CN107544347B

CN107544347B - 一种基于i2c总线的多通道数字测控系统

Info

Publication number: CN107544347B
Application number: CN201710910643.3A
Authority: CN
Inventors: 李维波; 许智豪; 华逸飞; 余万祥; 范磊; 康兴
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2020-10-13
Anticipated expiration: 2037-09-29
Also published as: CN107544347A

Abstract

本发明提供一种基于I2C总线的多通道数字测控系统，包括依次连接的主控制器单元、I2C总线隔离变换单元、I2C总线驱动变换单元、I2C总线并行输入/输出变换单元、多通道输入/输出隔离变换单元、和用户接口单元。本系统参数设置灵活、方便，可以快速、平稳、无缝切换，既保证了多通道数字输入/输出测控系统的可靠性、快速性，还能适应电磁环境复杂、传输远距离较远、通信准确度高的工作场合。

Description

一种基于I2C总线的多通道数字测控系统

技术领域

本发明属于嵌入式技术领域，具体涉及一种基于I2C总线的多通道数字测控系统。

背景技术

研究与运行实践表明，采用常规方法的I2C总线通信方式，在具有较强电磁干扰的应用现场(如前所述的船舶综合电力系统，就是非常典型的应用环境之一)，就会经常被干扰，可靠性得不到提高，因而，也就无法满足该系统“井喷式”增长的信息交换的需求。因此，迫切需要将成熟的、可靠性高的、实时性强的I2C总线技术，应用于船舶综合电力系统中的多通道数字输入/输出测控系统中，以提高舰船内部信息交换的效率和可靠性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处，构建了基于ARM的I2C接口的隔离式多通道数字输入/输出测控系统。为了适应具有复杂电磁环境的工作场合，如舰船综合电力能量管理系统、分布式变电站、电力电子变换装置和工业现场监控系统等复杂工作环境，采用一些特殊措施，如：(1)利用ADI公司的

芯片级变压器技术，对I2C总线信号进行数字隔离，以提高其在复杂电磁环境中抗电磁干扰的能力，确保通信的准确性、可靠性和安全性；(2)采用了I2C总线驱动器，以扩大其传输距离、兼容不同电压等级，确保该系统易于扩展；(3)采用了多通道通用并行输入/输出口(GPIO)芯片，利用其硬件管脚(如A0，A1，A2)来实现不同的固定I2C地址的扩展，使得多个GPIO器件共用一个I2C总线上。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于I2C总线的多通道数字测控系统，其特征在于，该基于I2C总线的多通道数字测控系统包括主控制器单元、I2C总线隔离变换单元、I2C总线驱动变换单元、I2C总线并行输入/输出变换单元、多通道输入/输出隔离变换单元和用户接口单元共计六个组成部分，即：(1)主控制器单元，是利用ARM(以STM32F417为例，当然也可以采取其它如DSP、FPGA以及其它单片机等)充当CPU，借助它的3个I2C中的任何1个或者2个或者全部I2C与外围数字隔离器、I2C驱动芯片，实现多通道输入/输出信号的传输和信息交互；(2)I2C总线隔离变换单元，是将主控制器单元所在的地线与后续处理电路的地线分隔开，使得隔离电路的原方与副方电路之间没有电的直接连接，防止它们之间因有电的连接而引起干扰，特别是在类似舰船综合电力能量管理系统的复杂电磁环境中，更是容易产生干扰，耦合到各个通道中去；(3)I2C总线驱动变换单元，可对I2C总线上的串行数据(SDA)及串行时钟(SCL)信号进行缓冲，实现I2C及相似总线系统的扩展，这样即使在电平移位期间也不会引起性能的下降；(4)I2C总线并行输入/输出变换单元，采用多通道通用并行输入/输出口(GPIO)芯片，利用其硬件管脚(如A0，A1，A2)来实现不同的固定I2C地址的扩展，使得多个GPIO器件共用一个I2C总线上，从而实现多通道输入/输出数字信号的可靠传输与信息交互；(5)多通道输入/输出隔离变换单元，为了适应舰船综合电力能量管理系统、分布式变电站、电力电子变换装置和工业现场监控系统等复杂工作环境，而必须采用的基于光耦的隔离变换单元，将多通道输入/输出信道的原方与副方电路之间没有电的直接连接，防止它们之间因有电的连接而引起干扰；(6)用户接口单元，为了提高多通道输入/输出信道的适应能力，对待接收的输入信号采用继电器隔离，将其无源触点信号传送到测控系统中；为了确保测控系统与用户/受控端没有直接电的联系，对待发送的输出信号采用继电器隔离，将其无源触点信号传送到用户/受控端。

具体而言，本基于I2C总线的多通道数字测控系统的优点在于：

(1)采用了三级隔离方式(I2C总线的

芯片级变压器隔离、输入/输出数字信号的光耦隔离、输入/输出数字信号的继电器隔离)，不仅完成信号电平耦合，还具有显著优势，如：1)可以增强信号，使其传输距离更远；2)使芯片端与外部隔离，抗干扰能力大大增强；3)对芯片起到了很大的保护作用(如雷击)；4)当接到不同电平时，不会对彼此设备造成影响。

(2)采用高性能、低成本广泛应用于嵌入式系统中的ARM充当CPU，具有3个I2C总线、集成了单周器DSP指令和浮点单元FPU，既保证了控制算法的执行速度和代码效率，又具有通信冗余度，因此，工作性能稳定、可靠；

(3)采用了I2C总线驱动器、多通道通用并行输入/输出口(GPIO)器件，确保多个GPIO器件既能够共用一个I2C总线上，又能传输更远的距离远，还能兼容不同电压等级。

总之，本发明所述的一种基于I2C总线的多通道数字测控系统，参数设置灵活、方便，可以快速、平稳、无缝切换，既保证了多通道数字输入/输出测控系统的可靠性、快速性，还能适应电磁环境复杂、传输远距离较远、通信准确度高的工作场合。

附图说明

图1为本发明的一种具体实施方式的原理示意图。

图2为本发明的主控制器单元的电路示意图。

图3为本发明的I2C总线隔离变换单元的电路示意图。

图4为本发明的I2C总线驱动变换单元的电路示意图。

图5为本发明的I2C总线并行输入变换单元的电路示意图。

图6为本发明的I2C总线并行输出变换单元的电路示意图。

图7为本发明的多通道输入隔离变换单元的电路示意图。

图8为本发明的多通道输出隔离变换单元的电路示意图。

图9为本发明具体的实施过程的流程图；其中，图9(a)为I2C主流程；图9(b)为I2C总线的运行的读入流程图；图9(c)为I2C总线的运行的输出流程图。

图10为本发明的另一种具体实施方式的原理示意图。

图11为本发明另一种具体实施方式的主控制器单元的电路示意图。

图12为本发明另一种具体实施方式的I2C总线隔离变换单元的电路示意图。

图13为本发明另一种具体实施方式的I2C总线驱动变换单元的电路示意图。

图14为本发明另一种具体实施方式的I2C总线并行输入变换单元的电路示意图。

图15为本发明另一种具体实施方式的I2C总线并行输出变换单元的电路示意图。

图16为本发明另一种具体实施方式的多通道输入隔离变换单元的电路示意图。

图17为本发明另一种具体实施方式的多通道输出隔离变换单元的电路示意图。

其中，1—主控制器单元，2—I2C总线隔离变换单元，3—I2C总线驱动变换单元，4—I2C总线并行输入/输出变换单元，5—多通道输入/输出隔离变换单元，6—用户接口单元；4-1—第一I2C总线并行输入变换电路，4-2—第二I2C总线并行输出变换电路，5-1—第一多通道输入隔离变换电路，5-2—第二多通道输出隔离变换电路，6-1—用户输入接口单元，6-2—用户输出接口单元；4-1-1—第一分支I2C总线并行输入变换电路，4-1-2—第二分支I2C总线并行输入变换电路，4-1-3—第三分支I2C总线并行输入变换电路，4-1-4—第四分支I2C总线并行输入变换电路，4-1-5—第五分支I2C总线并行输入变换电路，4-1-6—第六分支I2C总线并行输入变换电路，4-1-7—第七分支I2C总线并行输入变换电路，4-1-8—第八分支I2C总线并行输入变换电路；4-2-1—第九分支I2C总线并行输入变换电路，4-2-2—第十分支I2C总线并行输入变换电路，4-2-3—第十一分支I2C总线并行输入变换电路，4-2-4—第十二分支I2C总线并行输入变换电路，4-2-5—第十三分支I2C总线并行输入变换电路，4-2-6—第十四分支I2C总线并行输入变换电路，4-2-7—第十五分支I2C总线并行输入变换电路，4-2-8—第十六分支I2C总线并行输入变换电路；5-1-1—第一多通道输入隔离变换电路单元，5-1-2—第二多通道输入隔离变换电路单元，5-1-3—第三多通道输入隔离变换电路单元，5-1-4—第四多通道输入隔离变换电路单元，5-1-5—第五多通道输入隔离变换电路单元，5-1-6—第六多通道输入隔离变换电路单元，5-1-7—第七多通道输入隔离变换电路单元，5-1-8—第八多通道输入隔离变换电路单元，5-2-1—第九多通道输入隔离变换电路单元，5-2-2—第十多通道输入隔离变换电路单元，5-2-3—第十一多通道输入隔离变换电路单元，5-2-4—第十二多通道输入隔离变换电路单元，5-2-5—第十三多通道输入隔离变换电路单元，5-2-6—第十四多通道输入隔离变换电路单元，5-2-7—第十五多通道输入隔离变换电路单元，5-2-8—第十六多通道输入隔离变换电路单元；6-1-1—第一用户输入接口单元，6-1-2—第二用户输入接口单元，6-1-3—第三用户输入接口单元，6-1-4—第四用户输入接口单元，6-1-5—第五用户输入接口单元，6-1-6—第六用户输入接口单元，6-1-7—第七用户输入接口单元，6-1-8—第八用户输入接口单元；5-1-1-1—第一多通道输入隔离变换电路通道，5-1-1-2—第二多通道输入隔离变换电路通道，5-1-1-3—第三多通道输入隔离变换电路通道，5-1-1-4—第四多通道输入隔离变换电路通道，5-1-1-5—第五多通道输入隔离变换电路通道，5-1-1-6—第六多通道输入隔离变换电路通道，5-1-1-7—第七多通道输入隔离变换电路通道，5-1-1-8—第八多通道输入隔离变换电路通道，5-2-1-1—第九多通道输入隔离变换电路通道，5-2-1-2—第十多通道输入隔离变换电路通道，5-2-1-3—第十一多通道输入隔离变换电路通道，5-2-1-4—第十二多通道输入隔离变换电路通道，5-2-1-5—第十三多通道输入隔离变换电路通道，5-2-1-6—第十四多通道输入隔离变换电路通道，5-2-1-7—第十五多通道输入隔离变换电路通道，5-2-1-8—第十六多通道输入隔离变换电路通道；6-1-1-1—第一分用户输入接口单元，6-1-1-2—第二分用户输入接口单元，6-1-1-3—第三分用户输入接口单元，6-1-1-4—第四分用户输入接口单元，6-1-1-5—第五分用户输入接口单元，6-1-1-6—第六分用户输入接口单元，6-1-1-7—第七分用户输入接口单元，6-1-1-8—第八分用户输入接口单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，基于I2C总线的多通道数字测控系统的一种具体实施方式的原理示意图。本发明包括主控制器单元(1)、I2C总线隔离变换单元(2)、I2C总线驱动变换单元(3)、I2C总线并行输入/输出变换单元(4)、多通道输入/输出隔离变换单元(5)和用户接口单元(6)，共计六个组成部分。

如图1所示，主控制器单元(1)利用ARM(当然也可以采取其它如DSP、FPGA以及其它单片机等)充当主器件的CPU，借助其3个I2C中的其中一个I2C总线，它是双向串行线，一条数据线SDA，一条时钟线SCL。主器件用于启动SDA传送数据，并产生时钟SCL以开放传送的器件，此时任何被寻址的器件均被认为是从器件。在总线上主和从、发和收的关系不是恒定的，而取决于此时数据传送方向。如果主机要发送数据给从器件，则主机首先寻址从器件，然后主动发送数据至从器件，最后由主机终止数据传送；如果主机要接收从器件的数据，首先由主器件寻址从器件，然后主机接收从器件发送的数据，最后由主机终止接收过程。在这种情况下，主机负责产生定时时钟和终止数据传送。

如图1所示，主控制器单元(1)采用STM32F4充当CPU，利用它的第一个I2C接口，即I2C_SDA1和I2C_SCL1。I2C_SDA1对应着主控制器单元(1)的芯片A₁的第137脚，I2C_SCL1对应着主控制器单元(1)的芯片A₁的第136脚。

如图1所示，将主控制器单元(1)的I2C中的双向串行线(即I2C_SDA1和I2C_SCL1)，经由I2C总线隔离变换单元(2)处理，进行原方与副方电路之间的隔离变换处理，提高转换系统的抗干扰能力，再将隔离变换得到的双路信号，传送给I2C总线驱动变换单元(3)，提高其驱动带载能力，再传送到I2C总线并行输入/输出变换单元(4)，该变换单元分为I2C总线并行输入变换电路(4-1)和I2C总线并行输出变换电路(4-2)两个部分。经由I2C总线并行输入/输出变换单元(4)，再与多通道输入/输出隔离变换单元(5)连接，该变换单元分为多通道输入隔离变换电路(5-1)和多通道输出隔离变换电路(5-2)两个部分。经由多通道输入/输出隔离变换单元(5)，再与传送到用户接口单元(6)相连，它包括用户输入接口单元(6-1)和用户输出接口单元(6-2)两个部分。

