專利名稱：一種免插件彈針通訊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種免插件彈針通訊裝置。
背景技術(shù)：
免插件彈針通訊裝置以新型的通訊連接方式已廣泛應(yīng)用于智能控制系統(tǒng)模塊中， 為工程安裝人員提供了安裝的便利同時(shí)也保障了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。原先智能系統(tǒng)控制模塊通過繁瑣的布線，包括電源線、信號(hào)線多，以區(qū)分不同的顏色來(lái)區(qū)分信號(hào)線，在大多數(shù)情況下會(huì)造成信號(hào)線的布線混亂，甚至接錯(cuò)出現(xiàn)工程上的一系列問題。本實(shí)用新型為解決布線上的多種不便，同時(shí)也不會(huì)因搭錯(cuò)線而出現(xiàn)問題，因?yàn)檫@種總線式的通訊方法不分極性，且只需兩根總線就可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在克服使用插件彈針給工程設(shè)計(jì)帶來(lái)的不便，從而采用這種免插件彈針式的通訊方法，既能有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通訊又能在系統(tǒng)設(shè)計(jì)減少不必要的失誤與問題。 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型免插件彈針通訊裝置主要體現(xiàn)于電源和技術(shù)接口這兩大主要特色。本實(shí)用新型一種免插件彈針通訊裝置通過專有彈針實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的傳送，包括強(qiáng)電繼電器控制電路和弱電數(shù)據(jù)信息控制電路；所述的強(qiáng)電繼電器控制電路通過小型變壓器與整流橋?qū)?20V市電降壓整流后轉(zhuǎn)化為12V直流電給繼電器供電，并通過穩(wěn)壓芯片將12V 電壓穩(wěn)至5V給上層板電路供電；并利用光耦實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的隔離，12V電壓輸出端通過電容穩(wěn)定其輸出電流，最后由5V穩(wěn)壓芯片將其電壓穩(wěn)至5V。所述的弱電數(shù)據(jù)信息控制電路包括按鍵控制電路、LED燈指示電路、蜂鳴器報(bào)警電路和在線下載電路，并結(jié)合總線技術(shù)接收由本模塊輸出高低電平信號(hào)再由強(qiáng)電電路的放大電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大保護(hù)， 從而控制繼電器的開斷；核心是通過彈針實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的通訊，無(wú)需采用接插件連接方式； 其弱電數(shù)據(jù)信息控制電路通過在線下載電路實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在線實(shí)時(shí)更新與升級(jí)，結(jié)合LED燈與蜂鳴器指示相應(yīng)的按鍵控制狀態(tài)；利用彈針，實(shí)現(xiàn)弱電與強(qiáng)電之間的數(shù)據(jù)通訊。本實(shí)用新型免插件彈針通訊裝置的電源電路主要采用效率高、質(zhì)量輕、體積小的開關(guān)電源供電給整個(gè)系統(tǒng)，這個(gè)電源設(shè)計(jì)具有兩個(gè)低壓輸出12V和5V，最大功率處理能力是10W，輸出電壓12V;第一個(gè)輸出的峰值電流是900mA，第二個(gè)輸出(5V)的實(shí)現(xiàn)方法是在第一個(gè)輸出上通過電容和5V穩(wěn)壓芯片將其電壓穩(wěn)至5V ；這個(gè)解決方案讓5V輸出電壓具有很高的精確度，因此該方案給邏輯電路、LCD和蜂鳴器供電，其電路由保險(xiǎn)絲、小型變壓器、 光電耦合器等器件組合而成，具有功耗低等優(yōu)點(diǎn)，因此5V電壓主要為單片機(jī)、LED燈、蜂鳴器供電，12V電壓則單獨(dú)為繼電器供電。本實(shí)用新型免插件彈針通訊裝置的通訊電路采用總線通訊電路，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收解碼與發(fā)送解碼，其主要包括發(fā)送模塊和接收模塊，其特征在于，所述的發(fā)送模塊設(shè)有前端信號(hào)緩沖取反、耦合電路和放大電路；所述的接收模塊設(shè)有前端信號(hào)區(qū)分、電平轉(zhuǎn)換和信號(hào)緩沖取反。進(jìn)一步所述的前端信號(hào)取反是由74HC14集成芯片實(shí)現(xiàn)的；進(jìn)一步，所述的耦合放大電路是由兩個(gè)并聯(lián)電容、放大三極管、限流電阻組成的；進(jìn)一步，所述的前端信號(hào)區(qū)分是由四個(gè)二極管實(shí)現(xiàn)的；進(jìn)一步，所述的電平轉(zhuǎn)換是由三極管、電容、電阻實(shí)現(xiàn)的；進(jìn)一步，所述的信號(hào)緩沖取反是由74HC14集成芯片實(shí)現(xiàn)的；進(jìn)一步，驅(qū)動(dòng)單片機(jī)工作的5V電源未獨(dú)立供電，則可以從總線系統(tǒng)里進(jìn)行“竊電”取電。