CN106597955B - 一种海底沉积物探杆的贯入拔出控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明一种海底沉积物探杆的贯入拔出控制电路，包括外部电源输入控制电路Ⅰ、电源电路Ⅱ、数据采集电路Ⅲ、数据传输与存储电路Ⅳ、主控电路Ⅴ和18个同样的控制电磁阀电路Ⅵ。目前的监测设备对海底环境的监测时间往往有限，无法支持长时间的检测，短时监测设备需要多次布放和回收。本设备可以实现长达一年之久的海底环境监测，并且只需要一次布放与回收操作，在操作和成本上远远优于海底环境短时监测设备,其低功耗特性保证了设备可长时间坐落于海底进行检测，合理的***电路和逻辑分明的程序保证了***稳定的工作状态。

Description

一种海底沉积物探杆的贯入拔出控制电路

技术领域

本发明属于海洋地球物理研究工程技术领域，具体是一种海底沉积物探杆的贯入拔出控制电路。

背景技术

随着经济社会的不断发展和环境保护的矛盾日益突出，开发海洋资源又不能破坏生态环境已成为迫在眉睫的事情。近年来，国家对海洋资源开发利用的重视程度逐年增长，从海洋生物资源到海洋矿产资源，从海洋能源到海洋空间资源，无一不是国家和人民的珍贵财产。然而，人类对于资源的渴望却是盲目的。在近乎疯狂的资源开采过程中，人类几乎完全没有认识到自己的行为会对生态环境造成怎样的伤害。有害物质进入海洋环境造成的污染会损害生物资源，反过来危害人类健康。所以合理开发海洋资源既是对人类自身，也是对海洋生态环境极其重要的准则。目前海底环境监测设备对海底环境的监测时间往往有限，对于长达一年之久的监测，要么是供电设备电量消耗殆尽，要么是***工作不稳定，又或是其他一系列的因素，导致无法支持长时间的检测。虽然短时监测设备可通过短时间的多次检测获得相对完整的海底环境数据，然而该类设备需要多次布放和回收，而且获得的只是部分的数据。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种海底沉积物探杆的贯入拔出控制电路。

本发明一种海底沉积物探杆的贯入拔出控制电路，包括外部电源输入控制电路Ⅰ、电源电路Ⅱ、数据采集电路Ⅲ、数据传输与存储电路Ⅳ、主控电路Ⅴ和18个同样的控制电磁阀电路Ⅵ。外部电源输入控制电路Ⅰ包括双D触发器芯片IC1、第一非极性电容C1、第二非极性电容C2、第一极性电容C3、第一二极管D1、第一电阻R1、第一三极管Q1和继电器RELAY1，继电器RELAY1的型号为G5V-1-5VDC，双D触发器芯片IC1型号为CD4013；

所述的双D触发器芯片IC1的3脚与第一非极性电容C1的一端连接并接外部TTL脉冲输入端，4脚、6脚、7脚与第一非极性电容C1的另一端、第二非极性电容C2的一端、第一三极管Q1的发射极、第一极性电容C3的负极连接并接地，1脚与第二非极性电容C2的另一端、第一电阻R1的一端连接，2脚与5脚连接，14脚与第一二极管D1的阴极、继电器RELAY1的2脚连接并接+5V电源，第一电阻R1的另一端与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的集电极与第一二极管D1的阳极、继电器RELAY1的5脚连接，继电器RELAY1的1脚、6脚接+24V电源，继电器RELAY1的3脚与第一极性电容C3正极连接并作为+24V电源输出；

所述的电源电路Ⅱ包括+5V输出电源电路、+3.3V输出电源电路、+2.5V输出电源电路；

所述的+5V输出电源电路由稳压电源芯片IC2和滤波电路构成，其中滤波电路包括第二二极管D2、第三非极性电容C4、第四非极性电容C5、第五非极性电容C0、第二极性电容C6、第一电感L1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，所述的稳压电源芯片IC2型号为TPS5420；

稳压电源芯片IC2的7脚接第三非极性电容C4的一端、第四非极性电容C5的一端，并与外部电源输入控制电路中继电器RELAY1的3脚连接，6脚与第四非极性电容C5的另一端、第三非极性电容C4的另一端、第二二极管D2的阳极、第四电阻R4的一端、第二极性电容C6的负极连接并接地，1脚与第五非极性电容C0的一端连接，8脚与第二二极管D2的阴极、第五非极性电容C0的另一端、电感L1的一端连接，4脚与第三电阻R3的一端、第四电阻R4的另一端连接，电感L1的另一端与第三电阻R3的另一端、第二电阻R2的一端连接，第二极性电容C6的正极与第二电阻R2的另一端连接并作为+5V电源输出，2脚和3脚架空；

所述的+3.3V输出电源电路由稳压电源芯片IC3和滤波电路构成，其中滤波电路包括第三二极管D3、第六非极性电容C7、第七非极性电容C9、第三极性电容C8、第五电阻R5和第六电阻R6，所述的稳压电源芯片IC3型号为LM1117-3.3；

稳压电源芯片IC3的3脚接第六非极性电容C7的一端，并与+5V电源输出连接，1脚与第六非极性电容C7的另一端、第三极性电容C8的负极、第七非极性电容C9的一端和第三二极管D3的阴极连接并接地，2脚与4脚、第三极性电容C8的正极、第七非极性电容C9的另一端、第五电阻R5的一端和第六电阻R6的一端连接，第六电阻R6的另一端和第三二极管D3的正极连接，第五电阻R5的另一端作为+3.3V电源输出；

所述的+2.5V输出电源电路由稳压电源芯片IC4和滤波电路构成，其中滤波电路包括第八非极性电容C11、第九非极性电容C13、第四极性电容C10和第十二极性电容C12，所述的稳压电源芯片IC4型号为REF5025；

稳压电源芯片IC4的2脚接第四极性电容C10的正极和第八非极性电容C11的一端并与+5V电源输出连接，6脚接第十二极性电容C12的正极和第九非极性电容C13的一端，输出+2.5V电源输出,4脚与第四极性电容C10的负极、第八非极性电容C11的另一端、第十二极性电容C12的负极和第九非极性电容C13的另一端连接并接地，1脚、3脚、5脚、7脚和8脚架空；

所述的控制电磁阀电路Ⅵ包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第一MOS管QM1；

第六二极管D6的阴极与第八电阻R8的一端、第九电阻R9的一端连接，并与+24V电源输出连接，第六二极管D6的阳极与第五二极管D5的阴极和第一MOS管QM1的源级连接，并接外部电磁阀的负极输入端YV0，第九电阻R9的另一端和第五二极管D5的阳极连接，第一MOS管QM1的栅级与第八电阻R8的另一端、第四二极管D4的阴极和第七电阻R7的一端连接，漏级和第四二极管D4的阳极连接并接地，第七电阻R7的另一端接主控电路中的主控芯片IC12的1脚；

所述的数据采集电路Ⅲ包括三轴加速度量获取电路、测量+24V电压量电路、测量+110V电压量电路、测量压力量和位移量电路、数模转换电路和采集开关信号电路；

所述的三轴加速度量获取电路包括三轴加速度计芯片IC5、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十非极性电容C14、第十一非极性电容C15、第十二非极性电容C16，三轴加速度计芯片IC5型号为MMA7260Q；

