CN107357222A - 嵌入式控制装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种嵌入式控制装置及系统，属于电力电子设备技术领域。嵌入式控制装置应用于嵌入式控制系统，系统包括：负载设备，装置包括：输入模块、输出模块和控制模块，控制模块分别与输入模块和输出模块连接，输出模块和输入模块均与负载设备连接。控制模块中所运行的控制程序是按照预设规则的中文字符形式，进而需要预先对控制程序编辑更改时，工程人员能够简单高效的理解并重新编辑更改该控制程序，进而简单高效的实现嵌入式控制方式对嵌入式控制系统的控制作用。

Description

嵌入式控制装置及系统

技术领域

本发明涉及电力电子设备技术领域，具体而言，涉及一种嵌入式控制装置及系统。

背景技术

随着科学技术的发展和进步，嵌入式控制方式在各种负载设备的自动化控制中实现广泛的应用。

传统的嵌入式控制方式所基于的编程语言是梯形图语言的编程方法，其是以模拟继电器电路的控制方法。因此需要工程人员有良好的二次电路控制基础才能实现通过该编程语言来控制嵌入式系统。但当编程量大或存在编程难度大时，目前的嵌入式控制方式则存在不易理解，维护成本高等技术难题。

因此，如何简单高效的实现嵌入式控制方式对嵌入式控制系统的控制作用是目前业界一大难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种嵌入式控制装置及系统，其能够有效改善上述问题。

本发明实施例的实现方式如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种嵌入式控制装置，应用于嵌入式控制系统，所述系统包括：负载设备，所述装置包括：输入模块、输出模块和控制模块。所述控制模块分别与所述输入模块和所述输出模块连接，所述输出模块和所述输入模块均与所述负载设备连接。所述输入模块，用于检测所述负载设备的动作信号，将所述动作信号输出至所述控制模块。所述控制模块，用于当获取到所述动作信号时，根据用户按照预设规则预先编辑并存储的控制程序解析所述动作信号，根据所述动作信号生成控制指令至所述输出模块，以根据所述输出模块输出的所述控制指令控制所述负载设备的运行，其中，所述预设规则包括所述控制程序的字符形式为中文。

第二方面，本发明实施例提供了一种嵌入式控制系统，嵌入式控制系统包括：上位机、嵌入式控制装置和负载设备，所述嵌入式控制装置分别与所述上位机和所述负载设备连接。

本发明实施例的有益效果是：

控制模块通过根据用户按照预设规则预先编辑并存储的控制程序解析获取的动作信号，并根据该动作信号生成控制指令至输入模块。进而通过输入模块输出该控制指令，来控制负载设备的运行。由于控制模块中所运行的控制程序是按照预设规则的中文字符形式，进而需要预先对控制程序编辑更改时，工程人员能够简单高效的理解并重新编辑更改该控制程序，进而简单高效的实现嵌入式控制方式对嵌入式控制系统的控制作用。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1示出了本发明第一实施例提供的一种嵌入式控制系统的结构框图；

图2示出了本发明第二实施例提供的一种嵌入式控制系统的第一结构框图；

图3示出了本发明第二实施例提供的一种嵌入式控制系统的第二结构框图；

图4示出了本发明第二实施例提供的一种嵌入式控制系统中第一降压电路的电路图；

图5示出了本发明第二实施例提供的一种嵌入式控制系统中输入模块的电路图；

图6示出了本发明第二实施例提供的一种嵌入式控制系统中输出模块的电路图。

图标：10-嵌入式控制系统；11-上位机；12-负载设备；100-嵌入式控制装置；110-电源模块；111-第一降压电路；112-第二降压电路；120-输入模块；130-控制模块；131-接口单元；1311-RS232接口；1312-RS232接口芯片；132-处理单元；1321-处理芯片；1322-存储芯片；140-输出模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例

请参阅图1，本发明第一实施例提供了嵌入式控制系统10，该嵌入式控制系统10包括：上位机11、嵌入式控制装置100和负载设备12。其中，嵌入式控制装置100分别与上位机11和负载设备12连接。

上位机11用于获取工程人员针对控制嵌入式控制装置100运行，以预设规则预先编辑输入的控制程序，并将控制程序存储。

嵌入式控制装置100用于获取上位机11中存储的控制程序，并将该控制程序也相应的储存。当嵌入式控制装置100获取到负载设备12中开关的动作信号时，嵌入式控制装置100则根据存储的控制程序解析动作信号，以根据动作信号生成控制指令至外部负载。

外部负载可以为各种机械设备，例如，驱动装置、变速装置、传动装置、工作装置或制动装置等。外部负载即将开始运行时，外部负载的各开关需要动作闭合，进而产生动作信号至嵌入式控制装置100。故外部负载便能够根据嵌入式控制装置100输入的控制信号开始正常运行。