如图1所示，用户接口单元(6-1)输入信号，经由T₁₃₅～T₂₆₂(共计128路)接线端子，连接到多通道输入隔离变换电路(5-1)处理之后，再经由T₇～T₇₀(共计64路)接线端子，传送到I2C总线并行输入变换电路(4-1)，再经由T₅～T₆(共计2路)接线端子，再与I2C总线驱动变换单元(3)相连，再经由T₃～T₄(共计2路)接线端子，传送到I2C总线隔离变换单元(2)，再经由T₁～T₂(共计2路)接线端子，与主控制器单元(1)的I2C中的双向串行线进行数据交互。

如图1所示，经由T₁～T₂(共计2路)接线端子，主控制器单元(1)的I2C中的双向串行线，与I2C总线隔离变换单元(2)相连，再经由T₃～T₄(共计2路)接线端子，与I2C总线驱动变换单元(3)相连，再经由T₅～T₆(共计2路)接线端子，将信号传送到I2C总线并行输出变换电路(4-2)，再经由T₇₁～T₁₃₄(共计64路)接线端子，传送到多通道输出隔离变换电路(5-2)处理，再经由T₂₆₃～T₃₉₀(共计128路)接线端子，最后传送到用户输出接口单元(6-2)。

如图2所示，主控制器单元(1)中的芯片A₁的第105脚、第109脚、第110脚、第133脚和第25脚接编程接口J₁。芯片A₁的第138脚接电阻R₁的一端，电阻R₁的另一端接地线GND1。芯片A₁的第6脚接电源U_DD，芯片A₁的第6脚接电容C₁的一端，电容C₁的另一端接地线GND1。芯片A₁的第33脚接电感L₁的一端，电感L₁的另一端接电源U_S1+。芯片A₁的第33脚同时接电容C₃的正极，电容C₃的负极接地线GND1。电容C₂的一端与芯片A₁的第33脚相连，电容C₂的另一端接地线GND1。芯片A₁的第31脚接地线GND1。芯片A₁的第121脚接电源U_S1+，电容C₄的一端与芯片A₁的第121脚相连，电容C₄的另一端接地线GND1。芯片A₁的第23脚接电容C₅的一端，电容C₅的另一端接地线GND1。芯片A₁的第24脚接电阻R₂的一端，电阻R₂的另一端接电容C₆的一端，电容C₆的另一端接地线GND1。晶振Y₁的外壳接地线GND1，晶振Y₁的一端接芯片A₁的第23脚，晶振Y₁的另一端接电容C₆的一端，电容C₆的另一端接地线GND1。芯片A₁的第106脚接电容C₇的一端，电容C₇的另一端接地线GND1。芯片A₁的第71脚接电容C₈的一端，电容C₈的另一端接地线GND1。芯片A₁的第143脚接电容C₉的一端，电容C₉的另一端接地线GND1。芯片A₁的第143脚接电感L₂的一端，电感L₂的另一端接电源U_S1+。电容C₁₀的一端接电源U_S1+，电容C₁₀的另一端接地线GND1。芯片A₁的第8脚接电容C₁₁的一端，电容C₁₁的另一端接地线GND1。芯片A₁的第9脚接电容C₁₂的一端，电容C₁₂的另一端接地线GND1。晶振Y₂的一端接芯片A₁的第8脚，晶振Y₂的另一端接芯片A₁的第9脚。芯片A₁的第120脚接地线GND1。

如图2所示，主控制器单元(1)采用STM32F4充当CPU，利用它的I2C接口中的两个信号通道，即I2C_SDA1和I2C_SCL1。其中，I2C_SDA1对应着主控制器单元(1)的芯片A₁的第137脚，I2C_SCL1对应着主控制器单元(1)的芯片A₁的第136脚，芯片A₁的第137脚与I2C总线隔离变换单元(2)经过接线端子T₁相连，芯片A₁的第136脚与I2C总线隔离变换单元(2)经过接线端子T₂相连。

如图3所示，I2C总线隔离变换单元(2)中的芯片A₂的第2脚与主控制器单元(1)经过接线端子T₁相连，芯片A₂的第3脚与主控制器单元(1)经过接线端子T₂相连。

如图3所示，I2C总线隔离变换单元(2)中芯片A₂的第1脚接电阻R₅的一端，电阻R₅的另一端接电源U_S1+。芯片A₂的第1脚与电容C₁₅的一端相连，电容C₁₅的另一端与芯片A₂的第4脚相连。芯片A₂的第1脚接电阻R₅的一端，电阻R₅的另一端与电阻R₄的一端相连，电阻R₄的另一端与芯片A₂的第3脚相连。电容C₁₄的一端与芯片A₂的第3脚相连，电容C₁₄的另一端与芯片A₂的第4脚相连。电源U_S1+与电阻R₃的一端相连,电阻R₃的另一端芯片A₂的第2脚相连。电容C₁₃的一端与芯片A₂的第2脚相连，电容C₁₃的另一端与芯片A₂的第4脚相连。芯片A₂的第4脚接地线GND1。芯片A₂的第5脚接电阻R₆的一端，电阻R₆的另一端接电源U_S2+，电容C₁₆的一端与芯片A₂的第5脚相连，电容C₁₆的另一端与芯片A₂的第8脚相连。芯片A₂的第5脚接电阻R₆的一端，电阻R₆的另一端与电阻R₇的一端相连，电阻R₇的另一端与芯片A₂的第7脚相连。电容C₁₇的一端与芯片A₂的第7脚相连，电容C₁₇的另一端与芯片A₂的第8脚相连。电源U_S2+与电阻R₈的一端相连,电阻R₈的另一端与芯片A₂的第6脚相连。电容C₁₈的一端与芯片A₂的第6脚相连，电容C₁₈的另一端与芯片A₂的第8脚相连。芯片A₂的第8脚接GND2。

如图3所示，I2C总线隔离变换单元(2)中的芯片A₂的第6脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₃相连，芯片A₂的第7脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₄相连。

如图4所示，I2C总线驱动变换单元(3)中的芯片A₃的第2脚与I2C总线隔离变换单元(2)经过接线端子T₃相连，芯片A₃的第3脚与I2C总线隔离变换单元(2)经过接线端子T₄相连。

如图4所示，I2C总线驱动变换单元(3)中的芯片A₃的第1脚接电源U_S2+。电源U_S2+接电容C₁₉的一端，电容C₁₉的另一端接地线GND2。电阻R₁₀的一端接芯片A₃的第1脚，电阻R₁₀的另一端接芯片A₃的第2脚。电阻R₉的一端接芯片A₃的第1脚，电阻R₉的另一端接芯片A₃的第3脚。芯片A₃的第4脚接地线GND2。芯片A₃的第8脚接电源U_S3+，电源U_S3+接电容C₂₀的一端，电容C₂₀的另一端接地线GND2。电阻R₁₁的一端接芯片A₃的第8脚，电阻R₁₁的另一端接芯片A₃的第7脚。电阻R₁₂的一端接芯片A₃的第8脚，电阻R₁₂的另一端接芯片A₃的第6脚。芯片A₃的第5脚接电源U_S3+。

如图4所示，I2C总线驱动变换单元(3)中的芯片A₃的第7脚与I2C总线并行输入/输出变换单元(4)经过接线端子T₅相连，芯片A₃的第6脚与2C总线并行输入/输出变换单元(4)经过接线端子T₆相连。

如图5所示，I2C总线并行输入/输出变换单元(4)是由I2C总线并行输入变换电路(4-1)和I2C总线并行输出变换电路(4-2)两部分组成。I2C总线并行输入变换电路(4-1)是由I2C总线并行输入变换电路(4-1-1)～(4-1-8)共计8个电路组成。

如图5所示，I2C总线并行输入变换电路(4-1-1)中芯片A₄的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片A₄的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连。

如图5所示，I2C总线并行输入变换电路(4-1-1)中芯片A₄的第16脚和第13脚接电源U_S3+，电源U_S3+与电容C₂₁的一端相连，电容C₂₁的另一端接地线GND2，芯片A₄的第1脚、第2脚、第3脚、第8脚接地线GND2。芯片A₄的第4脚与多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₇相连。芯片A₄的第5脚与多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₈相连。芯片A₄的第6脚与多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₉相连。芯片A₄的第7脚与多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₁₀相连。芯片A₄的第9脚与多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₁₁相连。芯片A₄的第10脚与多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₁₂相连。芯片A₄的第11脚与多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₁₃相连。芯片A₄的第12脚与多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₁₄相连。

如图5所示，I2C总线并行输入变换电路(4-1-2)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连。芯片的第1脚与电源U_S3+相连，芯片的第2脚和第3脚与地线GND2相连。

如图5所示，I2C总线并行输入变换电路(4-1-3)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连。芯片的第2脚与电源U_S3+相连，芯片的第1脚和第3脚与地线GND2相连。

如图5所示，I2C总线并行输入变换电路(4-1-4)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连。芯片的第3脚与电源U_S3+相连，芯片的第1脚和第2脚与地线GND2相连。

如图5所示，I2C总线并行输入变换电路(4-1-5)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连。芯片的第1脚和第2脚与电源U_S3+相连，芯片的第3脚与地线GND2相连。

如图5所示，I2C总线并行输入变换电路(4-1-6)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连。芯片的第1脚和第3脚与电源U_S3+相连，芯片的第2脚与地线GND2相连。

如图5所示，I2C总线并行输入变换电路(4-1-7)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连。芯片的第2脚和第3脚与电源U_S3+相连，芯片的第1脚与地线GND2相连。

如图5所示，I2C总线并行输入变换电路(4-1-8)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连。芯片的第1脚、第2脚和第3脚与电源U_S3+相连。

如图5所示，输入变换电路(4-1-2)经由接线端子T₁₅～T₂₂接收来自多通道输入隔离变换电路(5-1)中的信号。输入变换电路(4-1-3)经由接线端子T₂₃～T₃₀接收来自多通道输入隔离变换电路(5-1)中的信号。输入变换电路(4-1-4)经由接线端子T₃₁～T₃₈接收来自多通道输入隔离变换电路(5-1)中的信号。输入变换电路(4-1-5)经由接线端子T₃₉～T₄₆接收来自多通道输入隔离变换电路(5-1)中的信号。输入变换电路(4-1-6)经由接线端子T₄₇～T₅₄接收来自多通道输入隔离变换电路(5-1)中的信号。输入变换电路(4-1-7)经由接线端子T₅₅～T₆₂接收来自多通道输入隔离变换电路(5-1)中的信号。输入变换电路(4-1-8)经由接线端子T₆₃～T₇₀接收来自多通道输入隔离变换电路(5-1)中的信号。

如图6所示，I2C总线并行输入/输出变换单元(4)是由I2C总线并行输入变换电路(4-1)和I2C总线并行输出变换电路(4-2)两部分组成。I2C总线并行输出变换电路(4-2)是由I2C总线并行输入变换电路(4-2-1)～(4-2-8)共计8个电路组成。

如图6所示，I2C总线并行输出变换电路(4-2-1)中芯片A₅的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片A₅的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连。芯片A₅的第16脚和第13脚接电源U_S3+，电源U_S3+与电容C₂₂的一端相连，电容C₂₂的另一端接地线GND2，芯片A₅的第1脚、第2脚、第3脚、第8脚接地线GND2。芯片A₅的第4脚与多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₇₁相连。芯片A₅的第5脚与多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₇₂相连。芯片A₅的第6脚与多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₇₃相连。芯片A₅的第7脚与多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₇₄相连。芯片A₅的第9脚与多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₇₅相连。芯片A₅的第10脚与多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₇₆相连。芯片A₅的第11脚与多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₇₇相连。芯片A₅的第12脚与多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₇₈相连。

如图6所示，I2C总线并行输出变换电路(4-2-2)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连。芯片的第1脚与电源U_S3+相连，芯片的第2脚和第3脚与地线GND2相连。

如图6所示，I2C总线并行输出变换电路(4-2-3)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连。芯片的第2脚与电源U_S3+相连，芯片的第1脚和第3脚与地线GND2相连。

如图6所示，I2C总线并行输出变换电路(4-2-4)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连。芯片的第3脚与电源U_S3+相连，芯片的第1脚和第2脚与地线GND2相连。

如图6所示，I2C总线并行输出变换电路(4-2-5)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连。芯片的第1脚和第2脚与电源U_S3+相连，芯片的第3脚与地线GND2相连。

如图6所示，I2C总线并行输出变换电路(4-2-6)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连。芯片的第1脚和第3脚与电源U_S3+相连，芯片的第2脚与地线GND2相连。

如图6所示，I2C总线并行输出变换电路(4-2-7)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连。芯片的第2脚和第3脚与电源U_S3+相连，芯片的第1脚与地线GND2相连。

如图6所示，I2C总线并行输出变换电路(4-2-8)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连。芯片的第1脚、第2脚和第3脚与电源U_S3+相连。

如图6所示，输出变换电路(4-2-2)经由接线端子T₇₉～T₈₆向多通道输出隔离变换电路(5-2)传送信号。输出变换电路(4-2-3)经由接线端子T₈₇～T₉₄向多通道输出隔离变换电路(5-2)传送信号。输出变换电路(4-2-4)经由接线端子T₉₅～T₁₀₂向多通道输出隔离变换电路(5-2)传送信号。输出变换电路(4-2-5)经由接线端子T₁₀₃～T₁₁₀向多通道输出隔离变换电路(5-2)传送信号。输出变换电路(4-2-6)经由接线端子T₁₁₁～T₁₁₈向多通道输出隔离变换电路(5-2)传送信号。输出变换电路(4-2-7)经由接线端子T₁₁₉～T₁₂₆向多通道输出隔离变换电路(5-2)传送信号。输出变换电路(4-2-8)经由接线端子T₁₂₇～T₁₃₄向多通道输出隔离变换电路(5-2)传送信号。

