數(shù)字量輸出單元及數(shù)字量輸出板卡的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)字量輸出單元及數(shù)字量輸出板卡。
【背景技術(shù)】
[0002]列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)主要通過遠(yuǎn)程輸入輸出模塊(Remote Input Output Module,R1M)控制外部設(shè)備的工作，而數(shù)字量輸出板卡是R1M的重要組成部分，它采用繼電器作為開關(guān)元件，通過背板集成的控制器局域網(wǎng)(Controller Area Network, CAN)和RS485通信介質(zhì)與控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而控制外部設(shè)備工作，數(shù)字量輸出板卡的穩(wěn)定性直接關(guān)系到整個(gè)R1M的穩(wěn)定性和可靠性，從而對(duì)列車安全運(yùn)行有這舉足輕重的作用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，數(shù)字量輸出板卡沒有自檢功能，也就是說，數(shù)字量輸出板卡穩(wěn)定性和可靠性低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種數(shù)字量輸出單元及數(shù)字量輸出板卡，從而提高數(shù)字量輸出板卡的穩(wěn)定性和可靠性，進(jìn)而保證列車的安全運(yùn)行。
[0005]第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種數(shù)字量輸出單兀，包括:第一發(fā)電I禹合器、發(fā)光二極管、繼電器、第二發(fā)電耦合器和反相器，所述發(fā)光二極管分別與所述第一發(fā)電耦合器的輸出端和所述第二發(fā)電耦合器的輸入端連接，所述繼電器與所述發(fā)光二極管并聯(lián)連接，所述反相器與所述第二發(fā)電耦合器的輸出端連接；所述第一發(fā)電耦合器，用于當(dāng)與控制單元連接的端口電壓為O時(shí)導(dǎo)通，以使所述發(fā)光二極管和所述繼電器上電，并觸發(fā)所述繼電器的常開觸點(diǎn)閉合，當(dāng)與所述控制單元連接的端口電壓為3.3V時(shí)截止，以使所述發(fā)光二極管和所述繼電器下電，并觸發(fā)所述繼電器的常開觸點(diǎn)斷開；所述發(fā)光二極管，用于當(dāng)所述第一發(fā)電耦合器導(dǎo)通時(shí)則點(diǎn)亮，當(dāng)所述第一發(fā)電耦合器截止時(shí)則熄滅；所述繼電器，用于當(dāng)所述繼電器的常開觸點(diǎn)閉合時(shí)，則為受控設(shè)備提供電源，當(dāng)所述繼電器的常開觸點(diǎn)斷開時(shí)，則停止為所述受控設(shè)備提供電源；所述第二發(fā)電耦合器，用于當(dāng)所述第一發(fā)電耦合器與所述控制單元連接的端口電壓為O時(shí)導(dǎo)通，以使所述反相器上電，當(dāng)所述第一發(fā)電耦合器與所述控制單元連接的端口電壓為3.3V時(shí)截止，以使所述反相器下電；所述反相器，用于接收所述第二發(fā)電耦合器輸入的信號(hào)，對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行反向處理。
[0006]結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能實(shí)施方式中，還包括瞬態(tài)電壓抑制器，所述瞬態(tài)電壓抑制器與所述繼電器并聯(lián)連接；所述瞬態(tài)電壓抑制器，用于當(dāng)所述第一光電耦合器的輸出端的負(fù)極輸出電壓大于預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，將所述第一光電I禹合器的輸出端的負(fù)極接地。
[0007]結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能實(shí)施方式，在第一方面的第二種可能實(shí)施方式中，還包括至少一個(gè)電容器，所述至少一個(gè)電容器與所述繼電器并聯(lián)連接，所述至少一個(gè)電容器用于濾波。