需要说明的是，若工程人员通过上位机11对之前编辑过的控制程序进行重新编辑更新，则嵌入式控制装置100获取到该编辑更新后的控制程序后，嵌入式控制装置100原有的控制程序也相应的被该编辑更新后的控制程序编辑更新。

本实施例中，上位机11可以是个人电脑(personal computer，PC)、平板电脑、智能手机、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等。本实施例中，上位机11可选择为个人电脑。

本实施例中，嵌入式控制装置100的嵌入式控制方式可分别为时序逻辑控制方式与组合逻辑控制方式。进而控制程序包括：时序逻辑控制程序或组合逻辑控制程序。

时序逻辑控制中包含多个单线程的时序控制环，有强大的帧环协作功能，以适用于各种控制应用。多个时序控制环运行原理为：按顺序依次执行每个时序控制环，若遇到触发条件则等待触发条件满足在继续执行，遇到动作指令则直接运行。

另外，在时序逻辑控制中，每个时序控制环均可包括多帧。在每个时序控制环执行时，每个时序控制环所有帧的运行只有前一帧指令执行完成才会执行后一帧指令。若当遇到设定的触发条件时，例如，等待输入指令，则等待触发条件满足触发时，则执行触发动作，并再继续进行后一帧的执行。

当工程人员在上位机11中输入需要编辑或更新控制程序，且该控制程序需要执行时序逻辑控制时，工程人员可基于上位机11中的操作界面，按预设规以中文字符的方式输入编辑或更新的时序逻辑控制程序，上位机11便相应的获取并存储该时序逻辑控制程序。

作为一种方式，控制程序的数据格式包括：第一数据字段和第二数据字段，即时序逻辑控制程序的数据格式也包括：第一数据字段和第二数据字段。其中，第一数据字段为该控制程序执行时的步骤编号，第二数据字段为该控制程序的类型和执行的操作。

具体的，时序逻辑控制程序中的指令种类可包括：等待输入、触发输出、等待延时、计数跳转、等待辅助、触发输出、时序停止、单轴运动、单轴检测、单轴操作、串口发送和串口接收等。

等待输入用于等待指定输入端口信号状态满足条件，不满足则一直等待，若满足则运行下一帧。其指令格式可以为：

[00]>:等待输入－<X[00]＝通>--<-＝F[00]>

其中，“[00]>:”为第一数据字段，“等待输入－<X[00]＝通>--<-＝F[00]>”为第二数据字段。

例如，当等待输入的指令为：

“环0帧1[01]>:等待输入－<X[01]＝通>--<-＝F[00]>”

则其表示在第0环中，时序逻辑控制程序运行到第1帧时，会一直等待X1端口的信号输入。如果X1端口有信号输入则执行第二帧。如果X1端口无信号输入，则一直等待。

触发输出用于强制将输出端口触发为设定状态。其指令格式可以为：

[00]>:触发输出－<Y[00]＝断>

其中，“[00]>:”为第一数据字段，“触发输出－<Y[00]＝断>”为第二数据字段。

例如，当触发输出的指令为：

“环0帧1[01]>:触发输出－<Y[06]＝通>”

则其表示在第0环中，时序逻辑控制程序运行到第1帧时，强制触发输出口Y6通电，时序逻辑控制继续向后1帧运行。

等待延时用于延时设定时间并等待延时溢出。其指令格式可以为：

[00]>:延时等待-[1000]*10毫秒

其中，“[00]>:”为第一数据字段，“延时等待-[1000]*10毫秒”为第二数据字段。

例如，当等待延时的指令为：

“环0帧1[04]>:延时等待-[100]*10毫秒”

则其表示在第0环中，时序逻辑控制程序运行到第4帧时，延时1秒后，时序逻辑控制才继续向后1帧运行。

计数跳转用于运行至此指令时计数一次，如果小于设定值则跳转到当前环指定帧运行，如果溢出则运行下一帧。其指令格式可以为：

[00]>:计数跳转-跳转[F00]-计数[0000]

其中，“[00]>:”为第一数据字段，“计数跳转-跳转[F00]-计数[0000]”为第二数据字段。

例如，当计数跳转的指令为：

“环0帧12[12]>:计数跳转-计数[0010]-跳转[F02]”

则其表示在第0环中，时序逻辑控制程序运行到第12帧时，将0环计数器增1，如果0环计数器小于10，则跳转到第2帧重新开始执行。

等待辅助用于辅助线圈与此帧设定状态满足是为真，不满足为假，其可在此设置与下一帧的逻辑与、或关系。其中与关系为：此帧与下一帧同时都为真是才能向后执行。或关系为：此帧与下一帧之间任何一帧满足即向后执行，无关系为：此帧状态必需为真才能向后执行。其指令格式可以为：