如图7所示，多通道输入/输出变换单元(5)是由多通道输入隔离变换电路(5-1)和多通道输出隔离变换电路(5-2)两部分组成。多通道输入隔离变换电路(5-1)是由多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1)～(5-1-8)共计八个部分组成。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1)是由多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1)～(5-1-1-8)共计八个通道组成。多通道输入隔离变换电路(5-1)总计由六十四个通道组成。

如图7所示，多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1)中芯片A₆的第2脚经由接线端子T₇与I2C总线并行输入变换电路(4-1)相连。芯片A₆的第1脚接电阻R₁₃的一端，电阻R₁₃的另一端接芯片A₆的第3脚。电源U_S3+与芯片A₆的第1脚相连。电源U_S3+接电容C₂₃的一端，电容C₂₃的另一端接地线GND2。芯片A₆的第8脚与地线GND2相连。芯片A₆的第3脚与芯片A₇的第6脚相连，A₇的第7脚接电阻R₁₄的一端，电阻R₁₄的另一端接芯片A₇的第8脚，芯片A₇的第8脚接电源U_S3+。芯片A₇的第5脚与地线GND2相连。芯片A₇的第2脚接电阻R₁₅的一端，电阻R₁₅的另一端接电源U_S4+。电容C₂₄并联接在电阻R₁₅的两端。电源U_S4+接电容C₂₅的一端，电容C₂₅的另一端接地线GND3。二极管D₁的阳极接芯片A₇的第3脚，D₁的阴极接芯片A₇的第2脚。电源U_S4+接二极管D₂的一端，二极管D₂的另外一端接芯片A₇的第3脚和经过接线端子T₁₃₅与用户输入接口单元(6-1-1-1)相连。地线GND3经过接线端子T₁₃₆与用户输入接口单元(6-1-1-1)相连。

如图7所示，多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-2)经过接线端子T₈与I2C总线并行输入变换电路(4-1)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-3)经过接线端子T₉与I2C总线并行输入变换电路(4-1)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-4)经过接线端子T₁₀与I2C总线并行输入变换电路(4-1)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-5)经过接线端子T₁₁与I2C总线并行输入变换电路(4-1)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-6)经过接线端子T₁₂与I2C总线并行输入变换电路(4-1)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-7)经过接线端子T₁₃与I2C总线并行输入变换电路(4-1)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-8)经过接线端子T₁₄与I2C总线并行输入变换电路(4-1)相连。

如图7所示，多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-2)经过接线端子T₁₃₇和接线端子T₁₃₈与用户输入接口单元(6-1-1-2)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-3)经过接线端子T₁₃₉和接线端子T₁₄₀与用户输入接口单元(6-1-1-3)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-4)经过接线端子T₁₄₁和接线端子T₁₄₂与用户输入接口单元(6-1-1-4)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-5)经过接线端子T₁₄₃和接线端子T₁₄₄与用户输入接口单元(6-1-1-5)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-6)经过接线端子T₁₄₅和接线端子T₁₄₆与用户输入接口单元(6-1-1-6)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-7)经过接线端子T₁₄₇和接线端子T₁₄₈与用户输入接口单元(6-1-1-7)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-8)经过接线端子T₁₄₉和接线端子T₁₅₀与用户输入接口单元(6-1-1-8)相连。

如图7所示，多通道输入隔离变换电路单元(5-1-2)经过接线端子T₁₅～T₂₂向I2C总线并行输入变换电路(4-1)传送信号。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-3)经过接线端子T₂₃～T₃₀向I2C总线并行输入变换电路(4-1)传送信号。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-4)经过接线端子T₃₁～T₃₈向I2C总线并行输入变换电路(4-1)传送信号。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-5)经过接线端子T₃₉～T₄₆向I2C总线并行输入变换电路(4-1)传送信号。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-6)经过接线端子T₄₇～T₅₄向I2C总线并行输入变换电路(4-1)传送信号。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-7)经过接线端子T₅₅～T₆₂向I2C总线并行输入变换电路(4-1)相连。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-8)经过接线端子T₆₃～T₇₀与I2C总线并行输入变换电路(4-1)传送信号。

如图7所示，多通道输入隔离变换电路单元(5-1-2)经过接线端子T₁₅₁～T₁₆₆与用户输入接口单元(6-1-2)相连。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-3)经过接线端子T₁₆₇～T₁₈₂与用户输入接口单元(6-1-3)相连。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-4)经过接线端子T₁₈₃～T₁₉₈与用户输入接口单元(6-1-4)相连。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-5)经过接线端子T₁₉₉～T₂₁₄与用户输入接口单元(6-1-5)相连。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-6)经过接线端子T₂₁₅～T₂₃₀与用户输入接口单元(6-1-6)相连。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-7)经过接线端子T₂₃₁～T₂₄₆与用户输入接口单元(6-1-7)相连。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-8)经过接线端子T₂₄₇～T₂₆₂与用户输入接口单元(6-1-8)相连。

如图7所示，用户输入接口单元(6-1-1-1)中的开关K₁的一端经过接线端子T₁₃₅与多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1)相连，开关K₁的另一端经过接线端子T₁₃₆与多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1)相连。电磁继电器J₂接在开关K₁的对侧。用户输入接口单元(6-1-1-2)经过接线端子T₁₃₇和接线端子T₁₃₈与多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-2)相连。用户接口单元(6-1-1-3)经过接线端子T₁₃₉和接线端子T₁₄₀与多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-3)相连。用户输入接口单元(6-1-1-4)经过接线端子T₁₄₁和接线端子T₁₄₂与多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-4)相连。用户输入接口单元(6-1-1-5)经过接线端子T₁₄₃和接线端子T₁₄₄与多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-5)相连。用户输入接口单元(6-1-1-6)经过接线端子T₁₄₅和接线端子T₁₄₆与多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-6)相连。用户输入接口单元(6-1-1-7)经过接线端子T₁₄₇和接线端子T₁₄₈与多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-7)相连。用户输入接口单元(6-1-1-8)经过接线端子T₁₄₉和接线端子T₁₅₀与多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-8)相连。

如图7所示，用户输入接口单元(6-1-2)经过接线端子T₁₅₁～T₁₆₆与多通道输入隔离变换电路单元(5-1-2)相连。用户输入接口单元(6-1-3)经过接线端子T₁₆₇～T₁₈₂与多通道输入隔离变换电路单元(5-1-3)相连。用户输入接口单元(6-1-4)经过接线端子T₁₈₃～T₁₉₈与多通道输入隔离变换电路单元(5-1-4)相连。用户输入接口单元(6-1-5)经过接线端子T₁₉₉～T₂₁₄与多通道输入隔离变换电路单元(5-1-5)相连。用户输入接口单元(6-1-6)经过接线端子T₂₁₅～T₂₃₀与多通道输入隔离变换电路单元(5-1-6)相连。用户输入接口单元(6-1-7)经过接线端子T₂₃₁～T₂₄₆与多通道输入隔离变换电路单元(5-1-7)相连。用户输入接口单元(6-1-8)经过接线端子T₂₄₇～T₂₆₂与多通道输入隔离变换电路单元(5-1-8)相连。

如图8所示，多通道输入/输出变换单元(5)是由多通道输入隔离变换电路(5-1)和多通道输出隔离变换电路(5-2)两部分组成。多通道输出隔离变换电路(5-2)是由多通道输出隔离变换电路单元(5-2-1)～(5-2-8)共计八个部分组成。多通道输出隔离变换电路单元是由多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-1)～(5-2-1-8)共计八个通道组成。多通道输出隔离变换电路(5-2)总计六十四个通道组成。

如图8所示，多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-1)中的电阻R₁₆的一端经由接线端子T₇₁与I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连，电阻R₁₆的另一端接电源U_S3+。电源U_S3+接电容C₂₆的一端，电容C₂₆的另一端接地线GND2。接线端子T₇₁接二极管D₃的一端，二极管D₃的另一端接地线GND2。接线端子T₇₁接电阻R₁₇的一端，电阻R₁₇的另一端接芯片A₈的第2脚，电容C₂₇并接在电阻R₁₇的两端。芯片A₈的第2脚接二极管D₄的阴极，二极管D₄的阳极接芯片A₈的第3脚，芯片A₈的第3脚地线GND2。芯片A₈的第8脚接电源U_S4+，电源U_S4+接电容C₂₈的一端，电容C₂₈的另一端接地线GND3。A₈的第5脚接地线GND3。电阻R₁₈的两端接芯片A₈的第8脚和第7脚。芯片A₈的第6脚接芯片A₉的第3脚，电源U_S4+接芯片A₉的第1脚，电阻R₁₉的一端接芯片A₉的第1脚，电阻R₁₉的另一端芯片A₉的第3脚，芯片A₉的第8脚接地线GND3。芯片A₉的第2脚接二极管D₅的阴极，二极管D₅的阳极接地线GND3。芯片A₉的第2脚接继电器J₃的一端，继电器J₃的另一端接地线GND3。开关K₂的一端经过接线端子T₂₆₃和用户输出接口单元(6-2)相连，开关K₂的另一端经过接线端子T₂₆₄和用户输出接口单元(6-2)相连。

如图8所示，多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-2)经过接线端子T₇₂与I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-3)经过接线端子T₇₃与I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-4)经过接线端子T₇₄与I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-5)经过接线端子T₇₅与I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-6)经过接线端子T₇₆与I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-7)经过接线端子T₇₇与I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-8)经过接线端子T₇₈与I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连。

如图8所示，多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-2)经过接线端子T₂₆₅和接线端子T₂₆₆与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-3)经过接线端子T₂₆₇和接线端子T₂₆₈与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-1-1-4)经过接线端子T₂₆₉和接线端子T₂₇₀与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-5)经过接线端子T₂₇₁和接线端子T₂₇₂与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-1-1-6)经过接线端子T₂₇₃和接线端子T₂₇₄与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-7)经过接线端子T₂₇₅和接线端子T₂₇₆与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-8)经过接线端子T₂₇₇和接线端子T₂₇₈与用户输出接口单元(6-2)相连。

如图8所示，多通道输出隔离变换电路单元(5-2-2)经过接线端子T₇₉～T₈₆与I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-3)经过接线端子T₈₇～T₉₄与I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-4)经过接线端子T₉₅～T₁₀₂与I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-5)经过接线端子T₁₀₃～T₁₁₀与I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-6)经过接线端子T₁₁₁～T₁₁₈与I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-7)经过接线端子T₁₁₉～T₁₂₆与I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-8)经过接线端子T₁₂₇～T₁₃₄与I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连。

如图8所示，多通道输出隔离变换电路单元(5-2-2)经过接线端子T₂₇₉～T₂₉₄与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-3)经过接线端子T₂₉₅～T₃₁₀与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-4)经过接线端子T₃₁₁～T₃₂₆与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-5)经过接线端子T₃₂₇～T₃₄₂与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-6)经过接线端子T₃₄₃～T₃₅₈与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-7)经过接线端子T₃₅₉～T₃₇₄与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-8)经过接线端子T₃₇₅～T₃₉₀与用户输出接口单元(6-2)相连。

如图9(a)所示，本发明的多通道数字测控系统的I2C总线运行的主流程图。I2C总线运行的主流程，包括I2C总线运行的读入图9(b)和I2C总线的运行的输出图9(c)两个子程序。

如图9(a)所示，I2C主流程启动后，首先，进行开关量数据区初始化；开关量数据区初始化完成后，对ARM上的SCL、SDA引脚初始化；ARM上的SCL、SDA引脚初始化完成后，对I2C外围芯片初始化设置；I2C外围芯片初始化设置完成后，依次读取I2C外围芯片接入的开入量；依次读取I2C外围芯片接入的开入量后，依次输出通过I2C外围芯片输出的开出量；依次输出通过I2C外围芯片输出的开出量的同时反馈到依次读取I2C外围芯片接入的开入量环节。

如图9(b)所示，I2C总线的运行的读入流程图。首先，进行I2C的启动环节；I2C启动后，发送外围I2C芯片读入地址；发送外围I2C芯片读入地址后，等待外围I2C芯片确认；外围I2C芯片确认后，信号再发送外围I²C芯片待读入寄存器地址；外围I²C芯片待读入寄存器地址发送后，再等待外围I2C芯片确认；完成以上内容后在I2C再次启动，I2C启动后，发送外围I2C芯片读入地址；发送外围I2C芯片读入地址后，等待外围I2C芯片确认；外围I2C芯片确认后，信号再发送外围I²C芯片待读入寄存器地址；外围I²C芯片待读入寄存器地址发送后，再等待外围I2C芯片确认；完成后I2C停止，最后返回。

如图9(c)所示，I2C总线的运行的输出流程图。首先，进行I2C的启动环节；I2C启动后，发送待输出的外围I²C芯片地址；发送待输出的外围I²C芯片地址后，等待外围I²C芯片确认；等待外围I²C芯片确认后，信号发送外围I²C芯片待写入寄存器地址；发送外围I²C芯片待写入寄存器地址后，再次等待外围I²C芯片确认；外围I²C芯片确认后，发送输出数据；发送输出数据后，再次等待外围I²C芯片确认；完成上述流程后最后返回。

