CN110058543B - 一种安全防夹电路及安全防夹方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安全防夹电路及安全防夹方法，包括称重模块、控制模块和驱动模块，所述称重模块，用于将外部压力处理成重量信息、接收来自控制模块的查询命令、在称重模式下，根据所述查询命令发送重量信息至控制模块；所述控制模块，用于每隔预定时间发送查询命令至称重模块、接收所述重量信息，并根据所述重量信息发送驱动电平信号至所述驱动模块；所述驱动模块，用于根据所述驱动电平信号停止运动。安全防夹电路实现了检测到物体被反向力阻挡时停止动作，具备普适性，提高了精度、安全可靠性且降低成本。

Description

一种安全防夹电路及安全防夹方法

技术领域

本发明涉及智能工业控制领域，特别涉及一种安全防夹电路及安全防夹方法。

背景技术

传统的防夹装置，大多采用机械结构，例如通过设置限位装置，弹簧，转轴等部件的连接关系实现，防夹功能在很多领域都有需要，一个运行的系统加上防夹装置能提高系统的安全性，目前得到广泛应用。但是传统的防夹装置机械机构复杂、稳定性差，成本高、不具备普遍适配性，精度也不够高。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种结构简单，稳定性强，精度高，具备普遍适配性，成本低的安全防夹电路和安全防夹方法。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种安全防夹电路，包括称重模块、控制模块和驱动模块；

所述称重模块，用于将外部压力处理成重量信息、接收来自控制模块的查询命令、在称重模式下，根据所述查询命令发送重量信息至控制模块；

所述控制模块，用于每隔预定时间发送查询命令至称重模块、接收所述重量信息，并根据所述重量信息发送驱动电平信号至所述驱动模块；

所述驱动模块，用于根据所述驱动电平信号停止运动。

可选的，所述控制模块，还用于发送标定命令至所述称重模块、接收标定状态信息；

所述称重模块，还用于根据所述标定命令控切换工作模式为标定模式，并标定零点值和满量程值，在标定模式下，根据所述查询命令发送标定状态信息至控制模块。

可选的，所述控制模块包括控制芯片、开关模块和复位模块；

所述控制芯片，用于发送所述查询命令和标定命令至所述称重模块；接收所述称重模块发送的所述重量信息和标定状态信息；发送所述驱动电平信号至驱动模块；

所述开关模块，用于触发所述控制芯片发送标定命令。

可选的，根据权利要求1或2所述的安全防夹电路，其特征在于，所述称重模块包括称重传感器和称重芯片；

所述称重传感器，用于将压力转换为电信号；

所述称重芯片，用于将所述电信号处理成重量信息；接收查询命令，并在称重模式下根据所述查询命令发送重量信息至控制模块；

所述称重芯片，还用于接受标定命令，根据所述标定命令标定零点值和满量程值，并在标定模式下根据所述查询命令发送标定状态信息至控制模块。

可选的，所述驱动模块包括驱动芯片、继电器和电机；

所述驱动芯片，用于接收并处理所述驱动电平信号，将处理后的驱动平信号输出至所述继电器；

所述继电器，用于根据接收到的所述处理后的驱动电平信号控制电机停止运动。

可选的，所述开关模块包括拨码开关单元和按键开关单元；所述控制芯片的PC5端连接拨码开关单元；所述控制芯片的RTCOUT端连接所述按键开关单元；所述控制芯片的nRST端连接所述复位模块。

可选的，所述称重芯片包括第一滤波单元、第一电容、第五电容；所述第一滤波单元包括第二电容、第三电容、第四电容；所述称重芯片的VS端分别连接称重传感器的E+端和所述第一电容的一端；称重芯片的AGND端连接称重传感器的E-端并接地；称重芯片的AIN0端分别连接称重传感器的S+端、第二电容的一端和第四电容的一端；称重芯片的AIN1端分别连接称重传感器的S-端、第四电容的另一端和第三电容的一端；第二电容的另一端连接第三电容的另一端并接地；称重芯片的RX端连接控制芯片的PA4端，称重芯片的TX端连接控制芯片的PA5端；称重芯片的VDD端分别连接3.3V直流电源和第五电容的一端；第五电容的另一端接地。

