CN2729788Y - 模拟量输入板卡 - Google Patents
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Abstract
模拟量输入板卡涉及一种插接在计算机自动控制***中的信号输入部件。其目的是提供一种结构简单，体积小型化的模拟量输入板卡。其组成为：模拟开关(1、2)，差分运算放大器(3)，模数转换电路(4)，光电隔离电路(5)，单片机(6)，双端口RAM(7)。在单片机(6)控制下，多路模拟量输入中的一对信号被模拟开关(1、2)接入，经差分运算、模数转换、光电隔离，被单片机(6)写入双端口RAM(7)，再被计算机控制***总线所读取。本实用新型电路和接口简单，成本低，体积小，可靠性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种插接在计算机自动控制***中的信号输入部件。
背景技术
在各类计算机自动控制***中，经常需要输入电流、电压模拟量，再变换为数字量交由计算机处理，因而需要使用模拟量输入板卡。目前市场上的各种模拟量输入板卡，多是采用PC104、ISA或者PCI接口，接口比较复杂，且体积较大，不适合某些控制***的要求。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种结构比较简单，体积小型化的模拟量输入板卡，以适应某些计算机自动控制***的要求。
本实用新型的技术方案是：模拟量输入板卡包括以下部分：
两个模拟开关，它们外接多对模拟信号，在单片机发出地址信号的控制下，每次接通一对模拟信号输入；
一个差分运算放大器，它对上述两个模拟开关接入的一对模拟信号进行差分运算；
一个模数转换电路，它接受单片机经光电隔离电路发来的多种控制指令，在其控制下，将上述差分运算放大器输出的模拟量转换为数字量；，
一个光电隔离电路，它将模数转换电路的输出经光电隔离后送给单片机，将单片机发出的多种控制指令经光电隔离后传给模数转换电路，并将单片机发出的地址信号经光电隔离后发给上述两个模拟开关；
一个单片机，它经光电隔离电路向上述两个模拟开关发出地址信号，选择输入的模拟信号对；经光电隔离电路向上述模数转换电路发出多种控制指令，控制模数转换电路的工作状态，并读取模数转化电路的输出；向双端口RAM发送数据、地址、读、写和片选信号；
一个双端口RAM，它一侧连接到上述单片机，在单片机发出的地址、读、写和片选信号控制下接受和存贮单片机输送的数据，或者被单片机所读取；另一侧连接到计算机控制***总线，在***总线的地址、读、写和片选信号控制下将存贮的数据发送到***数据总线，或者将计算机控制***数据总线发来的指令与数据进行存贮，再被单片机所读取。
本实用新型由于电路和接口简单，所以成本低，体积小，可靠性高。
附图说明
图1为本实用新型实施例的原理框图；
图2为本实用新型实施例中模拟开关和差分运算放大器的电原理图；
图3为本实用新型实施例中模数转换电路的电原理图；
图4为本实用新型实施例中光电隔离电路的电原理图；
图5为本实用新型实施例中单片机的电原理图；
图6为本实用新型实施例中双端口RAM的电原理图。
具体实施方式
参见各附图，模拟量输入板卡包括：
两个模拟开关1、2，它们为两个ADG508F芯片，每个芯片的8个输入端S1-S8各接入一路模拟信号CH0+至CH7+或CH0-至CH7-，共接入8对模拟信号，两个芯片的地址端A0-A2共同接受由单片机6经光电隔离电路5发来的地址信号CHSEL0-CHSEL2，在地址信号CHSEL0-CHSEL2的控制下，两个芯片每次接通一对模拟信号输入；并经各自的8脚将这对模拟信号AOUT+、AOUT-送到差分运算放大器3；
一个差分运算放大器3，它为一个INA128A芯片，它的两个输入端VIN+和VIN-分别接到上述两个模拟开关1、2的输出端8脚，对两个模拟开关1、2接通的一对模拟信号AOUT+、AOUT-进行差分运算，从INA128A芯片VO端输出差分信号AOUT；在该芯片的1脚、8脚之间，连接有一个负反馈电阻R19；
一个模数转换电路4，它为一个AD7712芯片和一个74HC125芯片，其中：
AD7712芯片的17脚连接到差分运算放大器3的INA128A芯片VO端，接收差分信号AOUT，经模数转换后，由AD7712芯片的22脚输出数字信号AD DOUT到74HC125芯片的5脚，再由74HC125芯片的6脚经光电隔离电路5传送给单片机6；
AD7712芯片的21脚经由光电隔离电路5向单片机6发出模数转换结束标志AD DRDY；
AD7712芯片的4、20、19脚分别接收由单片机6经光电隔离电路5发来的片选信号AD A0、接收数据标志AD RFS、发送数据标志AD TFS，在这些信号的控制下，AD7712芯片接收单片机6发出的指令和数据，或者向单片机6发送数据；
74HC125芯片的4、2、12、1脚分别接收由单片机6经光电隔离电路5发来的读数据指令ADDIR IN、数据输入指令AD DIN、时钟信号AD SCLK、数据方向标志AD DIR；74HC125芯片的11脚将时钟信号AD CLK传送到AD7712芯片的1脚，74HC125芯片的3脚将数据输入指令AD DIN传送到AD7712芯片的22脚；
一个光电隔离电路5，它由8个TLP112光电隔离器件U30-U33、U40-U43和1个TLP521-4光电隔离组件U21所组成，其中：
