本發(fā)明公開了智能微型斷路器的可編程集總遠(yuǎn)程測(cè)控裝置,屬于低壓斷路器控制的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
微型斷路器是電氣終端配電裝置中使用最廣泛的一種終端保護(hù)電器。隨著國(guó)家智能電網(wǎng)的提出,電表箱中普及使用具有自動(dòng)重合閘的預(yù)付費(fèi)電表專用智能微型斷路器,在用戶欠費(fèi)時(shí),預(yù)付費(fèi)電表控制這種專用斷路器脫扣跳閘,以切斷對(duì)用戶的供電,實(shí)現(xiàn)用戶在欠電費(fèi)情況無(wú)法取電的功能。在用戶續(xù)費(fèi)接通供電的情況下,專用智能微型斷路器能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)重合。同時(shí),隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來,智能家居逐漸走近普通百姓家庭,這對(duì)各種智能微型斷路器、智能插座等智能電器設(shè)備的組網(wǎng)通信提出了更高的要求,需要把智能電表箱的微型斷路器、家用終端的斷路器等開關(guān)實(shí)現(xiàn)集總采集與控制,能夠?qū)崿F(xiàn)正常狀態(tài)下的手動(dòng)和遠(yuǎn)程操作,遠(yuǎn)程獲得開關(guān)狀態(tài)、電流、電壓、功率、電能等計(jì)量參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。基于此,本發(fā)明提出了一種微型斷路器的可編程集總遠(yuǎn)程測(cè)控裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的發(fā)明目的是針對(duì)上述背景技術(shù)的不足,提供了智能微型斷路器的可編程集總遠(yuǎn)程測(cè)控裝置,實(shí)現(xiàn)了斷路器開關(guān)狀態(tài)及計(jì)量參數(shù)等信息的集總采集和遠(yuǎn)程控制,解決了如何滿足智能電器設(shè)備組網(wǎng)需求的技術(shù)問題。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案:
智能微型斷路器的可編程集總遠(yuǎn)程測(cè)控裝置,包括:
模擬量輸入模塊,其輸入端接集總采集的模擬信號(hào),檢測(cè)集總采集的模擬信號(hào)中的模擬電流信號(hào)或模擬電壓信號(hào)并對(duì)檢測(cè)的模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,輸出數(shù)字采樣值,
數(shù)字量輸入模塊,其輸入端接集總采集的數(shù)字電壓信號(hào),對(duì)數(shù)字電壓信號(hào)進(jìn)行先隔離分析后脈沖計(jì)數(shù)校準(zhǔn)的處理后輸出繼電器開入量,
主控模塊,其數(shù)據(jù)端口接模擬量輸入模塊的輸出端,其數(shù)字量輸入端接數(shù)字量輸入模塊的輸出端,根據(jù)數(shù)字采樣值和繼電器開入量輸出繼電器開出量,
數(shù)字量輸出模塊,其輸入端接主控模塊的數(shù)字量輸出端,根據(jù)主控模塊輸出的繼電器開出量控制繼電器開關(guān)斷開或閉合,及,
通信模塊,與主控模塊的通信端口連接,實(shí)現(xiàn)主控模塊和微型斷路器之間信息的交互。
作為智能微型斷路器的可編程集總遠(yuǎn)程測(cè)控裝置的進(jìn)一步優(yōu)化方案,模擬量輸入模塊,包括:
電流/電壓選擇信號(hào)處理分析電路,其輸入端接集總采集的模擬信號(hào),檢測(cè)集總采集的模擬信號(hào)中的模擬電壓信號(hào)或模擬電流信號(hào)后輸出模擬信號(hào)采樣值,
高精度ADC轉(zhuǎn)換電路,其輸入端接電流/電壓選擇信號(hào)處理分析電路的輸出端,對(duì)模擬信號(hào)采樣值進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出數(shù)字采樣值,及,
磁耦隔離電路,其輸入端接高精度ADC轉(zhuǎn)換電路的輸出端,輸出數(shù)字采樣值至主控模塊的數(shù)據(jù)端口。
作為智能微型斷路器的可編程集總遠(yuǎn)程測(cè)控裝置的進(jìn)一步優(yōu)化方案,
所述數(shù)字量輸入模塊,包括:
電壓信號(hào)隔離處理分析電路,其輸入端接集總采集的數(shù)字電壓信號(hào),輸出待校準(zhǔn)的模擬信號(hào),及,
脈沖計(jì)數(shù)波形校準(zhǔn)電路,其一輸入端接參考模擬信號(hào),其另一輸入端接待校準(zhǔn)的模擬信號(hào),輸出繼電器開入量至主控模塊的數(shù)字量輸入端;
所述數(shù)字量輸出模塊,包括:
電氣隔離模塊電路,其輸入端接主控模塊的數(shù)字量輸出端,及,
繼電器開出量電路,其輸入端接電氣隔離模塊電路的輸出端,輸出繼電器開出量。
再進(jìn)一步的,智可編程集總遠(yuǎn)程測(cè)控裝置的模擬量輸入模塊中,
電流/電壓選擇信號(hào)處理分析電路包括:第四十七電阻、第四十八電阻、第四十九電阻、第二十電容、跳線端子,其中,第四十七電阻的一端、第四十八電阻的一端并接在一起接收集總采集的模擬信號(hào),第四十八電阻的另一端接跳線端子的一端口,第四十九電阻的一端接跳線端子的另一端口,第四十七電阻的另一端、第二十電容的一極、第四十九電阻的另一端并接后作為電流/電壓選擇信號(hào)處理分析電路的輸出端,第二十電容另一極、跳線端子的接地端均接模擬量輸入電路電源的地;
高精度ADC轉(zhuǎn)換電路包括:第二十一電容、第二十二電容、第二十三電容、模數(shù)高精度轉(zhuǎn)換芯片,其中,模數(shù)高精度轉(zhuǎn)換芯片的模擬輸入端接電流/電壓選擇信號(hào)處理分析電路的輸出端,第二十一電容的一極、第二十二電容的正極板均與模數(shù)高精度轉(zhuǎn)換芯片的外部參考緩沖器輸出端,第二十三電容的正極板接模數(shù)高精度轉(zhuǎn)換芯片的外部參考緩沖器輸入端,第二十一電容的另一極、第二十二電容的負(fù)極板、第二十三電容的負(fù)極板、模數(shù)高精度轉(zhuǎn)換芯片的接地端均接模擬量輸入電路電源的地;
