CN101021722A - 一种嵌入式单片机模块化输入输出电路结构 - Google Patents

Abstract

一种嵌入式单片机模块化输入输出电路结构，涉及一种单片机输入输出电路结构，特别涉及一种嵌入式单片机模块化输入输出电路结构。其特征是具有输入输出电路模块和标志位以及与单片机的连接方式；输入输出电路模块包括线控和遥控输入模块、感应器输入模块、传感器输入模块、开关电路输出模块、显示器输出模块和声讯电路输出模块，分别与单片机输入输出端相连接，标志位与单片机输入端相连接。通过标志位的连接与断开的两个状态的组合，确定相应电路需要的输入输出电路模块，服务于相关电路。实现一机多控，充分利用单片机的硬件资源，用以多种电路的嵌入式单片机模块化结构的设计和系列化、标准化、模块化制造，同时免去单片机软件的二次开发。

Description

一种嵌入式单片机模块化输入输出电路结构

技术领域

本发明创造涉及一种单片机输入输出电路结构，特别涉及一种嵌入式单片机模块化输入输出电路结构，属于单片机控制技术领域。

背景技术

本发明创造申请日前，单片机输入输出电路由相关电路确定，一对一控制方式造成单片机资源的浪费和需要用户软件的二次开发。由相关电路确定的单片机单一输入输出电路结构不利于单片机的系列化、标准化、模块化制造。

发明内容

本发明创造的目的是提供一种嵌入式单片机模块化输入输出电路结构。

本发明创造解决其技术问题所采用的技术方案是：嵌入式单片机模块化输入输出电路结构包括单片机输入输出电路；其电路结构包括输入输出电路模块和标志位以及与单片机的连接方式；输入输出电路模块包括线控输入模块、遥控输入模块、感应器输入模块、传感器输入模块、开关电路输出模块、显示器输出模块和声讯电路输出模块，分别与单片机输入输出端相连接，通过标志位的连接与断开的两个状态的组合，确定相应电路需要的输入输出电路模块，服务于相关电路。标志位与单片机输入端相连接。标志位为具有连接与断开两个状态的微动开关，其一端分别与单片机输入端相连接，其公共端接地。线控输入模块由轻触开关集合组成，每一轻触开关对应一个功能键，其一端与单片机输入端相连接，并通过电阻与电源正极相连接，其公共端接地，实际使用时由标志位的不同组合确定。遥控输入模块由遥控发射器与遥控接收器组成，遥控发射器由轻触开关分别与编码器相连接，遥控接收器包括遥控接收管与外围元件，遥控接收器与单片机输入端相连接，实际使用时由标志位的不同组合确定。感应器输入模块由红外感应电路与热释电感应电路组成，其输出端分别与单片机输入端相连接。红外感应电路由脉冲方波电压发生器、红外发光二极管、红外接收管及运算电路解码器组成；热释电感应电路由热释电传感器、三极管放大器、运算放大器和电压放大器组成。传感器输入模块由温控传感器、烟雾传感器、煤气传感器、湿度传感器、压力传感器、流量传感器和其他两种自定义传感器组成，其输出端分别与单片机输入端相连接，实际使用时由标志位的不同组合确定。开关电路输入模块由继电器开关电路、可控硅开关电路、可控硅调压电路和电磁阀开关电路组成，分别与单片机输出端相连接，实际使用时由标志位的不同组合确定。显示器输入模块由发光管电路、数码管电路、液晶屏电路和动态真空管电路组成，分别与单片机输出端相连接，实际使用时由标志位的不同组合确定。声讯电路输出模块由蜂鸣器、声讯喇叭和语音发生器电路和其他一种自定义声讯电路组成，分别与单片机输出端相连接，实际使用时由标志位的不同组合确定。

本发明创造的有益效果是：通过标志位的不同组合确定相关的输入输出模块，从而实现一机多控，充分利用单片机的硬件资源，用以多种电路的嵌入式单片机模块化结构的设计和系列化、标准化、模块化制造，同时免去单片机软件的二次开发。

附图说明

下面通过附图对本发明创造作进一步说明。

附图1为本发明创造的电路框图。

附图2为本发明创造的标志位电原理图。

附图3为线控输入模块原理图。

附图4为遥控输入模块原理图。

附图5为感应器输入模块原理图。

附图6为传感器输入模块原理图。

附图7为开关电路输出模块原理图。

附图8为显示器输出模块原理图。

附图9为声讯电路输出模块原理图。

具体实施方式

参阅图1。图1为本发明创造的电路框图。电路结构包括输入输出电路模块和标志位以及与单片机的连接方式；本实施例采用PIC16C923单片机。输入输出电路模块包括线控输入模块A、遥控输入模块B、感应器输入模块C、传感器输入模块D、开关电路输出模块E、显示器输出模块F和声讯电路输出模块G，分别与单片机输入输出端相连接。图中1为标志位1和线控输入模块A；图中2为标志位2和遥控输入模块B；图中3为标志位3和感应器输入模块C；图中4为标志位4和传感器输入模块D；图中5为标志位5和开关电路输入模块E；图中6为标志位6和显示器输入模块F；图中7为标志位7和声讯电路输入模块G。

