CN111880459A - 一种控制装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供的一种控制装置，涉及电路切换技术领域。该控制装置包括：控制模块和接口切换模块；接口切换模块包括至少一组第一接口组、至少一组第二接口组、至少一组第三接口组、至少一个收发模块、至少一个升压限流模块、至少一个第一分压模块、至少一个第二分压模块以及至少一个限流模块；升压限流模块的输入端与收发模块的输出端连接，升压限流模块的输出端与第一接口组连接；第一分压模块的一端与收发模块的输出端连接，第一分压模块的另一端与第二分压模块连接；第二分压模块的一端与第一接口组连接，第二分压模块的另一端与限流模块的输入端连接；限流模块的输出端与第三接口组连接。通过该控制装置提高了主控板对于智能外设的兼容性。

Description

一种控制装置

技术领域

本申请涉及电路切换以及复用技术领域，具体涉及一种控制装置。

背景技术

随着搬运机器人技术的大力发展和广泛应用，大量智能外设得到大规模的使用。现有的智能外设的输出接口，例如增量式编码器，有高速推挽输出晶体管-晶体管逻辑集成电路(Transistor Transistor Logic，简称TTL)5V电平，也有高速推挽输出的高速TTL(High-speed TTL，简称HTTL)12V～24V电平；普通数字量输出(Digital out，简称DO)输出端口，有作为常规推挽输出TTL5V电平的DO口，也有作为常规推挽输出HTTL(12V～24V)电平的DO口，还有作为OC输出的DO口。

目前由于每个厂家出的智能外设的输出端口，存在电平不统一的问题，当设计好的支持某种固定类型的输出端口，因为项目升级需要换成另一种类型的输出端口时，可能会因为速度、电平大小和接口不适配等原因，导致原先设计好的主控板变得不再适用。

因此，现有技术中的主控板对于各种类型的智能外设的兼容性较差，使得更换智能外设过程复杂。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本申请提供了一种控制装置。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案为：

本申请提供一种控制装置，包括：控制模块和接口切换模块；

所述所述接口切换模块包括至少一组第一接口组、至少一组第二接口组、至少一组第三接口组、至少一个收发模块、至少一个升压限流模块、至少一个第一分压模块、至少一个第二分压模块以及至少一个限流模块，所述第一接口组、所述第二接口组以及所述第三接口组分别包括至少一个接口；

所述第一接口组用于与智能外设连接，并接收来自所述智能外设的输入信号；

所述第二接口组和所述第三接口组分别与所述控制模块连接，所述第二接口组用于接收来自所述控制模块的输入信号，所述第三接口组用于将来自所述第一接口组的输入信号输出至所述控制模块；

所述收发模块的输入端与所述第二接口组连接，所述收发模块用于对来自所述第二接口组的信号进行电平转换，并通过所述收发模块的输出端输出转换后的信号；

所述升压限流模块的输入端与所述收发模块的输出端连接，所述升压限流模块的输出端与所述第一接口组连接；

所述第一分压模块的一端与所述收发模块的输出端连接，所述第一分压模块的另一端与所述第二分压模块连接；

所述第二分压模块的一端与所述第一接口组连接，所述第二分压模块的另一端与所述限流模块的输入端连接；

所述限流模块的输出端与所述第三接口组连接。

可选地，所述升压限流模块包括：至少一个第一二极管、至少一个第二二极管以及至少一组第一电阻组；

所述第一二极管的正极以及所述第二二极管的正极分别与所述收发模块的输出端连接；

所述第一二极管的负极以及所述第二二极管的负极分别与所述第一电阻组的第一端连接；

所述第一电阻组的第二端与所述第一接口组连接。

可选地，所述第一分压模块包括：至少一组第二电阻组和至少一组第一场效应管组，所述第二电阻组中包括至少一个电阻，所述第一场效应管组中包括至少一个场效应管；

所述第二电阻组的第一端与所述第二分压模块连接，所述第二电阻组的第二端与所述第一场效应管组的第一端连接，所述第一场效应管组的第二端接地，所述第一场效应管组的第三端与所述收发模块的输出端连接。