三轴加速度计芯片IC5的1脚接+3.3V电源输出，4脚与12脚、第十非极性电容C14的一端、第十一非极性电容C15的一端、第十二非极性电容C16的一端连接并接地，13脚接第十二电阻R12的一端，14脚接第十一电阻R11的一端，15脚接第十电阻R10的一端，第十二电阻R12的另一端接第十二非极性电容C16的另一端并接数模转换芯片IC8的11脚，第十一电阻R11的另一端接第十一非极性电容C15的另一端并接数模转换芯片IC8的10脚，第十电阻R10的另一端接第十非极性电容C14的另一端并接数模转换芯片IC8的9脚，2脚、3脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚和16脚架空；

所述的测量+24V电压量电路包括运算放大器芯片IC6和滤波电路，滤波电路包括第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十三非极性电容C17、第十四非极性电容C18、第七二极管D7、第八二极管D8，运算放大器芯片IC6型号为LM258AD；

运算放大器芯片IC6的1脚与第十七电阻R17的一端连接，并于2脚连接，3脚与第十三电阻R13的一端、第十四电阻R14的一端、第七二极管D7的阴极、第八二极管D8的阳极和第十三非极性电容C17的一端连接，8脚与第十五电阻R15的一端和第十六电阻R16的一端连接，4脚与第十六电阻R16的另一端、第十四电阻R14的另一端、第七二极管D7的阳极、第十三非极性电容C17的另一端和第十四非极性电容C18的一端连接并接地,第十三电阻R13的另一端和第十五电阻R15的另一端连接并接+24V电源输出,第八二极管D8的阴极接+5V电源输出，第十七电阻R17的另一端和第十四非极性电容C18的一端连接并接数模转换芯片IC8的6脚；

所述的测量+110V电压量电路包括运算放大器芯片IC7、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第十五非极性电容C19、第十六非极性电容C20、第九二极管D11、第十二极管D12，运算放大器芯片IC7型号为LM258AD；

运算放大器芯片IC7的1脚与第二十二电阻R22的一端连接，并于2脚连接，3脚与第十八电阻R18的一端、第十九电阻R19的一端、第九二极管D11的阴极、第十二极管D12的阳极和第十五非极性电容C19的一端连接，8脚与第二十电阻R20的一端和第二十一电阻R21的一端连接，4脚与第十九电阻R19的另一端、第二十一电阻R21的另一端、第九二极管D11的阳极、第十五非极性电容C19的另一端和第十六非极性电容C20的一端连接并接地，第十八电阻R18的另一端接+110V电源，第二十电阻R20的另一端接+24V电源输出，第十二极管D12的阴极接+5V电源输出，第二十二电阻R22的另一端和第十六非极性电容C20的一端连接并接数模转换芯片IC8的12脚；

所述的测量压力量和位移量电路包括第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第十七非极性电容C21、第十八非极性电容C22；

第二十三电阻R23的一端接第二十四电阻R24的一端，并接外部电流信号Iout1，另一端接第十七非极性电容C21的一端并接地，第二十四电阻R24的另一端接第十七非极性电容C21的另一端并接数模转换芯片IC8的7脚，第二十五电阻R25的一端接第二十六电阻R26的一端，并接外部电流信号Iout2，另一端接第十八非极性电容C22的一端并接地，第二十六电阻R26的另一端接第十八非极性电容C22的另一端并接数模转换芯片IC8的8脚，将获得的4～20mA电流信号转换成1～5V电压信号，输入到数据采集电路中的数模转换电路；

所述的数模转换电路包括数模转换芯片IC8、滤波电路、晶振电路、第二十九电阻R29、第三十电阻R30、第三十一电阻R31、第三十二电阻R32、第三十三电阻R33，滤波电路包括第六极性电容C23、第七极性电容C25、第八极性电容C30、第二十九非极性电容C24、第三十非极性电容C26、第三十一非极性电容C27、第三十二非极性电容C31、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28，晶振电路包括第二十四非极性电容C28、第二十五非极性电容C29、第一晶振Y1。数模转换芯片IC8型号为ADS1256；

数模转换芯片IC8的1脚接第二十九非极性电容C24的一端和第六极性电容C23的正极并接+5V电源输出，2脚接17脚、第二十九非极性电容C24的另一端、第六极性电容C23的负极、第二十八电阻R28的一端、第三十三电阻R33的一端、第二十四非极性电容C28的一端、第二十五非极性电容C29的一端、第三十二非极性电容C31的负极和第八极性电容C30的一端并接地，3脚接第二十八电阻R28的另一端、第三十非极性电容C26的一端、第三十一非极性电容C27的一端和第七极性电容C25的负极，4脚接第二十七电阻R27的一端、第三十非极性电容C26的另一端、第三十一非极性电容C27的另一端和第七极性电容C25的正极，14脚接15脚、16脚、第三十二非极性电容C31的一端和第八极性电容C30的正极并接+3.3V电源输出，18脚接第一晶振Y1的一端和第二十五非极性电容C29的另一端，19脚接第一晶振Y1的另一端和第二十四非极性电容C28的另一端，5脚接第二十七电阻R27的另一端，并接+2.5V电源输出，20脚接第三十三电阻R33的另一端，21脚接第三十二电阻R32的一端，22脚接第三十一电阻R31的一端，23脚接第三十电阻R30的一端，24脚接第二十九电阻R29的一端，6脚接第十七电阻R17的另一端，7脚接第二十四电阻R24的另一端，8脚接第二十六电阻R26的另一端，9脚接第十电阻R10的另一端，10脚接第十一电阻R11的另一端，11脚接第十二电阻R12的另一端，12脚接第二十二电阻R22的另一端，第二十九电阻R29的另一端输出信号接主控芯片IC12的30脚，第三十电阻R30的另一端接主控芯片IC12的32脚，第三十一电阻R31的另一端输出信号接主控芯片IC12的31脚，第三十二电阻R32的另一端接主控芯片IC12的29脚，13脚、25脚、26脚、27脚和28脚架空；

所述的数据传输与存储电路Ⅳ包括多通道RS-232线路驱动器/接收器IC9、第十九非极性电容C23、第二十九非极性电容C24、第七极性电容C25、第三十非极性电容C26、第三十一非极性电容C27，多通道RS-232线路驱动器/接收器IC9型号为MAX3232；

多通道RS-232线路驱动器/接收器IC9的1脚接第十九非极性电容C23的一端，3脚接第十九非极性电容C23的另一端，4脚接第二十九非极性电容C24的一端，5脚接第二十九非极性电容C24的另一端，2脚接第三十非极性电容C26的一端，16脚接第七极性电容C25的一端并接+3.3V电源输出，6脚接第三十一非极性电容C27的一端，15脚与第七极性电容C25的另一端、第三十非极性电容C26的另一端和第三十一非极性电容C27的另一端连接并接地，10脚接主控电路中的主控芯片IC12的25脚，9脚接主控电路中的主控芯片IC12的26脚，7脚向外部串口设备发送PC_RX信号，8脚接收来自外部串口设备的PC_TX信号，11脚、12脚、13脚和14脚架空；