磁耦隔離電路包括:磁耦隔離芯片、三極管、第五十電阻、第五十一電阻,磁耦合隔離芯片的第二使能端和第二供電端口均接模擬量輸入電路的電源,磁耦合隔離芯片的A通道輸出端接模數(shù)高精度轉(zhuǎn)換芯片的轉(zhuǎn)換啟動(dòng)端,磁耦合隔離芯片的B通道輸出端接模數(shù)高精度轉(zhuǎn)換芯片的移位時(shí)鐘端,磁耦合隔離芯片的C通道輸出端接模數(shù)高精度轉(zhuǎn)換芯片的數(shù)字信號(hào)輸入端,磁耦合隔離芯片的D通道輸入端接模數(shù)高精度轉(zhuǎn)換芯片的數(shù)字信號(hào)移位輸出端,磁耦合隔離芯片的A通道輸入端接主控模塊輸出的中斷信號(hào),磁耦合隔離芯片的B通道輸入端、C通道輸入端、D通道輸出端通過SPI總線與主控模塊數(shù)據(jù)端口連接,磁耦合隔離芯片的第一使能端與第五十一電阻的一端、三極管的集電極相連,第五十一電阻的另一端接收主控模塊輸出的中斷信號(hào),三極管的基極連接第五十電阻的一端,第五十電阻的另一端、磁耦隔離芯片的第一供電端口均接主控模塊的電源,三極管的發(fā)射極、磁耦隔離芯片的第一接地端均接主控模塊電源的地,磁耦隔離芯片的第二接地端接模擬量輸入電路電源的地。
再進(jìn)一步的,可編程集總遠(yuǎn)程測(cè)控裝置的數(shù)字量輸入模塊中,
電壓信號(hào)隔離處理分析電路包括:第三十七電阻、第三十八電阻、第四光耦、第三單向瞬變抑制二極管、第十九電容、第三十九電阻、第四十電阻,第三十七電阻的一端接一數(shù)字電壓信號(hào),第三十七電阻的另一端、第三十八電阻的一端均與第四光耦的陽(yáng)極連接,第三十八電阻的另一端、第四光耦的陰極均接另一數(shù)字電壓信號(hào),第三單向瞬變抑制二極管的陽(yáng)極、第三十九電阻的一端、第四十電阻的一端、第十九電容的一極均與第四光耦的集電極連接,第三單向瞬變抑制二極管的陰極和第三十九電阻的另一端并接后接直流電壓源,第十九電容的另一極和第四光耦的發(fā)射極都接直流電壓源的地,第四十電阻的另一端作為電壓信號(hào)隔離處理分析電路的輸出端;
脈沖計(jì)數(shù)波形校準(zhǔn)電路包括:第四十一電阻、第四十二電阻、第四十三電阻、第四十四電阻、高精度電壓比較芯片,第四十二電阻的一端接直流電壓源,第四十二電阻的另一端和第四十一電阻的一端均與高精度電壓比較芯片的負(fù)極連接,第四十一電阻的另一端接直流電壓源的地,高精度電壓比較芯片的正極和第四十三電阻的一端均與電壓信號(hào)隔離處理分析電路的輸出端連接,第四十三電阻的另一端、第四十四電阻的一端、高精度電壓比較芯片的輸出端并接后與主控模塊的數(shù)字量輸入端連接,第四十四電阻的另一端接直流電壓源。
再進(jìn)一步的,可編程集總遠(yuǎn)程測(cè)控裝置的數(shù)字量輸出模塊中,
電氣隔離模塊電路包括:第四十五電阻、第五光耦、第四十六電阻,第四十五電阻的一端接主控模塊的數(shù)字量輸出端,第四十五電阻的另一端接第五光耦的陰極,第五光耦的陽(yáng)極接主控模塊的電源,第五光耦的集電極接直流電源,第五光耦的發(fā)射極接第四十六電阻的一端,第四十六電阻的另一端作為電氣隔離模塊電路的輸出端;
繼電器開出量電路包括驅(qū)動(dòng)芯片和繼電器,驅(qū)動(dòng)芯片的輸入端接電氣隔離模塊電路的輸出端,驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端接繼電器線圈的一端,繼電器線圈的另一端和驅(qū)動(dòng)芯片的電源端口均接直流電源,驅(qū)動(dòng)芯片的接地端接直流電源的地,繼電器開關(guān)的兩端接微型斷路器中的待控部件。
作為智能微型斷路器的可編程集總遠(yuǎn)程測(cè)控裝置的進(jìn)一步優(yōu)化方案,通信模塊包括:
與主控模塊通信端口連接的RS485通信模塊,將微型斷路器發(fā)送的RS485信號(hào)轉(zhuǎn)換為TTL信號(hào)后傳輸至主控模塊,將主控模塊輸出的TTL信號(hào)轉(zhuǎn)換為RS485信號(hào)傳輸至微型斷路器,同時(shí)連接各種RS485接口的通訊模塊及監(jiān)控中心,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能,
與主控模塊通信端口連接的RS232通信模塊,將微型斷路器發(fā)送的RS232信號(hào)轉(zhuǎn)換為TTL信號(hào)后傳輸至主控模塊,將主控模塊輸出的TTL信號(hào)轉(zhuǎn)換為RS232信號(hào)傳輸至微型斷路器,同時(shí)連接各種RS232接口的通訊模塊及監(jiān)控中心,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能,及,
與主控模塊通信端口連接的以太網(wǎng)通信模塊,通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)微型斷路器、主控模塊、各種網(wǎng)絡(luò)接口的通訊模塊及監(jiān)控中心之間的信息交互,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。
再進(jìn)一步的,可編程集總遠(yuǎn)程測(cè)控裝置中的RS485通信模塊包括:電氣隔離及信號(hào)控制電路、MAX485信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和RS485接口電路,其中:
電氣隔離及信號(hào)控制電路包括:第一光耦、第二光耦、第三光耦,第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻,第一光耦的電源端口接主控模塊的的電源,第一光耦的接地端接主控模塊電源的地,第一光耦的集電極開路輸出端接主控模塊通信端口的接收端,第一光耦的陽(yáng)極接第五電阻的一端,第五電阻的另一端接MAX485信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的電源,第三電阻的一端接主控模塊的電源,第三電阻的另一端接第二光耦的陽(yáng)極,第二光耦的陰極接主控模塊通信端口的使能端,第二光耦的集電極接第六電阻的一端,第六電阻的另一端接MAX485信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的電源,第二光耦的發(fā)射極接MAX485信號(hào)轉(zhuǎn)換電路電源的地,第四電阻的一端接主控模塊的電源,第四電阻的另一端接第三光耦的陽(yáng)極,第三光耦的陰極接主控模塊通信端口的發(fā)送端,第三光耦的電源端、第七電阻的一端均接MAX485信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的電源,第三光耦的集電極開路輸出端接第七電阻的另一端,第三光耦的接地端接MAX485信號(hào)轉(zhuǎn)換電路電源的地;
