CN103926453B - 基于can网络的正逆电流单回路检测装置 - Google Patents
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Abstract
基于CAN网络的正逆电流单回路检测装置，属于仪表的电流检测技术领域。本发明是为了解决现有仪表状态检测装置不能直接获得仪表输出的负向电流值，使仪表的状态检测难度大的问题。它的上位机用于发送控制指令或接收最终获得的仪表电流检测信号；CAN网络扩展接口模块用于上位机与单片机之间的通讯，单片机用于对接收信号的处理，TTL电平转换模块用于将接收的TTL电平信号进行转换，大电流高低电平输出电路用于采样待检测仪表输出的电压信号，将获得的待检测仪表采样信号直接传送给单片机，并输出电压调节信号给单片机。本发明用于仪表的正逆电流单回路检测。
Description
技术领域
本发明涉及基于CAN网络的正逆电流单回路检测装置，属于仪表的电流检测技术领域。
背景技术
在对仪表的信号检测过程中，经常需要检测其电流信号，用来判断其印制板状态是否合格，因而检测装置一般都需要提供高低两种信号给仪表，以在仪表的输出点，获得对应的正逆两种电流。在对仪表进行测量时，正电流可以直接得出，对于逆电流则需要切换转换为正电流测量，这样就增加了测量的难度。
通过仪表的同一个测量点来判断其输出的电流信号是否满足要求，就要求检测设备既能输出高电平信号，又能输出低电平信号，同时检测设备还要能够检测仪表的回路电流。这就涉及到仪表输出的电流的方向，对于仪表输出正向电流的情况，可以直接由检测装置读出读数，而对于仪表输出负向电流的情况，则很难直接采集，这加大了仪表的状态检测难度。
发明内容
本发明目的是为了解决现有仪表状态检测装置不能直接获得仪表输出的负向电流值，使仪表的状态检测难度大的问题，提供了一种基于CAN网络的正逆电流单回路检测装置。
本发明所述基于CAN网络的正逆电流单回路检测装置，它包括单片机和CAN网络扩展接口模块，它还包括TTL电平转换模块、大电流高低电平输出电路和上位机，
上位机用于发送控制指令，还用于接收最终获得的仪表电流检测信号；
CAN网络扩展接口模块用于接收上位机的控制指令并将该控制指令传送给单片机，还用于将最终获得的仪表电流检测信号传送给上位机；
单片机用于将接收的上位机控制指令进行处理，获得TTL电平信号后，传送给TTL电平转换模块，还用于将接收的待检测仪表采样信号和电压调节信号进行处理后获得最终的仪表电流检测信号；
TTL电平转换模块用于将接收的TTL电平信号进行转换，获得高低电平控制信号传送给大电流高低电平输出电路；
大电流高低电平输出电路用于采样待检测仪表输出的电压信号，并接收TTL电平转换模块传送的高低电平控制信号，根据该高低电平控制信号进行高电平输出控制或低电平输出控制，当为高电平输出控制状态时，将获得的待检测仪表采样信号直接传送给单片机；当为低电平输出控制状态时，将获得的待检测仪表采样信号传送给单片机的同时，输出电压调节信号给单片机。
它还包括电源转换模块，电源转换模块用于为单片机提供工作电源。
所述单片机的型号为MB96F385，
CAN网络扩展接口模块的CANL0接线端和CANH0接线端用于与上位机连接，CAN网络扩展接口模块的RXCAN0接线端连接单片机的117管脚，CAN网络扩展接口模块的TXCAN0接线端连接单片机的118管脚；
TTL电平转换模块由达林顿管驱动器ULN2803和上拉电阻RS2组成，
单片机的87管脚连接达林顿管驱动器ULN2803的1管脚，单片机的88管脚连接达林顿管驱动器ULN2803的2管脚，达林顿管驱动器ULN2803的18管脚连接上拉电阻RS2的9管脚，达林顿管驱动器ULN2803的17管脚连接上拉电阻RS2的8管脚；上拉电阻RS2连接+24V或12V电源；