所述的采集开关信号电路包括光耦芯片IC10和光耦芯片IC11、第三十四电阻R34、第三十五电阻R35、第三十六电阻R36、第三十七电阻R37、第三十八电阻R38、第三十九电阻R39、第四十电阻R40、第四十一电阻R41、第四十二电阻R42、第四十三电阻R43、第二十四非极性电容C28、第二十五非极性电容C29、第八极性电容C30、第三十二非极性电容C31、第二十八非极性电容C32、第十一二极管D13、第十六二极管D14、第十三二极管D15、第十四二极管D16、第十五二极管D17，光耦芯片IC10型号为TLP521-1，IC11型号为TLP521-4；

光耦芯片IC10的1脚接第三十四电阻R34的一端、第二十四非极性电容C28的一端和第十一二极管D13的阴极，2脚与3脚、第二十四非极性电容C28的另一端和第十一二极管D13的阳极连接并接地，4脚接第三十五电阻R35的一端并接主控芯片IC12的84脚，第三十四电阻R34的另一端接收外部设备产生的开关信号1，第三十五电阻R35的另一端接+3.3V电源输出；

光耦芯片IC11的1脚接第三十六电阻R36的一端、第二十五非极性电容C29的一端和第十六二极管D14的阴极，3脚接第三十七电阻R37的一端、第八极性电容C30的一端和第十三二极管D15的阴极，5脚接第三十八电阻R38的一端、第三十二非极性电容C31的一端和第十四二极管D16的阴极，7脚接第三十九电阻R39的一端、第二十八非极性电容C32的一端和第十五二极管D17的阴极，2脚与4脚、6脚、8脚、9脚、11脚、13脚、15脚、第二十五非极性电容C29的另一端、第十六二极管D14的阳极连接、第八极性电容C30的另一端、第十三二极管D15的阳极连接、第三十二非极性电容C31的另一端、第十四二极管D16的阳极连接、第二十八非极性电容C32的另一端、第十五二极管D17的阳极连接并接地，16脚接第四十电阻R40的一端并接主控芯片IC12的85脚，14脚接第四十一电阻R41的一端并接主控芯片IC12的86脚、12脚接第四十二电阻R42的一端并接主控芯片IC12的87脚、10脚接第四十三电阻R43的一端并接主控芯片IC12的88脚，第三十六电阻R36的另一端接收外部设备产生的开关信号2，第三十七电阻R37的另一端接收外部设备产生的开关信号3，第三十八电阻R38的另一端接收外部设备产生的开关信号4，第三十九电阻R39的另一端接收外部设备产生的开关信号5，第四十电阻R40的另一端第四十一电阻R41的另一端、第四十二电阻R42和第四十三电阻R43的另一端并接+3.3V电源输出；

所述的主控电路Ⅴ包括主控芯片IC12、复位电路、晶振电路、第四十五电阻R45、第一纽扣电池座BT1，复位电路包括第三十三非极性电容C33、第四十四电阻R44、第一开关K1。晶振电路包括第三十四非极性电容C34、第三十五非极性电容C35、第三十六非极性电容C36、第三十七非极性电容C37、第二晶振Y2、第四十六电阻R46、第三晶振Y3，主控芯片型号为STM32F303VCT6；

主控芯片IC12的89脚接第四十四电阻R44的一端、第三十三非极性电容C33的一端和第一开关K1的一端，12脚接第三晶振Y3的一端和第三十四非极性电容C34的一端，13脚接第三晶振Y3的另一端和第三十五非极性电容C35的一端，8脚接第二晶振Y2的一端、第四十六电阻R46的一端和第三十六非极性电容C36的一端，9脚接第三晶振Y3的另一端、第四十六电阻R46的另一端和第三十七非极性电容C37的一端，94脚接第四十五电阻R45的一端，6脚接第一纽扣电池座BT1的一端，50脚与75脚、100脚、28脚、22脚、21脚和第四十四电阻R44的另一端接+3.3V电源输出，49脚接74脚、99脚、第三十三非极性电容C33的另一端、第三十四非极性电容C34的另一端、第三十五非极性电容C35的另一端、第一开关K1的另一端、第四十五电阻R45、第一纽扣电池座BT1、第三十六非极性电容C36的另一端和第三十七非极性电容C37的另一端并接地，72脚接外部调试的数据引脚，76脚接外部调试的时钟引脚，25脚接多通道RS-232线路驱动器/接收器IC9的10脚，26脚接多通道RS-232线路驱动器/接收器IC9的9脚，29脚接第三十二电阻R32的另一端，30脚接第二十九电阻R29的另一端，31脚接第三十一电阻R31的另一端，32脚接第三十电阻R30的另一端，84脚接光耦芯片IC10的4脚，85脚、86脚、87脚、88脚分别接光耦芯片IC11的16脚、14脚、12脚、10脚，59脚、60脚、61脚、62脚、63脚、64脚、65脚、66脚分别接外部脉冲产生设备的脉冲信号TIM4_4A、TIM4_4Z、TIM4_5A、TIM4_5Z、TIM3_2A、TIM3_2Z、TIM3_3A、TIM3_3Z，1脚接第七电阻R7的另一端，2脚、3脚、4脚、5脚、10脚、11脚、15脚、16脚、17脚、18脚、70脚、71脚、67脚、79脚、80脚、81脚、82脚分别接另外17个电磁阀控制电路中与MOS管栅极连接的电阻的另一端，其余引脚架空。

有益效果：

本设备可以实现长达一年之久的海底环境监测，并且只需要一次布放与回收操作，在操作和成本上远远优于海底环境短时监测设备。由于要长时间的海底环境监测，所以本***的低功耗特性也非常优秀。在需要探杆工作时，电池仓向***供电，一旦完成探杆贯入操作后，电池仓便可实现智能断电，保证***进入断电模式，节省电量消耗。本***的低功耗特性保证了设备可长时间坐落于海底进行检测，合理的***电路和逻辑分明的程序保证了***稳定的工作状态。本***采用24位的外置ADC芯片，可以获取高精度的工作状态信息。每根探杆的贯入过程分6次进行，每次运动之后都进行运动位移校准，有效地避免了探杆夹持手与探杆之间可能存在的打滑现象。通过该***，科学家们可以有效准确地获取海底环境信息，分析海底环境状态，为人类的海洋资源开发提供正确的方向。

附图说明

图1为本发明电路的整体框图；

图2为外部电源输入控制电路Ⅰ的电路图；

图3为+5V输出电源电路的电路图；

图4为+3.3V输出电源电路的电路图；

图5为+2.5V输出电源电路的电路图；

图6为控制电磁阀电路Ⅵ的电路图；

图7为三轴加速度量获取电路的电路图；

图8为测量+24V电压量电路的电路图；

图9为测量+110V电压量电路的电路图；

图10为测量压力量和位移量电路的电路图；

图11为数模转换电路电路的电路图；

图12为数据传输与存储电路Ⅳ的电路图；

图13为采集开关信号的电路图；

图14为主控电路Ⅴ的电路图。

具体实施方式

如图1所示，一种海底沉积物探杆的贯入拔出控制电路，包括外部电源输入控制电路Ⅰ、电源电路Ⅱ、数据采集电路Ⅲ、数据传输与存储电路Ⅳ、主控电路Ⅴ和18个同样的控制电磁阀电路Ⅵ。

如图2所示，外部电源输入控制电路Ⅰ包括双D触发器芯片IC1、第一非极性电容C1、第二非极性电容C2、第一极性电容C3、第一二极管D1、第一电阻R1、第一三极管Q1和继电器RELAY1，继电器RELAY1的型号为G5V-1-5VDC，双D触发器芯片IC1型号为CD4013。

