[實用新型]具有CAN總線接口的多類型信號輸出的數據采集模塊

有效

• 申請號: 201920105190.1
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN209543083U
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 喬愛民;羅少軒;李瑜慶
• 申請（專利權）人: 蚌埠學院
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 蚌埠鼎力專利商標事務所有限公司 34102
• 代理人: 王琪

1.具有CAN總線接口的多類型信號輸出的數據采集模塊，其特征在于：包括有主控MCU，分別與主控MCU連接的信號調理及模數轉換電路、標準電流變送信號電路、標準電壓變送信號電路、CAN總線接口電路和RS485總線接口電路；

所述的信號調理及模數轉換電路包括有差動電橋式傳感器接口P2、模數轉換芯片U14、以及若干電阻和電容，所述的差動電橋式傳感器接口P2與模數轉換芯片U14的模擬信號輸入端連接，模數轉換芯片U14的數字信號輸出端與主控MCU對應的引腳連接；

所述的標準電流變送信號電路包括有電流源DAC芯片U2、NPN三極管Q1、以及若干電阻和電容，所述的主控MCU的LATCH、SCK_2、SDI_2引腳分別與電流源DAC芯片U2的LATCH、SCK、SDIN引腳一一對應連接，三極管Q1的基極連接電流源DAC芯片U2的IOUT引腳，NPN的集電極通過電阻連接模擬電源Vin1, NPN的發射極輸出標準的電流變送信號IOUT；

所述的標準電壓變送信號電路包括有DA轉換器U1、雙運放U3、以及若干電阻和電容，雙運放U3包括有運算放大器U3A和運算放大器U3B，所述的主控MCU的SDI_1、SLK_1、SYNC引腳分別與DA轉換器U1的SDI、SLK、SYNC引腳一一對應連接, DA轉換器U1的VFB、VO引腳分別與運算放大器U3A的同相輸入端連接，運算放大器U3A的反相輸入端與運算放大器U3B的輸出端連接，運算放大器U3A的輸出端輸出標準的電壓變送信號VOUT，運算放大器U3B的同相輸入端與參考電壓VREF連接，運算放大器U3B的反相輸入端和輸出端之間連接有并聯的反饋電容C6和反饋電阻R3；

所述的CAN總線接口電路包括有CAN總線收發器U11、浪涌瞬態抑制器U12、以及若干電阻和電容，CAN總線收發器U11的RXD、TXD引腳分別與主控MCU的CAN_R、CAN_T引腳一一對應連接，CAN總線收發器U11的CANH、CANL引腳輸出CAN總線信號，CAN總線收發器U11的CANH、CANL引腳均通過浪涌瞬態抑制器U12接地；

所述的RS485總線接口電路包括有RS485邏輯電平轉換U13、浪涌瞬態抑制器U14、以及若干電阻, RS485邏輯電平轉換U13的DE、RE引腳均與主控MCU的DIR引腳對應連接，RS485邏輯電平轉換U13的D引腳與主控MCU的TXD引腳對應連接，RS485邏輯電平轉換U13的R引腳與主控MCU的RXD引腳對應連接, RS485邏輯電平轉換U13的A、B引腳輸出RS485通信信號，RS485邏輯電平轉換U13的A、B引腳均通過浪涌瞬態抑制器U14接地。

2.根據權利要求1所述的具有CAN總線接口的多類型信號輸出的數據采集模塊，其特征在于：所述的數據采集模塊的外供電源為直流15-40V電源，經過電源調節模塊產生模擬電源VIN1、12V直流電源、-12V直流電源和3.3V模擬電源AVCC和3.3V數字電源VCC，所述的電源調節模塊包括有外供直流電源接口P4、開關電源芯片U6、三端穩壓器U4、三端穩壓器U5、負電壓產生芯片U8、電源管理芯片U9、以及若干電阻和電容，所述的外供直流電源接口P4輸出的直流電源VIN經自恢復保險絲F1和二極管D2后輸出模擬電源VIN1，開關電源芯片U6的輸入端連接模擬電源VIN1，開關電源芯片U6的輸出端輸出12V直流電源，三端穩壓器U4和三端穩壓器U5的輸入端均與12V直流電源連接，三端穩壓器U4的輸出端輸出3.3V數字電源VCC，三端穩壓器U5的輸出端輸出3.3V模擬電源AVCC，負電壓產生芯片U8的輸入端與12V直流電源連接，負電壓產生芯片U8的輸出端輸出-12V直流電源，電源管理芯片U9的輸入端與12V直流電源連接，電源管理芯片U9的輸出端輸出2.5V的參考電壓VREF。

3.根據權利要求1所述的具有CAN總線接口的多類型信號輸出的數據采集模塊，其特征在于：所述的模數轉換芯片U14上連接有多個隔離電阻，用于將模擬電路和數字電路進行隔離。

4.根據權利要求1所述的具有CAN總線接口的多類型信號輸出的數據采集模塊，其特征在于：所述的差動電橋式傳感器接口P2通過無源低通濾波電路與模數轉換芯片U14的模擬信號輸入端連接。

5.根據權利要求1所述具有CAN總線接口的多類型信號輸出的數據采集模塊，其特征在于：所述的主控MCU選用基于RISC體系結構的工業級單片機PIC18F25K80。