大电流高低电平输出电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R65、PMOS管KT1、NMOS管KT17、采样电阻R36、电阻R87、电阻R88、电阻R89、电阻R90、滑动变阻器RP1、运算放大器KU3A、二极管RD41和电阻R151，
电阻R1的一端连接达林顿管驱动器ULN2803的18管脚，电阻R1的另一端连接PMOS管KT1的栅极，PMOS管KT1的源极连接电阻R65的一端，电阻R65的另一端连接+24或12V电源，PMOS管KT1的漏极连接NMOS管KT17的漏极，NMOS管KT17的源极接地，NMOS管KT17的栅极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接达林顿管驱动器ULN2803的17管脚；
PMOS管KT1的漏极连接采样电阻R36的一端，采样电阻R36的另一端连接待检测仪表的检测端，采样电阻R36的另一端同时连接电阻R87的一端，电阻R87的另一端连接运算放大器KU3A的反相输入端，电阻R87的另一端同时连接电阻R88的一端，电阻R88的另一端连接单片机的14管脚，电阻R88的另一端连接二极管RD41的阳极，二极管RD41的阴极连接电源VCC；电阻R88的另一端连接运算放大器KU3A的输出端，运算放大器KU3A的输出端连接电阻R151的一端，电阻R151的另一端接地；运算放大器KU3A的负极连接端连接-5V电源，运算放大器KU3A的正极连接端连接+24或12V电源；
运算放大器KU3A的同相输入端与NMOS管KT17的漏极之间连接电阻R89，运算放大器KU3A的同相输入端连接电阻R90的一端，电阻R90的另一端连接滑动变阻器RP1的滑动端，滑动变阻器RP1的一个接线端Z连接单片机的32管脚。
本发明的优点：本发明当检测到仪表的输出电流为正值时，可以通过检测装置的检测端对信号进行正常的采集，当检测到仪表的输出电流为负值时，大电流高低电平输出电路会输出一个提高电压的信号给单片机，通过单片机输出一个提高电压，最后输出一个正电压信号，满足信号采样的需要，由此满足了在同一个输出端点，既可以采集正电流，也可以采集逆电流的仪表检测工作需求。
附图说明
图1是本发明所述基于CAN网络的正逆电流单回路检测装置的原理框图；
图2是电源转换模块的电路原理图；
图3是单片机的电路原理图；
图4是CAN网络扩展接口模块的电路原理图；
图5是TTL电平转换模块的电路原理图；
图6是大电流高低电平输出电路的电路原理图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式所述基于CAN网络的正逆电流单回路检测装置，它包括单片机1和CAN网络扩展接口模块2，它还包括TTL电平转换模块3、大电流高低电平输出电路4和上位机5，
上位机5用于发送控制指令，还用于接收最终获得的仪表电流检测信号；
CAN网络扩展接口模块2用于接收上位机5的控制指令并将该控制指令传送给单片机1，还用于将最终获得的仪表电流检测信号传送给上位机5；
单片机1用于将接收的上位机5控制指令进行处理，获得TTL电平信号后，传送给TTL电平转换模块3，还用于将接收的待检测仪表采样信号和电压调节信号进行处理后获得最终的仪表电流检测信号；
TTL电平转换模块3用于将接收的TTL电平信号进行转换，获得高低电平控制信号传送给大电流高低电平输出电路4；
大电流高低电平输出电路4用于采样待检测仪表输出的电压信号，并接收TTL电平转换模块3传送的高低电平控制信号，根据该高低电平控制信号进行高电平输出控制或低电平输出控制，当为高电平输出控制状态时，将获得的待检测仪表采样信号直接传送给单片机1；当为低电平输出控制状态时，将获得的待检测仪表采样信号传送给单片机1的同时，输出电压调节信号给单片机1。
具体实施方式二：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，本实施方式还包括电源转换模块6，电源转换模块6用于为单片机1提供工作电源。