所述的双D触发器芯片IC1的3脚与第一非极性电容C1的一端连接并接外部TTL脉冲输入端，4脚、6脚、7脚与第一非极性电容C1的另一端、第二非极性电容C2的一端、第一三极管Q1的发射极、第一极性电容C3的负极连接并接地，1脚与第二非极性电容C2的另一端、第一电阻R1的一端连接，2脚与5脚连接，14脚与第一二极管D1的阴极、继电器RELAY1的2脚连接并接+5V电源；第一电阻R1的另一端与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的集电极与第一二极管D1的阳极、继电器RELAY1的5脚连接，继电器RELAY1的1脚、6脚接+24V电源，继电器RELAY1的3脚与第一极性电容C3正极连接并作为+24V电源输出。

所述的电源电路Ⅱ包括+5V输出电源电路、+3.3V输出电源电路、+2.5V输出电源电路。

如图3所示，所述的+5V输出电源电路由稳压电源芯片IC2和滤波电路构成；其中滤波电路包括第二二极管D2、第三非极性电容C4、第四非极性电容C5、第五非极性电容C0、第二极性电容C6、第一电感L1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；所述的稳压电源芯片IC2型号为TPS5420。

稳压电源芯片IC2的7脚接第三非极性电容C4的一端、第四非极性电容C5的一端，并与外部电源输入控制电路中继电器RELAY1的3脚连接，6脚与第四非极性电容C5的另一端、第三非极性电容C4的另一端、第二二极管D2的阳极、第四电阻R4的一端、第二极性电容C6的负极连接并接地，1脚与第五非极性电容C0的一端连接，8脚与第二二极管D2的阴极、第五非极性电容C0的另一端、电感L1的一端连接，4脚与第三电阻R3的一端、第四电阻R4的另一端连接；电感L1的另一端与第三电阻R3的另一端、第二电阻R2的一端连接；第二极性电容C6的正极与第二电阻R2的另一端连接并作为+5V电源输出，2脚和3脚架空。

如图4所示，所述的+3.3V输出电源电路由稳压电源芯片IC3和滤波电路构成；其中滤波电路包括第三二极管D3、第六非极性电容C7、第七非极性电容C9、第三极性电容C8、第五电阻R5和第六电阻R6；所述的稳压电源芯片IC3型号为LM1117-3.3。

稳压电源芯片IC3的3脚接第六非极性电容C7的一端，并与+5V电源输出连接，1脚与第六非极性电容C7的另一端、第三极性电容C8的负极、第七非极性电容C9的一端和第三二极管D3的阴极连接并接地，2脚与4脚、第三极性电容C8的正极、第七非极性电容C9的另一端、第五电阻R5的一端和第六电阻R6的一端连接；第六电阻R6的另一端和第三二极管D3的正极连接；第五电阻R5的另一端作为+3.3V电源输出。

如图5所示，所述的+2.5V输出电源电路由稳压电源芯片IC4和滤波电路构成；其中滤波电路包括第八非极性电容C11、第九非极性电容C13、第四极性电容C10和第十二极性电容C12；所述的稳压电源芯片IC4型号为REF5025。

稳压电源芯片IC4的2脚接第四极性电容C10的正极和第八非极性电容C11的一端并与+5V电源输出连接，6脚接第十二极性电容C12的正极和第九非极性电容C13的一端，输出+2.5V电源输出；4脚与第四极性电容C10的负极、第八非极性电容C11的另一端、第十二极性电容C12的负极和第九非极性电容C13的另一端连接并接地，1脚、3脚、5脚、7脚和8脚架空。

如图6所示，所述的控制电磁阀电路Ⅵ包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第一MOS管QM1。

第六二极管D6的阴极与第八电阻R8的一端、第九电阻R9的一端连接，并与+24V电源输出连接，第六二极管D6的阳极与第五二极管D5的阴极和第一MOS管QM1的源级连接，并接外部电磁阀的负极输入端YV0；第九电阻R9的另一端和第五二极管D5的阳极连接；第一MOS管QM1的栅级与第八电阻R8的另一端、第四二极管D4的阴极和第七电阻R7的一端连接，漏级和第四二极管D4的阳极连接并接地；第七电阻R7的另一端接主控电路中的主控芯片IC12的1脚。

所述的数据采集电路Ⅲ包括三轴加速度量获取电路、测量+24V电压量电路、测量+110V电压量电路、测量压力量和位移量电路、数模转换电路和采集开关信号电路。如图7所示，所述的三轴加速度量获取电路包括三轴加速度计芯片IC5、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十非极性电容C14、第十一非极性电容C15、第十二非极性电容C16，三轴加速度计芯片IC5型号为MMA7260Q。

三轴加速度计芯片IC5的1脚接+3.3V电源输出，4脚与12脚、第十非极性电容C14的一端、第十一非极性电容C15的一端、第十二非极性电容C16的一端连接并接地，13脚接第十二电阻R12的一端，14脚接第十一电阻R11的一端，15脚接第十电阻R10的一端；第十二电阻R12的另一端接第十二非极性电容C16的另一端并接数模转换芯片IC8的11脚；第十一电阻R11的另一端接第十一非极性电容C15的另一端并接数模转换芯片IC8的10脚；第十电阻R10的另一端接第十非极性电容C14的另一端并接数模转换芯片IC8的9脚，2脚、3脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚和16脚架空。

如图8所示，所述的测量+24V电压量电路包括运算放大器芯片IC6和滤波电路，滤波电路包括第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十三非极性电容C17、第十四非极性电容C18、第七二极管D7、第八二极管D8，运算放大器芯片IC6型号为LM258AD。

运算放大器芯片IC6的1脚与第十七电阻R17的一端连接，并于2脚连接，3脚与第十三电阻R13的一端、第十四电阻R14的一端、第七二极管D7的阴极、第八二极管D8的阳极和第十三非极性电容C17的一端连接，8脚与第十五电阻R15的一端和第十六电阻R16的一端连接，4脚与第十六电阻R16的另一端、第十四电阻R14的另一端、第七二极管D7的阳极、第十三非极性电容C17的另一端和第十四非极性电容C18的一端连接并接地；第十三电阻R13的另一端和第十五电阻R15的另一端连接并接+24V电源输出；第八二极管D8的阴极接+5V电源输出；第十七电阻R17的另一端和第十四非极性电容C18的一端连接并接数模转换芯片IC8的6脚。

如图9所示，所述的测量+110V电压量电路包括运算放大器芯片IC7、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第十五非极性电容C19、第十六非极性电容C20、第九二极管D11、第十二极管D12，运算放大器芯片IC7型号为LM258AD。

运算放大器芯片IC7的1脚与第二十二电阻R22的一端连接，并于2脚连接，3脚与第十八电阻R18的一端、第十九电阻R19的一端、第九二极管D11的阴极、第十二极管D12的阳极和第十五非极性电容C19的一端连接，8脚与第二十电阻R20的一端和第二十一电阻R21的一端连接，4脚与第十九电阻R19的另一端、第二十一电阻R21的另一端、第九二极管D11的阳极、第十五非极性电容C19的另一端和第十六非极性电容C20的一端连接并接地；第十八电阻R18的另一端接+110V电源；第二十电阻R20的另一端接+24V电源输出；第十二极管D12的阴极接+5V电源输出；第二十二电阻R22的另一端和第十六非极性电容C20的一端连接并接数模转换芯片IC8的12脚。