如图10所示，主控制器单元(1)利用ARM(如STM32F4)充当主器件的CPU，借助其3个I2C接口中的其中2个I2C总线。本发明利用它的第一和第二个I2C接口，即I2C_SDA1和I2C_SCL1、I2C_SDA2和I2C_SCL2。其中，I2C_SDA1对应着主控制器单元(1)的芯片A₁的第137脚，I2C_SCL1对应着主控制器单元(1)的芯片A₁的第136脚。I2C_SDA2对应着主控制器单元(1)的芯片A₁的第70脚，I2C_SCL2对应着主控制器单元(1)的芯片A₁的第69脚。

如图10所示，将主控制器单元(1)的I2C中的双向串行线(即I2C_SDA1和I2C_SCL1、I2C_SDA2和I2C_SCL2)，经由I2C总线隔离变换单元(2)处理，它包括I2C总线隔离变换电路(2-1)和I2C总线隔离变换电路(2-2)两个部分组成，进行原方与副方电路之间的隔离变换处理，提高转换系统的抗干扰能力。再将隔离变换得到的双路信号，传送给I2C总线驱动变换单元(3)，它包括I2C总线驱动变换电路(3-1)和I2C总线驱动变换电路(3-2)两个部分组成，提高其驱动带载能力。再传送到I2C总线并行输入/输出变换单元(4)，该变换单元分为I2C总线并行输入变换电路(4-1)和I2C总线并行输出变换电路(4-2)两个部分。经由I2C总线并行输入/输出变换单元(4)，再与多通道输入/输出隔离变换单元(5)连接，该变换单元分为多通道输入隔离变换电路(5-1)和多通道输出隔离变换电路(5-2)两个部分。经由多通道输入/输出隔离变换单元(5)，再与传送到用户接口单元(6)相连，它包括用户输入接口单元(6-1)和用户输出接口单元(6-2)两个部分。

如图10所示，用户输入接口单元(6-1)输入信号，经由T₂₆₉～T₅₂₄(共计256路)接线端子，连接到多通道输入隔离变换电路(5-1)处理之后，再经由T₁₃～T₁₄₀(共计128路)接线端子，传送到I2C总线并行输入变换电路(4-1)，再经由T₉～T₁₂(共计4路)接线端子，再与I2C总线驱动变换单元(3)相连，再经由T₅～T₈(共计4路)接线端子，传送到I2C总线隔离变换单元(2)，再经由T₁～T₄(共计4路)接线端子，与主控制器单元(1)的I2C中的双向串行线进行数据交互。

如图10所示，经由T₁～T₄(共计4路)接线端子，主控制器单元(1)的I2C中的双向串行线，与I2C总线隔离变换单元(2)相连，再经由T₅～T₈(共计4路)接线端子，与I2C总线驱动变换单元(3)相连，再经由T₉～T₁₂(共计4路)接线端子，将信号传送到I2C总线并行输出变换电路(4-2)，再经由T₁₄₁～T₂₆₈(共计128路)接线端子，传送到再传送到多通道输出隔离变换电路(5-2)处理，再经由T₅₂₅～T₇₈₀(共计256路)接线端子，最后传送到用户输出接口单元(6-2)。

如图11所示，主控制器单元(1)中的芯片A₁的第105脚、第109脚、第110脚、第133脚和第25脚接编程接口J₁。芯片A₁的第138脚接电阻R₁的一端，电阻R₁的另一端接地线GND1。芯片A₁的第6脚接电源U_DD，芯片A₁的第6脚接电容C₁的一端，电容C₁的另一端接地线GND1。芯片A₁的第33脚接电感L₁的一端，电感L₁的另一端接电源U_S1+。芯片A₁的第33脚同时接电容C₃的正极，电容C₃的负极接地线GND1。电容C₂的一端与芯片A₁的第33脚相连，电容C₂的另一端接地线GND1。芯片A₁的第31脚接地线GND1。芯片A₁的第121脚接电源U_S1+，电容C₄的一端与芯片A₁的第121脚相连，电容C₄的另一端接地线GND1。芯片A₁的第23脚接电容C₅的一端，电容C₅的另一端接地线GND1。芯片A₁的第24脚接电阻R₂的一端，电阻R₂的另一端接电容C₆的一端，电容C₆的另一端接地线GND1。晶振Y₁的外壳接地线GND1，晶振Y₁的一端接芯片A₁的第23脚，晶振Y₁的另一端接电容C₆的一端，电容C₆的另一端接地线GND1。芯片A₁的第106脚接电容C₇的一端，电容C₇的另一端接地线GND1。芯片A₁的第71脚接电容C₈的一端，电容C₈的另一端接地线GND1。芯片A₁的第143脚接电容C₉的一端，电容C₉的另一端接地线GND1。芯片A₁的第143脚接电感L₂的一端，电感L₂的另一端接电源U_S1+。电容C₁₀的一端接电源U_S1+，电容C₁₀的另一端接地线GND1。芯片A₁的第8脚接电容C₁₁的一端，电容C₁₁的另一端接地线GND1。芯片A₁的第9脚接电容C₁₂的一端，电容C₁₂的另一端接地线GND1。晶振Y₂的一端接芯片A₁的第8脚，晶振Y₂的另一端接芯片A₁的第9脚。芯片A₁的第120脚接地线GND1。

如图11所示，主控制器单元(1)采用STM32F4充当CPU，利用它的I2C中的四个通道，即I2C_SDA1、I2C_SCL1、I2C_SDA2和I2C_SCL2，I2C_SDA1对应着主控制器单元(1)的芯片A₁的第137脚，I2C_SCL1对应着主控制器单元(1)的芯片A₁的第136脚，I2C_SDA2对应着主控制器单元(1)的芯片A₁的第70脚，I2C_SCL2对应着主控制器单元(1)的芯片A₁的第69脚，芯片A₁的第137脚与I2C总线隔离变换单元(2)经过接线端子T₁相连，芯片A₁的第136脚与I2C总线隔离变换单元(2)经过接线端子T₂相连。芯片A₁的第70脚与I2C总线隔离变换单元(2)经过接线端子T₃相连。芯片A₁的第69脚与I2C总线隔离变换单元(2)经过接线端子T₄相连。

如图12所示，I2C总线隔离变换单元(2)由I2C总线隔离变换电路(2-1)和I2C总线隔离变换电路(2-2)两部分组成。I2C总线隔离变换电路(2-1)中的芯片A₂的第2脚与主控制器单元(1)经过接线端子T₁相连，芯片A₂的第3脚与主控制器单元(1)经过接线端子T₂相连。I2C总线隔离变换电路(2-2)与主控制器单元(1)经过接线端子T₃和接线端子T₄相连。

如图12所示，I2C总线隔离变换电路(2-1)中芯片A₂的第1脚接电阻R₅的一端，电阻R₅的另一端电源U_S1+，电容C₁₅的一端与芯片A₂的第1脚相连，电容C₁₅的另一端与芯片A₂的第4脚相连。芯片A₂的第1脚接电阻R₅的一端，电阻R₅的另一端与电阻R₄的一端相连，电阻R₄的另一端与芯片A₂的第3脚相连。电容C₁₄的一端与芯片A₂的第3脚相连，电容C₁₄的另一端与芯片A₂的第4脚相连。电源U_S1+与电阻R₃的一端相连,电阻R₃的另一端芯片A₂的第2脚相连。电容C₁₃的一端与芯片A₂的第2脚相连，电容C₁₃的另一端与芯片A₂的第4脚相连。芯片A₂的第4脚接地线GND1。芯片A₂的第5脚接电阻R₆的一端，电阻R₆的另一端电源U_S2+，电容C₁₆的一端与芯片A₂的第5脚相连，电容C₁₆的另一端与芯片A₂的第8脚相连。芯片A₂的第5脚接电阻R₆的一端，电阻R₆的另一端与电阻R₇的一端相连，电阻R₇的另一端与芯片A₂的第7脚相连。电容C₁₇的一端与芯片A₂的第7脚相连，电容C₁₇的另一端与芯片A₂的第8脚相连。电源U_S2+与电阻R₈的一端相连,电阻R₈的另一端芯片A₂的第6脚相连。电容C₁₈的一端与芯片A₂的第6脚相连，电容C₁₈的另一端与芯片A₂的第8脚相连。芯片A₂的第8脚接地线GND2。

如图12所示，I2C总线隔离变换电路(2-1)中的芯片A₂的第6脚与I2C驱动单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片A₂的第7脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连。I2C总线隔离变换电路(2-2)与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₇和接线端子T₈相连。

如图13所示，I2C总线驱动变换单元(3)是由I2C总线驱动变换电路(3-1)和是由I2C总线驱动变换电路(3-2)组成。I2C总线驱动变换电路(3-1)中的芯片A₃的第2脚与I2C总线隔离变换单元(2)经过接线端子T₅相连，芯片A₃的第3脚与I2C总线隔离变换单元(2)经过接线端子T₆相连。I2C总线驱动变换电路(3-2)与I2C总线隔离变换单元(2)经过接线端子T₇和接线端子T₈相连。

如图13所示，I2C总线驱动变换电路(3-1)中的芯片A₃的第1脚接电源U_S2+，电源U_S2+接电容C₁₉的一端，电容C₁₉的另一端接地线GND2。电阻R₁₀的一端接芯片A₃的第1脚，电阻R₁₀的另一端接芯片A₃的第2脚。电阻R₉的一端接芯片A₃的第1脚，电阻R₉的另一端接芯片A₃的第3脚。芯片A₃的第4脚接地线GND2。芯片A₃的第8脚接电源U_S3+，电源U_S3+接电容C₂₀的一端，电容C₂₀的另一端接地线GND2。电阻R₁₁的一端接芯片A₃的第8脚，电阻R₁₁的另一端接芯片A₃的第7脚。电阻R₁₂的一端接芯片A₃的第8脚，电阻R₁₂的另一端接芯片A₃的第6脚。芯片A₃的第5脚接电源U_S3+。

如图13所示，I2C总线驱动变换电路(3-1)中的芯片A₃的第7脚与I2C总线并行输入/输出变换单元(4)经过接线端子T₉相连，芯片A₃的第6脚与并行输入/输出变换单元(4)经过接线端子T₁₀相连。I2C总线驱动变换电路(3-2)与并行输入/输出变换单元(4)经过接线端子T₁₁和接线端子T₁₂相连。

如图14所示，I2C总线并行输入/输出变换单元(4)是由I2C总线并行输入变换单元(4-1)和I2C总线并行输出变换单元(4-2)两部分组成。I2C总线并行输入变换单元(4-1)是由I2C总线并行输入变换单元电路(4-1-1)和(4-1-2)组成。I2C总线并行输入变换单元电路(4-1-1)是由(4-1-1-1)～(4-1-1-8)共计8个电路组成。

如图14所示，I2C总线并行输入变换电路(4-1-1-1)中芯片A₄的第16脚和第13脚接电源U_S3+，电源U_S3+与电容C₂₁的一端相连，电容C₂₁的另一端接地线GND2，芯片A₄的第1脚、第2脚、第3脚、第8脚接地线GND2。芯片A₄的第4脚与多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₁₃相连。芯片A₄的第5脚与多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₁₄相连。芯片A₄的第6脚与多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₁₅相连。芯片A₄的第7脚与多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₁₆相连。芯片A₄的第9脚与多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₁₇相连。芯片A₄的第10脚与多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₁₈相连。芯片A₄的第11脚与多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₁₉相连。芯片A₄的第12脚与多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₂₀相连。

如图14所示，I2C总线并行输入变换电路(4-1-1-2)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₉相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₁₀相连。芯片的第1脚与电源U_S3+相连，芯片的第2脚和第3脚与地线GND2相连。

如图14所示，I2C总线并行输入变换电路(4-1-1-3)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₉相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₁₀相连。芯片的第2脚与电源U_S3+相连，芯片的第1脚和第3脚与地线GND2相连。

如图14所示，I2C总线并行输入变换电路(4-1-1-4)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₉相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₁₀相连。芯片的第3脚与电源U_S3+相连，芯片的第1脚和第2脚与地线GND2相连。

如图14所示，I2C总线并行输入变换电路(4-1-1-5)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₉相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₁₀相连。芯片的第1脚和第2脚与电源U_S3+相连，芯片的第3脚与地线GND2相连。

如图14所示，I2C总线并行输入变换电路(4-1-1-6)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₉相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₁₀相连。芯片的第1脚和第3脚与电源U_S3+相连，芯片的第2脚与地线GND2相连。

如图14所示，I2C总线并行输入变换电路(4-1-1-7)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₉相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₁₀相连。芯片的第2脚和第3脚与电源U_S3+相连，芯片的第1脚与地线GND2相连。

如图14所示，I2C总线并行输入变换电路(4-1-1-8)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₉相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₁₀相连。芯片的第1脚、第2脚和第3脚与电源U_S3+相连。

如图14所示，输入变换电路(4-1-1-2)经由接线端子T₂₁～T₂₈接收来自多通道输入隔离变换电路(5-1)中的信号。输入变换电路(4-1-1-3)经由接线端子T₂₉～T₃₆接收来自多通道输入隔离变换电路(5-1)中的信号。输入变换电路(4-1-1-4)经由接线端子T₃₇～T₄₄接收来自多通道输入隔离变换电路(5-1)中的信号。输入变换电路(4-1-1-5)经由接线端子T₄₅～T₅₂接收来自多通道输入隔离变换电路(5-1)中的信号。输入变换电路(4-1-1-6)经由接线端子T₅₃～T₆₀接收来自多通道输入隔离变换电路(5-1)中的信号。输入变换电路(4-1-1-7)经由接线端子T₆₁～T₆₈接收来自多通道输入隔离变换电路(5-1)中的信号。输入变换电路(4-1-1-8)经由接线端子T₆₉～T₇₆接收来自多通道输入隔离变换电路(5-1)中的信号。