具体实施方式三：下面结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式对实施方式一或二作进一步说明，本实施方式所述单片机1的型号为MB96F385，
CAN网络扩展接口模块2的CANL0接线端和CANH0接线端用于与上位机5连接，CAN网络扩展接口模块2的RXCAN0接线端连接单片机1的117管脚，CAN网络扩展接口模块2的TXCAN0接线端连接单片机1的118管脚；
TTL电平转换模块3由达林顿管驱动器ULN2803和上拉电阻RS2组成，
单片机1的87管脚连接达林顿管驱动器ULN2803的1管脚，单片机1的88管脚连接达林顿管驱动器ULN2803的2管脚，达林顿管驱动器ULN2803的18管脚连接上拉电阻RS2的9管脚，达林顿管驱动器ULN2803的17管脚连接上拉电阻RS2的8管脚；上拉电阻RS2连接+24V或12V电源；
大电流高低电平输出电路4包括电阻R1、电阻R2、电阻R65、PMOS管KT1、NMOS管KT17、采样电阻R36、电阻R87、电阻R88、电阻R89、电阻R90、滑动变阻器RP1、运算放大器KU3A、二极管RD41和电阻R151，
电阻R1的一端连接达林顿管驱动器ULN2803的18管脚，电阻R1的另一端连接PMOS管KT1的栅极，PMOS管KT1的源极连接电阻R65的一端，电阻R65的另一端连接+24或12V电源，PMOS管KT1的漏极连接NMOS管KT17的漏极，NMOS管KT17的源极接地，NMOS管KT17的栅极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接达林顿管驱动器ULN2803的17管脚；
PMOS管KT1的漏极连接采样电阻R36的一端，采样电阻R36的另一端连接待检测仪表的检测端，采样电阻R36的另一端同时连接电阻R87的一端，电阻R87的另一端连接运算放大器KU3A的反相输入端，电阻R87的另一端同时连接电阻R88的一端，电阻R88的另一端连接单片机1的14管脚，电阻R88的另一端连接二极管RD41的阳极，二极管RD41的阴极连接电源VCC；电阻R88的另一端连接运算放大器KU3A的输出端，运算放大器KU3A的输出端连接电阻R151的一端，电阻R151的另一端接地；运算放大器KU3A的负极连接端连接-5V电源，运算放大器KU3A的正极连接端连接+24或12V电源；
运算放大器KU3A的同相输入端与NMOS管KT17的漏极之间连接电阻R89，运算放大器KU3A的同相输入端连接电阻R90的一端，电阻R90的另一端连接滑动变阻器RP1的滑动端，滑动变阻器RP1的一个接线端Z连接单片机1的32管脚。
本发明的工作过程：首先CAN网络扩展接口模块2将上位机5发送的信号转变成TTL电平，并发送给单片机1，单片机1对收到的信号进行处理后获得要输出的高低电平信号，并传递给达林顿管驱动器ULN2803，达林顿管驱动器ULN2803输出的信号与大电流高低电平输出电路4的两个接线端OUT1和OUT2连接，根据两个接线端OUT1和OUT2接收的信号，PMOS管KT1和NMOS管KT17自动将接收的信号转成适合外部电压的高低信号，再传递给单片机。图6中，采样电阻R36的另一端接线端KG1作为待检测仪表的接线端，电阻R88的另一端接线端KG1’作为与单片机1的14管脚的连接端。
当大电流高低电平输出电路4的KG1’接线端获得的为正电流时，直接输出给单片机作为仪表的采样信号，当大电流高低电平输出电路4的KG1’接线端获得的为逆电流时，Z接线端同时输送给单片机一个电压抬高信号，两个信号经过处理后，获得正电平输出电压，由此完成对待检测仪表采样信号的控制，保证最终获得的电压始终为正电平。
Claims (1)
1.一种基于CAN网络的正逆电流单回路检测装置，该基于CAN网络的正逆电流单回路检测装置包括单片机(1)和CAN网络扩展接口模块(2)，该基于CAN网络的正逆电流单回路检测装置还包括TTL电平转换模块(3)、大电流高低电平输出电路(4)和上位机(5)，