如图10所示，所述的测量压力量和位移量电路包括第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第十七非极性电容C21、第十八非极性电容C22。

第二十三电阻R23的一端接第二十四电阻R24的一端，并接外部电流信号Iout1，另一端接第十七非极性电容C21的一端并接地；第二十四电阻R24的另一端接第十七非极性电容C21的另一端并接数模转换芯片IC8的7脚；第二十五电阻R25的一端接第二十六电阻R26的一端，并接外部电流信号Iout2，另一端接第十八非极性电容C22的一端并接地；第二十六电阻R26的另一端接第十八非极性电容C22的另一端并接数模转换芯片IC8的8脚。将获得的4～20mA电流信号转换成1～5V电压信号，输入到数据采集电路中的数模转换电路。

如图11所示，所述的数模转换电路包括数模转换芯片IC8、滤波电路、晶振电路、第二十九电阻R29、第三十电阻R30、第三十一电阻R31、第三十二电阻R32、第三十三电阻R33。滤波电路包括第六极性电容C23、第七极性电容C25、第八极性电容C30、第二十九非极性电容C24、第三十非极性电容C26、第三十一非极性电容C27、第三十二非极性电容C31、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28，晶振电路包括第二十四非极性电容C28、第二十五非极性电容C29、第一晶振Y1。数模转换芯片IC8型号为ADS1256。

数模转换芯片IC8的1脚接第二十九非极性电容C24的一端和第六极性电容C23的正极并接+5V电源输出，2脚接17脚、第二十九非极性电容C24的另一端、第六极性电容C23的负极、第二十八电阻R28的一端、第三十三电阻R33的一端、第二十四非极性电容C28的一端、第二十五非极性电容C29的一端、第三十二非极性电容C31的负极和第八极性电容C30的一端并接地，3脚接第二十八电阻R28的另一端、第三十非极性电容C26的一端、第三十一非极性电容C27的一端和第七极性电容C25的负极，4脚接第二十七电阻R27的一端、第三十非极性电容C26的另一端、第三十一非极性电容C27的另一端和第七极性电容C25的正极，14脚接15脚、16脚、第三十二非极性电容C31的一端和第八极性电容C30的正极并接+3.3V电源输出，18脚接第一晶振Y1的一端和第二十五非极性电容C29的另一端，19脚接第一晶振Y1的另一端和第二十四非极性电容C28的另一端，5脚接第二十七电阻R27的另一端，并接+2.5V电源输出，20脚接第三十三电阻R33的另一端，21脚接第三十二电阻R32的一端，22脚接第三十一电阻R31的一端，23脚接第三十电阻R30的一端，24脚接第二十九电阻R29的一端，6脚接第十七电阻R17的另一端，7脚接第二十四电阻R24的另一端，8脚接第二十六电阻R26的另一端，9脚接第十电阻R10的另一端，10脚接第十一电阻R11的另一端，11脚接第十二电阻R12的另一端，12脚接第二十二电阻R22的另一端；第二十九电阻R29的另一端输出信号接主控芯片IC12的30脚；第三十电阻R30的另一端接主控芯片IC12的32脚；第三十一电阻R31的另一端输出信号接主控芯片IC12的31脚；第三十二电阻R32的另一端接主控芯片IC12的29脚，13脚、25脚、26脚、27脚和28脚架空。

如图12所示，所述的数据传输与存储电路Ⅳ包括多通道RS-232线路驱动器/接收器IC9、第十九非极性电容C23、第二十九非极性电容C24、第七极性电容C25、第三十非极性电容C26、第三十一非极性电容C27，多通道RS-232线路驱动器/接收器IC9型号为MAX3232。

多通道RS-232线路驱动器/接收器IC9的1脚接第十九非极性电容C23的一端，3脚接第十九非极性电容C23的另一端，4脚接第二十九非极性电容C24的一端，5脚接第二十九非极性电容C24的另一端，2脚接第三十非极性电容C26的一端，16脚接第七极性电容C25的一端并接+3.3V电源输出，6脚接第三十一非极性电容C27的一端，15脚与第七极性电容C25的另一端、第三十非极性电容C26的另一端和第三十一非极性电容C27的另一端连接并接地，10脚接主控电路中的主控芯片IC12的25脚，9脚接主控电路中的主控芯片IC12的26脚，7脚向外部串口设备发送PC_RX信号，8脚接收来自外部串口设备的PC_TX信号，11脚、12脚、13脚和14脚架空。

如图13所示，所述的采集开关信号电路包括光耦芯片IC10和光耦芯片IC11、第三十四电阻R34、第三十五电阻R35、第三十六电阻R36、第三十七电阻R37、第三十八电阻R38、第三十九电阻R39、第四十电阻R40、第四十一电阻R41、第四十二电阻R42、第四十三电阻R43、第二十四非极性电容C28、第二十五非极性电容C29、第八极性电容C30、第三十二非极性电容C31、第二十八非极性电容C32、第十一二极管D13、第十六二极管D14、第十三二极管D15、第十四二极管D16、第十五二极管D17，光耦芯片IC10型号为TLP521-1，IC11型号为TLP521-4。

光耦芯片IC10的1脚接第三十四电阻R34的一端、第二十四非极性电容C28的一端和第十一二极管D13的阴极，2脚与3脚、第二十四非极性电容C28的另一端和第十一二极管D13的阳极连接并接地，4脚接第三十五电阻R35的一端并接主控芯片IC12的84脚；第三十四电阻R34的另一端接收外部设备产生的开关信号1；第三十五电阻R35的另一端接+3.3V电源输出。

光耦芯片IC11的1脚接第三十六电阻R36的一端、第二十五非极性电容C29的一端和第十六二极管D14的阴极，3脚接第三十七电阻R37的一端、第八极性电容C30的一端和第十三二极管D15的阴极，5脚接第三十八电阻R38的一端、第三十二非极性电容C31的一端和第十四二极管D16的阴极，7脚接第三十九电阻R39的一端、第二十八非极性电容C32的一端和第十五二极管D17的阴极，2脚与4脚、6脚、8脚、9脚、11脚、13脚、15脚、第二十五非极性电容C29的另一端、第十六二极管D14的阳极连接、第八极性电容C30的另一端、第十三二极管D15的阳极连接、第三十二非极性电容C31的另一端、第十四二极管D16的阳极连接、第二十八非极性电容C32的另一端、第十五二极管D17的阳极连接并接地，16脚接第四十电阻R40的一端并接主控芯片IC12的85脚，14脚接第四十一电阻R41的一端并接主控芯片IC12的86脚、12脚接第四十二电阻R42的一端并接主控芯片IC12的87脚、10脚接第四十三电阻R43的一端并接主控芯片IC12的88脚；第三十六电阻R36的另一端接收外部设备产生的开关信号2；第三十七电阻R37的另一端接收外部设备产生的开关信号3；第三十八电阻R38的另一端接收外部设备产生的开关信号4；第三十九电阻R39的另一端接收外部设备产生的开关信号5；第四十电阻R40的另一端第四十一电阻R41的另一端、第四十二电阻R42和第四十三电阻R43的另一端并接+3.3V电源输出。