[0008]結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能實(shí)施方式，在第一方面的第三種可能實(shí)施方式中，還包括第一二極管，所述第一二極管與所述繼電器并聯(lián)連接；其中，所述第一二極管，用于吸收所述繼電器的線圈上的電流。
[0009]結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能實(shí)施方式，在第一方面的第四種可能實(shí)施方式中，還包括第二二極管，所述第二二極管與所述繼電器連接；其中所述第二二極管，用于防止反向電流。
[0010]第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種數(shù)字量輸出板卡，包括:第一通信單元、控制單元、前面板接口單元及背板接口單元，和所述的至少一個(gè)數(shù)字量輸出單元；所述第一通信單元，用于向所述控制單元輸入數(shù)字量信號(hào)；所述控制單元，用于將控制信號(hào)輸入至所述數(shù)字量輸出單元，并接收所述數(shù)字量輸出單元輸入的檢測(cè)結(jié)果；所述前面板接口單元，用于接收所述數(shù)字量輸出單元輸出的控制信號(hào)，并將所述控制信號(hào)輸入至受控設(shè)備以控制所述受控設(shè)備；所述背板接口單元，用于接收網(wǎng)關(guān)輸入的數(shù)字量信號(hào)。
[0011]結(jié)合第二方面，在第二方面的第一種可能實(shí)施方式中，還包括:第二通信單元，用于當(dāng)所述第一通信單元出現(xiàn)故障時(shí)向所述控制單元輸入數(shù)字量信號(hào)。
[0012]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種數(shù)字量輸出單元，包括:第一發(fā)電耦合器、發(fā)光二極管、繼電器、第二發(fā)電稱合器和反相器，發(fā)光二極管分別與第一發(fā)電稱合器的輸出端和第二發(fā)電耦合器的輸入端連接，繼電器與發(fā)光二極管并聯(lián)連接，反相器與第二發(fā)電耦合器的輸出端連接；第一發(fā)電耦合器，用于當(dāng)與控制單元連接的端口電壓為O時(shí)導(dǎo)通，以使發(fā)光二極管和繼電器上電，并觸發(fā)繼電器的常開觸點(diǎn)閉合，當(dāng)與控制單元連接的端口電壓為3.3V時(shí)截止，以使發(fā)光二極管和所述繼電器下電，并觸發(fā)繼電器的常開觸點(diǎn)斷開；發(fā)光二極管，用于當(dāng)?shù)谝话l(fā)電耦合器導(dǎo)通時(shí)則點(diǎn)亮，當(dāng)?shù)谝话l(fā)電耦合器截止時(shí)則熄滅；繼電器，用于當(dāng)繼電器的常開觸點(diǎn)閉合時(shí)，則為受控設(shè)備提供電源，當(dāng)繼電器的常開觸點(diǎn)斷開時(shí)，則停止為受控設(shè)備提供電源；第二發(fā)電耦合器，用于當(dāng)?shù)谝话l(fā)電耦合器與控制單元連接的端口電壓為O時(shí)導(dǎo)通，以使反相器上電，當(dāng)?shù)谝话l(fā)電耦合器與控制單元連接的端口電壓為3.3V時(shí)截止，以使反相器下電；反相器，用于接收第二發(fā)電耦合器輸入的信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行反向處理。從而提高數(shù)字量輸出板卡的穩(wěn)定性和可靠性。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的數(shù)字量輸出單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種數(shù)字量輸出板卡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例提供的第一通信單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例提供的第二通信單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5為本發(fā)明一實(shí)施例提供的供電單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0019]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的數(shù)字量輸出單元的