[00]>:等待辅助－<M[00]＝通>--<-＝F[00]>

其中，“[00]>:”为第一数据字段，“计数跳转-跳转[F00]-计数[0000]”为第二数据字段。

例如，当等待辅助的指令为：

“环0帧1[01]>:等待辅助－<M[01]＝通>--<-＝F[00]>”

则其表示在第0环中，时序逻辑控制程序运行到第1帧时，会一直等待M1为导通状态。如果有信号输入则执行第二帧。如果M1不为到通状态，则一直等待。

触发输出用于强制将输出口触发为设定状态。其指令格式可以为：

[00]>:触发输出－<Y[00]＝断>

其中，“[00]>:”为第一数据字段，“触发输出－<Y[00]＝断>”为第二数据字段。

例如，当触发输出的指令为：

“环0帧1[01]>:触发输出－<Y[06]＝通>”

则其表示在第0环中，时序逻辑控制程序运行到第1帧时，强制触发输出口Y6通电，以便时序逻辑控制继续向后1帧运行。

时序停止用于此环在此停止，可启动组合逻辑控制程序的运行。其指令格式可以为：

[00]>:停止等待RUN＝0

其中，“[00]>:”为第一数据字段，“停止等待RUN＝0”为第二数据字段。

单轴运动用于设定轴按系统设定速度*速度比例，以设定方向运行设定脉冲数。其指令格式可以为：

[00]>:单轴相对－A1+V100000-100

其中，“[00]>:”为第一数据字段，“单轴相对－A1+V100000-100”为第二数据字段。

单轴检测用于检测指定轴运行状态。其指令格式可以为：

[00]>:单轴检测－A1＝停止

其中，“[00]>:”为第一数据字段，“单轴检测－A1＝停止”为第二数据字段。

单轴操作用于控制轴运行停止。其指令格式可以为：

[00]>:单轴操作－A1＝停止

其中，“[00]>:”为第一数据字段，“单轴操作－A1＝停止”为第二数据字段。

串口发送用于通过串口发送字符寄存器值。其指令格式可以为：

[00]>:串口发送－U[0]+\00\00

其中，“[00]>:”为第一数据字段，“串口发送－U[0]+\00\00”为第二数据字段。

串口接收用于通过串口接收字符串，并与字符寄存器值进行比较，如果相同则向运行下1帧，不相同则等待。其指令格式可以为：

[00]>:串口接收－U[0]+\00\00

其中，“[00]>:”为第一数据字段，“串口接收－U[0]+\00\00”为第二数据字段。

在组合逻辑控制中，所有执行动作都是以组为单位运行，一个组由组长与组员组成。其中，组号与本条指令帧号相同为组长，组号与组长帧号相同为其组员，本实施例中，可由条件指令担任组长，同组中其成员为组员。组合逻辑控制在执行时，只有同组中所有条件指令满足时才能触发动作指令。此外，组合逻辑控制中每组与其他组之间无时序关系，且组合逻辑控制的分组规则是组号与组长序号相同，成员指令组号与组长组号相同。

当工程人员在上位机11中输入需要编辑或更新控制程序，且该控制程序需要执行组合逻辑控制时，工程人员也可基于上位机11中的操作界面，按预设规则以中文字符的方式输入编辑或更新的组合逻辑控制程序，上位机11便相应的获取并存储该组合逻辑控制程序。

作为一种方式，控制程序的数据格式包括：第一数据字段和第二数据字段，即组合逻辑控制程序的数据格式也包括：第一数据字段和第二数据字段。

具体的，组合逻辑控制程序中的指令种类可包括：检测输入、触发输出、定时等待、帧号检测、帧号跳转、帧环控制、条件计数、检测输出、检测辅助、触发辅助、赋值运算和逻辑比较等。

检测输入用于检测输入端口与此帧设定状态是否满足，若满足为真，不满足为假。其指令格式可以为：

[00]>:检测输入－<X[00]＝通>-----[00]

其中，“[00]>:”为第一数据字段,表示帧号，“检测输入－<X[00]＝通>-----[00]”为第二数据字段,其中-----[00]表示组号。

例如，当组合逻辑中检测输入指令为:

“帧1[01]>:检测输入－<X[00]＝通>-----[01]”

则其表示，在组合逻辑控制程序解析组合逻辑程序第1帧时，组号与帧号相同，此帧为组长帧，对应组为第1组，功能为检测X0输入端信号状态是否为通电状态，如果条件满足，则继续向下运行同一组中的下一帧指令，如果条件不满足，则跳过本组，执行下一组或时序逻辑。

触发输出用于强制将输出口触发为设定状态。其指令格式可以为：

[00]>:触发输出－<Y[00]＝断-------[00]