本實(shí)用新型的特征還在于其外圍電路，包括繼電器控制電路、按鍵掃描電路、LED 燈指示電路、系統(tǒng)在線升級(jí)電路；進(jìn)一步，繼電器控制電路采用12V電壓供電，輸出強(qiáng)電控制；進(jìn)一步，按鍵掃描電路采用矩陣鍵盤掃描設(shè)計(jì)方法，程序每隔一段時(shí)間，對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描一次，即定時(shí)掃描；進(jìn)一步，LED燈指示電路主要通過紅綠兩種顏色的LED燈指示按鍵的狀態(tài)以及判斷是正常模式還是編程模式，總共五個(gè)按鍵相應(yīng)的就有5組LED燈；進(jìn)一步，系統(tǒng)在線升級(jí)電路主要是實(shí)現(xiàn)程序的實(shí)時(shí)在線更新，在線下載以及測(cè)試程序功能，方便產(chǎn)品的升級(jí)與功能上問題的解決。本實(shí)用新型的突出特性在于直接采用彈針進(jìn)行數(shù)據(jù)時(shí)間的通訊，無(wú)需接插件進(jìn)行連接，簡(jiǎn)單方便。
[0010]圖1為本實(shí)用新型的強(qiáng)電控制電路原理圖。[0011]圖2為本實(shí)用新型的12V穩(wěn)壓電路原理圖。[0012]圖3為本實(shí)用新型的5V穩(wěn)壓電路電路原理圖。[0013]圖4為本實(shí)用新型繼電器控制電路原理圖。[0014]圖5為本實(shí)用新型的上層弱電控制電路原理圖。[0015]圖6為本實(shí)用新型總線通訊電路原理圖。[0016]圖7為本實(shí)用新型LED燈指示電路原理圖。[0017]圖8為本實(shí)用新型按鍵掃描電路原理圖。[0018]圖9為本實(shí)用新型系統(tǒng)在線升級(jí)電路原理圖。[0019]圖10為本實(shí)用新型的單片機(jī)主控電路原理圖。
具體實(shí)施方式本實(shí)施例的免插件彈針通訊裝置包括強(qiáng)電控制電路1和弱電控制電路5。強(qiáng)電控制電路包括電源電路2、3和繼電器控制電路4。弱電控制電路包括總線通訊電路6，LED燈指示電路7，按鍵掃描電路8，系統(tǒng)在線升級(jí)電路9和單片機(jī)主控電路10。 在電源電路中包括12V穩(wěn)壓電路和5V穩(wěn)壓電路，設(shè)有一個(gè)整流橋DB107、一個(gè)電阻保險(xiǎn)絲、一個(gè)小型變壓器、一個(gè)快速階躍恢復(fù)二極管BYW6C、一個(gè)光耦EL817、一個(gè)精密穩(wěn)壓集成塊TL431等。在總線接口電路中包括發(fā)送電路和接收電路，在發(fā)送電路中設(shè)有74HC14非門芯片、兩個(gè)電容、四個(gè)BAV99 二極管、五個(gè)電阻；在接收電路2中設(shè)有74HC14非門芯片、一個(gè)電容、三個(gè)BAV99 二極管、一個(gè)三極管、四個(gè)電阻。本實(shí)用新型免插件彈針通訊裝置的電源電路，主要是將220V市電通過保險(xiǎn)絲短路保護(hù)后經(jīng)過整流橋DB107進(jìn)行整流送入變壓器進(jìn)行變壓，同時(shí)通過精密穩(wěn)壓集成塊進(jìn)行反饋穩(wěn)壓；在這個(gè)應(yīng)用中，反饋回路的實(shí)現(xiàn)方法是通過一個(gè)光耦合器利用輸出電壓驅(qū)動(dòng)這個(gè)FB引腳，以保證輸入出輸出之間的絕緣，監(jiān)視VDD電壓的是一個(gè)磁滯比較器，它能夠管理啟動(dòng)電流生成器；事實(shí)上，只要VDD電壓值大于VDDON的電壓值，比較器就會(huì)導(dǎo)通，并給VDD 電容器充電；一旦達(dá)到這個(gè)條件，功率場(chǎng)效應(yīng)MOS晶體管就立即開始開關(guān)操作；突發(fā)模式工作原理是跳過相同的開關(guān)周期，以便在負(fù)載減弱時(shí)降低功耗。本實(shí)用新型免插件彈針通訊裝置的總線發(fā)送端，發(fā)送的前端通過一個(gè)非門，這非門對(duì)數(shù)據(jù)的發(fā)送起到了一個(gè)數(shù)據(jù)延緩的作用，再通過一對(duì)耦合電容，將所要發(fā)送的TTL電平波形方式載入到傳輸數(shù)據(jù)線上，這種方式的作用是使信息放大后再在雙絞線上傳輸，不僅使傳輸?shù)木嚯x更遠(yuǎn)而且不易受到外界的干擾，消除亂碼的情況。本實(shí)用新型免插件彈針通訊裝置的總線接收端，接收的前端通過一個(gè)電容濾波， 再經(jīng)過PNP管對(duì)進(jìn)行波轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成TTL電平供給非門，后端非門的作用是一是，起到了數(shù)據(jù)緩沖，二是是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，高電平變成低電平，低電平變成高電平，這樣數(shù)據(jù)的起始就是一個(gè)下降沿，正好供51單片的外部下降沿中斷處理方式，便于處理器更及時(shí)地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收處理。