可选的，所述驱动芯片的第一输入端连接控制芯片的PB1端，所述驱动芯片的第二输入端连接控制芯片的PB0端；所述驱动芯片的COM端连接24V直流电源；所述驱动芯片的第一输出端连接第一继电器的控制端，所述驱动芯片的第二输出端连接第二继电器的控制端，所述第一继电器的输出端连接电机的正极；所述第二继电器的输出端连接电机的负极。

一种安全防夹方法，包括如下步骤：

可选的，外部压力经称重模块处理后得到重量信息，当所述称重模块处于称重模式时，所述称重模块根据接受到的来自控制模块的查询命令发送重量信息至控制模块；

所述控制模块根据所述重量信息发送驱动电平信号至驱动模块控制所述驱动模块停止运动。

可选的，还包括如下步骤：

所述控制模块发送标定命令至称重模块；

所述称重模块根据所述命令标定零点值和满量程值；

当所述称重模块处于标定模式时，所述称重模块根据接受到的来自控制模块的查询命令发送标定状态信息到控制模块。

相较于现有技术，本发明提供的安全防夹电路和安全防夹方法，包括称重模块、控制模块和驱动模块，所述称重模块，用于将外部压力处理成重量信息、接收来自控制模块的查询命令、在称重模式下，根据所述查询命令发送重量信息至控制模块；所述控制模块，用于每隔预定时间发送查询命令至称重模块、接收所述重量信息，并根据所述重量信息发送驱动电平信号至所述驱动模块；所述驱动模块，用于根据所述驱动电平信号停止运动。由于采用CS1270芯片，精度可以达到1g，且适用于智能家居，智能工业控制领域的伸展收缩折叠功能等产品中运用，具备普适性和实用性，安全防夹电路实现了检测到物体被反向力阻挡时停止动作，提高了精度、提高产品的稳定安全可靠性，且降低成本。安全防夹电路实现了检测到物体被反向力阻挡时停止动作，具备普适性，提高了精度、安全可靠性且降低成本。

附图说明

图1 为本发明提供的安全防夹电路的结构框图；

图2 为本发明提供的安全防夹电路的电路原理图；

图3为本发明称重传感器电路原理图；

图4为本发明称重芯片的电路原理图；

图5为本发明控制模块的电路原理图；

图6为本发明第一实施例的信号流示意图；

图7为本发明LED指示单元的电路原理图；

图8为本发明第三实施例的驱动模块的电路原理图；

图9为本发明提供的安全防夹方法的步骤流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1及图2，本发明提供的安全防夹电路，其包括称重模块、控制模块和驱动模块；

一种安全防夹电路，包括称重模块20、控制模块10和驱动模块30；

所述称重模块20，用于将外部压力处理成重量信息、接收来自控制模块10的查询命令、在称重模式下，根据所述查询命令发送重量信息至控制模块10；

所述控制模块10，用于每隔预定时间发送查询命令至称重模块20、接收所述重量信息，并根据所述重量信息发送驱动电平信号至所述驱动模块30；

所述驱动模块30，用于根据所述驱动电平信号停止运动。

所述控制模块10，还用于发送标定命令至所述称重模块20、接收标定状态信息；

所述称重模块20，还用于根据所述标定命令切换工作模式为标定模式，并标定零点值和满量程值，在标定模式下，根据所述查询命令发送标定状态信息至控制模块10。

所述称重模块20包括称重传感器和称重芯片。

所述称重传感器，用于将压力转换为电信号；

所述称重芯片，用于将所述电信号处理成重量信息；接收查询命令，并在称重模式下根据所述查询命令发送重量信息至控制模块；

所述称重芯片，还用于接受标定命令，根据所述标定命令标定零点值和满量程值，并在标定模式下根据所述查询命令发送标定状态信息至控制模块。

请参阅图3，本发明的称重传感器采用了金属电阻应变片组成的测量桥路，电阻应变片在外力作用下产生变形，电阻应变片变形后，其电阻值将在一定范围内增减，再经相应的测量电路将这一电阻变化转换为电信号。本发明采用的是全桥称重传感器，所述称重传感器包括R01、R02、R03、R04四个电阻应变片，所述R01的一端连接所述R03的一端并引出S+端连接称重芯片，所述R01的另一端连接所述R02的一端并引出E+端连接称重芯片；所述R02的另一端连接R04的一端并引出S-端连接称重芯片，所述R04的另一端连接所述R03的另一端并引出E-端连接称重芯片。

