CN101201643B - 单杆控制系统 - Google Patents

单杆控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101201643B
CN101201643B CN2007101935834A CN200710193583A CN101201643B CN 101201643 B CN101201643 B CN 101201643B CN 2007101935834 A CN2007101935834 A CN 2007101935834A CN 200710193583 A CN200710193583 A CN 200710193583A CN 101201643 B CN101201643 B CN 101201643B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
connector
circuit board
electronic circuit
chip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2007101935834A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101201643A (zh
Inventor
王丽秋
李雪雷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Original Assignee
Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS filed Critical Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority to CN2007101935834A priority Critical patent/CN101201643B/zh
Publication of CN101201643A publication Critical patent/CN101201643A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101201643B publication Critical patent/CN101201643B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

一种单杆控制系统。属于机电一体化的控制领域。单杆控制系统将水平方向电位器和垂直方向电位器输出的模拟电压信号Va和Vb通过连接器送入电子线路板中；经过电子线路板转变为差分数字信号Vout-和Vout+，从连接器输出；使用双绞线将连接器输出的差分数字信号送入应用系统的信号接收端中，由中央处理机的串行口接收。电子线路板包括电压调整电路、混合信号处理单片机(MCU)芯片、复位电路、时钟晶振、串行驱动芯片和连接器。单杆控制系统具有使用方便，节省空间，成本低廉的特点，通过应用系统的串行通讯口接收数据，不需要增加A/D采集卡，同时具有信号传输距离远的特点，信号传输距离达到几百米，提高近百倍。

Description

单杆控制系统
技术领域
本发明涉及一种单杆控制系统。属于机电一体化的控制领域。具体说是一种具有模拟信号采集和远程发送功能的单杆控制系统。
背景技术
单杆广泛应用于各种类型远程操控系统的控制台上，用来实现远程控制电机按指定方向和指定速度运转，并从而实现对相关设备或仪器的远程运动控制，如监控中心用来转动摄像头、在经纬仪控制台上用来控制外场测量等。
图1是公知单杆的结构示意图。
图中包括单杆主体，水平方向电位器，垂直方向电位器，应用系统的信号接收，中央处理机，I/O口，串口，模拟信号传输线，A/D采集卡，数据线。
公知的单杆由单杆主体和精密位置传感电位器(文中简称电位器)等构成，输出模拟电压信号。工作时，电位器由直流电压供电，当人手推动单杆手柄旋转时，单杆主体内部的机械传动机构带动电位器转动，使得电位器的阻值发生变化，从而输出电压发生改变。在使用时，用传输线将单杆输出的模拟电压信号送入应用系统的信号接收端，应用系统的信号接收端使用A/D采集卡将单杆输出的模拟电压信号转换为数字信号，再由应用系统的中央处理机接收数字信号并根据其变化来实现对相关电机的控制。
由于公知的单杆输出的是模拟电压信号，因此应用系统的信号接收端需要增加A/D采集卡对其进行模数转换处理，A/D采集卡的使用占用应用系统的空间、增加了应用系统的成本，同时，信号的传输距离短，只有几米，为此，提出了本发明单杆控制系统。
发明内容