MAX485信號(hào)轉(zhuǎn)換電路為MAX485通信芯片,MAX485通信芯片的接收器輸出端接第一光耦的陰極,MAX485通信芯片的接收器使能端和驅(qū)動(dòng)器使能端并接后與第二光耦的集電極相連接,MAX485通信芯片的驅(qū)動(dòng)器輸入端接第三光耦的集電極開路輸出端;
RS485接口電路包括:第八電阻、第九電阻、第十電阻、第十一電阻,第一雙向瞬變抑制二極管、第二雙向瞬變抑制二極管、RS485信號(hào)輸出端子,第一雙向瞬變抑制二極管的一陽(yáng)極、第八電阻的一端、第十電阻的一端均與MAX485通信芯片的接收器反相輸入端相連接,第十電阻的另一端接RS485信號(hào)輸出端子的一端,第二雙向瞬變抑制二極管的一陽(yáng)極、第九電阻的一端、第十一電阻的一端均與MAX485通信芯片的接收器同相輸入端相連接,第十一電阻的另一端接RS485信號(hào)輸出端子的另一端,第一雙向瞬變抑制二極管的另一陽(yáng)極、第二雙向瞬變抑制二極管的另一陽(yáng)極、第八電阻的另一端均接MAX485信號(hào)轉(zhuǎn)換電路電源的地,第九電阻的另一端接MAX485信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的電源。
在進(jìn)一步的,可編程集總遠(yuǎn)程測(cè)控裝置中RS232通信模塊包括MAX232信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和RS232接口電路,其中:
MAX232信號(hào)轉(zhuǎn)換電路包括:第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、MAX232通信芯片,第一電容的正極板、第五電容的一極、MAX232通信芯片的電源端均接主控模塊的電源,第一電容的負(fù)極板接MAX232通信芯片中驅(qū)動(dòng)器輸出電阻的電流流入端,MAX232通信芯片中驅(qū)動(dòng)器輸出電阻的電流流出端接第四電容的負(fù)極板,第四電容的正極板和第五電容的另一極以及MAX232通信芯片的接地端均接主控模塊電源的地,MAX232通信芯片的第一電容正極接入端接第二電容的正極板,MAX232通信芯片的第一電容負(fù)極接入端接第二電容的負(fù)極板,MAX232通信芯片的第二電容正極接入端接第三電容的正極板,MAX232通信芯片的第二電容負(fù)極接入端接第三電容的負(fù)極板,MAX232通信芯片中驅(qū)動(dòng)器的輸入端接主控模塊通信端口的發(fā)送端,MAX232通信芯片中接收器的輸出端接主控模塊通信端口的接收端;
RS232接口電路包括:DB9接口、第一電感、第一電阻、第二電阻,DB9接口的發(fā)送數(shù)據(jù)端接第一電阻的一端,DB9接口的請(qǐng)求發(fā)送數(shù)據(jù)端和接收數(shù)據(jù)端并接后與第二電阻第一端連接,第一電阻的另一端接MAX232通信芯片中驅(qū)動(dòng)器的輸出端,第二電阻的另一端接MAX232通信芯片中接收器的輸入端,DB9接口的信號(hào)地端經(jīng)第一電感后接主控模塊電源的地。
再進(jìn)一步的,可編程集總遠(yuǎn)程測(cè)控裝置中的以太網(wǎng)通信模塊,包括:以太網(wǎng)芯片模塊電路、網(wǎng)絡(luò)通信隔離變換電路和RJ45接口電路,其中:
以太網(wǎng)芯片模塊電路中,以太網(wǎng)芯片的數(shù)據(jù)端口通過SPI總線與主控模塊的通信端口連接;
網(wǎng)絡(luò)通信隔離變換電路包括:網(wǎng)絡(luò)變壓器、第二十五電阻、第二十六電阻、第二十七電阻、第二十九電阻、第三十電阻,第十電容、第十一電容、第十四電容、第十五電容、第十六電容,第十電容的一極、第二十五電阻的一端、第二十六電阻的一端、第二十七電阻的一端均接以太網(wǎng)通信模塊電源,第二十五電阻的另一端、網(wǎng)絡(luò)變壓器驅(qū)動(dòng)器原邊的正極性網(wǎng)絡(luò)插口均接以太網(wǎng)芯片的正極性差分信號(hào)輸出端,第二十六電阻的另一端、網(wǎng)絡(luò)變壓器驅(qū)動(dòng)器原邊的負(fù)極性網(wǎng)絡(luò)插口均接以太網(wǎng)芯片的負(fù)極性差分信號(hào)輸出端,第二十七電阻的另一端和第十一電容的一極并接后接網(wǎng)絡(luò)變壓器驅(qū)動(dòng)器原邊線圈的中心抽頭,第十電容的另一極、第十一電容的另一極均接主控模塊電源的地,第十四電容的一極和第二十九電阻的一端均接以太網(wǎng)芯片的正極性差分信號(hào)接收端,第十四電容的另一極接網(wǎng)絡(luò)變壓器接收器原邊的正極性網(wǎng)絡(luò)插口,第二十九電阻的另一端和第三十電阻的一端以及第十五電容的一極并接后接網(wǎng)絡(luò)變壓器接收器原邊線圈的中心抽頭,第十五電容的另一極接主控模塊電源的地,第三十電阻的另一端和第十六電容的一極均接以太網(wǎng)芯片的負(fù)極性差分信號(hào)接收端,第十六電容的另一極接網(wǎng)絡(luò)變壓器接收器原邊的負(fù)極性網(wǎng)絡(luò)插口;