如图14所示，所述的主控电路Ⅴ包括主控芯片IC12、复位电路、晶振电路、第四十五电阻R45、第一纽扣电池座BT1。复位电路包括第三十三非极性电容C33、第四十四电阻R44、第一开关K1。晶振电路包括第三十四非极性电容C34、第三十五非极性电容C35、第三十六非极性电容C36、第三十七非极性电容C37、第二晶振Y2、第四十六电阻R46、第三晶振Y3，主控芯片型号为STM32F303VCT6。

主控芯片IC12的89脚接第四十四电阻R44的一端、第三十三非极性电容C33的一端和第一开关K1的一端，12脚接第三晶振Y3的一端和第三十四非极性电容C34的一端，13脚接第三晶振Y3的另一端和第三十五非极性电容C35的一端，8脚接第三晶振Y2的一端、第四十六电阻R46的一端和第三十六非极性电容C36的一端，9脚接第三晶振Y3的另一端、第四十六电阻R46的另一端和第三十七非极性电容C37的一端，94脚接第四十五电阻R45的一端，6脚接第一纽扣电池座BT1的一端，50脚与75脚、100脚、28脚、22脚、21脚和第四十四电阻R44的另一端接+3.3V电源输出，49脚接74脚、99脚、第三十三非极性电容C33的另一端、第三十四非极性电容C34的另一端、第三十五非极性电容C35的另一端、第一开关K1的另一端、第四十五电阻R45、第一纽扣电池座BT1、第三十六非极性电容C36的另一端和第三十七非极性电容C37的另一端并接地，72脚接外部调试的数据引脚，76脚接外部调试的时钟引脚，25脚接多通道RS-232线路驱动器/接收器IC9的10脚，26脚接多通道RS-232线路驱动器/接收器IC9的9脚，29脚接第三十二电阻R32的另一端，30脚接第二十九电阻R29的另一端，31脚接第三十一电阻R31的另一端，32脚接第三十电阻R30的另一端，84脚接光耦芯片IC10的4脚，85脚、86脚、87脚、88脚分别接光耦芯片IC11的16脚、14脚、12脚、10脚，59脚、60脚、61脚、62脚、63脚、64脚、65脚、66脚分别接外部脉冲产生设备的脉冲信号TIM4_4A、TIM4_4Z、TIM4_5A、TIM4_5Z、TIM3_2A、TIM3_2Z、TIM3_3A、TIM3_3Z，1脚接第七电阻R7的另一端，2脚、3脚、4脚、5脚、10脚、11脚、15脚、16脚、17脚、18脚、70脚、71脚、67脚、79脚、80脚、81脚、82脚分别接另外17个电磁阀控制电路中与MOS管栅极连接的电阻的另一端，其余引脚架空。

工作过程：当双D触发器芯片IC1检测到+5V上升沿脉冲时，继电器RELAY1导通，+24V直流电源向***供电，产生一系列电源输出，如+5V、+3.3V、+2.5V，再一次检测到+5V上升沿脉冲时，继电器RELAY1断开，24V直流电源停止向***供电。主控芯片IC12的引脚置高，令电磁阀控制电路中的MOS管导通，+24V电源输出向外部设备电磁阀供电，从而触发电磁阀带动探杆运动。探杆运动时，会产生连续的脉冲信号，将产生脉冲信号的输出端接入主控芯片IC12。主控芯片IC12通过烧写至内部FLASH的程序，对探杆的运动进行控制。在探杆运动的过程中，将外部传感器检测到的物理信息对应的电信号传输至数模转换芯片IC8，生成可供主控芯片IC12处理的数字信号，并将处理好的信息以一定的格式通过RS232向外传输数据，保证信息的实时获取。当贯入探杆工作完成后，***进入断电模式，单片机进入休眠模式，等待下一次的工作信号来临。由于在探杆贯入过程接近完成时，对主控芯片的IC12的备份寄存器进行了写数据，所以当下一次工作开始时，通过对备份寄存器进行判断，就可以知道应该进行探杆拔出操作，达到智能判断***的目的。探杆拔出过程的流程正如探杆的贯入过程。

本发明所设计的电路主要用于近海海底坐落设备的传感器贯入控制，分析海底生态环境，为科学家研究海底生态环境提供有利帮助。

Claims (1)

1.一种海底沉积物探杆的贯入拔出控制电路，其特征在于：包括外部电源输入控制电路Ⅰ、电源电路Ⅱ、数据采集电路Ⅲ、数据传输与存储电路Ⅳ、主控电路Ⅴ和18个同样的控制电磁阀电路Ⅵ；

外部电源输入控制电路Ⅰ包括双D触发器芯片IC1、第一非极性电容C1、第二非极性电容C2、第一极性电容C3、第一二极管D1、第一电阻R1、第一三极管Q1和继电器RELAY1，继电器RELAY1的型号为G5V-1-5VDC，双D触发器芯片IC1型号为CD4013；

所述的双D触发器芯片IC1的3脚与第一非极性电容C1的一端连接并接外部TTL脉冲输入端，4脚、6脚、7脚与第一非极性电容C1的另一端、第二非极性电容C2的一端、第一三极管Q1的发射极、第一极性电容C3的负极连接并接地，1脚与第二非极性电容C2的另一端、第一电阻R1的一端连接，2脚与5脚连接，14脚与第一二极管D1的阴极、继电器RELAY1的2脚连接并接+5V电源，第一电阻R1的另一端与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的集电极与第一二极管D1的阳极、继电器RELAY1的5脚连接，继电器RELAY1的1脚、6脚接+24V电源，继电器RELAY1的3脚与第一极性电容C3正极连接并作为+24V电源输出；

所述的电源电路Ⅱ包括+5V输出电源电路、+3.3V输出电源电路、+2.5V输出电源电路；

所述的+5V输出电源电路由稳压电源芯片IC2和滤波电路构成，其中滤波电路包括第二二极管D2、第三非极性电容C4、第四非极性电容C5、第五非极性电容C0、第二极性电容C6、第一电感L1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，所述的稳压电源芯片IC2型号为TPS5420；

稳压电源芯片IC2的7脚接第三非极性电容C4的一端、第四非极性电容C5的一端，并与外部电源输入控制电路中继电器RELAY1的3脚连接，6脚与第四非极性电容C5的另一端、第三非极性电容C4的另一端、第二二极管D2的阳极、第四电阻R4的一端、第二极性电容C6的负极连接并接地，1脚与第五非极性电容C0的一端连接，8脚与第二二极管D2的阴极、第五非极性电容C0的另一端、电感L1的一端连接，4脚与第三电阻R3的一端、第四电阻R4的另一端连接，电感L1的另一端与第三电阻R3的另一端、第二电阻R2的一端连接，第二极性电容C6的正极与第二电阻R2的另一端连接并作为+5V电源输出，2脚和3脚架空；

所述的+3.3V输出电源电路由稳压电源芯片IC3和滤波电路构成，其中滤波电路包括第三二极管D3、第六非极性电容C7、第七非极性电容C9、第三极性电容C8、第五电阻R5和第六电阻R6，所述的稳压电源芯片IC3型号为LM1117-3.3；