为了克服现有单杆由于输出是模拟信号而带来的在应用系统的信号接收端中需要增加A/D采集卡、信号传输距离短等不足，本发明提供了一种智能型单杆控制系统，该智能型单杆控制系统集成了模拟电压信号采集、发送功能电路与单杆主体为一体，其输出信号是差分形式的数字信号，应用系统在接收信号时只需利用其中央处理机普遍具有的串行通讯口就可以接收，不再需要增加A/D采集卡。
本发明解决传统单杆在应用中存在的上述不足所采用的方案如图2上所示：包括单杆主体，水平方向电位器，垂直方向电位器，应用系统的信号接收端，中央处理机，I/O口，串口，模拟信号传输线，壳体螺钉，底板螺钉，螺钉，金属底板，电子线路板，中心开口，连接器，金属壳体，双绞线。
单杆控制系统将水平方向电位器和垂直方向电位器输出的模拟电压信号Va和Vb通过连接器送入电子线路板中；经过电子线路板转变为差分数字信号Vout-和Vout+，从连接器输出；使用双绞线将连接器输出的差分数字信号送入应用系统的信号接收端中，由中央处理机的串行口接收。
在单杆主体上，集成由小型元件组成的电子线路，将电位器输出的模拟电压信号先转变为数字信号，再经过串行口驱动转变为差分信号向外发送。电路由电压调整电路、混合信号处理单片机(MCU)芯片、复位电路、时钟晶振、串行驱动芯片和连接器组成。电位器输出的模拟电压信号从连接器进入电子线路板，经过电压调整电路后调整为适合MCU采样范围的电压后，进入MCU的模拟电压输入通道，通过MCU用内部集成的通道选择、采样保持和模数转换模块变为数字信号，再经MCU内部异步通讯模块(USART)转变为串行信号送出MCU，串行信号经串行驱动芯片驱动转变为差分的信号，再从连接器向外发送。
电子线路板通过螺钉固定在封闭的金属盒中，该金属盒起到屏蔽电磁干扰和固定电子线路板的作用，金属盒通过螺钉安装固定在单杆主体的底部，金属盒底部开口，焊接在电子线路板上的连接器做为信号的输入输出端口从金属盒底板开口处伸出。使用时，用双绞线连接输出信号，送到应用系统的串行通讯接口即可。
本发明的有益效果是，单杆控制系统输出的是差分方式数字信号，因此在应用系统的信号接收端不在需要增加A/D采集卡，节省了应用系统的空间和成本，同时，信号传输距离由几米提高到了几百米。由于电路元件少、接线简单、选用小型MCU、表贴封装芯片，因此电路体积小。
附图说明
图1是公知单杆的结构示意图。
图中单杆主体1，水平方向电位器2，垂直方向电位器3，应用系统的信号接收4，中央处理机5，I/O口6，串口7，模拟信号传输线8，A/D采集卡9，数据线10。
图2是本发明的结构示意图。也为摘要附图。
图中单杆主体1，水平方向电位器2，垂直方向电位器3，应用系统的信号接收端4，中央处理机5，I/O口6，串口7，模拟信号传输线8，壳体螺钉11，底板螺钉12，螺钉13，金属底板14，电子线路板15，中心开口16，连接器17，金属壳体18，双绞线19。
图3是本发明实施例的电子线路图。
具体实施方式
下面结合附图2对本发明作进一步说明：
图2中电子线路板15通过底板螺钉12与金属底板14固定在一起，金属底板14再通过螺钉13固定在金属壳体18上，金属壳体18通过壳体螺钉11固定在单杆主体1的底部，连接器17焊接在电子线路板15上，嵌入在金属底板14的中心开口16中。水平方向电位器2和垂直方向电位器3输出的模拟电压信号Va和Vb通过连接器17送入电子线路板15中，经过电子线路板15转变为差分数字信号Vout-和Vout+，从连接器17输出。
图2中本发明的控制系统是使用双绞线19将连接器15输出的差分数字信号送入应用系统的信号接收端4中，由中央处理机5的串行口7接收。
图3是本发明实施例的电子线路图。
图中U1是混合信号处理单片机(MCU)选择MSP430F149芯片，U2是串行驱动芯片选择MAX3485芯片，A1～A4是放大器选择OP07芯片，J1是连接器。系统由元件R1、D1、R2、C3组成上电复位电路；Y1是系统低速晶振，用于为MSP430F149提供系统主时钟；Y2是系统高速晶振，为MSP430F149提供数据发送时钟；由元件R3～R6、R10～R11、C4～C5和放大器A1、放大器A2组成模拟输入电压Va输入通道，经输入通道后Va调整为Va′送入MSP430F149的模拟电压输入脚P6。1/A1(60脚)；由元件R7～R9、R12～R14、C6～C7和放大器A3、放大器A4组成模拟输入电压Vb输入通道，经输入通道后Vb调整为Vb′送入MSP430F149的模拟电压输入脚P6.2/A2(61脚)；MSP430F149对调整后的信号Va′和Vb′进行模数转换，通过P3.2/SOMIO和P3.4/UTXDO脚发送至U2，经U2驱动后转换为差分信号Vout-和Vout+。水平方向电位器输出的模拟电压信号Va从连接器J1的1脚和3脚送入线路板，垂直方向电位器输出的模拟电压信号Vb从连接器J1的5脚和7脚送入线路板，从线路板串行驱动芯片U2输出的差分信号Vout+从连接器J1的2脚输出，从线路板串行驱动芯片U2输出的差分信号Vout-从连接器J1的6脚输出。

