù)據(jù)，命令和數(shù)據(jù)的格式為(8位數(shù)據(jù)+1位奇偶校驗位+ACK位)重復(fù)M次。
主機從從機讀數(shù)據(jù)。
主機向從機發(fā)送 從機向主機發(fā)送S起始條件P停止條件R/W讀寫選擇，＝0時寫，＝1時讀AACK位，響應(yīng)值＝0/AACK位，響應(yīng)值＝1N奇偶校驗位，對奇偶校驗位前的8位數(shù)據(jù)相加。
請參見圖10所示，是串行同步通信總線的通信時序圖。
當XCK＝1時，主機將XDA由1跳變到0，產(chǎn)生起始條件，從機檢測到起始條件，開始接受報文，主機開始輸出一串XCK脈沖，每個脈沖對應(yīng)一位數(shù)據(jù)，在XCK的低電平區(qū)間，主機寫數(shù)據(jù)到XDA總線，在緊接著的XCK的高電平區(qū)間，從機讀取XDA上的數(shù)據(jù)，這樣把主機的數(shù)據(jù)傳送到從機。
起始條件后的頭8位數(shù)據(jù)，是7位地址加上R/W位，R/W＝1，表示接下來是主機接收從機的數(shù)據(jù)；R/W＝0，表示接下來是主機向從機發(fā)送命令。第9位是奇偶校驗位。第10位是ACK位，如果從機的地址和主機發(fā)送下來的7位地址相符且奇偶校驗位驗證正確，從機對XDA總線寫0，反之寫1，主機讀取XDA總線的數(shù)據(jù)，如果讀取為1，說明沒有從機能響應(yīng)主機的報文，退出通信；如果讀取為0。說明有從機準備響應(yīng)主機的報文。
如果有從機響應(yīng)主機的報文，根據(jù)R/W的值判斷，如果R/W＝1，主機在接下來的9個XCK脈沖周期里接收從機的8位數(shù)據(jù)和奇偶校驗位；R/W＝0，主機在接下來的9個XCK脈沖周期里向從機發(fā)送8位命令和奇偶校驗位。第10個XCK脈沖周期為ACK位，檢驗奇偶校驗位，當R/W＝1時，如果奇偶校驗位正確，主機在XDA總線上寫1，反之寫0；當R/W＝0時，如果奇偶校驗位正確，從機在XDA總線上寫0，反之寫1。如果數(shù)據(jù)或命令是多字節(jié)的，重復(fù)上述步驟。如果奇偶校驗位錯誤，則退出通信。
主機發(fā)送完命令或接收完數(shù)據(jù)后，在XCK＝1時，將XDA由0跳變到1，產(chǎn)生停止條件，結(jié)束通信。
串行同步通信總線軟件流程，將主機串行同步通信軟件流程和從機串行同步通信軟件流程分別描述。
請參見圖11所示，主機串行同步通信軟件流程包括初始化、發(fā)送串行同步通信報文、接收串行同步通信報文和報文的處理。主機需要對從機發(fā)送命令或讀取數(shù)據(jù)時，通信時先產(chǎn)生起始條件，然后發(fā)送7位地址+R/W位+奇偶校驗位，接著在ACK位讀數(shù)據(jù)線，如果ACK＝0，則從機地址符合，可以繼續(xù)發(fā)送或接受報文；ACK＝1，則沒有從機響應(yīng)，退出通信。
寫命令時，R/W＝0，主機發(fā)送命令，發(fā)送結(jié)束后結(jié)束通信。
讀數(shù)據(jù)時，R/W＝1，主機接收數(shù)據(jù)，檢驗奇偶校驗位和ACK位，正確后結(jié)束通信，處理接受的數(shù)據(jù)。
請參見圖12所示，從機串行同步通信軟件流程包括初始化、檢測起始條件，接收串行同步通信報文，發(fā)送同步通信報文和報文的處理。從機在串行同步通信總線上檢驗到起始條件，準備接收報文，先接收7位地址+R/W位+奇偶校驗位，地址符合且奇偶校驗正確后，在ACK位響應(yīng)0，再根據(jù)R/W的值，決定下一步。R/W＝0時，從機接收報文，通信結(jié)束后處理收到的命令；R/W＝1時，從機發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送完畢后結(jié)束通信。
綜上所述，本實用新型由于采用串行同步通信總線，擴展容易，只需增加遙控子板或遙信脈沖子板的數(shù)量，就可以方便地實現(xiàn)輸入輸出線路在路數(shù)上的擴展，可滿足現(xiàn)場用戶要求，進行技術(shù)方案修改，編程和調(diào)試，維護更換簡便，可以方便地擴展新的功能。