上位机(5)用于发送控制指令，还用于接收最终获得的仪表电流检测信号；
CAN网络扩展接口模块(2)用于接收上位机(5)的控制指令并将该控制指令传送给单片机(1)，还用于将最终获得的仪表电流检测信号传送给上位机(5)；
单片机(1)用于将接收的上位机(5)控制指令进行处理，获得TTL电平信号后，传送给TTL电平转换模块(3)，还用于将接收的待检测仪表采样信号和电压调节信号进行处理后获得最终的仪表电流检测信号；
TTL电平转换模块(3)用于将接收的TTL电平信号进行转换，获得高低电平控制信号传送给大电流高低电平输出电路(4)；
大电流高低电平输出电路(4)用于采样待检测仪表输出的电压信号，并接收TTL电平转换模块(3)传送的高低电平控制信号，根据该高低电平控制信号进行高电平输出控制或低电平输出控制，当为高电平输出控制状态时，将获得的待检测仪表采样信号直接传送给单片机(1)；当为低电平输出控制状态时，将获得的待检测仪表采样信号传送给单片机(1)的同时，输出电压调节信号给单片机(1)；
该基于CAN网络的正逆电流单回路检测装置还包括电源转换模块(6)，电源转换模块(6)用于为单片机(1)提供工作电源；
其特征在于，所述单片机(1)的型号为MB96F385，
CAN网络扩展接口模块(2)的CANL0接线端和CANH0接线端用于与上位机(5)连接，CAN网络扩展接口模块(2)的RXCAN0接线端连接单片机(1)的117管脚，CAN网络扩展接口模块(2)的TXCAN0接线端连接单片机(1)的118管脚；
TTL电平转换模块(3)由达林顿管驱动器ULN2803和上拉电阻RS2组成，
单片机(1)的87管脚连接达林顿管驱动器ULN2803的1管脚，单片机(1)的88管脚连接达林顿管驱动器ULN2803的2管脚，达林顿管驱动器ULN2803的18管脚连接上拉电阻RS2的9管脚，达林顿管驱动器ULN2803的17管脚连接上拉电阻RS2的8管脚；上拉电阻RS2连接+24V或12V电源；
大电流高低电平输出电路(4)包括电阻R1、电阻R2、电阻R65、PMOS管KT1、NMOS管KT17、采样电阻R36、电阻R87、电阻R88、电阻R89、电阻R90、滑动变阻器RP1、运算放大器KU3A、二极管RD41和电阻R151，
电阻R1的一端连接达林顿管驱动器ULN2803的18管脚，电阻R1的另一端连接PMOS管KT1的栅极，PMOS管KT1的源极连接电阻R65的一端，电阻R65的另一端连接+24或12V电源，PMOS管KT1的漏极连接NMOS管KT17的漏极，NMOS管KT17的源极接地，NMOS管KT17的栅极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接达林顿管驱动器ULN2803的17管脚；
PMOS管KT1的漏极连接采样电阻R36的一端，采样电阻R36的另一端连接待检测仪表的检测端，采样电阻R36的另一端同时连接电阻R87的一端，电阻R87的另一端连接运算放大器KU3A的反相输入端，电阻R87的另一端同时连接电阻R88的一端，电阻R88的另一端连接单片机(1)的14管脚，电阻R88的另一端连接二极管RD41的阳极，二极管RD41的阴极连接电源VCC；电阻R88的另一端连接运算放大器KU3A的输出端，运算放大器KU3A的输出端连接电阻R151的一端，电阻R151的另一端接地；运算放大器KU3A的负极连接端连接-5V电源，运算放大器KU3A的正极连接端连接+24或12V电源；
运算放大器KU3A的同相输入端与NMOS管KT17的漏极之间连接电阻R89，运算放大器KU3A的同相输入端连接电阻R90的一端，电阻R90的另一端连接滑动变阻器RP1的滑动端，滑动变阻器RP1的一个接线端Z连接单片机(1)的32管脚。
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