其中，“[00]>:”为第一数据字段,表示帧号，“触发输出－<Y[00]＝断-------[00]”为第二数据字段,其中-----[00]表示组号。

例如，当组合逻辑中触发输出指令为:

“帧2[02]>:触发输出－<Y[00]＝通-------[01]”

则其表示，在组合逻辑控制程序解析组合逻辑程序第2帧时，组号与帧号不相同，此帧为组员帧，对应组为第1组，功能为强制触发输出端Y0为通电状态，只有在第1组中，在本帧前面的条件全部满足，此帧才会被触发。

定时等待用于检测同组中的条件指令是否为满足状态并保持设定时间，若是则为真，若否则为假，并自动复位重新检测。其指令格式可以为：

[00]>:定时等待-T[00][000000]---[00]

其中，“[00]>:”为第一数据字段,表示帧号，“定时等待-T[00][000000]---[00]”为第二数据字段,其中-----[00]表示组号。

例如，当组合逻辑中定时等待指令为:

“帧2[02]>:定时等待-T[03][000100]---[01]”

则其表示，在组合逻辑控制程序解析组合逻辑程序第2帧时，组号与帧号不相同，此帧为组员帧，对应组为第1组，启用T[03]号定时器,此定时器为10毫秒级，所以定时时间为100*10毫秒,功能为对本组中此帧前面的所有条件保持时间进行定时检测，此过程中，条件一直保持为真，则继续向下运行同一组中的下一帧指令，如果条件不满足，则跳过本组，执行下一组或时序逻辑。

帧号检测用于检测指定时序逻辑环中的当前运行帧为指定帧时是否为真。其指令格式可以为：

[00]>:帧号检测-环号[00]帧号[00]

其中，“[00]>:”为第一数据字段，“帧号检测-环号[00]帧号[00]”为第二数据字段。

帧号跳转用于触发指定时序逻辑环的当前帧为指定帧。其指令格式可以为：

[00]>:帧号跳转-环号[00]帧号[00]

其中，“[00]>:”为第一数据字段，“帧号跳转-环号[00]帧号[00]”为第二数据字段。

帧环控制用于触发控制指定时序逻辑环状态为运行或停止。其指令格式可以为：

[00]>:帧环控制-环号[00]操作[运行]

其中，“[00]>:”为第一数据字段，“帧环控制-环号[00]操作[运行]”为第二数据字段。

条件计数用于对同组中条件指令满足条件的次数进行计数，如果溢出为真，否则为假。其指令格式可以为：

[00]>:计数触发-C[00][00000]---[00]

其中，“[00]>:”为第一数据字段，“计数触发-C[00][00000]---[00]”为第二数据字段。

检测输出用于检测输出端口与此帧设定状态是否满足，满足是为真，不满足为假。其指令格式可以为：

[00]>:检测输出－<Y[00]＝通>-----[00]

其中，“[00]>:”为第一数据字段，“检测输出－<Y[00]＝通>-----[00]”为第二数据字段。

检测辅助用于检测辅助线圈与此帧设定状态是否满足，满足为真，不满足为假。其指令格式可以为：

[00]>:检测辅助－<M[00]＝通>-----[00]

其中，“[00]>:”为第一数据字段，“检测辅助－<M[00]＝通>-----[00]”为第二数据字段。

触发辅助用于强制将辅助线圈触发为设定状态。其指令格式可以为：

[00]>:触发输出－<Y[00]＝断-------[00]

其中，“[00]>:”为第一数据字段，“触发输出－<Y[00]＝断-------[00]”为第二数据字段。

赋值运算用于执行数值计数。其指令格式可以为：

[00]>:赋值运算－V[0]＝V[0]+V[0]---[00]

其中，“[00]>:”为第一数据字段，“赋值运算－V[0]＝V[0]+V[0]---[00]”为第二数据字段。

逻辑比较用于执行数值比较。其指令格式可以为：

[00]>:逻辑比较－V[0]＝V[0]---[00]

其中，“[00]>:”为第一数据字段，“逻辑比较－V[0]＝V[0]---[00]”为第二数据字段。

基于上述的时序逻辑控制程序和组合逻辑控制程序，则工程人员根据自身的控制需求，可将时序逻辑控制程序以上述的预设规则编辑或更新输入至上位机11，或可将组合逻辑控制程序以上述的预设规则编辑或更新输入至上位机11。以便于嵌入式控制装置100获取到该编辑更新后的时序逻辑控制程序和/或组合逻辑控制程序。

第二实施例

请参阅图2，本发明第二实施例提供了嵌入式控制装置100，该嵌入式控制装置100包括：电源模块110、输入模块120、控制模块130和输出模块140。其中，电源模块110与控制模块130连接，控制模块130分别与输入模块120和输出模块140连接，输出模块140和输入模块120均与负载设备12连接。