本发明中称重传感器的数量可以是多个，具体数量根据使用的场合来定，例如使用在1平米的升降台上，在升降台下表面均匀设置12个称重传感器，以使得升降台下降时不会有人或物体夹在升降台下面。

请参阅图2及图4，所述称重模块20还包括第一滤波单元201、第一电容C1、第五电容C5；C1减小AGND端和VS端电压差的波动，使AGND端和VS端之间的电压差更稳定。

所述第一滤波单元201包括第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4；所述第一滤波电容为RC滤波电路，R为0则截止频率为0，只能通过直流，还可以保证电压相对稳定，减少波动。

所述称重芯片U2的VS端分别连接称重传感器的E+端和所述第一电容C1的一端；称重芯片U2的AGND端连接称重传感器的E-端并接地；称重芯片U2的AIN0端分别连接称重传感器的S+端、第二电容C2的一端和第四电容C4的一端；称重芯片U2的AIN1端分别连接称重传感器的S-端、第四电容C4的另一端和第三电容C3的一端；第二电容C2的另一端连接第三电容C3的另一端并接地。

称重芯片U2的RX端连接控制芯片的PA4端，称重芯片U2的TX端连接控制芯片的PA5端；称重芯片U2的VDD端分别连接3.3V直流电源和第五电容C5的一端；第五电容C5的另一端接地。

称重芯片U2的VS端，AGND端、AIN0端、AIN1端连接称重传感器，接收称重传感器发送的电信号。

所述控制模块10包括控制芯片U1、开关模块和复位模块120；

所述控制芯片U1，用于发送所述查询命令和标定命令至所述称重模块；接收所述称重模块发送的所述重量信息和标定状态信息；发送所述驱动电平信号至驱动模块；

所述开关模块，用于触发所述控制芯片发送标定命令。

所述控制芯片U1包括第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第五电阻R5和第六电阻R6，晶振X1；

U1的VSS-2端连接C6的一端并接地，C6的另一端连接3.3V直流电源，所述U1的VSS-2端接数字I/O口接地参考电压，U1的VDD-2端连接3.3V直流电源，所述U1的VDD-2端接数字I/O口电压，所述C6用于减小VSS-2端和VDD-2端电压差的波动。

U1的CLDO端连接C7的一端，U1的VDD-1端连接3.3V直流电源并连接C8的一端；U1的VSS-1端连接C8的另一端并接地；所述C7的另一端接地；所述 U1的CLDO端是内核1.5V电源输出，所述U1的VDD-1接入数字I/O口电压，所述U1的VSS-1端接数字I/O口接地参考电压；所述C8用于减小VSS-1端和VDD-1端电压差的波动。

所述U1的VBAT端连接C11的一端并接3.3V直流电源，所述C11的一端接地；所述U1的VBAT端是接入备用电源的端口。

所述U1的XTALIN端分别连接R5的一端、X1的一端和C12的一端，所述U1的XTALIN端分别连接R5的另一端、X1的另一端和C13的一端；所述C12的另一端连接C13的另一端并接地；由第十二电容C12、第十三电容C13、第五电阻R5和晶振X1组成外部震荡源，与所述U1的片内振荡器组成时钟电路。

请参阅图2及图5，所述U1的nRST端连接复位模块120；具体的，所述复位模块包括复位芯片U4、第九电容C9、第十电容C10、第四电阻R4；所述U4的VDD端连接3.3V直流电源；所述U4的GND端接地，所述U4的VOUT端连接所述控制芯片U1的nRST端；所述C9的一端连接所述U4的VDD，所述第C9的另一端接地；所述C10的一端连接所述U4的VOUT端，所述C10的另一端接地；所述R4的一端连接所述U4的VOUT端，所述R4的另一端接3.3V直流电源。

所述复位模块120在控制芯片U1受到瞬间干扰，电源电压不稳定时时保证数据安全，避免程序跑飞，当电源电压恢复时再消除复位信号，使U1正常工作，由R4和C10组成RC延时电路，实现当电压稳定后，控制芯片稳定工作后，复位芯片的输出才从低电平变成高电平。