稳压电源芯片IC3的3脚接第六非极性电容C7的一端，并与+5V电源输出连接，1脚与第六非极性电容C7的另一端、第三极性电容C8的负极、第七非极性电容C9的一端和第三二极管D3的阴极连接并接地，2脚与4脚、第三极性电容C8的正极、第七非极性电容C9的另一端、第五电阻R5的一端和第六电阻R6的一端连接，第六电阻R6的另一端和第三二极管D3的正极连接，第五电阻R5的另一端作为+3.3V电源输出；

所述的+2.5V输出电源电路由稳压电源芯片IC4和滤波电路构成，其中滤波电路包括第八非极性电容C11、第九非极性电容C13、第四极性电容C10和第十二极性电容C12，所述的稳压电源芯片IC4型号为REF5025；

稳压电源芯片IC4的2脚接第四极性电容C10的正极和第八非极性电容C11的一端并与+5V电源输出连接，6脚接第十二极性电容C12的正极和第九非极性电容C13的一端，输出+2.5V电源输出,4脚与第四极性电容C10的负极、第八非极性电容C11的另一端、第十二极性电容C12的负极和第九非极性电容C13的另一端连接并接地，1脚、3脚、5脚、7脚和8脚架空；

所述的控制电磁阀电路Ⅵ包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第一MOS管QM1；

第六二极管D6的阴极与第八电阻R8的一端、第九电阻R9的一端连接，并与+24V电源输出连接，第六二极管D6的阳极与第五二极管D5的阴极和第一MOS管QM1的源级连接，并接外部电磁阀的负极输入端YV0，第九电阻R9的另一端和第五二极管D5的阳极连接，第一MOS管QM1的栅级与第八电阻R8的另一端、第四二极管D4的阴极和第七电阻R7的一端连接，漏级和第四二极管D4的阳极连接并接地，第七电阻R7的另一端接主控电路中的主控芯片IC12的1脚；

所述的数据采集电路Ⅲ包括三轴加速度量获取电路、测量+24V电压量电路、测量+110V电压量电路、测量压力量和位移量电路、数模转换电路和采集开关信号电路；

所述的三轴加速度量获取电路包括三轴加速度计芯片IC5、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十非极性电容C14、第十一非极性电容C15、第十二非极性电容C16，三轴加速度计芯片IC5型号为MMA7260Q；

三轴加速度计芯片IC5的1脚接+3.3V电源输出，4脚与12脚、第十非极性电容C14的一端、第十一非极性电容C15的一端、第十二非极性电容C16的一端连接并接地，13脚接第十二电阻R12的一端，14脚接第十一电阻R11的一端，15脚接第十电阻R10的一端，第十二电阻R12的另一端接第十二非极性电容C16的另一端并接数模转换芯片IC8的11脚，第十一电阻R11的另一端接第十一非极性电容C15的另一端并接数模转换芯片IC8的10脚，第十电阻R10的另一端接第十非极性电容C14的另一端并接数模转换芯片IC8的9脚，2脚、3脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚和16脚架空；

所述的测量+24V电压量电路包括运算放大器芯片IC6和滤波电路，滤波电路包括第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十三非极性电容C17、第十四非极性电容C18、第七二极管D7、第八二极管D8，运算放大器芯片IC6型号为LM258AD；

运算放大器芯片IC6的1脚与第十七电阻R17的一端连接，并于2脚连接，3脚与第十三电阻R13的一端、第十四电阻R14的一端、第七二极管D7的阴极、第八二极管D8的阳极和第十三非极性电容C17的一端连接，8脚与第十五电阻R15的一端和第十六电阻R16的一端连接，4脚与第十六电阻R16的另一端、第十四电阻R14的另一端、第七二极管D7的阳极、第十三非极性电容C17的另一端和第十四非极性电容C18的一端连接并接地,第十三电阻R13的另一端和第十五电阻R15的另一端连接并接+24V电源输出,第八二极管D8的阴极接+5V电源输出，第十七电阻R17的另一端和第十四非极性电容C18的一端连接并接数模转换芯片IC8的6脚；

所述的测量+110V电压量电路包括运算放大器芯片IC7、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第十五非极性电容C19、第十六非极性电容C20、第九二极管D11、第十二极管D12，运算放大器芯片IC7型号为LM258AD；

运算放大器芯片IC7的1脚与第二十二电阻R22的一端连接，并于2脚连接，3脚与第十八电阻R18的一端、第十九电阻R19的一端、第九二极管D11的阴极、第十二极管D12的阳极和第十五非极性电容C19的一端连接，8脚与第二十电阻R20的一端和第二十一电阻R21的一端连接，4脚与第十九电阻R19的另一端、第二十一电阻R21的另一端、第九二极管D11的阳极、第十五非极性电容C19的另一端和第十六非极性电容C20的一端连接并接地，第十八电阻R18的另一端接+110V电源，第二十电阻R20的另一端接+24V电源输出，第十二极管D12的阴极接+5V电源输出，第二十二电阻R22的另一端和第十六非极性电容C20的一端连接并接数模转换芯片IC8的12脚；

所述的测量压力量和位移量电路包括第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第十七非极性电容C21、第十八非极性电容C22；

第二十三电阻R23的一端接第二十四电阻R24的一端，并接外部电流信号Iout1，另一端接第十七非极性电容C21的一端并接地，第二十四电阻R24的另一端接第十七非极性电容C21的另一端并接数模转换芯片IC8的7脚，第二十五电阻R25的一端接第二十六电阻R26的一端，并接外部电流信号Iout2，另一端接第十八非极性电容C22的一端并接地，第二十六电阻R26的另一端接第十八非极性电容C22的另一端并接数模转换芯片IC8的8脚，将获得的4～20mA电流信号转换成1～5V电压信号，输入到数据采集电路中的数模转换电路；

所述的数模转换电路包括数模转换芯片IC8、滤波电路、晶振电路、第二十九电阻R29、第三十电阻R30、第三十一电阻R31、第三十二电阻R32、第三十三电阻R33，滤波电路包括第六极性电容C23、第七极性电容C25、第八极性电容C30、第二十九非极性电容C24、第三十非极性电容C26、第三十一非极性电容C27、第三十二非极性电容C31、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28，晶振电路包括第二十四非极性电容C28、第二十五非极性电容C29、第一晶振Y1；数模转换芯片IC8型号为ADS1256；

数模转换芯片IC8的1脚接第二十九非极性电容C24的一端和第六极性电容C23的正极并接+5V电源输出，2脚接17脚、第二十九非极性电容C24的另一端、第六极性电容C23的负极、第二十八电阻R28的一端、第三十三电阻R33的一端、第二十四非极性电容C28的一端、第二十五非极性电容C29的一端、第三十二非极性电容C31的负极和第八极性电容C30的一端并接地，3脚接第二十八电阻R28的另一端、第三十非极性电容C26的一端、第三十一非极性电容C27的一端和第七极性电容C25的负极，4脚接第二十七电阻R27的一端、第三十非极性电容C26的另一端、第三十一非极性电容C27的另一端和第七极性电容C25的正极，14脚接15脚、16脚、第三十二非极性电容C31的一端和第八极性电容C30的正极并接+3.3V电源输出，18脚接第一晶振Y1的一端和第二十五非极性电容C29的另一端，19脚接第一晶振Y1的另一端和第二十四非极性电容C28的另一端，5脚接第二十七电阻R27的另一端，并接+2.5V电源输出，20脚接第三十三电阻R33的另一端，21脚接第三十二电阻R32的一端，22脚接第三十一电阻R31的一端，23脚接第三十电阻R30的一端，24脚接第二十九电阻R29的一端，6脚接第十七电阻R17的另一端，7脚接第二十四电阻R24的另一端，8脚接第二十六电阻R26的另一端，9脚接第十电阻R10的另一端，10脚接第十一电阻R11的另一端，11脚接第十二电阻R12的另一端，12脚接第二十二电阻R22的另一端，第二十九电阻R29的另一端输出信号接主控芯片IC12的30脚，第三十电阻R30的另一端接主控芯片IC12的32脚，第三十一电阻R31的另一端输出信号接主控芯片IC12的31脚，第三十二电阻R32的另一端接主控芯片IC12的29脚，13脚、25脚、26脚、27脚和28脚架空；