可选地，所述第二分压模块包括：至少一组第三电阻组和至少一组第四电阻组；

所述第三电阻组的第一端与所述第一接口组连接；

所述第三电阻组的第二端分别与所述第四电阻组的第一端以及所述第二电阻组的第一端连接；

所述第四电阻组的第一端与所述限流模块的输入端连接，所述第四电阻组的第二端接地。

可选地，所述限流模块包括：至少一组第五电阻组；

所述第五电阻组的第一端与所述第四电阻组的第一端连接，所述第五电阻组的第二端与所述第三接口组连接。

可选地，所述接口切换模块还包括：消抖整形模块；所述消抖整形模块包括至少一组触发器；

所述触发器第一端与所述第五电阻组的第二端连接；

所述触发器的第二端与所述第三接口组连接。

可选地，所述接口切换模块还包括：滤波模块，所述滤波模块包括：至少一组第一电容组和至少一组第二电容组；

所述第一电容组的第一端与所述第一接口组连接；

所述第一电容组的第二端接地；

所述第二电容组的第一端与所述第三电阻组连接；

所述第二电容组的第二端接地。

可选地，所述接口切换模块还包括：至少一组第二二极管组；

所述第二二极管组中各二极管的负极与所述第五电阻组的第二端连接；

所述第二二极管组中各二极管的正极接地。

可选地，所述收发模块还包括：第六电阻组以及第七电阻组；

所述第六电阻组以及所述第七电阻组的第一端与收发器的输出端连接；

所述第六电阻组以及所述第七电阻组的第二端接地。

可选地，所述收发模块还包括：第三电容组；

所述第三电容组的第一端与所述六电阻组的第一端连接；

所述第三电容组的第二端接地。

本申请提供的一种控制装置，包括：控制模块和接口切换模块；接口切换模块包括至少一组第一接口组、至少一组第二接口组、至少一组第三接口组、至少一个收发模块、至少一个升压限流模块、至少一个第一分压模块、至少一个第二分压模块以及至少一个限流模块，第一接口组、第二接口组以及第三接口组分别包括至少一个接口；第一接口组用于与智能外设连接，并接收来自智能外设的输入信号；第二接口组和第三接口组分别与控制模块连接，第二接口组用于接收来自控制模块的输入信号，第三接口组用于将来自第一接口组的输入信号输出至控制模块；收发模块的输入端与第二接口组连接，收发模块用于对来自第二接口组的信号进行电平转换，并通过收发模块的输出端输出转换后的信号；升压限流模块的输入端与收发模块的输出端连接，升压限流模块的输出端与第一接口组连接；第一分压模块的一端与收发模块的输出端连接，第一分压模块的另一端与第二分压模块连接；第二分压模块的一端与第一接口组连接，第二分压模块的另一端与限流模块的输入端连接；限流模块的输出端与第三接口组连接。利用控制模块对接口切换模块的第一接口组的匹配电平进行调节，使得接口切换模块的第一接口组可以与多种智能外设进行匹配连接，提高了主控板对于智能外设的兼容性，降低了主控板更换智能外设时的复杂度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的控制装置的应用场景示意图；

图2为本申请实施例提供的控制装置的结构示意图；

图3为本申请另一实施例提供的控制装置的结构示意图；

图4为本申请一实施例提供的控制装置的部分结构示意图；

图5为本申请实施例提供的收发模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。

目前由于每个厂家出的智能外设的输出端口，存在电平不统一的问题，当设计好的支持某种固定类型的输出端口，因为项目升级需要换成另一种类型的输出端口时，可能会因为速度、电平大小和接口不适配等原因，导致原先设计好的主控板变得不再适用。