参阅图2。图2为本发明创造的标志位电原理图。本实施例有6组标志位与单片机PIC16C923相连接。分别是线控、遥控输入模块标志位B1、B2、B3，对应于图1的标志位1和标志位2；感应器输入模块标志位B4，对应于图1的标志位3；传感器输入模块标志位B5、B6、B7，对应于图1的标志位4；开关电路输出模块标志位B8、B9、B10、B11对应于图1的标志位5；显示器输出模块标志位B12、B13，对应于图1的标志位6；声讯电路输出模块标志位B14、B15，对应于图1的标志位7。标志位为具有连接与断开两个状态的微动开关，其一端分别与单片机输入端相连接，其公共端接地。通过标志位的连接与断开的两个状态的组合，确定相电路需要的输入输出电路模块，服务于相关电路。标志位与单片机输入端相连接。本实施例连接与断开的两个状态分别定义为1和0。线控、遥控输入模块标志位B1、B2、B3，定义标志位B1＝1为线控，B1＝0为遥控。标志位B2、B3的连接与断开的两个状态的四种组合即00、01、10、11，分别表示线控、遥控的轻触按键为4、6、8、10键。感应器输入模块标志位B4连接与断开的两个状态分别表示红外感应和热释电感应。定义标志位B4＝1为红外感应，B4＝0为热释电感应。传感器输入模块标志位B5、B6、B7的连接与断开的两个状态的八种组合即000、001、010、011、100、101、110、111分别表示温控传感器、烟雾传感器、煤气传感器、湿度传感器、压力传感器、流量传感器和其他两种自定义传感器。开关电路输出模块由继电器开关电路、可控硅开关电路、可控硅调压电略和电磁阀开关电路组成，标志位B8、B9的连接与断开的两个状态的四种组合即00、01、10、11，分别表示继电器开关电路、可控硅开关电路、可控硅调压电路和电磁阀开关电路，B10、B11的连接与断开的两个状态的四种组合即00、01、10、11，分别表示4、6、8、10个开关量。显示器输出模块标志位B12、B13的连接与断开的四种组合即00、01、10、11，分别表示发光管电路、数码管电路和液晶显示屏电路和动态真空管电路显示。声讯输出模块标志位B14、B15的连接与断开的四种组合即00、01、10、11，分别表示蜂鸣器、声讯喇叭、语音合成电路和其他一种自定义声讯电路。实际使用时可通过选择相应标志位来实现。上述标志位B1-B15分别与单片机I/O(1)、I/O(2)、I/O(3)、I/O(4)、I/O(5)、I/O(6)、I/O(7)、I/O(8)、I/O(9)、I/O(10)、I/O(11)、I/O(12)、I/O(13)、I/O(14)、I/O(15)相连接。

参阅图3。图3为线控输入模块原理图。标志位B1＝1为线控。标志位B2、B3的连接与断开的两个状态的四种组合即00、01、10、11，分别表示线控的轻触按键为4、6、8、10键。标志位B1、B2、B3分别与单片机I/O(1)、I/O(2)、I/O(3)相连接。轻触按键K1-K10分别与单片机I/O(16)-I/O(25)相连接。实际使用时可通过选择相应标志位来实现4、6、8、10键。

参阅图4。图4为遥控输入模块原理图。标志位B1＝0为遥控。遥控输入模块由遥控发射器与遥控接收器组成。标志位B2、B3的连接与断开的两个状态的四种组合即00、01、10、11，分别表示遥控的轻触按键为4、6、8、10键。遥控发射器由轻触按键分别与编码器相连接。实际使用时可通过选择相应标志位来实现4、6、8、10键。遥控接收器包括遥控接收电路REC与外围元件，图中遥控接收电路REC与单片机PIC16C923的I/O(26)相连接。

参阅图5。图5为感应器输入模块原理图。感应器输入模块标志位B4与单片机PIC16C923的I/O(4)相连接。感应器输入模块标志位B4连接与断开的两个状态分别表示红外感应和热释电感应。定义标志位B4＝1为红外感应，B4＝0为热释电感应。红外感应输入模块由脉冲方波发生器IC1、红外发光二极管、红外接收管VD2、VD3、VD4、运算电路IC2及解码器IC3组成，与单片机PIC16C923的I/O(27)相连接；热释电感应输入模块由热释电传感器B、三极管放大器VT、运算放大器A1和电压比较器A2组成，与单片机PIC16C923的I/O(28)相连接。

参阅图6。图6为传感器输入模块原理图。传感器输入模块标志位B5、B6、B7与单片机PIC16C923的I/O(5)、I/O(6)、I/O(7)相连接。标志位B5、B6、B7的连接与断开的两个状态的八种组合即000、001、010、011、100、101、110、111分别表示温控传感器、烟雾传感器、煤气传感器、湿度传感器、压力传感器、流量传感器和其他两种自定义传感器。分别与与单片机PIC16C923的I/O(29)-I/O(36)相连接。实际使用时可通过选择相应标志位B5、B6、B7的连接与断开的不同组合来实现。