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該數(shù)字量輸出單兀包括:第一發(fā)電稱合器101、發(fā)光二極管102、繼電器103、第二發(fā)電稱合器104和反相器105，所述發(fā)光二極管102分別與所述第一發(fā)電耦合器101的輸出端和所述第二發(fā)電耦合器104的輸入端連接，所述繼電器103與所述發(fā)光二極管102并聯(lián)連接，所述反相器105與所述第二發(fā)電耦合器104的輸出端連接；其中，所述第一發(fā)電耦合器101，用于當(dāng)與控制單元連接的端口電壓為O時(shí)導(dǎo)通，以使所述發(fā)光二極管102和所述繼電器103上電，并觸發(fā)所述繼電器103的常開觸點(diǎn)閉合，當(dāng)與控制單元連接的端口電壓為3.3V時(shí)截止，以使所述發(fā)光二極管102和所述繼電器103下電，并觸發(fā)所述繼電器103的常開觸點(diǎn)斷開；所述發(fā)光二極管102，用于當(dāng)所述第一發(fā)電耦合器101導(dǎo)通時(shí)則點(diǎn)亮，當(dāng)所述第一發(fā)電耦合器101截止時(shí)則熄滅；所述繼電器103，用于當(dāng)所述繼電器103的常開觸點(diǎn)閉合時(shí)，則為受控設(shè)備提供電源，當(dāng)所述繼電器103的常開觸點(diǎn)斷開時(shí)，則停止為受控設(shè)備提供電源；所述第二發(fā)電耦合器104，用于當(dāng)所述第一發(fā)電耦合器101與所述控制單元連接的端口電壓為O時(shí)導(dǎo)通，以使所述反相器105上電，當(dāng)所述第一發(fā)電耦合器101與所述控制單元連接的端口電壓為3.3V時(shí)截止，以使所述反相器105下電；所述反相器105，用于接收所述第二發(fā)電耦合器輸入的信號(hào)，對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行反向處理。
[0020]通常,控制單元即中央處理器(Central Processing Unit, CPU)引腳與端口 Dl連接，當(dāng)端口 Dl電壓為O時(shí)，第一發(fā)電耦合器101導(dǎo)通，發(fā)光二極管102點(diǎn)亮，繼電器103線圈有電流通過，繼電器的常開觸點(diǎn)Al吸合，即OUTl端輸出為公共端Vout+電平；同時(shí)，第二發(fā)電耦合器104導(dǎo)通，通過反相器105后，反饋信號(hào)引腳FBl端電壓為O。
[0021]當(dāng)端口 Dl端電壓為3.3V時(shí)，第一發(fā)電耦合器101截止，發(fā)光二極管102熄滅，同時(shí)繼電器103線圈中電流為0，繼電器的常開觸點(diǎn)Al斷開，即OUTl端無輸出；同時(shí)，第二發(fā)電耦合器104截止，通過反相器105后，反饋信號(hào)引腳FBl端電壓為I。
[0022]上述兩種情況說明數(shù)字量輸出板沒有故障，一切正常，一旦數(shù)字量輸出板出現(xiàn)其他情況即FBl端電壓非O或非1，則可以根據(jù)FBl端電壓來判斷數(shù)字量輸出是否存在故障。若反饋信號(hào)引腳FBl端電壓不正確，則控制單元會(huì)將錯(cuò)誤信息通過第一通信單元或第二通信單元上傳于總線網(wǎng)絡(luò)，提示司機(jī)停車檢查或維修更換。
[0023]一種可選實(shí)施方式，所述數(shù)字量輸出單元，還包括瞬態(tài)電壓抑制器106，所述瞬態(tài)電壓抑制器106與所述繼電器103并聯(lián)連接；所述瞬態(tài)電壓抑制器106，用于當(dāng)所述第一光電稱合器101的輸出端的負(fù)極輸出電壓大于預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，將所述第一光電I禹合器101的輸出端的負(fù)極接地。
[0024]另一種可選實(shí)施方式，所述數(shù)字量輸出單元，還包括至少一個(gè)電容器107，所述至少一個(gè)電容器107與所述繼電器103并聯(lián)連接，所述至少一個(gè)電容器107用于濾波。
[0025]又一種可選實(shí)施方式，所述數(shù)字量輸出單元，還包括第一二極管108，所述第一二極管108與所述繼電器103并聯(lián)連接；其中，所述第一二極管108，用于吸收所述繼電器103的線圈上的電流。
[0026]可選地，數(shù)字量輸出單元還包括第二二極管109，所述第二二極管109