RJ45接口電路包括:RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口、第三十一電阻、第三十二電阻、第三十三電阻、第三十四電阻、第三十五電阻、第三十六電阻,第十七電容、第十八電容,RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口的連接指示燈陽(yáng)極接第三十一電阻的一端,RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口的激活指示燈陽(yáng)極接第三十二電阻的一端,第三十一電阻的另一端和第三十二電阻的另一端均接主控模塊的電源,RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口的正極性差分信號(hào)發(fā)送端接網(wǎng)絡(luò)變壓器驅(qū)動(dòng)器副邊的正極性網(wǎng)絡(luò)插口,RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口的負(fù)極性差分信號(hào)發(fā)送端接網(wǎng)絡(luò)變壓器驅(qū)動(dòng)器副邊的負(fù)極性網(wǎng)絡(luò)插口,RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口的一空腳接第三十三電阻的一端,第三十三電阻的另一端接第三十五電阻的一端,第三十五電阻的另一端接網(wǎng)絡(luò)變壓器驅(qū)動(dòng)器副邊線圈的中心抽頭,RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口的正極性差分信號(hào)接收端接網(wǎng)絡(luò)變壓器接收器副邊的正極性網(wǎng)絡(luò)插口,RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口的負(fù)極性差分信號(hào)接收端接網(wǎng)絡(luò)變壓器接收器副邊的負(fù)極性網(wǎng)絡(luò)插口,RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口的另一空腳接地三十四電阻的一端,第三十四電阻的另一端接第三十六電阻的一端,第三十六電阻的另一端接網(wǎng)絡(luò)變壓器接收器副邊線圈的中心抽頭,第十七電容的一極與第三十三電阻和第三十五電阻的連接點(diǎn)、第三十四電阻和第三十六電阻的連接點(diǎn)相連,第十七電容的另一極和第十八電容的一極均接RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口的通訊接地端,第十八電容的另一極接主控模塊電源的地,RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口的連接指示燈陰極接以太網(wǎng)芯片的連接指示燈端口,RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口的激活指示燈陰極接以太網(wǎng)芯片的激活指示燈端口。
本發(fā)明采用上述技術(shù)方案,具有以下有益效果:使微型斷路器具備了集總采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)程集總控制現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)和遠(yuǎn)程通信的功能,提高了集成度且具有IO可編程能力,采用本發(fā)明涉及的微型斷路器作為控制開關(guān)的智能電器能夠滿足組網(wǎng)通信可靠性的要求。
實(shí)踐本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)的其它優(yōu)點(diǎn)將在具體實(shí)施方式中描述。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹。顯而易見地,下面描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。
圖1為智能型微型斷路器的可編程集總遠(yuǎn)程測(cè)控裝置系統(tǒng)框圖。
圖2為RS232通信模塊的電路圖。
圖3為RS485通信模塊的電路圖。
圖4為以太網(wǎng)通信模塊的電路圖。
圖5為數(shù)字量輸入模塊的電路圖。
圖6為數(shù)字量輸出模塊的電路圖。
圖7為模擬量輸入模塊的電路圖。
圖中標(biāo)號(hào)說明:L1為第一電感,L2為第二電感,R1至R51為第一至第五十一電阻,C1至C23為第一至第二十三電容,O1至O5為第一至第五光耦,J1為DB9接口,P1為RS485信號(hào)輸出端子,P2跳線端子,Q1為三級(jí)管,Y1為晶振,D1、D2為第一、第二雙向瞬變抑制二極管,D3為第三單向瞬變抑制二極管,U1為MAX232通信芯片,U2為MAX485通信芯片,U3為W5500以太網(wǎng)芯片,U4為RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口,U5為網(wǎng)絡(luò)變壓器芯片,U6A為高精度電壓比較芯片,U7為驅(qū)動(dòng)芯片,U8為模數(shù)高精度轉(zhuǎn)換芯片,U9為磁耦隔離芯片,K1為繼電器。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。以下參考附圖描述的具體實(shí)施方式是示例性的,僅用于解釋本發(fā)明,而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解,當(dāng)我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時(shí),它可以直接連接或耦接到其它元件,也可以通過中間元件連接或耦接到其它元件。
智能型微型斷路器的可編程集總遠(yuǎn)程測(cè)控裝置的系統(tǒng)如圖1所示,包括:主控模塊、通信模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊和模擬量輸入模塊。模擬量輸入模塊的輸入端接集總采集的模擬信號(hào),模擬量輸入模塊的輸出端接主控模塊的數(shù)據(jù)端口,數(shù)字量輸入模塊的輸入端接集總采集的數(shù)字電壓信號(hào),數(shù)字量輸入模塊的輸出端接主控模塊的數(shù)字量輸入端,數(shù)字量輸出模塊的輸入端接主控模塊的數(shù)字量輸出端,數(shù)字量輸出模塊輸出繼電器開出量。模擬量輸入模塊檢測(cè)集總采集的模擬信號(hào)中的模擬電流信號(hào)或模擬電壓信號(hào)并對(duì)檢測(cè)的模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到數(shù)字采樣值,數(shù)字量輸入模塊對(duì)其輸入端接收的數(shù)字電壓信號(hào)進(jìn)行先隔離分析后脈沖計(jì)數(shù)校準(zhǔn)的處理得到繼電器開入量,主控模塊根據(jù)繼電器開入量和數(shù)字采樣值得到繼電器開出量,數(shù)字量輸出模塊根據(jù)繼電器開出量控制繼電器線圈失電或得電進(jìn)而控制開關(guān)斷開或閉合。主控模塊由STM32微處理器組成;通信模塊包括:RS485通信模塊、RS232通信模塊和以太網(wǎng)通信模塊,其中,RS485通信模塊由RS485接口電路、MAX485信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和電氣隔離及信號(hào)控制電路組成,RS232通信模塊由RS232接口電路、MAX232信號(hào)轉(zhuǎn)換電路組成,以太網(wǎng)通信模塊由RJ45接口電路、網(wǎng)絡(luò)通信隔離變換電路和W5500以太網(wǎng)芯片模塊電路組成;數(shù)字量輸入模塊由電壓信號(hào)隔離處理分析電路、脈沖計(jì)數(shù)波形校準(zhǔn)電路和數(shù)字量Input接口組成,數(shù)字量輸出模塊由繼電器開出量電路、電氣隔離模塊電路和數(shù)字量Output接口組成;模擬量輸入模塊由電流/電壓選擇和信號(hào)處理分析電路、高精度ADC轉(zhuǎn)換電路、磁耦隔離電路和SPI總線組成。