權(quán)利要求1.一種電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊，該模塊設(shè)置在電力負荷管理系統(tǒng)的終端中，其特征在于該模塊包括串行同步通信總線、并接在串行同步通信總線上的串行主板、若干塊遙控子板及若干塊遙信脈沖子板；所述的串行同步通信總線包括一條時鐘線XCK，另一條數(shù)據(jù)線XDA；所述的串行主板、若干塊遙控子板、若干塊遙信脈沖子板的XCK端分別與串行同步通信總線的時鐘線XCK并接，所述的串行主板、若干塊遙控子板、若干塊遙信脈沖子板的XDA端分別與串行同步通信總線的數(shù)據(jù)線XDA并接；所述的串行主板通過串行同步通信總線與各遙控子板和遙信脈沖子板雙向傳送報文數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊，其特征在于所述的串行主板由微處理器MCU、看門狗電路、振蕩電路及CAN接口組成；微處理器MCU通過控制線WDI和復(fù)位線RES與看門狗電路連接，微處理器MCU通過時鐘信號線OSC1和OSC2與振蕩電路連接；微處理器MCU通過數(shù)據(jù)線和控制線與CAN接口連接；微處理器MCU的XCK端和XDA端分別與串行同步通信總線的時鐘線XCK端和數(shù)據(jù)線XDA端并接；串行主板與CAN接口連接，通過CAN接口與終端中的主控板雙向傳輸數(shù)據(jù)和控制命令。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊，其特征在于所述的遙控子板由微處理器MCU、看門狗電路、振蕩電路、三態(tài)門電路、鎖存器、光電隔離電路及隔離電源組成；微處理器MCU通過控制線WDI和復(fù)位線RES與看門狗電路連接；微處理器MCU通過時鐘信號線OSC1和OSC2與振蕩電路連接；微處理器MCU通過數(shù)據(jù)總線AD7-0、讀信號線RD及片選信號線CS1與三態(tài)門電路連接；微處理器MCU通過數(shù)據(jù)總線AD7-0、寫信號線WR及片選信號線CS2與鎖存器連接；三態(tài)門電路和鎖存器通過導(dǎo)線分別與光電隔離電路連接；隔離電源與光電隔離電路連接；微處理器MCU的XCK端和XDA端分別與串行同步通信總線的時鐘線XCK端和數(shù)據(jù)線XDA端并接；所述的各遙控子板通過數(shù)據(jù)線和控制線與相對應(yīng)的外部跳閘設(shè)備連接；串行主板通過各遙控子板讀取外部跳閘設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并控制外部跳閘設(shè)備的跳閘動作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊，其特征在于所述的遙信脈沖子板由微處理器MCU、看門狗電路、振蕩電路、三態(tài)門電路、光電隔離電路及隔離電源組成；微處理器MCU通過控制線WDI和復(fù)位線RES與看門狗電路連接；微處理器MCU通過時鐘信號線OSC1和OSC2與振蕩電路連接；微處理器MCU通過數(shù)據(jù)總線AD7-0及片選信號線CS1與三態(tài)門電路連接；三態(tài)門電路通過導(dǎo)線與光電隔離電路連接；隔離電源與光電隔離電路連接；微處理器MCU的XCK端和XDA端分別與串行同步通信總線的時鐘線XCK端和數(shù)據(jù)線XDA端并接；所述的各遙信脈沖子板通過數(shù)據(jù)線和控制線與相對應(yīng)的外部測量設(shè)備連接；串行主板通過各遙信脈沖子板讀取外部測量設(shè)備的脈沖量/狀態(tài)量數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3和權(quán)利要求4所述的電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊，其特征在于所述的光電隔離電路由若干組相同的光電隔離單元電路組成。
專利摘要本實用新型涉及一種電力負荷監(jiān)控終端的輸入輸出模塊，該模塊設(shè)置在電力負荷管理系統(tǒng)的終端中，其包括串行同步通信總線、并接在串行同步通信總線上的串行主板、若干塊遙控子板及若干塊遙信脈沖子板；串行主板、若干塊遙控子板和遙信脈沖子板的XCK端和XDA端分別與串行同步通信總線的時鐘線XCK、數(shù)據(jù)線XDA并接；串行主板與各子板連接，雙向傳送報文數(shù)據(jù)；串行主板與CAN接口連接，與終端中的主控板雙向傳輸數(shù)據(jù)和命令；各遙控子板與外部跳閘設(shè)備連接，控制跳閘動作；各遙信脈沖子板與外部測量設(shè)備連接，采集脈沖量/狀態(tài)量。本實用新型擴展配置輸入輸出的路數(shù)方便，技術(shù)方案修改、編程和調(diào)試及維護更換簡便，并可擴展新的功能。
文檔編號H02J13/00GK2770200SQ200420114438
公開日2006年4月5日 申請日期2004年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月20日
發(fā)明者魯春生, 劉宇懷, 王偉藝, 陳煒, 陳利平 申請人:上海協(xié)同科技股份有限公司