[發明專利]一種智能開關量采集電路

在審

• 申請號: 201410589280.4
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104407526A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 劉安章
• 申請（專利權）人: 陜西千山航空電子有限責任公司
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 張奕軒

技術領域

本發明屬于航空電子技術類，應用于航空電子技術領域，特別涉及一種智能開關量采集電路。?

背景技術

開關量是機載設備狀態指示中常用的一種信號，又稱為離散量，如飛行參數記錄系統中記錄的座椅彈射信號、起落架信號、艙門開啟信號等都是開關量信號，開關量信號的狀態類型主要包括28V/地、28V/懸空、地/懸空等。?

傳統的開關信號采集接口電路主要有兩種：(1)根據需求，設計專用類型的采集接口，這種傳統采集方式的缺點是不靈活，特定的電路只能采集需求特定的開關量類型，當前端信號類型發生變化后，需要對電路做相應的修改才能得到正確的采集信號，如圖1所示，這種傳統的電路可以采集判讀到28V/地的兩種狀態，但當前端接口的采集需求變更為地/開類型時，如圖1所示的傳統電路就無法識別出這兩種狀態，因此需要更改硬件電路，由此會帶來研制周期的加長和成本的浪費，且每一路開關量通道占用的印制板面積大，不利于集成化，更不符合航空工業領域為減少每一克重量而努力的宗旨。(2)采用可配置的方式進行開關量的采集，即預先將前端要采集的接口類型作為配置文件寫入控制器存儲起來，然后設計一種通用的采集電路按照配置文件進行各種類型離散量信號的采集，如圖2所示，這種采集方式的缺點是采集電路的自適應性差，硬件采集電路必須和配置文件結合起來才能實現開關量信號的采集，不利于產品的管理。?

發明內容

發明目的：提供一種智能開關量采集電路，克服傳統開關量采集電路因采集需求改變，硬件電路或配置文件需要隨之改變才能完成采集的缺點。?

技術方案：一種智能開關量采集電路，包括順次連接的信號調理電路1、輸入信號選擇電路2、上下拉處理電路3、A/D轉換器電路4以及控制器電路5，其中控制器電路5分別與輸入信號選擇電路2及上下拉處理電路3相連，A/D轉換器電路4進行開關量的采集，開關量輸入信號經過信號調理電路1進行輸入信號的濾波處理，輸入信號選擇電路2接受控制器電路5的設置選中將要被采集的開?關量信號，輸入信號選擇電路2的輸出端連接至上下拉處理電路3的輸入端，上下拉處理電路3的輸入端連接到A/D轉換器電路4的輸入端，通過A/D轉換器電路4進行電壓的數字量轉換，控制器電路5用于控制輸入信號選擇電路2、上下拉處理電路3和讀取A/D轉換器電路4中的數據。?

信號調理電路1是一個低通濾波器，包括電阻R1和電容C1以及穩壓管V1，用于濾除總線上的高頻干擾，穩壓管V1對輸入信號進行穩壓保護后端的信號選擇電路2。?

信號選擇電路2包括多選1模擬開關D1，D1的使能端和通道選擇端連接至控制器電路5，接受控制器電路5的控制，D1的輸出端連接至上下拉處理電路3的輸入端。?

上下拉處理電路3由2選1的模擬開關D2實現，模擬開關D2的一端連接著輸入信號選擇電路2的輸出，模擬開關D2的另外兩端分別通過電阻R2連接著+15V電源和通過電阻R3連接著地，D2的使能端和通道選擇端連接至控制器電路5。?

A/D轉換器電路4包括A/D轉換器AD1，對調理后的開關量進行電壓采集，AD1的模擬輸入接口連接著模擬開關D1的輸出端，AD1的數字輸出接口連接到控制器電路5的數據總線上，AD1的控制信號連接至控制器電路5的I/O端口上。?

控制器電路5包括微控制器D3，D3分別連接模擬開關D1、模擬開關D2以及A/D轉換器AD1，D3設置控制模擬開關D1、設置模擬開關D2、設置AD轉換器AD1以及讀取AD1轉換的數字量的功能。?

有益效果：本發明克服傳統開關量采集電路因采集需求改變，硬件電路或配置文件需要隨之改變才能完成采集的缺點。其中，采用模擬開關代替傳統的比較器進行電路的上下拉控制，操作簡單，且易于擴展上拉或下拉的電壓值，解決了以往用比較器進行上拉時，上下拉電壓值固定的局限性。采集的接口類型改變時，不需要更改硬件電路，節省了產品的研發周期和設計成本，同時利于集成，節省了印制板的面積。接口電路采集不需要結合配置文件即可完成采集，有利于產品的管理。?

附圖說明

圖1為傳統型的固定電路采集開關量電路圖；?

圖2為傳統型可配置開關量采集電路電路圖；?

圖3為本發明實施方式的電路原理框圖；?

圖4為本發明實施方式的電路圖；?

圖5為上拉采集時的等效示意圖；?

圖6為下拉采集時的等效示意圖；?

具體實施方式