Claims (4)

1.一种单杆控制系统，单杆由单杆主体(1)，水平方向电位器(2)，垂直方向电位器(3)组成，其特征是单杆控制系统包括应用系统的信号接收端(4)，中央处理机(5)，I/O口(6)，串口(7)，模拟信号传输线(8)，壳体螺钉(11)，底板螺钉(12)，螺钉(13)，金属底板(14)，电子线路板(15)，中心开口(16)，连接器(17)，金属壳体(18)，双绞线(19)；
各部分的位置及连接关系：电子线路板(15)通过底板螺钉(12)与金属底板(14)固定在一起，金属底板(14)再通过螺钉(13)固定在金属壳体(18)上，金属壳体(18)通过壳体螺钉(11)固定在单杆主体(1)的底部，连接器(17)焊接在电子线路板(15)上并嵌入在金属底板(14)的中心开口(16)中；
其电路的信号流程是：单杆控制系统将水平方向电位器(2)和垂直方向电位器(3)输出的模拟电压信号Va和Vb通过连接器(17)送入电子线路板(15)中；模拟电压信号Va和Vb经过电子线路板(15)上的模拟电压输入通道Va和模拟电压输入通道Vb后调整为模拟电压Va′和Vb′，调整后的模拟电压Va′和Vb′送入混合信号处理单片机(MCU)芯片中，模拟电压Va′和Vb′经混合信号处理单片机(MCU)芯片处理后转变为数字信号并发送至串行驱动芯片U2，转换后的数字信号经串行驱动芯片U2驱动后转换为差分数字信号Vout-和Vout+；差分数字信号Vout-和Vout+从电子线路板(15)上的连接器(17)输出；使用双绞线(19)将连接器(17)输出的差分数字信号送入应用系统的信号接收端(4)中，由中央处理机(5)的串行口(7)接收。
2.根据权利要求1所述的单杆控制系统，其特征在于所述电子线路板(15)中控制电路包括电压调整电路、混合信号处理单片机(MCU)芯片、复位电路、时钟晶振、串行驱动芯片和连接器；电位器输出的模拟电压信号从连接器进入电子线路板，经过电压调整电路调整为适合MCU采样范围的电压后，进入MCU的模拟电压输入通道，通过MCU用内部集成的通道选择、采样保持和模数转换模块变为数字信号，再经MCU内部异步通讯模块转变为串行信号送出MCU，串行信号经串行驱动芯片驱动转变为差分的信号，再从连接器向外发送。
3.根据权利要求1或2所述的单杆控制系统，其特征在于所述电子线路板(15)中U1是混合信号处理单片机(MCU)，U2是串行驱动芯片，A1～A4是放大器，J1是连接器，系统由电阻R1、二极管D1、电阻R2、电容C3组成复位电路；
4.根据权利要求1或2所述的单杆控制系统，其特征在于所述时钟晶振Y1是系统低速晶振，提供系统主时钟；Y2是系统高速晶振，提供数据发送时钟；
CN2007101935834A 2007-12-20 2007-12-20 单杆控制系统 Expired - Fee Related CN101201643B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007101935834A CN101201643B (zh) 2007-12-20 2007-12-20 单杆控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007101935834A CN101201643B (zh) 2007-12-20 2007-12-20 单杆控制系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101201643A CN101201643A (zh) 2008-06-18
CN101201643B true CN101201643B (zh) 2010-06-09

Family

ID=39516832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007101935834A Expired - Fee Related CN101201643B (zh) 2007-12-20 2007-12-20 单杆控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101201643B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2952448B1 (fr) * 2009-11-06 2012-08-03 Ratier Figeac Soc Dispositif de controle electronique d'un organe de pilotage a microcontroleurs multifonctionnels, dispositif de pilotage et aeronef
CN111537772B (zh) * 2020-05-19 2023-03-28 广东电网有限责任公司东莞供电局 一种防窃电防误接线电能表和防窃电防误接线方法
CN112415352A (zh) * 2021-01-22 2021-02-26 杭州富特科技股份有限公司 基于逆变器的在线绝缘检测电路以及逆变器系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2447816Y (zh) * 2000-11-09 2001-09-12 中南大学 控制手柄
JP2006079154A (ja) * 2004-09-07 2006-03-23 Furukawa Co Ltd 作業機の制御装置
WO2007080293A2 (fr) * 2006-01-10 2007-07-19 Bosch Rexroth D.S.I. Télécommande d'engin mobile, en particulier engin de travaux publics, engin agricole ou de manutention

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2447816Y (zh) * 2000-11-09 2001-09-12 中南大学 控制手柄
JP2006079154A (ja) * 2004-09-07 2006-03-23 Furukawa Co Ltd 作業機の制御装置
WO2007080293A2 (fr) * 2006-01-10 2007-07-19 Bosch Rexroth D.S.I. Télécommande d'engin mobile, en particulier engin de travaux publics, engin agricole ou de manutention

Also Published As

Publication number Publication date
CN101201643A (zh) 2008-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101201643B (zh) 单杆控制系统
CN101424929B (zh) 多通道角度数据采集器
CN100568311C (zh) 一种基于fpga的红外地球敏感器的测试数据通信接口装置
CN202453371U (zh) 一种大尺度粒子图像测速仪
CN206062353U (zh) 带支付和运动功能的手环
CN208128386U (zh) 一种高分辨大面阵成像电路系统
CN205005174U (zh) 基于GSM和WiFi的交互式远程图像采集系统
CN203911823U (zh) 基于以太网的电机控制器和控制系统
CN201134058Y (zh) 智能型单杆操纵装置
CN203732158U (zh) 基于ccd的光谱信号采集电路
CN103822710A (zh) 基于ccd的光谱信号采集电路
CN202886397U (zh) 矿用便携式风速测量装置
CN105572481A (zh) 制导弹药多路时序状态信号测量电路及其测量方法
CN204740457U (zh) 一种串行信号采集装置
CN209859594U (zh) 一种基于p10单元板结构环境自适应智能显示系统
CN202693499U (zh) X射线晶体定向仪数据记录仪
CN107145462B (zh) 一种基于usb总线的同步串行信号采集控制装置
CN201561979U (zh) 机车速度传感器测试仪
CN202915964U (zh) 一种基于rs485流量计装置
CN105137141A (zh) 一种手持示波器
CN201600143U (zh) 可用于车载dvd的gps导航板
CN206788595U (zh) 一种基于计算机的教室控制管理系统
CN100334428C (zh) 动态角度测量装置
CN208027557U (zh) 一种多通道能耗数据采集器
CN205080177U (zh) 一种手持示波器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100609

Termination date: 20111220