上述问题使得主控板对于各种类型的智能外设的兼容性较差，使得更换智能外设过程比较复杂。

本申请实施充分考虑上述问题，提出一种控制装置。图1为本申请实施例提供的控制装置的一种应用场景示例图，如图1所示，该控制装置1002可应用于搬运机器人***1001中。搬运机器人***1001中包括控制装置1002和多个智能外设1003连接(图1中以三个智能外设为例)，控制装置1002可以根据所连接的智能外设1003的类型对所输出的电平信号进行调节，以使得控制装置可以匹配多种不同类型的智能外设1003。需要说明的是，本申请实施例所示出的三个智能外设1003只是示意性地，在具体的实现方式中，智能外设1003的数量并不限于3个，也可以是3个或者3个以上。控制装置例如可以位于搬运机器人***1001的主控板中。

其中，智能外设可以是协处理器、激光头、避障传感器、限位传感器、霍尔传感器等。智能外设的输出接口，例如可以是增量式编码器，可以是高速推挽输出TTL5V电平，也可以是高速推挽输出的HTTL12V～24V电平；普通DO输出端口，可以是作为常规推挽输出TTL5V电平的DO口，也可以是作为常规推挽输出HTTL(12V～24V)电平的DO口，还可以作为OC输出的DO口。

为了清楚示出本申请实施例中的控制装置，如下实施例对控制装置的结构进行详细说明。

图2为本申请实施例提供的控制装置的结构示意图，如图2所示，该控制装置包括：控制模块100和接口切换模块200；接口切换模块200包括至少一组第一接口组11、至少一组第二接口组21、至少一组第三接口组31、至少一个收发模块41、至少一个升压限流模块42、至少一个第一分压模块43、至少一个第二分压模块44以及至少一个限流模块45，第一接口组11、第二接口组21以及第三接口组31分别包括至少一个接口。

需要说明的是，多个第一接口组11共同组成第一接口组集合10；多个第二接口组21共同组成第二接口组集合20；多个第三接口组31共同组成第三接口组集合30。

第一接口组11用于与智能外设连接，并接收来自智能外设的输入信号；第二接口组21和第三接口组31分别与控制模块100连接，第二接口组21用于接收来自控制模块100的输入信号，第三接口组31用于将来自第一接口组21的输入信号输出至控制模块100。

需要说明的是，在本申请实施例中，智能外设的输入信号可以是不同外设的电压信号。此外，第二接口组21所接收的来自控制模块100的输入信号，可以是控制模块输入的高电平信号或低电平信号。

收发模块41的输入端与第二接口组21连接，收发模块用于对来自第二接口组21的信号进行电平转换，并通过收发模块41的输出端输出转换后的信号；升压限流模块42的输入端与收发模块41的输出端连接，升压限流模块42的输出端与第一接口组11连接；第一分压模块43的一端与收发模块41的输出端连接，第一分压模块43的另一端与第二分压模块44连接；第二分压模块44的一端与第一接口组11连接，第二分压模块43的另一端与限流模块45的输入端连接；限流模块45的输出端与第三接口组31连接。

其中，升压限流模块42可以在收发模块41输出信号的驱动下，为智能外设的输出信号上拉电压和限流电阻。第一分压模块43用于实现分压。第二分压模块44用于实现分压。限流模块45用于实现限流。

另外，如图2所示的，第三接口组31的各接口分别与控制模块100的定时器接口连接。需要说明的是，在本申请实施例中，控制模块100可以是微控制单元(MicrocontrollerUnit，简称MCU)，示例性地，可以是STM32F103RCT6，也可以是其他型号，本申请实施例对此不做限定。