如图14所示，I2C总线并行输入变换单元(4-1-2)经由接线端子T₁₁和T₁₂与I2C总线隔离变换单元(3)相连。I2C总线并行输入变换单元(4-2)经由接线端子T₇₇～T₁₄₀接收来自多通道输入隔离变换电路(5-1)中的信号。

如图15所示，I2C总线并行输出变换单元(4-2)是由I2C总线并行输出变换单元电路(4-2-1)和(4-2-2)组成。I2C总线并行输出变换单元电路(4-2-1)是由(4-2-1-1)～(4-2-1-8)共计8个电路组成。

如图15所示，I2C总线并行输出变换电路(4-2-1-1)中芯片A₅的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₉相连，芯片A₅的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₁₀相连。

如图15所示，I2C总线并行输出变换电路(4-2-1-1)中芯片A₅的第16脚和第13脚与电容C₂₂的一端相连，电容C₂₂的另一端接地线GND2，芯片A₅的第13脚接电源U_S3+，芯片A₅的第1脚、第2脚、第3脚、第8脚接地线GND2。芯片A₅的第4脚与多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₁₄₁相连。芯片A₅的第5脚与多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₁₄₂相连。芯片A₅的第6脚与多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₁₄₃相连。芯片A₅的第7脚与多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₁₄₄相连。芯片A₅的第9脚与多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₁₄₅相连。芯片A₅的第10脚与多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₁₄₆相连。芯片A₅的第11脚与多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₁₄₇相连。芯片A₅的第12脚与多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₁₄₈相连。

如图15所示，I2C总线并行输出变换电路(4-2-1-2)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₉相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₁₀相连。芯片的第1脚与电源U_S3+相连，芯片的第2脚和第3脚与地线GND2相连。

如图15所示，I2C总线并行输出变换电路(4-2-1-3)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₉相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₁₀相连。芯片的第2脚与电源U_S3+相连，芯片的第1脚和第3脚与地线GND2相连。

如图15所示，I2C总线并行输出变换电路(4-2-1-4)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₉相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₁₀相连。芯片的第3脚与电源U_S3+相连，芯片的第1脚和第2脚与地线GND2相连。

如图15所示，I2C总线并行输出变换电路(4-2-1-5)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₉相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₁₀相连。芯片的第1脚和第2脚与电源U_S3+相连，芯片的第3脚与地线GND2相连。

如图15所示，I2C总线并行输出变换电路(4-2-1-6)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₉相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₁₀相连。芯片的第1脚和第3脚与电源U_S3+相连，芯片的第2脚与地线GND2相连。

如图15所示，I2C总线并行输出变换电路(4-2-1-7)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₉相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₁₀相连。芯片的第2脚和第3脚与电源U_S3+相连，芯片的第1脚与地线GND2相连。

如图15所示，I2C总线并行输出变换电路(4-2-1-8)中芯片的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₉相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₁₀相连。芯片的第1脚、第2脚和第3脚与电源U_S3+相连。

如图15所示，输出变换电路(4-2-1-2)经由接线端子T₁₄₉～T₁₅₆向多通道输出隔离变换电路(5-2)传送信号。输出变换电路(4-2-1-3)接线端子T₁₅₇～T₁₆₄向多通道输出隔离变换电路(5-2)传送信号。输出变换电路(4-2-1-4)经由接线端子T₁₆₅～T₁₇₂向多通道输出隔离变换电路(5-2)传送信号。输出变换电路(4-2-1-5)经由接线端子T₁₇₃～T₁₈₀向多通道输出隔离变换电路(5-2)传送信号。输出变换电路(4-2-1-6)经由接线端子T₁₈₁～T₁₈₈向多通道输出隔离变换电路(5-2)传送信号。输出变换电路(4-2-1-7)经由接线端子T₁₈₉～T₁₉₆接收来自多通道输出隔离变换电路(5-2)中的信号。输出变换电路(4-2-1-8)经由接线端子T₁₉₇～T₂₀₄接收来自多通道输出隔离变换电路(5-2)中的信号。

如图15所示，I2C总线并行输出变换电路(4-2-2)与I2C总线隔离变换单元(3)经过接线端子T₁₁和T₁₂相连。输出变换电路(4-2-2)经由接线端子T₂₀₅～T₂₆₈向多通道输出隔离变换电路(5-2)传送信号。

如图16所示，多通道输入/输出变换单元(5)是由多通道输入隔离变换电路(5-1)和多通道输出隔离变换电路(5-2)两部分组成。多通道输入隔离变换电路(5-1)是由多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1)和(5-1-2)两部分组成。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1)是由多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1)～(5-1-1-8)共计八个通道组成。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1)是由多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-1)～(5-1-1-1-8)共计八个通道组成。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1)是由六十四个通道组成。多通道输入隔离变换电路单元(5-1)是由一百二十八个通道组成。

如图16所示，多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-1)中芯片A₆的第2脚经由接线端子T₁₃与I2C总线并行输入变换单元(4-1)相连。芯片A₆的第1脚接电阻R₁₃的一端，电阻R₁₃的另一端接芯片A₆的第3脚。电源U_S3+与芯片A₆的第1脚相连。电源U_S3+接电容C₂₃的一端，电容C₂₃的另一端接地线GND2。芯片A₆的第8脚与地线GND2相连。芯片A₆的第3脚与芯片A₇的第6脚相连，A₇的第7脚接电阻R₁₄的一端，电阻R₁₄的另一端接芯片A₇的第8脚，芯片A₇的第8脚接电源U_S3+。芯片A₇的第5脚与地线GND2相连。芯片A₇的第2脚接电阻R₁₅的一端，电阻R₁₅的另一端接电源U_S4+。电容C₂₄并联接在电阻R₁₅的两端。电源U_S4+接电容C₂₅的一端，电容C₂₅的另一端接地线GND3。二极管D₁的阳极接芯片A₇的第3脚，D₁的阴极接芯片A₇的第2脚。电源U_S4+接二极管D₂的一端，二极管D₂的另一端经过接线端子T₂₆₉与用户接口单元(6-1-1-1)相连。地线GND3经过接线端子T₂₇₀与用户接口单元(6-1-1-1)相连。

如图16所示，多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-2)经过接线端子T₁₄与I2C总线并行输入变换单元(4-1)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-3)经过接线端子T₁₅与I2C总线并行输入变换单元(4-1)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-4)经过接线端子T₁₆与I2C总线并行输入变换单元(4-1)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-5)经过接线端子T₁₇与I2C总线并行输入变换单元(4-1)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-6)经过接线端子T₁₈与I2C总线并行输入变换单元(4-1)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-7)经过接线端子T₁₉与I2C总线并行输入变换单元(4-1)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-8)经过接线端子T₂₀与I2C总线并行输入变换单元(4-1)相连。

如图16所示，多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-2)经过接线端子T₂₇₁和接线端子T₂₇₂与用户输入接口单元(6-1-1-2)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-3)经过接线端子T₂₇₃和接线端子T₂₇₄与用户输入接口单元(6-1-1-1-3)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-4)经过接线端子T₂₇₅和接线端子T₂₇₆与用户输入接口单元(6-1-1-4)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-5)经过接线端子T₂₇₇和接线端子T₂₇₈与用户输入接口单元(6-1-1-5)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-6)经过接线端子T₂₇₉和接线端子T₂₈₀与用户输入接口单元(6-1-1-6)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-7)经过接线端子T₂₈₁和接线端子T₂₈₂与用户输入接口单元(6-1-1-7)相连。多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-8)经过接线端子T₂₈₃和接线端子T₂₈₄与用户输入接口单元(6-1-1-8)相连。

如图16所示，多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1-2)经过接线端子T₂₁～T₂₈与I2C总线并行输入变换单元(4-1)相连。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1-3)经过接线端子T₂₉～T₃₆与I2C总线并行输入变换单元(4-1)相连。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1-4)经过接线端子T₃₇～T₄₄与I2C总线并行输入变换单元(4-1)相连。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1-5)经过接线端子T₄₅～T₅₂与I2C总线并行输入变换单元(4-1)相连。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1-6)经过接线端子T₅₃～T₆₀与I2C总线并行输入变换单元(4-1)相连。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1-7)经过接线端子T₆₁～T₆₈与I2C总线并行输入变换单元(4-1)相连。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1-8)经过接线端子T₆₉～T₇₆与I2C总线并行输入变换单元(4-1)相连。

如图16所示，多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1-2)经过接线端子T₂₈₅～T₃₀₀与用户输入接口单元(6-1-2)相连。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1-3)经过接线端子T₃₀₁～T₃₁₆与用户输入接口单元(6-1-3)相连。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1-4)经过接线端子T₃₁₇～T₃₃₂与用户输入接口单元(6-1-4)相连。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1-5)经过接线端子T₃₃₃～T₃₄₈与用户输入接口单元(6-1-5)相连。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1-6)经过接线端子T₃₄₉～T₃₆₄与用户输入接口单元(6-1-6)相连。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1-7)经过接线端子T₃₆₅～T₃₈₀与用户输入接口单元(6-1-7)相连。多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1-8)经过接线端子T₃₈₁～T₃₉₆与用户输入接口单元(6-1-8)相连。

如图16所示，多通道输入隔离变换电路单元(5-1-2)经过接线端子T₇₇～T₁₄₀与I2C总线并行输入变换单元(4-1)相连，多通道输入隔离变换电路单元(5-1-2)经过接线端子T₃₉₇～T₅₂₄与用户接口单元(6-1)相连。

如图16所示，用户输入接口单元(6-1-1-1)中的开关K₁的一端经过接线端子T₂₆₉与多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-1)相连，开关K₁的另一端经过接线端子T₂₇₀与多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-1)相连。电磁继电器J₂接在开关K₁的对侧。用户输入接口单元(6-1-1-2)经过接线端子T₂₇₁和接线端子T₂₇₂与多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-2)相连。用户输入接口单元(6-1-1-3)经过接线端子T₂₇₃和接线端子T₂₇₄与多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-3)相连。用户输入接口单元(6-1-1-4)经过接线端子T₂₇₅和接线端子T₂₇₆与多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-4)相连。用户输入接口单元(6-1-1-5)经过接线端子T₂₇₇和接线端子T₂₇₈与多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-5)相连。用户输入接口单元(6-1-1-6)经过接线端子T₂₇₉和接线端子T₂₈₀与多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-6)相连。用户输入接口单元(6-1-1-7)经过接线端子T₂₈₁和接线端子T₂₈₂与多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-7)相连。用户输入接口单元(6-1-1-8)经过接线端子T₂₈₃和接线端子T₂₈₄与多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1-8)相连。

如图16所示，用户输入接口单元(6-1-2)经过接线端子T₂₈₅～T₃₀₀与多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1-2)相连。用户输入接口单元(6-1-1-3)经过接线端子T₃₀₁～T₃₁₆与多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1-3)相连。用户输入接口单元(6-1-4)经过接线端子T₃₁₇～T₃₃₂与多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1-4)相连。用户输入接口单元(6-1-5)经过接线端子T₃₃₃～T₃₄₈与多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1-5)相连。用户输入接口单元(6-1-6)经过接线端子T₃₄₉～T₃₆₄与多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1-6)相连。用户输入接口单元(6-1-7)经过接线端子T₃₆₅～T₃₈₀与多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1-7)相连。用户输入接口单元(6-1-8)经过接线端子T₃₈₁～T₃₉₆与多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1-8)相连。

如图16所示，用户输入接口单元(6-1)经过接线端子T₃₉₇～T₅₂₄与多通道输入隔离变换电路单元(5-1-2)相连。

如图17所示，多通道输入/输出变换单元(5)是由多通道输入隔离变换电路(5-1)和多通道输出隔离变换电路(5-2)两部分组成。多通道输出隔离变换电路(5-2)是由多通道输出隔离变换电路单元(5-2-1)和(5-2-2)两部分组成。多通道输入隔离变换电路单元(5-2-1)是由多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-1)～(5-2-1-8)共计八个通道组成。多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-1)是由多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-1-1)～(5-2-1-1-8)共计八个通道组成。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-1)是由六十四个通道组成。多通道输出隔离变换电路单元(5-2)是由一百二十八个通道组成。

如图17所示，多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-1-1)中的电阻R₁₆的一端经由接线端子T₁₄₁与I2C总线并行输出变换单元(4-2)相连，电阻R₁₆的一端接电源U_S3+。电源U_S3+接电容C₂₆的一端，电容C₂₆的另一端接地线GND2。接线端子T₇₁接二极管D₃的一端，二极管D₃的另一端接地线GND2。接线端子T₇₁接电阻R₁₇的一端，电阻R₁₇的另一端接芯片A₈的第2脚，电容C₂₆并接在电阻R₁₇的两端。芯片A₈的第2脚接二极管D₄的阴极，二极管D₄的阳极接芯片A₈的第3脚，芯片A₈的第3脚地线GND2。芯片A₈的第8脚接电源U_S4+，电源U_S4+接电容C₂₈的一端，电容C₂₈的另一端接地线GND3。A₈的第5脚接地线GND3。电阻R₁₈的两端接芯片A₈的第8脚和第7脚。芯片A₈的第6脚接芯片A₉的第3脚，电源U_S4+接芯片A₉的第1脚，电阻R₁₉的一端接芯片A₉的第1脚，电阻R₁₉的另一端芯片A₉的第3脚，芯片A₉的第8脚接地线GND3。芯片A₉的第2脚接二极管D₅的阴极，二极管D₅的阳极接地线GND3。芯片A₉的第2脚接继电器J₃的一端，继电器J₃的另一端接地线GND3。开关K₂的一端经过接线端子T₅₂₅和用户接口单元(6-2)相连，开关K₂的另一端经过接线端子T₅₂₆和用户接口单元(6-2)相连。