电源模块110，用于获取外部电源的电信号，将该电信号将压至控制模块130适配的电压后输出至控制模块130，以保证控制模块130的正常工作。

输入模块120，用于检测负载设备12中开关的动作信号，将动作信号输出至控制模块130。

控制模块130，用于当获取到动作信号时，根据用户按照预设规则预先编辑并存储的控制程序解析该动作信号，以根据该动作信号生成控制指令至输入模块120。

输出模块140，用于获取控制模块130输出的控制指令，并将该控制指令输出至负载设备12，以通过该控制指令控述负载设备12的正常运行。

请参阅图3和图4，电源模块110包括：第一降压电路111和第二降压电路112。其中，第一降压电路111与第二降压电路112连接，第二降压电路112与控制模块130连接。

第一降压电路111用于将外部电源电信号进行第一次降压，并将降压后的电信号输出至第二降压电路112。

在本实施例的第一降压电路111中：

第一二极管D1的阳极端连接外部电源，第一二极管D1的阴极端与第一保险丝FUSE1的一端连接。第一保险丝FUSE1的另一端与第一热敏电阻NTC1的一端连接，第一热敏电阻NTC1的另一端分别与第一电阻R1的一端、第一电容C1的一端和第一耦合器T1的第一端连接。第一电阻R1的另一端、第一电容C1的另一端和第一耦合器T1的第二端均与第二二极管D2阳极端连接，第二二极管D2阴极端接地。第二电容C2的一端和第三电容C3的一端均与第一电感L1的一端连接。第一电感L1的另一端、第五电容C5的一端、第六电容C6的一端、第七电容C7的一端均与降压芯片U1的A引脚连接。第三电容C3的另一端和第四电容C4的一端连接。第二电容C2的另一端、第四电容C4的另一端均与第二电感L2的一端连接，第二电感L2的另一端、第一降压芯片U1的GND引脚和降压芯片U1的ON/OFF引脚均接地。第二二极管D3的阴极端与降压芯片U1的OUT引脚连接。第八电容C8的一端、第九电容C9的一端和第三电感L3的一端均与降压芯片U1的FEEDBACK引脚连接。第八电容C8的另一端、第九电容C9的另一端和第二二极管D3的阳极端均接地。第十电容C10的一端、第十一电容C11的一端、第二电阻R2的一端和第三电阻R3的一端均与第三电感L3的另一端连接，并设有与第二降压电路112连接的连接端口A1。第十电容C10的另一端与第一发光二极管D4的阳极端连接，第一发光二极管D4的阴极端、第十电容C10的另一端、第十一电容C11的另一端和第三电阻R3的另一端均接地。

通过第一降压电路111的上述连接关系，第一降压电路111由第一二极管D1的阳极端获取外部电源输入的24V的电信号，并通过降压芯片U1将该24V的电信号降压至5V。进而通过连接端口A1将该5V的电信号输出至第二降压电路112。

第二降压电路112用于将第一次降压的电信号进行第二次降压，并将第二次降压后的电信号输出至控制模块130，以保证控制模块130的正常工作。本实施例中，第二降压电路112可以为集成电路芯片，例如，AMS117型降压芯片。第二降压电路112的GND引脚接地，第二降压电路112的VIN引脚则获取连接端口A1输出5V的电信号。第二降压电路112的将该5V的电信号降压至3.3V后，第二降压电路112的VOUT引脚将该3.3V的电信号输出至控制模块130，以保证控制模块130的正常工作。

请参阅图3和图5，输入模块120为第一光电耦合电路。第一光电耦合电路用于获取负载设备12中开关的动作信号，并将动作信号以电-光-电的方式输出至控制模块130，以实现信号传输过程中的电气隔离。