本申请提供的一种控制装置，包括：控制模块和接口切换模块；接口切换模块包括至少一组第一接口组、至少一组第二接口组、至少一组第三接口组、至少一个收发模块、至少一个升压限流模块、至少一个第一分压模块、至少一个第二分压模块以及至少一个限流模块，第一接口组、第二接口组以及第三接口组分别包括至少一个接口；第一接口组用于与智能外设连接，并接收来自智能外设的输入信号；第二接口组和第三接口组分别与控制模块连接，第二接口组用于接收来自控制模块的输入信号，第三接口组用于将来自第一接口组的输入信号输出至控制模块；收发模块的输入端与第二接口组连接，收发模块用于对来自第二接口组的信号进行电平转换，并通过收发模块的输出端输出转换后的信号；升压限流模块的输入端与收发模块的输出端连接，升压限流模块的输出端与第一接口组连接；第一分压模块的一端与收发模块的输出端连接，第一分压模块的另一端与第二分压模块连接；第二分压模块的一端与第一接口组连接，第二分压模块的另一端与限流模块的输入端连接；限流模块的输出端与第三接口组连接，使用上述的控制装置，可以实现一个控制装置可以适配多种不同接口类型的智能外设，使得控制装置对于各种类型的智能外设的兼容性得到极大提升。

上述控制装置的控制原理将在下述实施例中结合具体示例的器件进行说明。

以下以控制装置包括三个第一接口组，第一接口组包括三个接口；以及包括三个第二接口组，第二接口组包括两个接口；以及包括三个第三接口组，第三接口组包括三个接口为例，对控制装置进行示例说明。

为方便描述，在图3中将图2的收发模块41、升压限流模块42、第一分压模块43、第二分压模块44以及限流模块45省略，但应理解，图3所实际表示的控制装置中依然存在上述模块。图3为本申请实施例提供的控制装置的结构示意图，如图3所示，第一接口组集合10包括三个第一接口组11，每个接口组包括三组接口，分别为：ENC1A、ENC1B、ENC1Z、ENC2A、ENC2B、ENC2Z、ENC3A、ENC3B、ENC3Z；第二接口组集合20包括三个第二接口接口组21，每个接口组包括两组接口，分别为：GPO_ENC1_T/H、GPO_PU_ENC1、GPO_ENC2_T/H、GPO_PU_ENC2、GPO_ENC3_T/H、GPO_PU_ENC3，第二接口组21与控制器的IO端口连接，包括IO1-IO6；第三接口组集合30包括三个第三接口组31，每个接口组包括三组接口，分别为：ENC1A_R_O、ENC1B_R_O、ENC1Z_R_O、ENC2A_R_O、ENC2B_R_O、ENC2Z_R_O、ENC3A_R_O、ENC3B_R_O、ENC3Z_R_O。第三接口组31与控制模块100的定时器接口连接，定时器接口包括：TIM1-CH1、TIM1-CH2、TIM1-CH3、TIM2-CH1、TIM2-CH2、TIM2-CH3、TIM3-CH1、TIM3-CH2、TIM3-CH3。需要说明的是，上述控制模块100的供电电源可以采用3.3V，切口切换模块的供电电源可以采用24V，此外，上述实施例所示出的接口只是示例性地，具体的接口编号并不限于此。

为便于描述本申请的技术方案，以下实施例中均以控制装置包括上述图2所示的接口为例进行说明，但是，应理解，这并不能作为对本申请的限制。

可选地，升压限流模块42可以包括至少一个第一二极管71、至少一个第二二极管72以及至少一组第一电阻组73。其中，第一二极管71的正极以及第二二极管72的正极分别与收发模块41的输出端连接；第一二极管71的负极以及第二二极管72的负极分别与第一电阻组73的第一端连接；第一电阻组73的第二端与第一接口组11连接。以下图4中以第一二极管71包括一个二极管，第二二极管72包括2个二极管，第一电阻组73包括4个电阻为例进行示例说明。图4为本申请另一实施例提供的控制装置的部分结构示意图，如图4所示，该控制装置的升压限流模块42包括：1个第一二极管71、2个第二二极管72以及由四个电阻共同组成的第一电阻组73；第一二极管71的正极以及第二二极管72的正极分别与收发模块41的输出端连接；第一二极管71的负极以及第二二极管72的负极分别与第一电阻组73的第一端连接；第一电阻组73的第二端与第一接口组连接。