如图17所示，多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-1-2)经过接线端子T₁₄₂与I2C总线并行输出变换单元(4-2)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-1-3)经过接线端子T₁₄₃与I2C总线并行输出变换单元(4-2)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-1-4)经过接线端子T₁₄₄与I2C总线并行输出变换单元(4-2)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-1-5)经过接线端子T₁₄₅与I2C总线并行输出变换单元(4-3)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-1-6)经过接线端子T₁₄₆与I2C总线并行输出变换单元(4-2)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-1-7)经过接线端子T₁₄₇与I2C总线并行输出变换单元(4-2)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-1-8)经过接线端子T₁₄₈与I2C总线并行输出变换单元(4-2)相连。

如图17所示，多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-1-2)经过接线端子T₅₂₇和接线端子T₅₂₈与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-1-3)经过接线端子T₅₂₉和接线端子T₅₃₀与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-1-1-1-4)经过接线端子T₅₃₁和接线端子T₅₃₂与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-1-5)经过接线端子T₅₃₃和接线端子T₅₃₄与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-1-1-1-6)经过接线端子T₅₃₅和接线端子T₅₃₆与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-1-7)经过接线端子T₅₃₇和接线端子T₅₃₈与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-1-8)经过接线端子T₅₃₉和接线端子T₅₄₀与用户输出接口单元(6-2)相连。

如图17所示，多通道输出隔离变换电路单元(5-2-1-2)经过接线端子T₁₄₉～T₁₅₆与I2C总线并行输出变换单元(4-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-1-3)经过接线端子T₁₅₇～T₁₆₄与I2C总线并行输出变换单元(4-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-1-4)经过接线端子T₁₆₅～T₁₇₂与I2C总线并行输出变换单元(4-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-1-5)经过接线端子T₁₇₃～T₁₈₀与I2C总线并行输出变换单元(4-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-1-6)经过接线端子T₁₈₁～T₁₈₈与I2C总线并行输出变换单元(4-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-1-7)经过接线端子T₁₈₉～T₁₉₆与I2C总线并行输出变换单元(4-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-1-8)经过接线端子T₁₉₇～T₂₀₄与I2C总线并行输出变换单元(4-2)相连。多通道输出隔离变换单元(5-2-2)经过接线端子T₂₀₅～T₂₆₈与I2C总线并行输出变换单元(4-2)相连。

如图17所示，多通道输出隔离变换电路单元(5-2-1-2)经过接线端子T₅₄₁～T₅₅₆与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-1-3)经过接线端子T₅₅₇～T₅₇₂与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-1-4)经过接线端子T₅₇₃～T₅₈₈与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-1-5)经过接线端子T₅₈₉～T₆₀₄与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-1-6)经过接线端子T₆₀₅～T₆₂₀与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-1-7)经过接线端子T₆₂₁～T₆₃₆与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换电路单元(5-2-1-8)经过接线端子T₆₃₇～T₆₅₂与用户输出接口单元(6-2)相连。多通道输出隔离变换单元(5-2-2)经过接线端子T₆₅₃～T₇₈₀与用户输出接口单元(6-2)相连。

如图1和图2所示的主控制器单元(1)中的芯片A₁，选择的是STM32F417系列的ARM芯片，是ST(意法半导体)推出的以基于

Cortex^TM-M4为内核的其采用了90纳米的NVM工艺和ART(自适应实时存储器加速器，Adaptive Real-Time Memory Accelerator^TM)的高性能微控制器，可达到168MHz。由于它集成了新的DSP和FPU指令，168MHz的高速性能使得数字信号控制器应用，快速的产品开发达到了新的水平，且能提升控制算法的执行速度和代码效率。

如图1和图2所示的主控制器单元(1)中的芯片A₁，由于采用了STM32F417系列的ARM芯片，它集成了多达7重AHB总线矩阵和多通道DMA控制器，支持程序执行和数据传输并行处理，数据传输速率非常快。本发明利用它的3个I2C中的第一个I2C接口进行信息交互。

如图3所示的I2C总线隔离变换单元(2)中的芯片A₂，是数字隔离芯片，用以完成I2C接口的2路信号的隔离变换处理。本发明选择的是基于ADI公司的

微芯片级变压器技术的热插拔数字隔离器。它包含与

接口兼容的非闩锁、双向通信通道，这样就不需要将I2C信号分成发送信号与接收信号供单独的光电耦合器使用。本发明可以选择一个双向通道和一个单向通道的数字隔离器，如ADUM1251，它可应用于不需要双向时钟的一些场合。本发明还可以选择有两个双向通道的数字隔离器，如ADUM1250，支持完全隔离的I2C接口，以适应类似于舰船综合电力系统之类的具有复杂电磁环境的工作场合。

如图4所示的I2C总线驱动变换单元(3)中的芯片A₃，是I2C总线驱动器，以扩大其传输距离、兼容不同电压等级，确保该系统易于扩展。本发明可以选择TCA9509、PCA9515B、TCA9517、TCA9517A、TCA9617A等。

如图5所示的I2C总线并行输入变换电路(4-1)中的芯片A₄，是I2C/SMBus的应用中的8位通用并行输入/输出口(GPIO)的扩展器件。它使I2C接口的I/O扩展器件系列得到增强。本发明可以选择PCA9554D或者PCA9554AD，其改进的特性包括更高的驱动能力、5V的I/O接口、更低的电源电流、单独的I/O口配置、400kHz时钟频率和更小的封装形式。芯片PCA9554D或者PCA9554AD，有3个硬件管脚(A0，A1，A2)来实现不同的固定I2C接口地址，最多允许8个器件共用一个I2C/SMBus总线上。PCA9554D与PCA9554AD的唯一区别在于固定I2C接口地址的不同，这样最多允许16个器件(PCA9554D和PCA9554AD各8个)连接接到同一个I2C/SMBus总线上。

如图6所示的I2C总线并行输出变换电路(4-2)中的芯片A₅，是I2C/SMBus的应用中的8位通用并行输入/输出口(GPIO)的扩展器件。它使I2C接口的I/O扩展器件系列得到增强。本发明可以选择PCA9554AD或者PCA9554D。

如图7所示的多通道输入隔离变换电路(5-1)中的芯片A₆和A₇，是光电耦合隔离器件(简称光耦器件)，可以选择HCPL-2300等高性能光耦器件。

如图8所示的多通道输输出隔离变换电路(5-2)的芯片A₈和A₉，是光电耦合隔离器件(简称光耦器件)，可以选择HCPL-2300等高性能光耦器件。

如图10和图10所示的主控制器单元(1)中的芯片A₁，选择的是STM32F417系列的ARM芯片，是ST(意法半导体)推出的以基于

如图10和图10所示的主控制器单元(1)中的芯片A₁，由于采用了STM32F417系列的ARM芯片，它集成了多达7重AHB总线矩阵和多通道DMA控制器，支持程序执行和数据传输并行处理，数据传输速率非常快。本发明利用它的3个I2C中的第一个和第二个I2C接口进行信息交互。

如图12所示的I2C总线隔离变换电路(2-1)中的芯片A₂，是数字隔离芯片，用以完成I2C接口的2路信号的隔离变换处理。本发明选择的是基于ADI公司的

微芯片级变压器技术的热插拔数字隔离器，如ADUM1251，它可应用于不需要双向时钟的一些场合。本发明还可以选择有两个双向通道的数字隔离器，如ADUM1250，支持完全隔离的I2C接口，以适应类似于舰船综合电力系统之类的具有复杂电磁环境的工作场合。如图12所示的I2C总线隔离变换电路(2-2)中的数字隔离芯片与I2C总线隔离变换电路(2-1)中的芯片一样。

如图13所示的I2C总线驱动变换电路(3-1)中的芯片A₃，是I2C总线驱动器，本发明可以选择TCA9509、PCA9515B、TCA9517、TCA9517A、TCA9617A等。如图13所示的I2C总线驱动变换电路(3-2)中的总线驱动器与I2C总线驱动变换电路(3-1)中的一样。

如图14所示的I2C总线并行输入变换电路(4-1-1)中的芯片A₄，是I2C/SMBus的应用中的8位通用并行输入/输出口(GPIO)的扩展器件，本发明可以选择PCA9554D或者PCA9554AD。如图14所示的I2C总线并行输入变换电路(4-1-2)中的扩展器件可以选择PCA9554AD或者PCA9554D。

如图15所示的I2C总线并行输出变换电路(4-2-1)中的芯片A₅，是I2C/SMBus的应用中的8位通用并行输入/输出口(GPIO)的扩展器件，本发明可以选择PCA9554D或者PCA9554AD。如图15所示的I2C总线并行输出变换电路(4-2-2)中的扩展器件可以选择PCA9554AD或者PCA9554D。

如图16所示的多通道输入隔离变换电路(5-1-1)中的芯片A₆和A₇，是光电耦合隔离器件(简称光耦器件)，可以选择HCPL-2300等高性能光耦器件。如图16所示的多通道输入隔离变换电路(5-1-2)中的光耦器件，与多通道输入隔离变换电路(5-1-1)中的相同，也可以选择HCPL-2300等高性能光耦器件。

如图17所示的多通道输出隔离变换电路(5-2-1)中的芯片A₈和A₉，是光电耦合隔离器件(简称光耦器件)，可以选择HCPL-2300等高性能光耦器件。如图17所示的多通道输出隔离变换电路(5-2-2)中的光耦器件，与多通道输出隔离变换电路(5-2-1)中的相同，也可以选择HCPL-2300等高性能光耦器件。

如图1、图10所示的用户接口单元(6)，用于为本发明所述的测控系统发送指令和接收来自本发明所述的测控系统所输出的指令，不是本发明重点讨论内容，恕不赘述。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims

1.一种基于I2C总线的多通道数字测控系统，其特征在于：包括依次连接的主控制器单元(1)、I2C总线隔离变换单元(2)、I2C总线驱动变换单元(3)、I2C总线并行输入/输出变换单元(4)、多通道输入/输出隔离变换单元(5)和用户接口单元(6)；

主控制器单元(1)采用型号为STM32F4的芯片A₁作为CPU，利用它的第一个I2C接口，即I2C_SDA1和I2C_SCL1；I2C_SDA1对应着主控制器单元(1)的芯片A₁的第137脚，I2C_SCL1对应着主控制器单元(1)的芯片A₁的第136脚；

主控制器单元(1)的I2C中的双向串行线，即I2C_SDA1和I2C_SCL1经由I2C总线隔离变换单元(2)处理，进行原方与副方电路之间的隔离变换处理，提高转换系统的抗干扰能力，再将隔离变换得到的双路信号，传送给I2C总线驱动变换单元(3)，提高其驱动带载能力，再传送到I2C总线并行输入/输出变换单元(4)，I2C总线并行输入/输出变换单元(4)与多通道输入/输出隔离变换单元(5)连接，多通道输入/输出隔离变换单元(5)与用户接口单元(6)相连；

所述I2C总线并行输入/输出变换单元(4)包括第一I2C总线并行输入变换电路(4-1)和第二I2C总线并行输出变换电路(4-2)；所述多通道输入/输出隔离变换单元(5)包括第一多通道输入隔离变换电路(5-1)和第二多通道输出隔离变换电路(5-2)；所述用户接口单元(6)包括用户输入接口单元(6-1)和用户输出接口单元(6-2)；

用户输入接口单元(6-1)的输入信号，经由T₁₃₅～T₂₆₂接线端子，连接到第一多通道输入隔离变换电路(5-1)，经过处理之后再经由T₇～T₇₀接线端子，传送到第一I2C总线并行输入变换电路(4-1)，再经由T₅～T₆接线端子，与I2C总线驱动变换单元(3)相连，再经由T₃～T₄接线端子，传送到I2C总线隔离变换单元(2)，再经由T₁～T₂接线端子，与主控制器单元(1)的I2C中的双向串行线进行数据交互；

主控制器单元(1)的I2C中的双向串行线，经由T₁～T₂接线端子与I2C总线隔离变换单元(2)相连，I2C总线隔离变换单元(2)经由T₃～T₄接线端子，与I2C总线驱动变换单元(3)相连，I2C总线驱动变换单元(3)经由T₅～T₆接线端子，将信号传送到第二I2C总线并行输出变换电路(4-2)，再经由T₇₁～T₁₃₄接线端子，传送到第二多通道输出隔离变换电路(5-2)处理，之后经由T₂₆₃～T₃₉₀接线端子传送到用户输出接口单元(6-2)。