RS232通信模塊如圖1所示,MAX232信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的一端與主控模塊的通信端口USART1連接,MAX232信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的另一端與RS232接口電路連接。RS232通信模塊的電路圖如圖2所示。MAX232信號(hào)轉(zhuǎn)換電路包括:第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5以及MAX232通信芯片U1,RS232接口電路包括:DB9接口J1、第一電感L1、第一電阻R1、第二電阻R2。第一電感L1的一端與主控模塊的電源地CPU_GND連接,第一電感L1的另一端與DB9接口J1的第五腳(信號(hào)地端)連接,DB9接口J1的第三腳(發(fā)送數(shù)據(jù)端)與第一電阻R1的一端連接,DB9接口J1的第二腳(接收數(shù)據(jù)端)和第七腳(請(qǐng)求發(fā)送數(shù)據(jù)端)連接后與第二電阻R2的一端連接,第一電阻R1的另一端與MAX232通信芯片U1的第七腳(驅(qū)動(dòng)器輸出端)連接,第二電阻R2的另一端與MAX232通信芯片U1的第八腳(接收器輸入端)連接,第一電容C1的正極板、MAX232通信芯片U1的第十六腳(電源端)、第五電容C5的一極與5V電源相連接,第一電容C1的負(fù)極板與MAX232通信芯片U1的第二腳(驅(qū)動(dòng)器輸出電阻的電流流入端)連接,第五電容C5的另一極、MAX232通信芯片U1的第十五腳(接地端)與5V電源地相連接,第二電容C2的正極板與MAX232通信芯片U1的第一腳(第一電容正極接入端)連接,第二電容C2的負(fù)極板與MAX232通信芯片U1的第三腳(第一電容負(fù)極接入端)連接,第三電容C3的正極板與MAX232通信芯片U1的第四腳(第二電容正極接入端)連接,第三電容C3的負(fù)極板與MAX232通信芯片U1的第五腳(第二電容負(fù)極接入端)連接,第四電容C4的正極板與5V電源地連接,第四電容C4的負(fù)極板與MAX232通信芯片U1的第六腳(驅(qū)動(dòng)器輸出電阻的電流流出端)連接,MAX232通信芯片U1的第九腳(接收器輸出端)、第十腳(驅(qū)動(dòng)器發(fā)送端)分別與STM32微處理器的USART1_RX引腳、USART1_TX相連接。MAX232通信芯片U1采用5V供電,外接第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3和第四電容C4,將TTL和RS232信號(hào)進(jìn)行互相轉(zhuǎn)換,第九腳和第十腳接微處理器的引腳實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。
RS485通信模塊如圖1所示,電氣隔離及信號(hào)控制電路的一端與主控模塊的通信端口USART3連接,電氣隔離及信號(hào)控制電路的另一端與MAX485信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的一端連接,MAX485信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的另一端與RS485接口電路連接。
RS485通信模塊的具體電路如圖3所示。電氣隔離及信號(hào)控制電路包括:第一光耦O1、第二光耦O2、第三光耦O3,第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7,MAX485信號(hào)轉(zhuǎn)換電路包括:MAX485通信芯片U2,RS485接口電路包括:第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第十一電阻R11、第一雙向瞬變抑制二極管D1、第二雙向瞬變抑制二極管D2、RS485信號(hào)輸出端子P1。第一光耦O1的第八腳(電源端口)與微處理器3.3V電源正極連接,第一光耦O1的第五腳(接地端)與微處理器3.3V電源地連接,第一光耦O1的第六腳(集電極開路輸出端)與STM32微處理器的USART3_RX引腳(通信端口的接收端)連接,第一光耦O1的第二腳(陽(yáng)極)與第五電阻R5的一端連接,第五電阻R5的另一端與485VCC電源連接,第三電阻R3的一端與微處理器3.3V電源正極連接,第三電阻R3的另一端與第二光耦O2的第一腳(陽(yáng)極)連接,第二光耦O2的第二腳(陰極)與STM32微處理器的USART3_EN引腳(通信端口的使能端)連接,第二光耦O2的第四腳(集電極)與第六電的阻R6的一端、MAX485通信芯片U2的第二腳(接收器使能端)及第三腳(驅(qū)動(dòng)器使能端)連接,第六電阻R6的另一端與485VCC電源連接,第二光耦O2的第三腳(發(fā)射極)與485VCC電源地連接,第四電阻R4的一端與微處理器3.3V電源正極連接,第四電阻R4的另一端與第三光耦O3的第二腳(陽(yáng)極)連接,第三光耦O3的第三腳(陰極)與STM32微處理器的USART3_TX引腳(通信端口的發(fā)送端)連接,第三光耦O3的第八腳(電源端)與485VCC電源連接,第七電阻R7的一端、MAX485通信芯片U2的第四腳(驅(qū)動(dòng)器輸入端)、第三光耦O3的第六腳(集電極開路輸出端)相連接,第七電阻R7的另一端與485VCC電源連接,第三光耦O3的第五腳(接地端)與485VCC電源地連接,MAX485通信芯片U2的第八腳(電源端)與485VCC電源連接,MAX485通信芯片U2的第七腳(接收器反相輸入端)與第一雙向瞬變抑制二極管D1的一陽(yáng)極、第八電阻R8的一端、第十電阻R10的一端連接,第八電阻R8的另一端、第一雙向瞬變抑制二極管D1的另一陽(yáng)極與485VCC電源地連接,MAX485通信芯片U2的第六腳(接收器同相輸入端)與第二雙向瞬變抑制二極管D2的一陽(yáng)極、第九電阻R9的一端、第十一電阻R11的一端連接,第二雙向瞬變抑制二極管D2的另一陽(yáng)極與485VCC電源地連接,第九電阻R9的另一端與485VCC電源連接,第十電阻R10的另一端與RS485信號(hào)輸出端子P1的1腳連接,第十一電阻R11的另一端與RS485信號(hào)輸出端子P1的2腳連接。