请参阅图2，所述驱动模块30包括驱动芯片U3、继电器和电机；

所述驱动芯片，用于接收并处理所述驱动电平信号，将处理后的驱动平信号输出至所述继电器；

所述继电器，用于根据接收到的所述处理后的驱动电平信号控制电机停止运动。

所述驱动芯片U3的第一输入端1B连接控制芯片U1的PB1端，所述驱动芯片U3的第二输入端2B连接控制芯片的PB0端；所述U3的COM端连接24V直流电源；所述U3的第一输出端1C连接第一继电器K1的控制端，所述U3的第二输出端2C连接第二继电器K2的控制端，所述第一继电器K1的输出端连接电机的正极；所述第二继电器K2的输出端连接电机的负极。

1C端输出低电平时，K1吸合电机正转，2C端输出低电平时，K2吸合电机反转；当U3的1B端或2B端接收低电平，1C端或2C端输出高电平，马达停止转动。

请参阅图2及图6，本发明提供的第一实施例中，所述控制芯片U1采用HOLTEK的型号为HT32F5235的微处理器，所述称重芯片U2采用芯海科技CHIP SEA的型号为CS1270的称重专用芯片，所述驱动芯片U3采用型号为UNL2003的大电流驱动阵列芯片，所述复位芯片U4采用HOLTEK的型号为HT7022A的复位芯片。

第一实施例中，U2工作在称重模式下，称重芯片U2采集称重传感器的信号并进行处理，由于U2处理需要一定的时间，所述控制芯片U1每隔预定时间与U2进行一次交互，优选的，所述预定时间为100ms-500ms；U2为CS1270，提供全双工串行通信接口，可以同时接收和发送数据；当U2工作在称重模式下时，U2会对当前测得的重量值进行编码，U1发送查询命令到U2，U2与当前重量值对应的数据码发送至U1以响应所述查询命令，U1接受数据码形式的重量信息，对所述重量信息进行处理；

当电机当前处于正转时，U1的PB1端输出高电平，U3的1C端输出低电平，当U1接收到的当前重量信息大于零点值时，U1的PB1端输出低电平驱动芯片U3，U3的1C端输出低电平控制电机停止。

当电机当前处于反转时，U1的PB2端输出高电平，U3的2C端输出低电平，当U1接收到的当前重量信息大于零点值时，U1的PB2端输出低电平至驱动芯片U3，U3的2C端输出低电平控制电机停止。

U1由软件程序运算处理接受到的重量信息，使得U1只在重量信息大于零点值时发送高低电平信号，以及通过软件程序判断当前PB1端和PB2端的输出是高电平还是低电平，从而得知目前电机是正转还是反转，在接受到大于零点值的重量信息时，根据电机当前状态将低电平通过PB1或PB2端口输出。

可选的，请参阅图2及图7，所述控制模块还包括LED指示单元，所述LED指示单元包括第一三极管Q1，第二三极管Q2、第三三极管Q3、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16和LED指示开关CN1，所述LED指示开关CN1的外部连接有3个用于显示电机的3种不同状态的LED指示灯；所述控制芯片U1的PA14端连接所述R7的一端；

所述U1的PA11端连接所述R9的一端，所述U1的PA10端连接所述R11的一端；所述U1的PC4端分别连接R14的一端和R15的一端；所述R14的另一端接3.3V直流电源，所述R15的另一端连接所述R16的一端；所述R14的一端连接所述CN1的4端，所述CN1的4端为正转开关键；所述R15的另一端连接所述CN1的5端，所述CN1的5端为反转开关键；所述R16的另一端连接所述CN1的6端，所述CN1的6端为停止开关键

所述R7的另一端分别连接所述R8的一端和所述Q1的基极，所述R8的另一端连接Q1的发射极并接地；所述Q1的集电极连接所处CN1的2端；所述R9的另一端分别连接所述R10的一端和所述Q2的基极，所述R10的另一端连接Q2的发射极并接地；所述Q2的集电极连接所处CN1的3端；所述R11的另一端分别连接所述R12的一端和所述Q3的基极，所述R11的另一端连接Q3的发射极并接地；所述Q3的集电极连接所处CN1的4端；

所述CN1的1端连接所述R13的一端，所述R13的另一端接3.3V直流电源；所述CN1的8端接地。

当电机正转时，由U1的PA14端输出高电平控制Q1导通，正转开关键上的LED指示灯点亮；当电机反转时，由U1的PA11端输出高电平控制Q2导通，反转开关键上的LED指示灯点亮；当U1接收到大于零点值的重量信息时，输出控制驱动信号的同时，也从PA10端输出低电平信号，控制停止开关键上的LED指示灯点亮；