可选地，第一分压模块43可以包括：至少一组第二电阻组75和至少一组第一场效应管组74，第二电阻组75中包括至少一个电阻，第一场效应管组74中包括至少一个场效应管；第二电阻组75的第一端与第二分压模块44连接，第二电阻组75的第二端与第一场效应管组74的第一端连接，第一场效应管组74的第二端接地，第一场效应管组74的第三端与收发模块41的输出端连接。图4中以第一场效应管组74包括三组场效应管，第二电阻组75包括4个电阻为例进行示例说明。继续参照图4，第一分压模块43包括三组场效应管，第二电阻组75的第一端与第二分压模块44连接，第二电阻组75的第二端与第一场效应管组74的第一端连接，第一场效应管组74的第二端接地，第一场效应管组74的第三端与收发模块41的输出端连接。此外，需要说明的是，第一场效应管组74的第一端为D极(漏极)、第一场效应管组74的第二端为S极(源极)、第一场效应管组74的第三端为G极(栅极)。

可选地，第二分压模块44可以包括：至少一组第三电阻组78和至少一组第四电阻组79；第三电阻组78的第一端与第一接口组11连接；第三电阻组78的第二端分别与第四电阻组79的第一端以及第二电阻组75的第一端连接；第四电阻组79的第一端与限流模块45的输入端连接，第四电阻组79的第二端接地。

图4中以第三电阻组、第四电阻组均包括四个电阻为例进行解释说明。继续参照图4，第三电阻组78的第一端与第一接口组11连接；第三电阻组78的第二端分别与第四电阻组79的第一端以及第二电阻组75的第一端连接；第四电阻组79的第一端与限流模块45的输入端连接，第四电阻组79的第二端接地。

可选地，限流模块45可以包括：至少一组第五电阻组80；第五电阻组80的第一端与第四电阻组79的第一端连接，第五电阻组80的第二端与第三接口组31连接。

图4中以第五电阻组包括4个电阻为例进行说明。继续参照图4，第五电阻组80的第一端与第四电阻组79的第一端连接，第五电阻组80的第二端与第三接口组连接(图中未示出)。

可选地，接口切换模块200还包括：消抖整形模块90；消抖整形模块90包括至少一组触发器91；触发器91第一端与第五电阻组80的第二端连接；触发器91的第二端与第三接口组连接。

继续参照图4，以RNC1_R_Z所连接的消抖整形模块进行示例说明。消抖整形模块90包括一组触发器91；触发器91第一端与第五电阻组80的第二端连接；触发器91的第二端与第三接口组连接。

需要说明的是，本申请实施例只示出了一组触发器91，该触发器91与RNC1_R_Z，而图4中示出的RNC1_R_A、RNC1_R_B也各自连接一个触发器，为便于展示，对于RNC1_R_A、RNC1_R_B所连接的触发器未示出。

可选地，接口切换模块200还包括：滤波模块92，滤波模块92包括：至少一组第一电容组76和至少一组第二电容组77；第一电容组76的第一端与第一接口组11连接；第一电容组76的第二端接地；第二电容组77的第一端与第三电阻组78连接；第二电容组77的第二端接地。可选地，接口切换模块还包括：至少一组第二二极管组93；第二二极管组93中各二极管的负极与第五电阻组80的第二端连接；第二二极管组93中各二极管的正极接地。

图4中以滤波模块92包括由四个电容组成的第一电容组76和由四个电容组成的第二电容组77为例说明。继续参照图4，第一电容组76的第一端与第一接口组11连接；第一电容组76的第二端接地；第二电容组77的第一端与第三电阻组78连接；第二电容组77的第二端接地。需要说明的是，第一电容组76以及第二电容组77所示出的电容数量只是示意性地，电容组中具体所包括的电容数量并不限于此。

可选地,接口切换模块200还包括：至少一组第二二极管组93；第二二极管组93中各二极管的负极与第五电阻组80的第二端连接；第二二极管组93中各二极管的正极接地。

图4中以接口切换模块200还包括一组第二二极管组93；第二二极管组93中各二极管的负极与第五电阻组80的第二端连接；第二二极管组93中各二极管的正极接地为例进行说明。需要说明的是，为了与第五电阻组80的第二接口匹配，本申请实施例的第二二极管组93示出了三个二极管，第二二极管组93中二极管的数量由第五电阻组80的第二接口的数量决定，因此，具体的第二二极管组93中二极管的数量，并不限于3个，也可以是3个或者3个以上。