在本实施例的第一光电耦合电路中：

第五电阻R5的一端和第十二电容C12的一端均与第一光电耦合器OC1的阴极端连接，并设有连接负载设备12的连接端口B1。第五电阻R5的另一端和第十二电容C12的另一端均与第一光电耦合器OC1的阳极端连接。第六电阻R6的一端和第十三电容C13的一端均与第二光电耦合器OC2的阴极端连接，并设有连接负载设备12的连接端口B2。第六电阻R6的另一端和第十三电容C13的另一端均与第二光电耦合器OC2的阳极端连接。第七电阻R7的一端和第十四电容C14的一端均与第三光电耦合器OC3的阴极端连接，并设有连接负载设备12的连接端口B3。第七电阻R7的另一端和第十四电容C14的另一端均与第三光电耦合器OC3的阳极端连接。第八电阻R8的一端和第十五电容C15的一端均与第四光电耦合器OC4的阴极端连接，并设有连接负载设备12的连接端口B4。第八电阻R8的另一端和第十五电容C15的另一端均与第四光电耦合器OC4的阳极端连接。第八电阻R8的一端和第十六电容C16的一端均与第五光电耦合器OC5的阴极端连接，并设有连接负载设备12的连接端口B5。第九电阻R9的另一端和第十六电容C16的另一端均与第五光电耦合器OC5的阳极端连接。第十电阻R10的一端和第十七电容C17的一端均与第六光电耦合器OC6的阴极端连接，并设有连接负载设备12的连接端口B6。第十电阻R10的另一端和第十七电容C17的另一端均与第六光电耦合器OC6的阳极端连接。第十一电阻R11的一端和第十八电容C18的一端均与第七光电耦合器OC7的阴极端连接，并设有连接负载设备12的连接端口B7。第十一电阻R11的另一端和第十八电容C18的另一端均与第七光电耦合器OC7的阳极端连接。第十二电阻R12的一端和第十九电容C19的一端均与第八光电耦合器OC8的阴极端连接，并设有连接负载设备12的连接端口B8。

第十一电阻R11的另一端和十九电容C19的另一端均与第八光电耦合器OC8的阳极端连接。第一光电耦合器OC1的发射极、第二光电耦合器OC2的发射极、第三光电耦合器OC3的发射极、第四光电耦合器OC4的发射极、第五光电耦合器OC5的发射极、第六光电耦合器OC6的发射极、第七光电耦合器OC7的发射极和第八光电耦合器OC8的发射极均接地。第一光电耦合器OC1的集电极设有连接控制模块130的连接端C1、第二光电耦合器OC2的集电极设有连接控制模块130的连接端C2、第三光电耦合器OC3的集电极设有连接控制模块130的连接端C3、第四光电耦合器OC4的集电极设有连接控制模块130的连接端C4、第五光电耦合器OC5的集电极设有连接控制模块130的连接端C5、第六光电耦合器OC6的集电极设有连接控制模块130的连接端C6、第七光电耦合器OC7的集电极设有连接控制模块130的连接端C7和第八光电耦合器OC8的集电极设有连接控制模块130的连接端C8。

通过输入模块120的上述连接关系，输入模块120中每个连接负载设备12的连接端口均能够获取该负载设备12中对应开关闭合或打开时的动作信号，该动作信号即为电脉冲信号。每个动作信号通过对应连接的光耦的传输作用，继而将电脉冲信号输出至控制模块130中相应的端口。

请参阅图3和图5，控制模块130可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。本实施例中，控制模块130包括：接口单元131和处理单元132。其中，处理单元132分别与输入模块120、输出模块140和接口单元131连接。

接口单元131用于获取用户按照预设规则在上位机11中编辑并输入的控制程序，并将控制程序输出至处理单元132。

具体的，接口单元131包括：RS232接口1311和RS232接口芯片1312。

RS232接口1311能够通过RS232数据总线与上位机11的RS232接口1311连接，从而接口单元131获取存储在上位机11中的控制程序。RS232接口1311通过2引脚、3引脚、7引脚和8引脚均与RS232接口芯片1312连接，则将获取的控制程序输出至RS232接口芯片1312。

RS232接口芯片1312为集成电路芯片，其信号可以为ST3232EBTR型。RS232接口芯片1312的R1IN引脚与RS232接口1311的3引脚连接，RS232接口芯片1312的R2IN引脚与RS232接口1311的7引脚连接，RS232接口芯片1312的T1OUT引脚与RS232接口1311的2引脚连接，RS232接口1311芯片的T2OUT引脚与RS232接口1311的8引脚连接。RS232接口芯片1312将接收到控制程序所具备的电压由5V降低至3.3V。RS232接口芯片1312的R1OUT引脚、R2OUT引脚、T1IN引脚和T2IN引脚均与处理单元132连接，则将具备电压值为3.3V控制程序的模拟信号输出至处理单元132。

处理单元132用于当获取到动作信号时，根据预先存储接口单元131输入的控制程序解析动作信号，以根据动作信号生成控制指令至输入模块120，以根据输入模块120输出的控制指令控制负载设备12的运行。

具体的，处理单元132包括：处理芯片1321和存储芯片1322。

处理芯片1321可以为单片机，其型号可以为STM32F103C8T6。

处理芯片1321的PA10引脚与RS232接口芯片1312的R1OUT引脚连接，处理芯片1321的PB11引脚与RS232接口芯片1312的R2OUT引脚连接，处理芯片1321的PA9与RS232接口芯片1312的T1IN引脚连接，以及处理芯片1321的PB10与RS232接口芯片1312的T2IN引脚连接。处理芯片1321获取接口单元131输出的控制程序。处理芯片1321通过PA3-RX2引脚、PA2-TX2引脚和PA1-DRE引脚均与存储芯片1322连接，则将控制程序输出至存储芯片1322。