所述LED指示单元在具体实施时还可以实现当按下外部开关键时，电机作出相应的动作；具体的，当按下正转开关键时，FWD通过开关拉到地，U1的PC4脚为1.65V，U1的PB1端输出高电平给U3，控制电机正传；当电机运行时，不论是正转或反转状态，按下停止开关键，U1的PC4端为2.2V，PA11端为低电平，PB0或PB1变为低电平，控制电机停止工作。

请参阅图2及图5，本发明提供的第二实施例中，U2工作在标定模式下，所述开关模块包括拨码开关单元111和按键开关单元112，所述U1的PC5端连接拨码开关单元111，所述U1的RTCOUT端连接按键开关单元112。

所述拨码开关单元111包括拨码开关SW2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3；所述R1的一端分别连接所述SW2的4端、所述SW2的3端和所述控制芯片的PC5端，R1的另一端连接3.3V直流电源；所述R2的一端分别连接所述SW2的1端、SW2的2端和R3的一端，所述第R2电阻的另一端接地，所述R3的另一端接地；

所述按键开关111包括按键开关SW1，所述SW1的1端连接SW1的2端并接地，所述SW1的3端分别连接SW1的4端和所述控制芯片U1的RTCOUT端。

所述控制芯片还包括蜂鸣器单元；所述蜂鸣器单元包括蜂鸣器LS1、第十四电容C14、第四三极管Q4、第十七电阻R17和第十八电阻R18；所述LS1的一端连接所述C14的一端；C14的一端还连接C6的另一端；所述LS1的另一端连接Q4的集电极；所述C14的另一端分别连接所述Q4的发射极和所述控制芯片的VSSA端；所述Q4的基极连接所述R17的一端和所述R18的一端；所述R17的另一端连接所述U1的PA0端；所述R17的另一端接地；所述Q4的发射极接地。

通过所述开关模块触发U1发出标定命令，U2接收到所述标定命令后进入到标定工作模式；由所述蜂鸣器单元发出标定成功提示。

具体实施时，上电长按所述按键开关SW1，可设定长按按键开关的时间，比如设置为3s，将所述拨码开关SW2的开关2打至“NO”，则触发U1发送标定命令至U2，U2进入标定模式配置称重范围；具体的，若要采取两段标定，则需要发送两条标定命令，首先发送标定零点的标定命令，所述标定零点的标定命令中含有重量为零的信息，U2回复采集对应的AD点成功的命令后，U1再发送第二条标定重量点的标定命令；若需要采用三段标定，则需要发送三条标定命令。

在第二实施例中，需要标定零点值和满量程值，则采取两段标定方式，当U2接收到U1发送的标定零点的标定命令，U2回复标定状态信息，此时的标定状态信息为：U2正在标定零点状态，可以放置砝码在称重传感器上，将此砝码对应的重量值设置为零点值，可以根据实际需要来设置某一重量值为零点值；U1发送查询命令，U2判断是否已经取好零点值，若是则发送标定状态信息为：正在取标定重量点一，至U1，所述重量点一对应满量程AD值；在U1发送查询状态时，U2判断是否已经取好标定满量程AD至的数据，若是则返回标定成功状态至U1，U2自动返回称重模式；当U1接受到U2返回的标定成功状态后，输出电平信号到蜂鸣器单元，控制蜂鸣器响一声提示标定成功。

为更好地理解本发明提供的安全防夹电路的工作过程，举具体应用于智能家居系统中的部分台面可升降的茶几上的实施例，对安全防夹电路工作过程进行描述：

a、预先对零点值和满量程值进行标定；

芯片CS1270的精度可以达到1g，由生产人员在出厂前预先标定零点值和满量程值，由于是应用在升降茶几上，为了避免茶几的台面在下降时人或物体被夹住，又不至于过于灵敏，可选择设置零点值为200g，选择满量程值为2kg；在出厂前预先设置微处理器HT32F5235的预设时间为200ms；

a1、长按按键开关SW1，并将拨码开关SW2的2打至“NO”；

a2、将对应200g的称重砝码放到称重传感器上。

执行A1步骤后，HT32F5235会发送标定命令到CS1270以标定零点值，HT32F5235由开关单元触发，发送完标定命令后，每隔200ms发送查询命令到CS1270；

