CN214540463U - 一种多路信号切换检测的继电器板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多路信号切换检测的继电器板，包括MCU，所述MCU电性连接至继电器驱动及控制模块，所述电器驱动及控制模块电性连接至被测模块；所述MCU还通过CAN通讯模块电性连接至主控模块，通过USB转TTL模块电性连接至PC端；所述MCU还电性连接至开关模块和存储模块。本实用新型提高了生产效率，继电器板能够识别上位机或者其他主控模块的控制信号实现示波器对多路信号检测的切换，实现不同的控制***采用不同的接口通讯，使其功能相互独立，具有扩展性强，兼容性好，控制稳定等优点，同时对继电器的多级控制方法解决了继电器粘连导致的信号间短路问题。

Description

一种多路信号切换检测的继电器板

技术领域

本实用新型属于继电器控制***领域，具体涉及一种多路信号切换检测的继电器板。

背景技术

随着工业控制和自动测量技术的不断成熟，越来越多的信号检测趋向自动化和智能化。示波器是电信号检测中的一种常用仪器。

工业上经常需要采集多输入设备模拟信号，但是通过一台AD转换器来采集多路模拟信号存在很大的弊端，需要不停的插拔接口接头进行切换，显然比较麻烦，此外对精密仪器或是AD转换器的接口也会造成磨损，降低其使用寿命。

单片机又称为单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机***集成到一个芯片上。目前单片机广泛应用于各种控制领域，如智能仪器仪表、医用设备、机器人等。继电器拥有类似于开关的作用，继电器被广泛地应用于各种电子设备控制电路中，用于隔离控制信号与负载。某些特殊的输出要求只有控制信号按照预定的逻辑顺序发出时，才能输出，而且通常情况下，利用一个继电器只能够控制一路信号选通，而想要实现四路信号的选通通常需要四个继电器分别控制。目前，信号控制电路一般采用芯片数字电路实现，电路较为复杂，对设计人员技术要求比较高。且现有的示波器通道较少，无法同时检测超过通道数目的多路信号。因此在检测多路信号时，通常要进行信号的切换，多次对需要测量的信号检测。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种多路信号切换检测的继电器板，能够根据自定义协议控制继电器板中多个相应继电器的断开闭合，完成单个或多个通道测量信号的自动切换。

本实用新型的技术方案如下所示：

一种多路信号切换检测的继电器板，包括MCU，所述MCU电性连接至继电器驱动及控制模块，所述继电器驱动及控制模块电性连接至被测模块；所述MCU还通过CAN通讯模块电性连接至主控模块，通过USB转TTL模块电性连接至PC端；所述MCU还电性连接至开关模块和存储模块，继电器的继电器板采用最多8块继电器板级联的方式接入同一示波器，继电器板的BNC接口包括BNC接口1和BNC接口2，级联过程中，继电器板的BNC接口1连接至示波器，继电器板的BNC接口2连接至下一块继电器板的BNC接口1。

优选的，所述MCU采用的芯片型号为STM32F407VGT6。

优选的，所述PC端通过USB线缆电性连接至USB转TTL模块，所述USB转TTL模块通过UART_TX和UART_RX电性连接至MCU的UART1引脚。

优选的，所述主控模块通过CAN_H和CAN_L的双绞线与CAN通讯模块电性连接，所述CAN通讯模块通过CAN_TX和CAN_RX与MCU的CAN1引脚电性连接。

优选的，所述开关模块采用3Pin立式拨码开关。

优选的，所述存储模块采用M24C16芯片，并通过I2C总线电性连接至MCU。

优选的，还包括电源模块，所述电源模块包括串联的外部电源即变压整流电路。

优选的，所述继电器驱动及控制模块中设有4路通道，所述继电器驱动及控制模块和被测模块之间还连接有4路通道的拓展接口。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的继电器板的使用节约了劳动力，提高了生产效率，继电器板能够识别上位机或者其他主控模块的控制信号实现示波器对多路信号检测的切换，实现不同的控制***采用不同的接口通讯，使其功能相互独立，具有扩展性强，兼容性好，控制稳定等优点，同时对继电器的多级控制方法解决了继电器粘连导致的信号间短路问题。

附图说明

图1为本实用新型中继电器板的结构框图。

图2为本实用新型在PCB板上的各部分布局图。

图3 为本实用新型继电器分级控制图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

如图1所示，一种多路信号切换检测的继电器板，包括主控MCU、CAN通讯模块（即CAN收发器）、USB转TTL模块、继电器驱动和控制模块、拨码开关模块、存储模块、通道扩展接口、BNC接口1和BNC接口2。

PC端连接至USB转TTL模块，USB转TTL模块通过UART_TX和UART_RX连接至主控MCU的UART1引脚。外部的其他主控模块通过CAN_H和CAN_L与CAN收发器相连接，CAN收发器通过CAN_TX和CAN_RX与主控MCU的CAN1引脚相连接。其中，存储模块通过I2C_SDA和I2C_SCL与主控MCU的I2C1引脚相连，主控MCU通过引脚连接到继电器驱动和控制模块，主控MCU通过引脚连接到拨码开关模块，BNC接口1，BNC接口2和通道扩展端口分别连接到继电器驱动和控制模块。