本實(shí)用新型免插件彈針通訊裝置的按鍵掃描電路采用五按鍵定時(shí)掃描方式，即通過總線可編程實(shí)現(xiàn)本身模塊與其他模塊之間的聯(lián)動(dòng)控制；LED燈指示電路設(shè)有三極管驅(qū)動(dòng) (3904)電路，為避免單片機(jī)的IO端口電流過小而造成LED燈的亮度無(wú)法滿足要求；系統(tǒng)在線升級(jí)電路，主要是利用AVR單片機(jī)的幾個(gè)下載引腳外接方便程序的實(shí)時(shí)更新；繼電器控制電路則通過上層板的弱電信息經(jīng)由驅(qū)動(dòng)芯片ULN2003驅(qū)動(dòng)后控制繼電器的開斷狀態(tài)，從而控制強(qiáng)電燈光等其他設(shè)備的開或關(guān)。本實(shí)用新型免插件彈針通訊裝置的彈針實(shí)現(xiàn)上層電路與下層電路進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊， 直接將上層電路板對(duì)應(yīng)位置扣入到下層電路上，則每個(gè)彈針對(duì)應(yīng)一個(gè)通訊數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)穩(wěn)定傳輸。本實(shí)用新型具有專有的具有保護(hù)功能的電源設(shè)計(jì)不需另外提供相應(yīng)的電源，同時(shí)新型的通訊方為工程布線提供了便利，采用本實(shí)用新型進(jìn)行設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通訊不僅數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，同時(shí)能編程預(yù)置入相應(yīng)預(yù)編程信息，可以滿足用戶的不同需求。
權(quán)利要求1.一種免插件彈針通訊裝置，其特征是通過專有彈針實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的傳送，主要包括強(qiáng)電繼電器控制電路和弱電數(shù)據(jù)信息控制電路；強(qiáng)電繼電器控制電路通過小型變壓器與整流橋?qū)?20V市電降壓整流后轉(zhuǎn)化為12V直流電給繼電器供電，并通過穩(wěn)壓芯片將12V電壓穩(wěn)至5V給上層板電路供電；弱電數(shù)據(jù)信息控制電路包括按鍵控制電路、LED燈指示電路、蜂鳴器報(bào)警電路和在線下載電路，并結(jié)合總線技術(shù)接收由本模塊輸出高低電平信號(hào)再由強(qiáng)電電路的放大電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大保護(hù)，從而控制繼電器的開斷；核心是通過彈針實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的通訊，無(wú)需采用接插件連接方式。
2.如權(quán)利要求1所述的一種免插件彈針通訊裝置，其特征在于強(qiáng)電繼電器控制電路利用光耦實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的隔離，12V電壓輸出端通過電容穩(wěn)定其輸出電流，最后由5V穩(wěn)壓芯片將其電壓穩(wěn)至5V。
3.如權(quán)利要求1所述的一種免插件彈針通訊裝置，其特征在于弱電數(shù)據(jù)信息控制電路通過在線下載電路實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在線實(shí)時(shí)更新與升級(jí)，結(jié)合LED燈與蜂鳴器指示相應(yīng)的按鍵控制狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種免插件彈針通訊裝置，其特征在于通過彈針實(shí)現(xiàn)弱電與強(qiáng)電之間的數(shù)據(jù)通訊。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種免插件彈針通訊裝置，其特征是通過專有彈針實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的傳送，主要包括強(qiáng)電繼電器控制電路和弱電數(shù)據(jù)信息控制電路；強(qiáng)電控制電路通過小型變壓器與整流橋?qū)?20V市電降壓整流后轉(zhuǎn)化為12V直流電給繼電器供電，并通過穩(wěn)壓芯片將12V電壓穩(wěn)至5V給上層板電路供電；弱電數(shù)據(jù)信息控制電路包括按鍵控制電路、LED燈指示電路、蜂鳴器報(bào)警電路和在線下載電路，并結(jié)合總線技術(shù)接收由本模塊輸出高低電平信號(hào)再由強(qiáng)電電路的放大電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大保護(hù)，從而控制繼電器的開斷；核心是通過彈針實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的通訊，無(wú)需采用接插件連接方式。
文檔編號(hào)H02M7/04GK201976010SQ20102024822
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者林熙明 申請(qǐng)人:林熙明