CS1270接收到标定命令后开始取零点值，当每隔200ms接收到查询命令时，若还未标定成功，则回复标定状态信息为：正在标定零点状态；若标定成功，则返回标定状态信息为：标定成功；HT32F5235接收到标定成功状态则输出电平信号至蜂鸣器，以使得蜂鸣器响一声表示标定成功，

当CS1270标定成功后，自动返回称重模式；若标定失败，则返回标定状态信息为：标定失败，在重新标定。

b、当茶几下降遇到阻碍时，HT32F5235接收到来自CS1270的大于零点值的重量信息，检测PB0端和PB1端的电平信号，将当前输出为高电平信号的端口变为输出低电平信号。

由于已经设置HT32F5235每隔200ms发送查询命令到CS1270，当返回的重量信息大于零点值时，HT32F5235检测PB0端和PB1端的电平信号，若PB1端输出为高电平，说明电机此刻为正转，则控制从PB1端输出为低电平，使电机停止运行；若PB0端为高电平，则说明电机此刻为反转，则控制从PB0输出低电平，使电机停止运行；同时控制从PA10端输出低电平信号，控制停止开关键上的LED灯点亮。

由上述工作过程可以得知，在使用时，只要有人或物体被夹住，茶几就会停止动作，具有很高的安全可靠性，容易想到，本申请提供的安全防夹电路还可以运用于一切智能控制领域的伸展、收缩、折叠功能等产品中。

请参阅图8，本发明提供了第三实施例，第三实施例与第一实施例的不同在于第三实施例提供了第二种驱动模块，第二种驱动模块包括驱动芯片U5、第一CMOS管T1、第二CMOS管T2、第三CMOS管T3、第四CMOS管T4、NPN型三极管T5、PNP型三极管T6、NPN型三极管T7、PNP型三极管T8、NPN型三极管T9、PNP型三极管T10、NPN型三极管T11、PNP型三极管T12、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31；所述U5的A1端连接U1的PB1端，U5的A2端连接U1的PB0端；所述U5的OE2端接地、U5的OE1端接地；所述U5的VCC端接5V直流电源；所述U5的A3端分别连接U5的A4端、A5端、A6端、A7端、A8端、GND端并接地；

所述U5的Y1端分别连接R20的一端、R27的一端、R24的一端和R29的一端；所述U5的Y2端分别连接R21的一端、R26的一端、R23的一端和R30的一端；

所述T5的基极连接R20的另一端；T5的集电极分别连接T6的集电极、R22的一端和T1的栅极；T5的发射极接地；所述T6的基极连接R21的另一端，T6的发射极接地；

所述T7的基极连接R26的另一端；T7的集电极分别连接T8的集电极、R28的一端和T2的栅极；T7的发射极接地；所述T8的基极连接R27的另一端，T8的发射极接地；

所述T9的基极连接R23的另一端；T9的集电极分别连接T10的集电极、R25的一端和T3的栅极；T9的发射极接地；所述T10的基极连接R24的另一端，T10的发射极接地；

所述T11的基极连接R29的另一端；T11的集电极分别连接T12的集电极、R31的一端和T4的栅极；T11的发射极接地；所述T12的基极连接R30的另一端，T12的发射极接地；

所述R22的另一端连接R28的另一端并接12V直流电源；所述R25的另一端连接R31的另一端并接12V直流电源；

所述T1的漏极连接所述T2的漏极并接24V直流电源，所述T1的源极分别连接T3的漏极和电机的正极，所述T2的源极分别连接T4的漏极和电机的负极；所述T3的源极连接T4的源极并接地。

由上述元件的连接得到H桥电机驱动电路，当Vgs大于阈值电压时，三极管导通，通过T1~T4控制电流的流向；当T1和T4闭合，则电机正转；当T2和T3闭合，则电机反转。

具体的：当OUTB为高电平，OUTA为低电平时，对于T1附近的三极管，T5的基极和射极电压大于阈值电压，相当于导通，OUTA为低电平，T6相当于闭合，则对于T1栅极的输入电压为低，则T1是闭合的，同样T4也是闭合的，而对于T2而言，由于OUTA为低，OUTB为高，则T7、T8都是闭合的，则 T2的栅极为高，相当于闭合，同样T3也是闭合的，由12VDD、T2、电机、T3和GND构成回路，驱动电机反转；同理可以通过OUTB和OUTA的电平不同来控制电机反转或停止。