TLP521-4光电隔离组件U21中有3路U21A、U21D、U21C的输入端分别连接在单片机6的15、16、17脚，对应的输出端分别连接到两个模拟开关1、2的地址端A0、A1、A2，传送单片机6发出的地址信号CHSEL0-CHSEL2；
TLP521-4光电隔离组件U21中的另一路U21B，以及3个TLP112光电隔离器件U31、U32、U43的输入端分别连接在单片机6的6、9、3、2脚，对应的输出端分别连接到模数转换电路4中74HC125芯片的4、2、12、1脚，分别传送单片机6向模数转换电路4发出的读数据指令ADDIR IN、数据输入指令AD DIN、时钟信号AD SCLK、数据方向标志AD DIR；
3个TLP112光电隔离器件U33、U41、U42的输入端分别连接在单片机6的31、4、5脚，对应的输出端分别连接到模数转换电路4中AD7712芯片的4、20、19脚，分别传送单片机6向AD7712芯片发出的片选信号AD A0、接收数据标志AD RFS、发送数据标志AD TFS；
1个TLP112光电隔离器件U30的输入端连接在模数转换电路4中74HC125芯片的6脚，输出端连接在单片机6的7脚，传送模数转换电路4向单片机6发送的数据D0UT；
1个TLP112光电隔离器件U40的输入端连接在模数转换电路4中AD7712芯片的21脚，输出端连接在单片机6的4脚，传送模数转换电路4向单片机6发送的模数转化结束标志AD DRDY；
一个单片机6，它由一个AT89C51-PLCC单片机芯片和一个74HC373缓存器芯片组成，AT89C51-PLCC单片机芯片在向双端口RAM7发送地址信号MA0-MA9时，从P0.0至P0.7端将0-7位地址信号MA0-MA7送至74HC373缓存器芯片的D0至D7端，再由74HC373缓存器芯片U7的Q0至Q7端提供给双端口RAM7，而8-9位地址信号MA8-MA9则直接由AT89C51-PLCC单片机芯片的P2.0、P2.1端提供给双端口RAM7；输出地址信号MA0-MA9后，AT89C51-PLCC单片机芯片从P0.0至P0.7端与双端口RAM7交换数据AD0-AD7；AT89C51-PLCC单片机芯片的33脚向74HC373缓存器芯片的11脚发出清零指令；AT89C51-PLCC单片机芯片的18、19、31脚分别向双端口RAM7发出写指令MCU WR、读指令MCU RD和片选信号CS DPRAM；
一个双端口RAM7，它为一个CY7C131/141-PLCC芯片，它从D0L至D7L端连接计算机控制***数据总线SLOT4 D0-SLOT4 D7，从A0L至A5L端连接计算机控制***地址总线0-5位SLOT A0-SLOT A5，从1脚接收***片选指令CS SLOT4，从2脚接收***写指令SLOT WR，从6脚接收***读指令SLOT OE；从D0R至D7R端与单片机6的P0.0至P0.7端交换数据AD0-AD7，从A0R至A9R端接收单片机6发出的地址信号MA0-MA9，分别从46、50、51脚接收单片机6发出的读指令MCU RD、写指令MCU WR和片选信号CS DPRAM。
Claims (2)
1.一种模拟量输入板卡，其特征是：它包括：
两个模拟开关(1、2)，它们外接多对模拟信号(CH0+至CH7+、CH0-至CH7-)，在单片机(6)发出地址信号(CHSEL0-CHSEL2)的控制下，每次接通一对模拟信号输入；
一个差分运算放大器(3)，它对上述两个模拟开关(1、2)接入的一对模拟信号(AOUT+、AOUT-)进行差分运算；
一个模数转换电路(4)，它接受单片机(6)经光电隔离电路(5)发来的多种控制指令，在其控制下，将上述差分运算放大器(3)输出的模拟量(AOUT)转换为数字量(AD DOUT)；
一个光电隔离电路(5)，它将模数转换电路(4)的输出(AD DOUT)经光电隔离后送给单片机(6)，将单片机(6)发出的多种控制指令经光电隔离后传给模数转换电路(4)，并将单片机(6)发出的地址信号(CHSEL0-CHSEL2)经光电隔离后发给上述两个模拟开关(1、2)；
一个单片机(6)，它经光电隔离电路(5)向上述两个模拟开关(1、2)发出地址信号(CHSEL0-CHSEL2)，选择输入的模拟信号对；经光电隔离电路(5)向上述模数转换电路(4)发出多种控制指令，控制模数转换电路(4)的工作状态，并读取模数转化电路(4)的输出(AD DOUT)；向双端口RAM(7)发送数据(AD0-AD7)、地址(MA0-MA9)、读(MCU RD)、写(MCU WR)和片选信号(CS DPRAM)；
一个双端口RAM(7)，它一侧连接到上述单片机(6)，在单片机(6)发出的地址(MA0-MA9)、读(MCU RD)、写(MCU WR)和片选信号(CS DPRAM)控制下接受和存贮单片机(6)输送的数据(AD0-AD7)，或者被单片机(6)所读取；另一侧连接到计算机控制***总线，在***总线的地址(SLOT A0-SLOT A5)、读(SLOT OE)、写(SLOT WR)和片选(CS SLOT4)信号控制下将存贮的数据发送到***数据总线(SLOT4 D0-SLOT4 D7)，或者将计算机控制***数据总线(SLOT4 D0-SLOT4 D7)发来的指令与数据进行存贮，再被单片机(6)所读取。