第一光耦、第三光耦采用高速光耦6N137,利用5V隔離電源供電,用于隔離與STM32微處理器之間的數(shù)據(jù)傳輸。第二光耦采用普通光耦EL817,控制MAX485通信芯片的數(shù)據(jù)收發(fā)。MAX485通信芯片的A、B信號(hào)線分別接10K的上拉電阻R9和下拉電阻R8,可防止RS485接口的信號(hào)干擾。RS485信號(hào)輸出端子P1分別接R10、R11,可以減少信號(hào)反射,抑制噪聲,提高RS485通信芯片的穩(wěn)定性。
以太網(wǎng)通信模塊如圖1所示:W5500以太網(wǎng)芯片模塊電路的一端與STM32微處器的通信端口連接,W5500以太網(wǎng)芯片模塊電路的另一端與網(wǎng)絡(luò)通信隔離變換電路的一端連接,網(wǎng)絡(luò)通信隔離變換電路的另一端與RJ45接口電路連接。
以太網(wǎng)通信模塊的具體電路如圖4所示。W5500以太網(wǎng)芯片模塊電路包括:W5500以太網(wǎng)芯片U3,第二電感L2,晶振Y1,第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第十八電阻R18、第十九電阻R19、第二十電阻R20、第二十一電阻R21、第二十二電阻R22、第二十三電阻R23、第二十四電阻R24、第二十八電阻R28、第六電容C6、第七電容C7、第八電容C8、第九電容C9、第十二電容C12、第十三電容C13,網(wǎng)絡(luò)通信隔離變換電路包括:網(wǎng)絡(luò)變壓器U5,第二十五電阻R25、第二十六電阻R26、第二十七電阻R27、第二十九電阻R29、第三十電阻R30、第十電容C10、第十一電容C11、第十四電容C14、第十五電容C15、第十六電容C16,RJ45接口電路包括:RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口U3、第三十一電阻R31、第三十二電阻R32、第三十三電阻R33、第三十四電阻R34、第三十五電阻R35、第三十六電阻R36、第十七電容C17、第十八電容C18。第二電感L2的一端、W5500以太網(wǎng)芯片U3的第二十八腳、第十九電阻R19的一端、第二十電阻R20的一端、第二十一電阻R21的一端、第二十二電阻R22的一端、第二十三電阻R23的一端、第二十四電阻R24的一端、第三十一電阻R31的一端、第三十二電阻R32的一端與微處理器3.3V電源正極連接,第十二電阻R12的一端、第十三電阻R13的一端、第十四電阻R14的一端、第十五電阻R15的一端、第十六電阻R16的一端、第十七電阻R17的一端、第十八電阻R18的一端、第六電容C6的一極、第七電容C7的一極、第八電容C8的一極、第九電容C9的一極、第十電容C10的一極、第十一電容C11的一極、第十二電容C12的一極、第十三電容C13的一極、第十五電容C15的一極、第十八電容C18的一極、W5500以太網(wǎng)芯片U3的第三腳、W5500以太網(wǎng)芯片U3的第九腳、W5500以太網(wǎng)芯片U3的第十四腳、W5500以太網(wǎng)芯片U3的第十六腳、W5500以太網(wǎng)芯片U3的第十九腳、W5500以太網(wǎng)芯片U3的第二十九腳均與微處理器3.3V電源地連接,第二電感L2的另一端、W5500以太網(wǎng)芯片U3的第四腳、W5500以太網(wǎng)芯片U3的第八腳、第六電容C6的另一極、W5500以太網(wǎng)U3的第十一腳、W5500以太網(wǎng)芯片U3的第十五腳、W5500以太網(wǎng)芯片U3的第十七腳、第七電容C7的另一極、W5500以太網(wǎng)芯片U3的第二十一腳與模擬電源VCC3V3A連接,第十二電阻R12的另一端與W5500以太網(wǎng)芯片U3的第十腳連接,第十三電阻R13的另一端與W5500以太網(wǎng)芯片U3的第四十二腳連接,第十四電阻R14的另一端與W5500以太網(wǎng)芯片U3的第四十一腳連接,第十五電阻R15的另一端與W5500以太網(wǎng)芯片U3的第四十腳連接,第十六電阻R16的另一端與W5500以太網(wǎng)芯片U3的第三十九腳連接,第十七電阻R17的另一端與W5500以太網(wǎng)芯片U3 的第三十八腳連接,第八電容C8的另一極與W5500以太網(wǎng)芯片U3的第二十腳連接,第九電容C9的另一極與W5500以太網(wǎng)芯片U3的第二十二腳連接,第十八電阻R18的另一端與W5500以太網(wǎng)芯片U3的第二十三腳連接,第十九電阻R19的另一端與W5500以太網(wǎng)芯片U3的第四十五腳連接,第二十電阻R20的另一端與W5500以太網(wǎng)芯片U3的第四十四腳連接,第二十一電阻R21的另一端與W5500以太網(wǎng)芯片U3的第四十三腳連接,第二十二電阻R22的另一端與W5500以太網(wǎng)芯片U3的第三十七腳連接,第二十三電阻R23的另一端與W5500以太網(wǎng)芯片U3的第三十六腳連接,第二十四電阻R24的另一端與W5500以太網(wǎng)芯片U3的第三十二腳連接,第十二電容C12的另一極、晶振Y1的一極、第二十八電阻R28的一端與W5500以太網(wǎng)芯片U3的第三十一腳連接,第十三電容C13的另一極、晶振Y1的另一極、第二十八電阻R28的另一端與W5500以太網(wǎng)芯片U3的第三十腳連接,第二十五電阻R25的另一端、W5500以太網(wǎng)芯片U3的第二腳(正極性差分信號(hào)輸出端)、網(wǎng)絡(luò)變壓器芯片U5的第一腳(驅(qū)動(dòng)器原邊的正極性網(wǎng)絡(luò)插口)連接,第二十六電阻R26的另一端與以W5500太網(wǎng)芯片U3的第一腳(負(fù)極性差分信號(hào)輸出端)、網