2.根据权利要求1所述的一种基于I2C总线的多通道数字测控系统，其特征在于：所述主控制器单元(1)中的芯片A₁的第105脚、第109脚、第110脚、第133脚和第25脚接编程接口J₁；芯片A₁的第138脚接电阻R₁的一端，电阻R₁的另一端接地线GND1；芯片A₁的第6脚接电源U_DD，芯片A₁的第6脚接电容C₁的一端，电容C₁的另一端接地线GND1；芯片A₁的第33脚接电感L₁的一端，电感L₁的另一端接电源U_S1+；芯片A₁的第33脚同时接电容C₃的正极，电容C₃的负极接地线GND1；电容C₂的一端与芯片A₁的第33脚相连，电容C₂的另一端接地线GND1；芯片A₁的第31脚接地线GND1；芯片A₁的第121脚接电源U_S1+，电容C₄的一端与芯片A₁的第121脚相连，电容C₄的另一端接地线GND1；芯片A₁的第23脚接电容C₅的一端，电容C₅的另一端接地线GND1；芯片A₁的第24脚接电阻R₂的一端，电阻R₂的另一端接电容C₆的一端，电容C₆的另一端接地线GND1；晶振Y₁的外壳接地线GND1，晶振Y₁的一端接芯片A₁的第23脚，晶振Y₁的另一端接电容C₆的一端，电容C₆的另一端接地线GND1；芯片A₁的第106脚接电容C₇的一端，电容C₇的另一端接地线GND1；芯片A₁的第71脚接电容C₈的一端，电容C₈的另一端接地线GND1；芯片A₁的第143脚接电容C₉的一端，电容C₉的另一端接地线GND1；芯片A₁的第143脚接电感L₂的一端，电感L₂的另一端接电源U_S1+；电容C₁₀的一端接电源U_S1+，电容C₁₀的另一端接地线GND1；芯片A₁的第8脚接电容C₁₁的一端，电容C₁₁的另一端接地线GND1；芯片A₁的第9脚接电容C₁₂的一端，电容C₁₂的另一端接地线GND1；晶振Y₂的一端接芯片A₁的第8脚，晶振Y₂的另一端接芯片A₁的第9脚；芯片A₁的第120脚接地线GND1；芯片A₁的第137脚与I2C总线隔离变换单元(2)经过接线端子T₁相连，芯片A₁的第136脚与I2C总线隔离变换单元(2)经过接线端子T₂相连；所述芯片A₁采用STM32F417系列的ARM芯片。

3.根据权利要求2所述的一种基于I2C总线的多通道数字测控系统，其特征在于：所述I2C总线隔离变换单元(2)包括芯片A₂，芯片A₂的第2脚与主控制器单元(1)经过接线端子T₁相连，芯片A₂的第3脚与主控制器单元(1)经过接线端子T₂相连；芯片A₂的第6脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₃相连；芯片A₂的第7脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₄相连；

I2C总线隔离变换单元(2)中芯片A₂的第1脚接电阻R₅的一端，电阻R₅的另一端接电源U_S1+；芯片A₂的第1脚与电容C₁₅的一端相连，电容C₁₅的另一端与芯片A₂的第4脚相连；芯片A₂的第1脚接电阻R₅的一端，电阻R₅的另一端与电阻R₄的一端相连，电阻R₄的另一端与芯片A₂的第3脚相连；电容C₁₄的一端与芯片A₂的第3脚相连，电容C₁₄的另一端与芯片A₂的第4脚相连；电源U_S1+与电阻R₃的一端相连,电阻R₃的另一端芯片A₂的第2脚相连；电容C₁₃的一端与芯片A₂的第2脚相连，电容C₁₃的另一端与芯片A₂的第4脚相连；芯片A₂的第4脚接地线GND1；芯片A₂的第5脚接电阻R₆的一端，电阻R₆的另一端接电源U_S2+，电容C₁₆的一端与芯片A₂的第5脚相连，电容C₁₆的另一端与芯片A₂的第8脚相连；芯片A₂的第5脚接电阻R₆的一端，电阻R₆的另一端与电阻R₇的一端相连，电阻R₇的另一端与芯片A₂的第7脚相连；电容C₁₇的一端与芯片A₂的第7脚相连，电容C₁₇的另一端与芯片A₂的第8脚相连；电源U_S2+与电阻R₈的一端相连,电阻R₈的另一端与芯片A₂的第6脚相连；电容C₁₈的一端与芯片A₂的第6脚相连，电容C₁₈的另一端与芯片A₂的第8脚相连；芯片A₂的第8脚接地线GND2；所述芯片A₂是数字隔离芯片，采用基于ADI公司的

微芯片级变压器技术的热插拔数字隔离器，ADUM1251或ADUM1250。

4.根据权利要求3所述的一种基于I2C总线的多通道数字测控系统，其特征在于：所述I2C总线驱动变换单元(3)包括芯片A₃，芯片A₃的第2脚与I2C总线隔离变换单元(2)经过接线端子T₃相连，芯片A₃的第3脚与I2C总线隔离变换单元(2)经过接线端子T₄相连；芯片A₃的第7脚与I2C总线并行输入/输出变换单元(4)经过接线端子T₅相连，芯片A₃的第6脚与I2C总线并行输入/输出变换单元(4)经过接线端子T₆相连；

I2C总线驱动变换单元(3)中的芯片A₃的第1脚接电源U_S2+；电源U_S2+接电容C₁₉的一端，电容C₁₉的另一端接地线GND2；电阻R₁₀的一端接芯片A₃的第1脚，电阻R₁₀的另一端接芯片A₃的第2脚；电阻R₉的一端接芯片A₃的第1脚，电阻R₉的另一端接芯片A₃的第3脚；芯片A₃的第4脚接地线GND2；芯片A₃的第8脚接电源U_S3+，电源U_S3+接电容C₂₀的一端，电容C₂₀的另一端接地线GND2；电阻R₁₁的一端接芯片A₃的第8脚，电阻R₁₁的另一端接芯片A₃的第7脚；电阻R₁₂的一端接芯片A₃的第8脚，电阻R₁₂的另一端接芯片A₃的第6脚；芯片A₃的第5脚接电源U_S3+；所述芯片A₃采用TCA9509、PCA9515B、TCA9517、TCA9517A、TCA9617A中的任意一个。

5.根据权利要求4所述的一种基于I2C总线的多通道数字测控系统，其特征在于：所述第一I2C总线并行输入变换电路(4-1)包括8个分支I2C电路总线并行输入变换电路(4-1-1～4-1-8)；

第一分支I2C总线并行输入变换电路(4-1-1)包括芯片A₄，芯片A₄的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片A₄的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连；

第一分支I2C总线并行输入变换电路(4-1-1)中芯片A₄的第16脚和第13脚接电源U_S3+，电源U_S3+与电容C₂₁的一端相连，电容C₂₁的另一端接地线GND2，芯片A₄的第1脚、第2脚、第3脚、第8脚接地线GND2；芯片A₄的第4脚与第一多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₇相连；芯片A₄的第5脚与第一多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₈相连；芯片A₄的第6脚与第一多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₉相连；芯片A₄的第7脚与第一多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₁₀相连；芯片A₄的第9脚与第一多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₁₁相连；芯片A₄的第10脚与第一多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₁₂相连；芯片A₄的第11脚与第一多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₁₃相连；芯片A₄的第12脚与第一多通道输入隔离变换电路(5-1)经过接线端子T₁₄相连；

第二分支I2C总线并行输入变换电路(4-1-2)中芯片A₄的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连；芯片的第1脚与电源U_S3+相连，芯片的第2脚和第3脚与地线GND2相连；

第三分支I2C总线并行输入变换电路(4-1-3)中芯片A₄的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连；芯片的第2脚与电源U_S3+相连，芯片的第1脚和第3脚与地线GND2相连；

第四分支I2C总线并行输入变换电路(4-1-4)中芯片A₄的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连；芯片的第3脚与电源U_S3+相连，芯片的第1脚和第2脚与地线GND2相连；

第五分支I2C总线并行输入变换电路(4-1-5)中芯片A₄的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连；芯片的第1脚和第2脚与电源U_S3+相连，芯片的第3脚与地线GND2相连；

第六分支I2C总线并行输入变换电路(4-1-6)中芯片A₄的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连；芯片的第1脚和第3脚与电源U_S3+相连，芯片的第2脚与地线GND2相连；

第七分支I2C总线并行输入变换电路(4-1-7)中芯片A₄的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连；芯片的第2脚和第3脚与电源U_S3+相连，芯片的第1脚与地线GND2相连；

第八分支I2C总线并行输入变换电路(4-1-8)中芯片A₄的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连；芯片的第1脚、第2脚和第3脚与电源U_S3+相连；

第二分支I2C总线并行输入变换电路(4-1-2)经由接线端子T₁₅～T₂₂接收来自第一多通道输入隔离变换电路(5-1)中的信号；第三分支I2C总线并行输入变换电路(4-1-3)经由接线端子T₂₃～T₃₀接收来自第一多通道输入隔离变换电路(5-1)中的信号；第四分支I2C总线并行输入变换电路(4-1-4)经由接线端子T₃₁～T₃₈接收来自第一多通道输入隔离变换电路(5-1)中的信号；第五分支I2C总线并行输入变换电路(4-1-5)经由接线端子T₃₉～T₄₆接收来自第一多通道输入隔离变换电路(5-1)中的信号；第六分支I2C总线并行输入变换电路(4-1-6)经由接线端子T₄₇～T₅₄接收来自第一多通道输入隔离变换电路(5-1)中的信号；第七分支I2C总线并行输入变换电路(4-1-7)经由接线端子T₅₅～T₆₂接收来自第一多通道输入隔离变换电路(5-1)中的信号；第八分支I2C总线并行输入变换电路(4-1-8)经由接线端子T₆₃～T₇₀接收来自第一多通道输入隔离变换电路(5-1)中的信号；所述芯片A₄是I2C/SMBus的应用中的8位通用并行输入/输出口(GPIO)的扩展器件，采用PCA9554D或者PCA9554AD。

6.根据权利要求5所述的一种基于I2C总线的多通道数字测控系统，其特征在于：所述第二I2C总线并行输出变换电路(4-2)包括8个分支I2C总线并行输入变换电路(4-2-1～4-2-8)；

第九分支I2C总线并行输出变换电路(4-2-1)中包括芯片A₅，芯片A₅的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片A₅的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连；芯片A₅的第16脚和第13脚接电源U_S3+，电源U_S3+与电容C₂₂的一端相连，电容C₂₂的另一端接地线GND2，芯片A₅的第1脚、第2脚、第3脚、第8脚接地线GND2；芯片A₅的第4脚与第二多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₇₁相连；芯片A₅的第5脚与第二多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₇₂相连；芯片A₅的第6脚与第二多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₇₃相连；芯片A₅的第7脚与第二多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₇₄相连；芯片A₅的第9脚与第二多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₇₅相连；芯片A₅的第10脚与第二多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₇₆相连；芯片A₅的第11脚与第二多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₇₇相连；芯片A₅的第12脚与第二多通道输出隔离变换电路(5-2)经过接线端子T₇₈相连；

第十分支I2C总线并行输出变换电路(4-2-2)中芯片A₅的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连；芯片的第1脚与电源U_S3+相连，芯片的第2脚和第3脚与地线GND2相连；

第十一分支I2C总线并行输出变换电路(4-2-3)中芯片A₅的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连；芯片的第2脚与电源U_S3+相连，芯片的第1脚和第3脚与地线GND2相连；

第十二分支I2C总线并行输出变换电路(4-2-4)中芯片A₅的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连；芯片的第3脚与电源U_S3+相连，芯片的第1脚和第2脚与地线GND2相连；

第十三分支I2C总线并行输出变换电路(4-2-5)中芯片A₅的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连；芯片的第1脚和第2脚与电源U_S3+相连，芯片的第3脚与地线GND2相连；

第十四分支I2C总线并行输出变换电路(4-2-6)中芯片A₅的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连；芯片的第1脚和第3脚与电源U_S3+相连，芯片的第2脚与地线GND2相连；

第十五分支I2C总线并行输出变换电路(4-2-7)中芯片A₅的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连；芯片的第2脚和第3脚与电源U_S3+相连，芯片的第1脚与地线GND2相连；

第十六分支I2C总线并行输出变换电路(4-2-8)中芯片A₅的第15脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₅相连，芯片的第14脚与I2C总线驱动变换单元(3)经过接线端子T₆相连；芯片的第1脚、第2脚和第3脚与电源U_S3+相连；

第十分支I2C总线并行输出变换电路(4-2-2)经由接线端子T₇₉～T₈₆向第二多通道输出隔离变换电路(5-2)传送信号；第十一分支I2C总线并行输出变换电路(4-2-3)经由接线端子T₈₇～T₉₄向第二多通道输出隔离变换电路(5-2)传送信号；第十二分支I2C总线并行输出变换电路(4-2-4)经由接线端子T₉₅～T₁₀₂向第二多通道输出隔离变换电路(5-2)传送信号；第十三分支I2C总线并行输出变换电路(4-2-5)经由接线端子T₁₀₃～T₁₁₀向第二多通道输出隔离变换电路(5-2)传送信号；第十四分支I2C总线并行输出变换电路(4-2-6)经由接线端子T₁₁₁～T₁₁₈向第二多通道输出隔离变换电路(5-2)传送信号；第十五分支I2C总线并行输出变换电路(4-2-7)经由接线端子T₁₁₉～T₁₂₆向第二多通道输出隔离变换电路(5-2)传送信号；第十六分支I2C总线并行输出变换电路(4-2-8)经由接线端子T₁₂₇～T₁₃₄连接第二多通道输出隔离变换电路(5-2)，以传送信号；所述芯片A₅是I2C/SMBus的应用中的8位通用并行输入/输出口(GPIO)的扩展器件，采用PCA9554D或者PCA9554AD。

7.根据权利要求6所述的一种基于I2C总线的多通道数字测控系统，其特征在于：所述第一多通道输入隔离变换电路(5-1)包括八个多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1～5-1-8)；第一多通道输入隔离变换电路单元(5-1-1)包括八个多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1～5-1-1-8)；第一多通道输入隔离变换电路(5-1)总计由六十四个通道组成；