2.根据权利要求1所述的模拟量输入板卡，其特征是：
所述两个模拟开关(1、2)为两个ADG508F芯片，每个芯片的8个输入端(S1-S8)各接入一路模拟信号(CH0+至CH7+、CH0-至CH7-)，共接入8对模拟信号，两个芯片的地址端(A0-A2)共同接受由单片机(6)经光电隔离电路(5)发来的地址信号(CHSEL0-CHSEL2)，在地址信号(CHSEL0-CHSEL2)的控制下，两个芯片每次接通一对模拟信号输入；并经各自的8脚将这对模拟信号(AOUT+、AOUT-)送到差分运算放大器(3)；
所述差分运算放大器(3)为一个INA128芯片，它的两个输入端(VIN+和VIN-)分别接到上述两个模拟开关(1、2)的输出端8脚，对两个模拟开关(1、2)接通的一对模拟信号(AOUT+、AOUT-)进行差分运算，从INA128A芯片V0端输出差分信号(AOUT)；在该芯片的1脚、8脚之间，连接有一个负反馈电阻(R19)；
所述模数转换电路(4)，它为一个AD7712芯片和一个74HC125芯片，其中：
AD7712芯片的17脚连接到差分运算放大器3的INA128A芯片V0端，接收差分信号(AOUT)，经模数转换后，由AD7712芯片的22脚输出数字信号(AD DOUT)到74HC125芯片的5脚，再由74HC125芯片的6脚经光电隔离电路(5)传送给单片机(6)；
AD7712芯片的21脚经由光电隔离电路(5)向单片机(6)发出模数转换结束标志(AD DRDY)；
AD7712芯片的4、20、19脚分别接收由单片机(6)经光电隔离电路(5)发来的片选信号(AD A0)、接收数据标志(AD RFS)、发送数据标志(AD TFS)，在这些信号的控制下，AD7712芯片接收单片机(6)发出的指令和数据，或者向单片机(6)发送数据；
74HC125芯片的4、2、12、1脚分别接收由单片机(6)经光电隔离电路(5)发来的读数据指令(ADDIR IN)、数据输入指令(AD DIN)、时钟信号(AD SCLK)、数据方向标志(AD DIR)；74HC125芯片的11脚将时钟信号(AD CLK)传送到AD7712芯片的1脚，74HC125芯片的3脚将数据输入指令(AD DIN)传送到AD7712芯片的22脚；
所述光电隔离电路(5)由8个TLP112光电隔离器件(U30-U33、U40-U43)和1个TLP521-4光电隔离组件(U21)所组成，其中：
TLP521-4光电隔离组件(U21)中有3路(U21A、U21D、U21C)的输入端分别连接在单片机(6)的15、16、17脚，对应的输出端分别连接到两个模拟开关(1、2)的地址端(A0、A1、A2)，传送单片机(6)发出的地址信号(CHSEL0-CHSEL2)；
TLP521-4光电隔离组件(U21)中的另一路(U21B)，以及3个TLP112光电隔离器件(U31、U32、U43)的输入端分别连接在单片机(6)的6、9、3、2脚，对应的输出端分别连接到模数转换电路(4)中74HC125芯片的4、2、12、1脚，分别传送单片机(6)向模数转换电路(4)发出的读数据指令(ADDIR IN)、数据输入指令(AD DIN)、时钟信号(AD SCLK)、数据方向标志(AD DIR)；
3个TLP112光电隔离器件(U33、U41、U42)的输入端分别连接在单片机(6)的31、4、5脚，对应的输出端分别连接到模数转换电路(4)中AD7712芯片的4、20、19脚，分别传送单片机(6)向AD7712芯片发出的片选信号(AD A0)、接收数据标志(ADRFS)、发送数据标志(AD TFS)；
1个TLP112光电隔离器件(U30)的输入端连接在模数转换电路4中74HC125芯片的6脚，输出端连接在单片机(6)的7脚，传送模数转换电路(4)向单片机(6)发送的数据(DOUT)；
1个TLP112光电隔离器件(U40)的输入端连接在模数转换电路(4)中AD7712芯片的21脚，输出端连接在单片机(6)的4脚，传送模数转换电路(4)向单片机(6)发送的模数转化结束标志(AD DRDY)；
所述单片机(6)由一个AT89C51-PLCC单片机芯片和一个74HC373缓存器芯片组成，AT89C51-PLCC单片机芯片在向双端口RAM(7)发送地址信号时，从P0.0至P0.7端将0-7位地址信号(MA0-MA7)送至74HC373缓存器芯片的D0至D7端，再由74HC373缓存器芯片U7的Q0至Q7端提供给双端口RAM(7)，而8-9位地址信号(MA8-MA9)则直接由AT89C51-PLCC单片机芯片的P2.0、P2.1端提供给双端口RAM(7)；输出地址信号(MA0-MA9)后，AT89C51-PLCC单片机芯片从P0.0至P0.7端与双端口RAM(7)交换数据(AD0-AD7)；AT89C51-PLCC单片机芯片的33脚向74HC373缓存器芯片的11脚发出清零指令；AT89C51-PLCC单片机芯片的18、19、31脚分别向双端口RAM(7)发出写指令(MCU WR)、读指令(MCU RD)和片选信号(CS DPRAM)；