(wǎng)絡(luò)變壓器芯片U5的第三腳(驅(qū)動(dòng)器原邊的負(fù)極性網(wǎng)絡(luò)插口)連接,第二十七電阻R27的另一端、第十一電容C11的另一極與網(wǎng)絡(luò)變壓器芯片U5的第二腳(驅(qū)動(dòng)器原邊線圈的中心抽頭)連接,第二十九電阻R29的一端、第十四電容C14的一極與W5500以太網(wǎng)芯片U3的第六腳(正極性差分信號(hào)接收端)連接,第九電容C9的另一極與網(wǎng)絡(luò)變壓器芯片U5的第二十二腳連接,第二十九電阻R29的另一端、第三十電阻R30的一端、第十五電容C15的另一極均與網(wǎng)絡(luò)變壓器芯片U5的第七腳(接收器原邊線圈的中心抽頭)連接,第三十電阻R30的另一端、第十六電C16的一極與W5500以太網(wǎng)芯片U3的第五腳(負(fù)極性差分信號(hào)接收端)連接,第十六電容C16的另一極與網(wǎng)絡(luò)變壓器芯片的U5第八腳(接收器原邊的負(fù)極性網(wǎng)絡(luò)插口)連接,網(wǎng)路變壓器芯片U5的第九腳(接收器副邊的負(fù)極性網(wǎng)絡(luò)插口)與RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口U4的第六腳(負(fù)極性差分信號(hào)接收端)連接,網(wǎng)路變壓器芯片U5的第十腳(接收器副邊線圈的中心抽頭)與第三十六電阻R36的一端連接,網(wǎng)絡(luò)變壓器芯片U5的第十一腳(接收器副邊的正極性網(wǎng)絡(luò)插口)與RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口U4的第三腳(正極性差分信號(hào)接收端)連接,網(wǎng)絡(luò)變壓器芯片U5的第十四腳(驅(qū)動(dòng)器副邊的負(fù)極性網(wǎng)絡(luò)端口)與RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口U4的第二腳(負(fù)極性差分信號(hào)發(fā)送端)連接,網(wǎng)絡(luò)變壓器芯片U5的第十五腳(驅(qū)動(dòng)器副邊線圈的中心抽頭)與第三十五電阻R35的一端連接,網(wǎng)絡(luò)變壓器芯片U5的第十六腳(驅(qū)動(dòng)器副邊的正極性網(wǎng)絡(luò)端口)與RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口U4的第一腳(正極性差分信號(hào)發(fā)送端)連接,第三十五電阻R35的另一端、第三十三電阻R33的一端、第三十四電阻R34的一端、第三十六電阻R36的另一端、第十七電容C17的一極相連接,第十七電容C17的另一極、第十八電容C18的另一極、第一RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口B腳(通訊接地端)相連接,第三十三電阻R33的另一端與RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口U4的第四腳(空腳)和第五腳(空腳)連接,第三十四電阻R34的另一端與RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口U4的第七腳(空腳)和第八腳(空腳)連接,第三十一電阻R31的另一端與RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口U4的第十二腳(連接指示燈陽(yáng)極)連接,第三十二電阻R32的另一端與RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口U4的第十腳(激活指示燈陽(yáng)極)連接,RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口U4的第十一腳(連接指示燈陰極)與W5500以太網(wǎng)芯片U3的第二十五腳連接,RJ45網(wǎng)絡(luò)插座接口U4的第九腳(激活指示燈陰極)與W5500以太網(wǎng)芯片U3的第二十七腳連接。網(wǎng)絡(luò)變壓器芯片的型號(hào)為HY601680,用于耦合信號(hào)電平以增強(qiáng)信號(hào),使信號(hào)傳輸距離變遠(yuǎn),使芯片與外部隔離,提高抗干擾能力。微處理器通過TXN、TXP發(fā)送數(shù)據(jù),微處理器通過RXP、RXN接收外部數(shù)據(jù)。
數(shù)字量輸入模塊如圖1所示:電壓信號(hào)隔離處理分析電路的輸出端與脈沖計(jì)數(shù)波形校準(zhǔn)電路的輸入端連接,脈沖計(jì)數(shù)波形校準(zhǔn)電路的輸出端經(jīng)數(shù)字量Input接口與STM32微處理器的數(shù)字量輸入端連接。
數(shù)字量輸入模塊的具體電路如圖5所示。電壓信號(hào)隔離處理分析電路包括:第三十七電阻R37、第三十八電阻R38、第四光耦O4、第三單向瞬變抑制二極管D3、第十九電容C19、第三十九電阻R39、第四十電阻R40,脈沖計(jì)數(shù)波形校準(zhǔn)電路包括:第四十一電阻R41、第四十二電阻R42、第四十三電阻R43、第四十四電阻R44、高精度電壓比較芯片U6A。第三十七電阻R37的一端、第三十八電阻R38的一端分別接數(shù)字電壓信號(hào),第三十七電阻R37的另一端、第三十八電阻R38的另一端、第四光耦O4的第一腳(陽(yáng)極)相連接,第三十八電阻R38接收數(shù)字電壓信號(hào)的一端與第四光耦O4的第二腳(陰極)連接,第四光耦O4的第四腳(集電極)、第三單向瞬變抑制二極管D3的陽(yáng)極、第三十九電阻R39的一端、第四十電阻R40的一端、第十九電容C19的一極相連接,第四光耦O4的第三腳(發(fā)射極)、第十九電容C19的另一極、第四十一電阻R41的一端均與3.3V地連接,第三單向瞬變抑制二極管D3的負(fù)極、第三十九電阻R39的另一端、第四十二電阻R42的一端、第四十四電阻R44的一端均與3.3V電源正極連接,第四十一電阻R41的另一端、第四十二電阻R42的另一端與高精度電壓比較芯片U6A的第六腳(負(fù)極)連接,第四十電阻R40的另一端、高精度電壓比較芯片U6A的第七腳(正極)、第四十三電阻R43的一端相連接,第四十三電阻R43的另一端、高精度電壓比較芯片U6A的第一腳(輸出端)、第四十四電阻R44的另一端并接后與STM32微處理器的數(shù)字量輸入端連接。數(shù)字量輸入模塊可接收0-30V數(shù)字式直流電壓信號(hào),當(dāng)輸入電壓大于5-30V時(shí),輸入邏輯為1,當(dāng)輸入電壓低于0-3V時(shí),輸入邏輯為0。U6A為高精度電壓比較器,當(dāng)負(fù)極比正極低2mV以上時(shí),輸出低電平;當(dāng)負(fù)極比高2mV以上時(shí),輸出高電平,從而對(duì)波形校準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)脈沖計(jì)數(shù)功能??赏ㄟ^軟件編程來實(shí)現(xiàn)開入量與脈沖計(jì)數(shù)的相互切換。