所述的数据传输与存储电路Ⅳ包括多通道RS-232线路驱动器/接收器IC9、第六极性电容C23、第二十九非极性电容C24、第七极性电容C25、第三十非极性电容C26、第三十一非极性电容C27，多通道RS-232线路驱动器/接收器IC9型号为MAX3232；

多通道RS-232线路驱动器/接收器IC9的1脚接第六极性电容C23的一端，3脚接第六非极性电容C23的另一端，4脚接第二十九非极性电容C24的一端，5脚接第二十九非极性电容C24的另一端，2脚接第三十非极性电容C26的一端，16脚接第七极性电容C25的一端并接+3.3V电源输出，6脚接第三十一非极性电容C27的一端，15脚与第七极性电容C25的另一端、第三十非极性电容C26的另一端和第三十一非极性电容C27的另一端连接并接地，10脚接主控电路中的主控芯片IC12的25脚，9脚接主控电路中的主控芯片IC12的26脚，7脚向外部串口设备发送PC_RX信号，8脚接收来自外部串口设备的PC_TX信号，11脚、12脚、13脚和14脚架空；

所述的采集开关信号电路包括光耦芯片IC10和光耦芯片IC11、第三十四电阻R34、第三十五电阻R35、第三十六电阻R36、第三十七电阻R37、第三十八电阻R38、第三十九电阻R39、第四十电阻R40、第四十一电阻R41、第四十二电阻R42、第四十三电阻R43、第二十四非极性电容C28、第二十五非极性电容C29、第八极性电容C30、第三十二非极性电容C31、第二十八非极性电容C32、第十一二极管D13、第十六二极管D14、第十三二极管D15、第十四二极管D16、第十五二极管D17，光耦芯片IC10型号为TLP521-1，IC11型号为TLP521-4；

光耦芯片IC10的1脚接第三十四电阻R34的一端、第二十四非极性电容C28的一端和第十一二极管D13的阴极，2脚与3脚、第二十四非极性电容C28的另一端和第十一二极管D13的阳极连接并接地，4脚接第三十五电阻R35的一端并接主控芯片IC12的84脚，第三十四电阻R34的另一端接收外部设备产生的开关信号1，第三十五电阻R35的另一端接+3.3V电源输出；

光耦芯片IC11的1脚接第三十六电阻R36的一端、第二十五非极性电容C29的一端和第十六二极管D14的阴极，3脚接第三十七电阻R37的一端、第八极性电容C30的一端和第十三二极管D15的阴极，5脚接第三十八电阻R38的一端、第三十二非极性电容C31的一端和第十四二极管D16的阴极，7脚接第三十九电阻R39的一端、第二十八非极性电容C32的一端和第十五二极管D17的阴极，2脚与4脚、6脚、8脚、9脚、11脚、13脚、15脚、第二十五非极性电容C29的另一端、第十六二极管D14的阳极连接、第八极性电容C30的另一端、第十三二极管D15的阳极连接、第三十二非极性电容C31的另一端、第十四二极管D16的阳极连接、第二十八非极性电容C32的另一端、第十五二极管D17的阳极连接并接地，16脚接第四十电阻R40的一端并接主控芯片IC12的85脚，14脚接第四十一电阻R41的一端并接主控芯片IC12的86脚、12脚接第四十二电阻R42的一端并接主控芯片IC12的87脚、10脚接第四十三电阻R43的一端并接主控芯片IC12的88脚，第三十六电阻R36的另一端接收外部设备产生的开关信号2，第三十七电阻R37的另一端接收外部设备产生的开关信号3，第三十八电阻R38的另一端接收外部设备产生的开关信号4，第三十九电阻R39的另一端接收外部设备产生的开关信号5，第四十电阻R40的另一端第四十一电阻R41的另一端、第四十二电阻R42和第四十三电阻R43的另一端并接+3.3V电源输出；

所述的主控电路Ⅴ包括主控芯片IC12、复位电路、晶振电路、第四十五电阻R45、第一纽扣电池座BT1，复位电路包括第三十三非极性电容C33、第四十四电阻R44、第一开关K1；晶振电路包括第三十四非极性电容C34、第三十五非极性电容C35、第三十六非极性电容C36、第三十七非极性电容C37、第二晶振Y2、第四十六电阻R46、第三晶振Y3，主控芯片型号为STM32F303VCT6；

主控芯片IC12的89脚接第四十四电阻R44的一端、第三十三非极性电容C33的一端和第一开关K1的一端，12脚接第三晶振Y3的一端和第三十四非极性电容C34的一端，13脚接第三晶振Y3的另一端和第三十五非极性电容C35的一端，8脚接第二晶振Y2的一端、第四十六电阻R46的一端和第三十六非极性电容C36的一端，9脚接第三晶振Y3的另一端、第四十六电阻R46的另一端和第三十七非极性电容C37的一端，94脚接第四十五电阻R45的一端，6脚接第一纽扣电池座BT1的一端，50脚与75脚、100脚、28脚、22脚、21脚和第四十四电阻R44的另一端接+3.3V电源输出，49脚接74脚、99脚、第三十三非极性电容C33的另一端、第三十四非极性电容C34的另一端、第三十五非极性电容C35的另一端、第一开关K1的另一端、第四十五电阻R45、第一纽扣电池座BT1、第三十六非极性电容C36的另一端和第三十七非极性电容C37的另一端并接地，72脚接外部调试的数据引脚，76脚接外部调试的时钟引脚，25脚接多通道RS-232线路驱动器/接收器IC9的10脚，26脚接多通道RS-232线路驱动器/接收器IC9的9脚，29脚接第三十二电阻R32的另一端，30脚接第二十九电阻R29的另一端，31脚接第三十一电阻R31的另一端，32脚接第三十电阻R30的另一端，84脚接光耦芯片IC10的4脚，85脚、86脚、87脚、88脚分别接光耦芯片IC11的16脚、14脚、12脚、10脚，59脚、60脚、61脚、62脚、63脚、64脚、65脚、66脚分别接外部脉冲产生设备的脉冲信号TIM4_4A、TIM4_4Z、TIM4_5A、TIM4_5Z、TIM3_2A、TIM3_2Z、TIM3_3A、TIM3_3Z，1脚接第七电阻R7的另一端，2脚、3脚、4脚、5脚、10脚、11脚、15脚、16脚、17脚、18脚、70脚、71脚、67脚、79脚、80脚、81脚、82脚分别接另外17个电磁阀控制电路中与MOS管栅极连接的电阻的另一端，其余引脚架空。