图5为本申请实施例提供的收发模块的结构示意图，如图5所示，收发模块41还可以包括：第六电阻组95以及第七电阻组97；第六电阻组95以及第七电阻组97的第一端与收发器60的输出端连接；第六电阻组95以及第七电阻组97的第二端接地。此外，收发模块还包括：第三电容组96；第三电容组96的第一端与六电阻组95的第一端连接；第三电容组96的第二端接地。需要说明的是，收发模块41用于对来自第二接口组20的信号进行电平转换，并通过收发模块41的输出端输出转换后的信号。需要说明的是，在本申请实施例中，收发器60可以是SN74HCT245PWR，SN74HCT245PWN为三态输出，八线双向总线收发器。

应理解，图5中示出的第六电阻组95、七电阻组97、第三电容组96的电阻以及电容器件的数量只是示意性地，具体的电容电阻数量并不限于此。

以下结合上述图1-5所示出的器件结构，并以输入通道ENC1A、ENC1B、ENC1C为例，对本申请中控制装置的原理进行说明。

a、当外接集电极开路(Open Collector，简称OC)输出的外设时，需要对第一电阻组73使能并对VCC_5.0V_PU_ENC1施加上拉电压，并控制控制模块100的IO2输出高电平，驱动GPO_PU_ENC1为高电平，经过收发器60完成3.3V到5V的电平转换，同时通过收发器60增大输出驱动能力，在VCC_5.0V_PU_ENC1输出可达35mA的最大电流以及5V电压，该电压以及电流满足ENC1A、ENC1B、ENC1C的3路复合输入电路连接OC输出设备时候的上拉驱动电压；VCC_5.0V_PU_ENC1通过第一二极管71、以及第二二极管72，具体可以是正向低压降的肖特基二极管，再经过第一电阻组73给OC输出的外设提供上拉电压和限流电阻；同时控制控制模块100的IO1输出低电平，驱动GPO_ENC1_T/H为低电平，经过收发器60完成电平转换和缓冲后，在ENC1_T/H上输出低电平，此时由第二电阻组75和第一场效应管组74组成的可控分压电阻阵列不动作，不接入分压电路，且此时由第三电阻组78以及第四电阻组79组成的第二分压模块44组成的分压电阻网络满足处理5V上拉电压的需求。

当外接OC输出为高阻态时，ENC1A、ENC1B、ENC1C引脚电压为5V高电平，通过第三电阻组78以及第四电阻组79串联分压后，经过第五电阻组80限流输出高电平至触发器91，进行信号消抖和整形后送入控制模块100进行信号识别和处理。

当外接OC输出为低电平时，ENC1A、ENC1B、ENC1C引脚电压为0V低电平，通过第三电阻组78以及第四电阻组79串联分压后，经过第五电阻组80限流输出低电平至触发器91，进行信号消抖和整形后送入控制模块100进行信号识别和处理。

此时控制模块100的TIM1_CH1～TIM1_CH3需要配置为普通DI输入模式；第一电容组76和第二电容组77为滤波排容，用于消抖和滤除干扰；因为有第一二极管71以及第二二极管72的存在，就算此时误接入24V高电压，也不会因为高压倒灌损坏收发器60的输出端口；第二二极管组93为ESD(Electrostatic Discharge Protection Devices)电压钳位二极管，配合第五电阻组80进行限流，可以将输入过高的电压和脉冲，钳位在触发器91输入允许电压范围之内，确保电路使用安全；