數(shù)字量輸出模塊如圖1所示:繼電器開關(guān)量電路的輸入端與與電氣隔離模塊電路的輸出端連接,電氣隔離模塊電路的輸入端經(jīng)數(shù)字量Output接口與STM32微處理器的數(shù)字量輸出端連接。
數(shù)字量輸出模塊的具體電路如圖6所示。電氣隔離模塊電路包括第四十五電阻R45和第五光耦O5及第四十六電阻R46,繼電器開出量電路包括:驅(qū)動(dòng)芯片U7和繼電器K1。第四十五電阻R45的一端與STM32微處理器的數(shù)字量輸出端連接,第四十五電阻R45的另一端與第五光耦O5的第二腳(陰極)連接,第五光耦O5的第一腳(陽(yáng)極)與3.3V電源正極連接,第五光耦O5的第三腳(發(fā)射極)與第四十六電阻R46的一端連接,第四十六電阻R46的另一端與驅(qū)動(dòng)芯片U7的第二腳(輸入端)連接,第五光耦O5的第四腳(集電極)、驅(qū)動(dòng)芯片U7的第九腳、繼電器K1線圈的一端與24V電源正極連接,驅(qū)動(dòng)芯片U7的第八腳與24V電源地連接,驅(qū)動(dòng)芯片U7的第十五腳(輸出端)與繼電器K1線圈的另一端連接,繼電器K1觸頭兩端接入待控設(shè)備。驅(qū)動(dòng)芯片U7的型號(hào)為ULN2003,ULN2003是達(dá)林頓晶體管陣列芯片,R45為限流電阻,當(dāng)微處理器輸出的數(shù)字信號(hào)CPU_DO為高電平時(shí),第五光耦不導(dǎo)通,此時(shí),ULN2003的第2腳輸入低電平,則ULN2003的第15腳輸出高電平,繼電器K1線圈不得電,反之,則繼電器K1線圈得電吸合。
模擬量輸入模塊如圖1所示:電流/電壓選擇信號(hào)處理分析電路的輸出端與高精度ADC轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接,高精度ADC轉(zhuǎn)換電路的輸出端與磁耦隔離電路的輸入端連接,磁耦隔離電路的輸出端通過SPI總線與STM32微處理器I/O引腳連接。
模擬量輸入模塊的具體電路如圖7所示。電流/電壓選擇信號(hào)處理分析電路包括:第四十七電阻R47、第四十八電阻R48、第四十九電阻R49、第二十電容C20、跳線端子P2,高精度ADC轉(zhuǎn)換電路包括:第二十一電容C21、第二十二電容C22、第二十三電容C23、模數(shù)高精度轉(zhuǎn)換芯片U8,磁耦隔離電路包括:磁耦隔離芯片U9、三極管Q1、第五十電阻R50、第五十一電阻R51、第四十七電阻R47的一端、第四十八電阻R48的一端接集總采集的模擬信號(hào),第四十七電阻R47的另一端、第二十電容C20的一極、第四十九電阻R49的一端與模數(shù)高精度轉(zhuǎn)換芯片U8的第一腳(模擬輸入端)連接,第二十電容C20的另一極、跳線端子P2第二腳、第二十一電容C21的一極、第二十二電容C2的負(fù)極板、第二十三電容C23的負(fù)極板、模數(shù)高精度轉(zhuǎn)換芯片U8的第十五腳、磁耦隔離芯片U9的第九腳(第二接地端)與模擬電源AI地連接,第四十八電阻R48的另一端與跳線端子P2的第一腳連接,第四十九電阻R49的另一端與跳線端子P2的第三腳連接,模數(shù)高精度轉(zhuǎn)換芯片U8的第十腳(外部參考緩沖器輸入端)與第二十三電容C23的正極端連接,模數(shù)高精度轉(zhuǎn)換芯片U8的第九腳(外部參考緩沖器輸出端)、第二十二電容C22的正極板、第二十一電容C21的另一極相連接,模數(shù)高精度轉(zhuǎn)換芯片U8的第十六腳(電源端)、磁耦隔離芯片U9的第十腳(第二使能端)與模擬電源AI正極連接,模數(shù)高精度轉(zhuǎn)換芯片U8的第十四腳(數(shù)字信號(hào)輸入端)與磁耦隔離芯片U9的第十二腳(C通道輸出端)連接,模數(shù)高精度轉(zhuǎn)換芯片U8的第十三腳(數(shù)字信號(hào)移位輸出端)與磁耦隔離芯片U9的第十一腳(D通道輸入端)連接,模數(shù)高精度轉(zhuǎn)換芯片U8的第十二腳(移位時(shí)鐘端)與磁耦隔離芯片U9的第十三腳(B通道輸出端)連接,模數(shù)高精度轉(zhuǎn)換芯片U8的第十一腳(轉(zhuǎn)換啟動(dòng)端)與磁耦隔離芯片U9的第十四腳(A通道輸出端)連接,磁耦隔離芯片U9的第十六腳(第二供電端口)與模擬電源AI正極連接,磁耦隔離芯片U9的第七腳(第一使能端)與第五十一電阻R51的一端、三極管Q1的集電極相連接,三極管Q1的發(fā)射極、磁耦隔離芯片U9的第八腳及第二腳(第一接地端)與3.3V電源地連接,第五十電阻R50的一端與三極管Q1的基極連接,第五十電阻R50的另一端、磁耦隔離芯片U9的第一腳(第一供電端口)與3.3V電源正極連接,第五十一電阻R51的另一端、磁耦隔離芯片U9的第三腳(A通道輸入端)接收STM32微處理器輸出的中斷信號(hào),磁耦隔離芯片U9的第四腳(B通道輸入端)、第五腳(C通道輸入端)、第六腳(D通道輸出端)通過SPI總線與STM32微處理器的數(shù)據(jù)端口連接。磁耦隔離芯片為四通道數(shù)字隔離芯片LTC1863,減小了外界模擬量信號(hào)對(duì)微處理器的干擾。本模塊可檢測(cè)0-20mA的模擬電流信號(hào)或0-10V模擬電壓信號(hào),當(dāng)檢測(cè)0-20mA模擬電流信號(hào)時(shí),通過跳線帽將跳線端口P2的第1腳與第2腳短接,則電流通過第四十八電阻R48產(chǎn)生壓降進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)。當(dāng)檢測(cè)0-10V模擬電壓信號(hào)時(shí),則通過跳線帽將跳線端子P2端口的第2腳與第3腳短接,由第四十七電阻R47和第四十九R49分壓后檢測(cè),第二十電容C20為采樣保持電容。