此外，处理芯片1321的PB9引脚与连接端口C1连接，处理芯片1321的PB7引脚与连接端口C2连接，处理芯片1321的PB8引脚与连接端口C3连接，处理芯片1321的PB6引脚与连接端口C4连接，处理芯片1321的PB5引脚与连接端口C5连接，处理芯片1321的PB4/JNTEST引脚与连接端口C6连接，处理芯片1321的PB3/JTDO引脚与连接端口C7连接，处理芯片1321的PB2/BOOT1引脚与连接端口C8连接。处理芯片1321则能够获取输入模块120输出的动作信号。处理芯片1321中预先设定了程序运行规程。处理芯片1321根据该程序运行规程调用并解析运行存储芯片1322中存储的控制程序，以使该按照预设规则编辑的控制程序能够被处理芯片1321运行。进而处理芯片1321根据该控制程序则能解析获取到动作信号，并根据动作信号生成相应的控制指令。处理芯片1321通过PA8引脚、PA15引脚、PA14引脚、PA13引脚和PA12引脚均与输出模块140连接，则将该控制指令输出至输出模块140。

存储芯片1322也为集成电路芯片，其型号可为M25P16型。存储芯片1322的C引脚与处理芯片1321PA5-SCK引脚连接，存储芯片1322的D引脚与处理芯片1321PA7-MOSI引脚连接，存储芯片1322的Q引脚与处理芯片1321PA6-MISO引脚连接。存储芯片1322的CS引脚与处理芯片1321PA4-NSS引脚连接。存储芯片1322则能够获取并存储处理芯片1321输入的控制程序，或根据该获取的控制程序更新之前存储的控制程序。此外，存储芯片1322也可根据处理芯片1321的调用，将存储的控制程序输出至处理芯片1321。

请参阅图3和图6，输出模块140为第二光电耦合电路。第二光电耦合电路用于获取控制模块130中处理芯片1321输出的控制信号，并将控制信号以电-光-电的方式输出至负载设备12，以实现信号传输过程中的电气隔离。

在本实施例的第二光电耦合电路中：

第九光电耦合器OC9的阳极端、第十光电耦合器OC10的阳极端、第十一光电耦合器OC11的阳极端、第十二光电耦合器OC12的阳极端和第十三光电耦合器OC13的阳极端均连接电源模块110，以获取3.3V电压。第九光电耦合器OC9的阴极端设有连接控制模块130中处理芯片1321的PA8引脚的连接端口D1。第十光电耦合器OC10的阴极端设有连接控制模块130中处理芯片1321的PA15引脚的连接端口D2。第十一光电耦合器OC11的阴极端设有连接控制模块130中处理芯片1321的PA14引脚的连接端口D3。第十二光电耦合器OC12的阴极端设有连接控制模块130中处理芯片1321的PA14引脚的连接端口D4。第十三光电耦合器OC13的阴极端设有连接控制模块130中处理芯片1321的PA12引脚的连接端口D5。第九光电耦合器OC9的集电极设有连接负载设备12的连接端口E1。第十光电耦合器OC10的集电极设有连接负载设备12的连接端口E2。第十一光电耦合器OC11的集电极设有连接负载设备12的连接端口E3。第十二光电耦合器OC12的集电极设有连接负载设备12的连接端口E4。第十三光电耦合器OC13的集电极设有连接负载设备12的连接端口E5。

第一三极管Q1的集电极和第五二极管D5的阴极端均与连接端口E1连接，第一三极管Q1的基极和第十三电阻R13的一端均与第九光电耦合器OC9的发射极连接。第一三极管Q1的发射极、第十三电阻R13的另一端和第五二极管D5的阳极端均接地。第二三极管Q2的集电极和第六二极管D6的阴极端均与连接端口E2连接，第二三极管Q2的基极和第十四电阻R14的一端均与第十光电耦合器OC10的发射极连接。第二三极管Q2的发射极、第十四电阻R14的另一端和第六二极管D6的阳极端均接地。第三三极管Q3的集电极和第七二极管D7的阴极端均与连接端口E3连接，第三三极管Q3的基极和第十五电阻R15的一端均与第十一光电耦合器OC11的发射极连接。第三三极管Q3的发射极、第十五电阻R15的另一端和第七二极管D7的阳极端均接地。第四三极管Q4的集电极和第八二极管D8的阴极端均与连接端口E4连接，第四三极管Q4的基极和第十六电阻R16的一端均与第十二光电耦合器OC12的发射极连接。第四三极管Q4的发射极、第十六电阻R16的另一端和第八二极管D8的阳极端均接地。第五三极管Q5的集电极和第九二极管D9的阴极端均与连接端口E5连接，第五三极管Q5的基极和第十七电阻R17的一端均与第十三光电耦合器OC13的发射极连接。第五三极管Q5的发射极、第十七电阻R17的另一端和第九二极管D9的阳极端均接地。