其中主控MCU可以接收PC端或其他主控模块的自定义协议通讯控制信号，PC机通过USB线缆接到USB转TTL模块将USB电平转换成TTL电平供MCU识别通讯数据，主控模块与该继电器板通过控制器局域网络（即CAN）进行通讯，其他主控模块经过CAN_H和CAN_L双绞线连接到CAN收发器，CAN收发器进行电平转换供主控MCU识别通讯数据。

作为本实用新型的一种实施方式，开关模块采用的是3Pin立式拨码开关，主控MCU可以通过读取拨码开关相应引脚的电平高低，确定开关所处的状态，当继电器板与主控模块进行CAN通讯时，可依据拨码开关所处的状态筛选继电器板接收报文的标识符，以避免接收到错误的数据帧对继电器进行误控，同时，当多个继电器板进行级联时，也可根据拨码开关状态对不同的继电器板进行区别控制。在本实施例中，由于继电器板采用的是3Pin拨码开关，因此最多可以有8个继电器板级联。

作为本实用新型的一种实施方式，存储模块使用的是M24C16芯片，存储模块通过I2C总线连接到主控MCU，主控MCU向存储模块写入所有继电器的开关次数，PC端或者其他主控模块可以通过自定义协议读取继电器的开关次数并检查是否所有继电器都在最大开关次数范围，使用者能够更换对应开关次数超出范围的继电器并清零存储器中该继电器的开关次数。

作为本实用新型的一种实施方式，还包括电源模块，电源模块包括串联的外部电源即变压整流电路，本实施例中外部电源采用12V电源。

如图2所示，一块继电器板共有有四个通道扩展接口，最多可以接入64路信号，其中有16路差分信号。

继电器驱动及控制模块分为四个通道，通道1-3扩展接口均为16根信号线和一根地线接入。通道4用于差分信号检测，通道扩展接口共有32根信号线接入。

而继电器本身触点结构问题，当触点损坏可能造成继电器的粘连问题。在本实施例中，继电器板采用如图3所示的继电器分级控制方式，当继电器发生粘连问题时控制信号切换不成功不会造成多个信号同时接入示波器的情况发生，避免了同一继电器板中同一通道上多个信号间的短路以及不同继电器板级联时同一通道的多个信号短路。

当需要检测的信号数量超过一个继电器板扩展接口接入的最大数量时，使用继电器板级联方式对更多的信号进行检测，级联方式为：将第二块继电器板的BNC接口1接到第一块继电器板的BNC接口2，示波器连接第一块继电器板的BNC接口1，当需要多个继电器板级联时，将下一个继电器板的BNC接口1接到上一个继电器板BNC接口2即可。

在继电器板级联时第二块继电器板上信号检测方法为：通过自定义协议控制第一块继电器板通道主控制继电器0切换到BNC接口2连入第二块继电器板，再通过控制第二块继电器板通道主控制继电器0切换到继电器1并控制其他继电器切换选择某一个信号接入示波器进行检测。

当有多个继电器板级联时，只需要将需要检测的信号所在的继电器板上主继电器0切换到继电器1并合理控制该通道上其他继电器切换，再将其他继电器板上的主继电器0切换到BNC接口2即可。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种多路信号切换检测的继电器板，其特征在于，包括MCU，所述MCU电性连接至继电器驱动及控制模块，所述继电器驱动及控制模块电性连接至被测模块；所述MCU还通过CAN通讯模块电性连接至主控模块，通过USB转TTL模块电性连接至PC端；所述MCU还电性连接至开关模块和存储模块，继电器的继电器板采用最多8块继电器板级联的方式接入同一示波器，继电器板的BNC接口包括BNC接口1和BNC接口2，级联过程中，继电器板的BNC接口1连接至示波器，继电器板的BNC接口2连接至下一块继电器板的BNC接口1。

2.根据权利要求1所述的多路信号切换检测的继电器板，其特征在于，所述MCU采用的芯片型号为STM32F407VGT6。

3.根据权利要求1所述的多路信号切换检测的继电器板，其特征在于，所述PC端通过USB线缆电性连接至USB转TTL模块，所述USB转TTL模块通过UART_TX和UART_RX电性连接至MCU的UART1引脚。

4.根据权利要求1所述的多路信号切换检测的继电器板，其特征在于，所述主控模块通过CAN_H和CAN_L的双绞线与CAN通讯模块电性连接，所述CAN通讯模块通过CAN_TX和CAN_RX与MCU的CAN1引脚电性连接。

5.根据权利要求1所述的多路信号切换检测的继电器板，其特征在于，所述开关模块采用3Pin立式拨码开关。

6.根据权利要求1所述的多路信号切换检测的继电器板，其特征在于，所述存储模块采用M24C16芯片，并通过I2C总线电性连接至MCU。

7.根据权利要求1所述的多路信号切换检测的继电器板，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块包括串联的外部电源即变压整流电路。

8.根据权利要求1所述的多路信号切换检测的继电器板，其特征在于，所述继电器驱动及控制模块中设有4路通道，所述继电器驱动及控制模块和被测模块之间还连接有4路通道的拓展接口。

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