所述用户输入接口单元(6-1)包括八个用户输入接口单元(6-1-1～6-1-8)；第一用户输入接口单元(6-1-1)包括八个分用户输入接口单元(6-1-1-1～6-1-1-8)；

第一多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1)中芯片A₆的第2脚经由接线端子T₇与I2C总线并行输入变换电路(4-1)相连；芯片A₆的第1脚接电阻R₁₃的一端，电阻R₁₃的另一端接芯片A₆的第3脚；电源U_S3+与芯片A₆的第1脚相连；电源U_S3+接电容C₂₃的一端，电容C₂₃的另一端接地线GND2；芯片A₆的第8脚与地线GND2相连；芯片A₆的第3脚与芯片A₇的第6脚相连，A₇的第7脚接电阻R₁₄的一端，电阻R₁₄的另一端接芯片A₇的第8脚，芯片A₇的第8脚接电源U_S3+；芯片A₇的第5脚与地线GND2相连；芯片A₇的第2脚接电阻R₁₅的一端，电阻R₁₅的另一端接电源U_S4+；电容C₂₄并联接在电阻R₁₅的两端；电源U_S4+接电容C₂₅的一端，电容C₂₅的另一端接地线GND3；二极管D₁的阳极接芯片A₇的第3脚，D₁的阴极接芯片A₇的第2脚；电源U_S4+接二极管D₂的一端，二极管D₂的另外一端接芯片A₇的第3脚和经过接线端子T₁₃₅与第一分用户输入接口单元(6-1-1-1)相连；地线GND3经过接线端子T₁₃₆与第一分用户输入接口单元(6-1-1-1)相连；

第二多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-2)经过接线端子T₈与第一I2C总线并行输入变换电路(4-1)相连；第三多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-3)经过接线端子T₉与第一I2C总线并行输入变换电路(4-1)相连；第四多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-4)经过接线端子T₁₀与第一I2C总线并行输入变换电路(4-1)相连；第五多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-5)经过接线端子T₁₁与第一I2C总线并行输入变换电路(4-1)相连；第六多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-6)经过接线端子T₁₂与第一I2C总线并行输入变换电路(4-1)相连；第七多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-7)经过接线端子T₁₃与第一I2C总线并行输入变换电路(4-1)相连；第八多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-8)经过接线端子T₁₄与第一I2C总线并行输入变换电路(4-1)相连；

第二多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-2)经过接线端子T₁₃₇和接线端子T₁₃₈与第二分用户输入接口单元(6-1-1-2)相连；第三多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-3)经过接线端子T₁₃₉和接线端子T₁₄₀与第三分用户输入接口单元(6-1-1-3)相连；第四多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-4)经过接线端子T₁₄₁和接线端子T₁₄₂与第四分用户输入接口单元(6-1-1-4)相连；第五多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-5)经过接线端子T₁₄₃和接线端子T₁₄₄与第五分用户输入接口单元(6-1-1-5)相连；第六多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-6)经过接线端子T₁₄₅和接线端子T₁₄₆与第六分用户输入接口单元(6-1-1-6)相连；第七多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-7)经过接线端子T₁₄₇和接线端子T₁₄₈与第七分用户输入接口单元(6-1-1-7)相连；第八多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-8)经过接线端子T₁₄₉和接线端子T₁₅₀与第八分用户输入接口单元(6-1-1-8)相连；所述芯片A₆和A₇是光电耦合隔离器件，采用HCPL-2300。

8.根据权利要求7所述的一种基于I2C总线的多通道数字测控系统，其特征在于：第二多通道输入隔离变换电路单元(5-1-2)经过接线端子T₁₅～T₂₂向第一I2C总线并行输入变换电路(4-1)传送信号；第三多通道输入隔离变换电路单元(5-1-3)经过接线端子T₂₃～T₃₀向第一I2C总线并行输入变换电路(4-1)传送信号；第四多通道输入隔离变换电路单元(5-1-4)经过接线端子T₃₁～T₃₈向第一I2C总线并行输入变换电路(4-1)传送信号；第五多通道输入隔离变换电路单元(5-1-5)经过接线端子T₃₉～T₄₆向第一I2C总线并行输入变换电路(4-1)传送信号；第六多通道输入隔离变换电路单元(5-1-6)经过接线端子T₄₇～T₅₄向第一I2C总线并行输入变换电路(4-1)传送信号；第七多通道输入隔离变换电路单元(5-1-7)经过接线端子T₅₅～T₆₂向第一I2C总线并行输入变换电路(4-1)相连；第八多通道输入隔离变换电路单元(5-1-8)经过接线端子T₆₃～T₇₀与第一I2C总线并行输入变换电路(4-1)传送信号；

第二多通道输入隔离变换电路单元(5-1-2)经过接线端子T₁₅₁～T₁₆₆与第二用户输入接口单元(6-1-2)相连；第三多通道输入隔离变换电路单元(5-1-3)经过接线端子T₁₆₇～T₁₈₂与第三用户输入接口单元(6-1-3)相连；第四多通道输入隔离变换电路单元(5-1-4)经过接线端子T₁₈₃～T₁₉₈与第四用户输入接口单元(6-1-4)相连；第五多通道输入隔离变换电路单元(5-1-5)经过接线端子T₁₉₉～T₂₁₄与第五用户输入接口单元(6-1-5)相连；第六多通道输入隔离变换电路单元(5-1-6)经过接线端子T₂₁₅～T₂₃₀与第六用户输入接口单元(6-1-6)相连；第七多通道输入隔离变换电路单元(5-1-7)经过接线端子T₂₃₁～T₂₄₆与第七用户输入接口单元(6-1-7)相连；第八多通道输入隔离变换电路单元(5-1-8)经过接线端子T₂₄₇～T₂₆₂与第八用户输入接口单元(6-1-8)相连。

9.根据权利要求8所述的一种基于I2C总线的多通道数字测控系统，其特征在于：所述第一分用户输入接口单元(6-1-1-1)中的开关K₁的一端经过接线端子T₁₃₅与第一多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1)相连，开关K₁的另一端经过接线端子T₁₃₆与第一多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-1)相连；电磁继电器J₂接在开关K₁的对侧；第二分用户输入接口单元(6-1-1-2)经过接线端子T₁₃₇和接线端子T₁₃₈与第二多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-2)相连；第三分用户接口单元(6-1-1-3)经过接线端子T₁₃₉和接线端子T₁₄₀与第三多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-3)相连；第四分用户输入接口单元(6-1-1-4)经过接线端子T₁₄₁和接线端子T₁₄₂与第四多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-4)相连；第五分用户输入接口单元(6-1-1-5)经过接线端子T₁₄₃和接线端子T₁₄₄与第五多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-5)相连；第六分用户输入接口单元(6-1-1-6)经过接线端子T₁₄₅和接线端子T₁₄₆与第六多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-6)相连；第七分用户输入接口单元(6-1-1-7)经过接线端子T₁₄₇和接线端子T₁₄₈与第七多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-7)相连；第八分用户输入接口单元(6-1-1-8)经过接线端子T₁₄₉和接线端子T₁₅₀与第八多通道输入隔离变换电路通道(5-1-1-8)相连；

第二用户输入接口单元(6-1-2)经过接线端子T₁₅₁～T₁₆₆与第二多通道输入隔离变换电路单元(5-1-2)相连；第三用户输入接口单元(6-1-3)经过接线端子T₁₆₇～T₁₈₂与第三多通道输入隔离变换电路单元(5-1-3)相连；第四用户输入接口单元(6-1-4)经过接线端子T₁₈₃～T₁₉₈与第四多通道输入隔离变换电路单元(5-1-4)相连；第五用户输入接口单元(6-1-5)经过接线端子T₁₉₉～T₂₁₄与第五多通道输入隔离变换电路单元(5-1-5)相连；第六用户输入接口单元(6-1-6)经过接线端子T₂₁₅～T₂₃₀与第六多通道输入隔离变换电路单元(5-1-6)相连；第七用户输入接口单元(6-1-7)经过接线端子T₂₃₁～T₂₄₆与第七多通道输入隔离变换电路单元(5-1-7)相连；第八用户输入接口单元(6-1-8)经过接线端子T₂₄₇～T₂₆₂与第八多通道输入隔离变换电路单元(5-1-8)相连。

10.根据权利要求9所述的一种基于I2C总线的多通道数字测控系统，其特征在于：所述第二多通道输出隔离变换电路(5-2)包括8个多通道输出隔离变换电路单元(5-2-1～5-2-8)；第九多通道输出隔离变换电路单元(5-2-1)包括8个多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-1～5-2-1-8)；第二多通道输出隔离变换电路(5-2)包括六十四个通道；

第九多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-1)中的电阻R₁₆的一端经由接线端子T₇₁与第二I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连，电阻R₁₆的另一端接电源U_S3+；电源U_S3+接电容C₂₆的一端，电容C₂₆的另一端接地线GND2；接线端子T₇₁接二极管D₃的一端，二极管D₃的另一端接地线GND2；接线端子T₇₁接电阻R₁₇的一端，电阻R₁₇的另一端接芯片A₈的第2脚，电容C₂₇并接在电阻R₁₇的两端；芯片A₈的第2脚接二极管D₄的阴极，二极管D₄的阳极接芯片A₈的第3脚，芯片A₈的第3脚地线GND2；芯片A₈的第8脚接电源U_S4+，电源U_S4+接电容C₂₈的一端，电容C₂₈的另一端接地线GND3；A₈的第5脚接地线GND3；电阻R₁₈的两端接芯片A₈的第8脚和第7脚；芯片A₈的第6脚接芯片A₉的第3脚，电源U_S4+接芯片A₉的第1脚，电阻R₁₉的一端接芯片A₉的第1脚，电阻R₁₉的另一端接芯片A₉的第3脚，芯片A₉的第8脚接地线GND3；芯片A₉的第2脚接二极管D₅的阴极，二极管D₅的阳极接地线GND3；芯片A₉的第2脚接继电器J₃的一端，继电器J₃的另一端接地线GND3；开关K₂的一端经过接线端子T₂₆₃和用户输出接口单元(6-2)相连，开关K₂的另一端经过接线端子T₂₆₄和用户输出接口单元(6-2)相连；

第十多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-2)经过接线端子T₇₂与第二I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连；第十一多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-3)经过接线端子T₇₃与第二I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连；第十二多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-4)经过接线端子T₇₄与第二I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连；第十三多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-5)经过接线端子T₇₅与第二I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连；第十四多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-6)经过接线端子T₇₆与第二I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连；第十五多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-7)经过接线端子T₇₇与第二I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连；第十六多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-8)经过接线端子T₇₈与第二I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连；

第十多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-2)经过接线端子T₂₆₅和接线端子T₂₆₆与用户输出接口单元(6-2)相连；第十一多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-3)经过接线端子T₂₆₇和接线端子T₂₆₈与用户输出接口单元(6-2)相连；第十二多通道输出隔离变换电路通道(5-1-1-4)经过接线端子T₂₆₉和接线端子T₂₇₀与用户输出接口单元(6-2)相连；第十三多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-5)经过接线端子T₂₇₁和接线端子T₂₇₂与用户输出接口单元(6-2)相连；第十四多通道输出隔离变换电路通道(5-1-1-6)经过接线端子T₂₇₃和接线端子T₂₇₄与用户输出接口单元(6-2)相连；第十五多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-7)经过接线端子T₂₇₅和接线端子T₂₇₆与用户输出接口单元(6-2)相连；第十五多通道输出隔离变换电路通道(5-2-1-8)经过接线端子T₂₇₇和接线端子T₂₇₈与用户输出接口单元(6-2)相连；

第十多通道输出隔离变换电路单元(5-2-2)经过接线端子T₇₉～T₈₆与第二I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连；第十一多通道输出隔离变换电路单元(5-2-3)经过接线端子T₈₇～T₉₄与第二I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连；第十二多通道输出隔离变换电路单元(5-2-4)经过接线端子T₉₅～T₁₀₂与第二I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连；第十三多通道输出隔离变换电路单元(5-2-5)经过接线端子T₁₀₃～T₁₁₀与第二I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连；第十四多通道输出隔离变换电路单元(5-2-6)经过接线端子T₁₁₁～T₁₁₈与第二I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连；第十五多通道输出隔离变换电路单元(5-2-7)经过接线端子T₁₁₉～T₁₂₆与第二I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连；第十六多通道输出隔离变换电路单元(5-2-8)经过接线端子T₁₂₇～T₁₃₄与第二I2C总线并行输出变换电路(4-2)相连；

第十多通道输出隔离变换电路单元(5-2-2)经过接线端子T₂₇₉～T₂₉₄与用户输出接口单元(6-2)相连；第十一多通道输出隔离变换电路单元(5-2-3)经过接线端子T₂₉₅～T₃₁₀与用户输出接口单元(6-2)相连；第十二多通道输出隔离变换电路单元(5-2-4)经过接线端子T₃₁₁～T₃₂₆与用户输出接口单元(6-2)相连；第十三多通道输出隔离变换电路单元(5-2-5)经过接线端子T₃₂₇～T₃₄₂与用户输出接口单元(6-2)相连；第十四多通道输出隔离变换电路单元(5-2-6)经过接线端子T₃₄₃～T₃₅₈与用户输出接口单元(6-2)相连；第十五多通道输出隔离变换电路单元(5-2-7)经过接线端子T₃₅₉～T₃₇₄与用户输出接口单元(6-2)相连；第十六多通道输出隔离变换电路单元(5-2-8)经过接线端子T₃₇₅～T₃₉₀与用户输出接口单元(6-2)相连；所述芯片A₈和A₉是光电耦合隔离器件，采用HCPL-2300。