通过输出模块140的上述连接关系，输出模块140中每个连接控制模块130中处理芯片1321的连接端口均能够获取处理芯片1321输出的对应的控制指令，中对应开关闭合或打开时的动作信号，该动作信号即为电脉冲信号。每个控制指令通过对应连接的光耦的传输作用，继而将控制指令输出至负载设备12。

综上所述，本发明实施例提供了一种嵌入式控制装置及系统。嵌入式控制装置应用于嵌入式控制系统，系统包括：负载设备，装置包括：输入模块、输出模块和控制模块，控制模块分别与输入模块和输出模块连接，输出模块和输入模块均与负载设备连接。

控制模块通过根据用户按照预设规则预先编辑并存储的控制程序解析获取的动作信号，并根据该动作信号生成控制指令至输入模块。进而通过输入模块输出该控制指令，来控制负载设备的运行。由于控制模块中所运行的控制程序是按照预设规则的中文字符形式，进而需要预先对控制程序编辑更改时，工程人员能够简单高效的理解并重新编辑更改该控制程序，进而简单高效的实现嵌入式控制方式对嵌入式控制系统的控制作用。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种嵌入式控制装置，其特征在于，应用于嵌入式控制系统，所述系统包括：负载设备，所述装置包括：输入模块、输出模块和控制模块，所述控制模块分别与所述输入模块和所述输出模块连接，所述输出模块和所述输入模块均与所述负载设备连接；

所述输入模块，用于检测所述负载设备的动作信号，将所述动作信号输出至所述控制模块；

所述控制模块，用于当获取到所述动作信号时，根据用户按照预设规则预先编辑并存储的控制程序解析所述动作信号，根据所述动作信号生成控制指令至所述输入模块，以根据所述输入模块输出的所述控制指令控制所述负载设备的运行，其中，所述预设规则包括所述控制程序的字符形式为中文。

2.根据权利要求1所述的嵌入式控制装置，其特征在于，所述控制模块包括：处理单元和接口单元，所述处理单元分别与所述输入模块、所述输出模块和所述接口单元连接；

所述接口单元，用于获取用户按照所述预设规则编辑并输入的所述控制程序，并将所述控制程序输出至所述处理单元，其中，所述控制程序包括：时序逻辑控制程序或组合逻辑控制程序；

所述处理单元，用于当获取到所述动作信号时，根据预先存储所述接口单元输入的控制程序解析所述动作信号，根据所述动作信号生成控制指令至所述输入模块，以根据所述输入模块输出的所述控制指令控制所述负载设备的运行。

3.根据权利要求2所述的嵌入式控制装置，其特征在于，所述处理单元包括：处理芯片和存储芯片，所述存储芯片和所述处理芯片连接，所述处理芯片分别与所述输入模块、所述输出模块和所述接口单元连接；

所述处理芯片，用于当获取到所述动作信号时，读取所述存储芯片中预先存储所述接口单元输入的控制程序，根据预先设定的程序运行规程运行所述控制程序以解析所述动作信号，并根据所述动作信号生成控制指令至所述输入模块，以根据所述输入模块输出的所述控制指令控制所述负载设备的运行。

4.根据权利要求3所述的嵌入式控制装置，其特征在于，所述处理芯片为集成电路芯片。

5.根据权利要求2所述的嵌入式控制装置，其特征在于，所述接口单元包括：RS232接口和RS232接口芯片，所述RS232接口芯片分别与所述RS232接口和所述处理单元连接。

6.根据权利要求1所述的嵌入式控制装置，其特征在于，所述输入模块为第一光电耦合电路，所述第一光电耦合电路分别与所述负载设备和所述控制模块连接。

7.根据权利要求1所述的嵌入式控制装置，其特征在于，所述输出模块为第二光电耦合电路，所述第二光电耦合电路分别与所述负载设备和所述控制模块连接。

8.根据权利要求1所述的嵌入式控制装置，其特征在于，所述嵌入式控制装置还包括：电源模块，所述电源模块与所述控制模块连接。

9.根据权利要求8所述的嵌入式控制装置，其特征在于，所述电源模块包括第一降压电路和第二降压电路；所述第一降压电路与所述第二降压电路连接，所述第二降压电路与所述控制模块连接。

10.一种嵌入式控制系统，其特征在于，所述嵌入式控制系统包括：上位机、负载设备和如权利要求1-9任意一项所述的嵌入式控制装置，所述嵌入式控制装置分别与所述上位机和所述负载设备连接。