参阅图7。图7为开关电路输入模块原理图。开关电路输出模块标志位B8、B9、B10、B11与单片机PIC16C923的I/O(8)、I/O(9)、I/O(10)、I/O(11)相连接。开关电路输出模块由继电器开关电路、可控硅开关电路、可控硅调压电路和电磁阀开关电路组成，标志位B8、B9的连接与断开的两个状态的四种组合即00、01、10、11，分别表示继电器开关电路、可控硅开关电路、可控硅调压电路和电磁阀开关电路，B10、B11的连接与断开的两个状态的四种组合即00、01、10、11，分别表示2、4、6、8个开关量。8个开关量分别与单片机PIC16C923的I/O(37)-I/O(44)相连接。

参阅图8。图8为显示器输入模块原理图。显示器输出模块标志位B12、B13的连接与断开的四种组合即00、01、10、11，分别表示发光管电路、数码管电路和液晶显示屏电路和动态真空管电路。标志位B12、B13与单片机PIC16C923的I/O(12)、I/O(13)相连接。单片机PIC16C923的I/O(45)-I/O(48)为发光管电路、数码管电路和液晶显示屏电路和动态真空管电路的接口电路，必要时通过驱动电路加以扩展。

参阅图9。图9为声讯电路输入模块原理图。声讯输出模块标志位B14、B15的连接与断开的四种组合即00、01、10、11，分别表示蜂鸣器、声讯喇叭、语音合成电路和其他一种自定义声讯电路。实际使用时可通过选择相应标志位来实现。标志位B14、B15与单片机PIC16C923的I/O(14)、I/O(15)相连接。单片机PIC16C923的I/O(49)-I/O(52)为蜂鸣器、声讯喇叭、语音合成电路和其他一种自定义声讯电路的接口电路。

本发明创造的要点是通过标志位及标志位的不同组合确定输入输出电路模块的选用。鉴于输入输出电路模块均为已有技术且普通技术人员可采用不同电路实现，附图中输入输出电路模块的具体电路结构及元器件参数不再标注。

本发明创造所涉单片机为八位单片机，实施例采用美国Microchip公司的PIC16C923八位单片机，其I/O端口为52个。需要增加接口时，可另加扩展电路。

Claims (9)

1、一种嵌入式单片机模块化输入输出电路结构，包括单片机输入输出电路；其特征是具有输入输出电路模块和标志位以及与单片机的连接方式；输入输出电路模块包括线控输入模块、遥控输入模块、感应器输入模块、传感器输入模块、开关电路输出模块、显示器输出模块和声讯电路输出模块，分别与单片机输入输出端相连接，标志位与单片机输入端相连接。

2、根据权利要求1所述的一种嵌入式单片机模块化输入输出电路结构，其特征是：标志位为具有连接与断开两个状态的微动开关，其一端分别与单片机输入端相连接，其公共端接地。

3、根据权利要求1所述的一种嵌入式单片机模块化输入输出电路结构，其特征是：线控输入模块由轻触开关集合组成，每一轻触开关对应一个功能键，其一端与单片机输入端相连接，并通过电阻与电源正极相连接，其公共端接地。

4、根据权利要求1所述的一种嵌入式单片机模块化输入输出电路结构，其特征是：遥控输入模块由遥控发射器与遥控接收器组成，遥控发射器由轻触开关分别与编码器相连接，遥控接收器包括遥控接收管与外围元件，遥控接收器与单片机输入端相连接。

5、根据权利要求1所述的一种嵌入式单片机模块化输入输出电路结构，其特征是：感应器输入模块由红外感应电路与热释电感应电路组成，其输出端分别与单片机输入端相连接。

6、根据权利要求1所述的一种嵌入式单片机模块化输入输出电路结构，其特征是：传感器输入模块由温控传感器、烟雾传感器、煤气传感器、湿度传感器、压力传感器、流量传感器和其他两种自定义传感器组成，其输出端分别与单片机输入端相连接。

7、根据权利要求1所述的一种嵌入式单片机模块化输入输出电路结构，其特征是：开关电路输入模块由继电器开关电路、可控硅开关电路、可控硅调压电路和电磁阀开关电路组成，分别与单片机输出端相连接。

8、根据权利要求1所述的一种嵌入式单片机模块化输入输出电路结构，其特征是：显示器输入模块由发光管电路、数码管电路、液晶屏电路和动态真空管电路组成，分别与单片机输出端相连接。

9、根据权利要求1所述的一种嵌入式单片机模块化输入输出电路结构，其特征是：声讯电路输出模块由蜂鸣器、声讯喇叭、语音发生器电路和其他一种自定义声讯电路组成，分别与单片机输出端相连接。

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