所述双端口RAM(7)为一个CY7C131/141-PLCC芯片，它从D0L至D7L端连接计算机控制***数据总线(SLOT4 D0-SLOT4 D7)，从A0L至A5L端连接计算机控制***地址总线0-5位(SLOT A0-SLOT A5)，从1脚接收***片选指令(CS SLOT4)，从2脚接收***写指令(SLOT WR)，从6脚接收***读指令(SLOT OE)；从D0R至D7R端与单片机(6)P0.0至P0.7端交换数据(AD0-AD7)，从A0R至A9R端接收单片机(6)发出的地址信号(MA0-MA9)，分别从46、50、51脚接收单片机(6)发出的读指令(MCU RD)、写指令(MCU WR)和片选信号(CS DPRAM)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200420093389 CN2729788Y (zh) | 2004-09-08 | 2004-09-08 | 模拟量输入板卡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200420093389 CN2729788Y (zh) | 2004-09-08 | 2004-09-08 | 模拟量输入板卡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN2729788Y true CN2729788Y (zh) | 2005-09-28 |
Family
ID=35048561
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 200420093389 Expired - Lifetime CN2729788Y (zh) | 2004-09-08 | 2004-09-08 | 模拟量输入板卡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN2729788Y (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100480910C (zh) * | 2007-05-15 | 2009-04-22 | 江苏万工科技集团有限公司 | 一种纺织设备多地址编码机构 |
| CN101344772B (zh) * | 2008-08-26 | 2011-10-26 | 中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心 | 基于PLCcore-CF54模块的模拟量输入板卡 |
| CN101231318B (zh) * | 2007-07-31 | 2012-01-25 | 艾默生网络能源有限公司 | 抗共模分流器电压采样电路 |
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2004
- 2004-09-08 CN CN 200420093389 patent/CN2729788Y/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN101231318B (zh) * | 2007-07-31 | 2012-01-25 | 艾默生网络能源有限公司 | 抗共模分流器电压采样电路 |
| CN101344772B (zh) * | 2008-08-26 | 2011-10-26 | 中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心 | 基于PLCcore-CF54模块的模拟量输入板卡 |
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| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Xia Zhiyan Document name: Notification of Termination of Patent Right |
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| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: Room 304, building 11, North building, rainbow building, No. 100085 information road, Beijing, Haidian District, China Patentee after: Beijing Shuoren Shidai Science & Technology Co., Ltd. Address before: Beijing Haidian District information industry base on the third street, 3 floor, 1 door, 6 floor, room 602, zip code: 100085 Patentee before: Beijing Shuoren Shidai Science & Technology Co., Ltd. |
|
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Expiration termination date: 20140908 Granted publication date: 20050928 |