b、当外接无刷电机的霍尔传感器时，除此时控制模块100的TIM1_CH1～TIM1_CH3需要配置为霍尔传感器输入模式外，其余和上述模式a相同，在此不再赘述。

c、当外接高速推挽输出的TTL(5V)增量式编码器时：不需要使能上拉电阻和电压，那么控制控制模块10的IO2输出低电平，驱动GPO_PU_ENC1为低电平，经过收发器60完成3.3V到5V的电平转换，同时通过收发器60增大输出驱动能力，在VCC_5.0V_PU_ENC1输出0V电压，此时第一二极管71、以及第二二极管72处于反向截止状态，外接推挽输出高电平时候，并不会通过第一电阻组73倒灌损坏收发器60，同时因为第一二极管71以及第二二极管72处于反向截止状态，第一电阻组73、第一二极管71以及第二二极管72均不会对外接推挽输出的输入电路产生任何影响；同时控制控制模块100的IO1输出低电平，驱动GPO_ENC1_T/H经过收发器60做电平转换和驱动缓冲后，在ENC1_T/H上输出低电平，此时由第三电阻组78和第一场效应管组74形成的可控分压电阻阵列不动作，不接入分压电路，那么此时由第三电阻组78以及第四电阻组79组成的第二分压模块44组成的分压电阻网络满足处理5V上拉电压的需求。

当ENC1A、ENC1B、ENC1C引脚电压输入为5V高电平时，5V输入电压通过第二分压模块44分压后，经过第五电阻组80限流输出高电平至第二二极管组93，进行信号消抖和整形后送入控制模块100进行信号识别和处理。

当ENC1A、ENC1B、ENC1C引脚电压输入为0V低电平时，0V输入电压通过第二分压模块44分压后，经过第五电阻组80限流输出低电平至第二二极管组93，进行信号消抖和整形后送入控制模块100进行信号识别和处理。

此时控制模块100的TIM1_CH1～TIM1_CH3需要配置为编码器工作模式。

d、当外接推挽输出的TTL(5V)的DO时，除控制模块100的TIM1_CH1～TIM1_CH3配置为普通DI输入模式外，其余和c相同，在此不再赘述。

e、当外接高速推挽输出的HTTL(12-24V)增量式编码器时：不需要使能上拉电阻和电压，那么控制控制模块100的IO2输出低电平，驱动GPO_PU_ENC1为低电平，经过收发器60完成3.3V到5V的电平转换，同时通过收发器60增大输出驱动能力，在VCC_5.0V_PU_ENC1输出0V电压，此时第一二极管71、以及第二二极管72处于反向截止状态，外接推挽输出高电平的时候，并不会通过第一电阻组73倒灌损坏收发器60，同时因为第一二极管71、以及第二二极管72处于反向截止状态，第一电阻组73、第一二极管71以及第二二极管72均不会对外接推挽输出的输入电路产生任何影响；同时控制控制模块100的IO1输出高电平，驱动GPO_ENC1_T/H为高电平，经过收发器60做完成3.3V到5V电平转换和驱动缓冲后，在ENC1_T/H上输出5V电压，驱动由第三电阻组78和第一场效应管组74形成的可控电阻阵列对地接通，接入分压电路，那么此时信号处理的为HTTL(12-24V)电平；

当ENC1A、ENC1B、ENC1C引脚电压为HTTL高电平，第三电阻组78通过第一场效应管组74对地导通和第四电阻组79并联后，通过第二电阻组75与之并联的总电阻串联分压后，经过第五电阻组80限流输出高电平至触发器91进行信号消抖和整形后，送入控制模块100进行信号识别和处理。

当ENC1A、ENC1B、ENC1C引脚电压为0V低电平，第三电阻组78通过第一场效应管组74对地导通和第四电阻组79并联后，通过第二电阻组75与之并联的总电阻串联分压后，经过第五电阻组80限流输出低电平至触发器91进行信号消抖和整形后，送入控制模块100进行信号识别和处理。

此时控制模块100的TIM1_CH1～TIM1_CH3配置为编码器工作模式即可。

f、当外接推挽输出的HTTL(12V～24V)的DO时，除控制模块100的TIM1_CH1～TIM1_CH3配置为普通DI输入模式外，其余和e相同，在此不再赘述。

需要说明的是，整个电路的器件选型已经考虑到了优先使用集成化的多路器件，减小电路的元器件数量，使之体积小巧化，高密度化，使之更容易集成到移动机器人主控电路里面；

上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种控制装置，其特征在于，包括：控制模块和接口切换模块；所述接口切换模块包括至少一组第一接口组、至少一组第二接口组、至少一组第三接口组、至少一个收发模块、至少一个升压限流模块、至少一个第一分压模块、至少一个第二分压模块以及至少一个限流模块，所述第一接口组、所述第二接口组以及所述第三接口组分别包括至少一个接口；

所述第一接口组用于与智能外设连接，并接收来自所述智能外设的输入信号；

所述第二接口组和所述第三接口组分别与所述控制模块连接，所述第二接口组用于接收来自所述控制模块的输入信号，所述第三接口组用于将来自所述第一接口组的输入信号输出至所述控制模块；

所述收发模块的输入端与所述第二接口组连接，所述收发模块用于对来自所述第二接口组的信号进行电平转换，并通过所述收发模块的输出端输出转换后的信号；

所述升压限流模块的输入端与所述收发模块的输出端连接，所述升压限流模块的输出端与所述第一接口组连接；

所述第一分压模块的一端与所述收发模块的输出端连接，所述第一分压模块的另一端与所述第二分压模块连接；

所述第二分压模块的一端与所述第一接口组连接，所述第二分压模块的另一端与所述限流模块的输入端连接；

所述限流模块的输出端与所述第三接口组连接。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述升压限流模块包括：至少一个第一二极管、至少一个第二二极管以及至少一组第一电阻组；

所述第一二极管的正极以及所述第二二极管的正极分别与所述收发模块的输出端连接；

所述第一二极管的负极以及所述第二二极管的负极分别与所述第一电阻组的第一端连接；

所述第一电阻组的第二端与所述第一接口组连接。

3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述第一分压模块包括：至少一组第二电阻组和至少一组第一场效应管组，所述第二电阻组中包括至少一个电阻，所述第一场效应管组中包括至少一个场效应管；

所述第二电阻组的第一端与所述第二分压模块连接，所述第二电阻组的第二端与所述第一场效应管组的第一端连接，所述第一场效应管组的第二端接地，所述第一场效应管组的第三端与所述收发模块的输出端连接。

4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述第二分压模块包括：至少一组第三电阻组和至少一组第四电阻组；

所述第三电阻组的第一端与所述第一接口组连接；

所述第三电阻组的第二端分别与所述第四电阻组的第一端以及所述第二电阻组的第一端连接；

所述第四电阻组的第一端与所述限流模块的输入端连接，所述第四电阻组的第二端接地。

5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述限流模块包括：至少一组第五电阻组；

所述第五电阻组的第一端与所述第四电阻组的第一端连接，所述第五电阻组的第二端与所述第三接口组连接。

6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述接口切换模块还包括：消抖整形模块；所述消抖整形模块包括至少一组触发器；

所述触发器第一端与所述第五电阻组的第二端连接；

所述触发器的第二端与所述第三接口组连接。

7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述接口切换模块还包括：滤波模块，所述滤波模块包括：至少一组第一电容组和至少一组第二电容组；

所述第一电容组的第一端与所述第一接口组连接；

所述第一电容组的第二端接地；

所述第二电容组的第一端与所述第三电阻组连接；

所述第二电容组的第二端接地。

8.根据权利要求5-7任一项所述的控制装置，其特征在于，所述接口切换模块还包括：至少一组第二二极管组；

所述第二二极管组中各二极管的负极与所述第五电阻组的第二端连接；

所述第二二极管组中各二极管的正极接地。

9.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述收发模块还包括：第六电阻组以及第七电阻组；

所述第六电阻组以及所述第七电阻组的第一端与收发器的输出端连接；

所述第六电阻组以及所述第七电阻组的第二端接地。

10.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述收发模块还包括：第三电容组；

所述第三电容组的第一端与所述六电阻组的第一端连接；

所述第三电容组的第二端接地。

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