请参阅图9，基于上述安全防夹电路，本发明还相应提供一种安全防夹方法，包括如下步骤：

S1、外部压力经称重模块处理后得到重量信息，当所述称重模块处于称重模式时，所述称重模块根据接受到的来自控制模块的查询命令发送重量信息至控制模块；

S2、所述控制模块根据所述重量信息发送驱动电平信号至驱动模块控制所述驱动模块停止运动。

还包括如下步骤：

K1、所述控制模块发送标定命令至称重模块；

K2、所述称重模块根据所述命令标定零点值和满量程值；

K3、当所述称重模块处于标定模式时，所述称重模块根据接受到的来自控制模块的查询命令发送标定状态信息到控制模块。

由于上文已对所述安全防夹电路进行了详细描述，此处不作详述。

综上所述，本发明公开了一种安全防夹电路及安全防夹方法，包括称重模块、控制模块和驱动模块，所述称重模块，用于将外部压力处理成重量信息、接收来自控制模块的查询命令、在称重模式下，根据所述查询命令发送重量信息至控制模块；所述控制模块，用于每隔预定时间发送查询命令至称重模块、接收所述重量信息，并根据所述重量信息发送驱动电平信号至所述驱动模块；所述驱动模块，用于根据所述驱动电平信号停止运动。由于采用CS1270芯片，称重分辨率可以达到1g，且适用于智能家居，智能工业控制领域的伸展收缩折叠功能等产品中运用，具备普适性和实用性，安全防夹电路实现了检测到物体被反向力阻挡时停止动作，提高了精度、提高产品的稳定安全可靠性，且降低成本。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种安全防夹电路，其特征在于，包括称重模块、控制模块和驱动模块；

所述称重模块，用于将外部压力处理成重量信息、接收来自控制模块的查询命令、在称重模式下，根据所述查询命令发送重量信息至控制模块；

所述控制模块，用于每隔预定时间发送查询命令至称重模块、接收所述重量信息，并根据所述重量信息发送驱动电平信号至所述驱动模块；

所述驱动模块，用于根据所述驱动电平信号停止运动；

所述称重模块包括称重传感器和称重芯片；

所述称重传感器，用于将压力转换为电信号；

所述称重芯片，用于将所述电信号处理成重量信息；接收查询命令，并在称重模式下根据所述查询命令发送重量信息至控制模块；

所述称重模块还包括第一滤波单元、第一电容、第五电容；

所述称重芯片的VS端分别连接称重传感器的E+端和所述第一电容的一端；称重芯片的AGND端连接称重传感器的E-端并接地；称重芯片的AIN0端与称重传感器的S+端连接；称重芯片的AIN1端与称重传感器的S-端连接；称重芯片的RX端连接控制芯片的PA4端，称重芯片的TX端连接控制芯片的PA5端；称重芯片的VDD端分别连接3.3V直流电源第五电容的一端；第五电容的另一端接地连接。

2.根据权利要求1所述的安全防夹电路，其特征在于，所述控制模块，还用于发送标定命令至所述称重模块、接收标定状态信息；

所述称重模块，还用于根据所述标定命令切换工作模式为标定模式，并标定零点值和满量程值，在标定模式下，根据所述查询命令发送标定状态信息至控制模块。

3.根据权利要求1或2所述的安全防夹电路，其特征在于，所述控制模块包括控制芯片、开关模块和复位模块；

所述控制芯片，用于发送所述查询命令和标定命令至所述称重模块；接收所述称重模块发送的所述重量信息和标定状态信息；发送所述驱动电平信号至驱动模块；

所述开关模块，用于触发所述控制芯片发送标定命令。

4.根据权利要求1或2所述的安全防夹电路，其特征在于，

所述称重芯片，还用于接受标定命令，根据所述标定命令标定零点值和满量程值，并在标定模式下根据所述查询命令发送标定状态信息至控制模块。

5.根据权利要求1所述的安全防夹电路，其特征在于，所述驱动模块包括驱动芯片、继电器和电机；

所述驱动芯片，用于接收并处理所述驱动电平信号，将处理后的驱动平信号输出至所述继电器；

所述继电器，用于根据接收到的所述处理后的驱动电平信号控制电机停止运动。

6.根据权利要求3所述的安全防夹电路，其特征在于，所述开关模块包括拨码开关单元和按键开关单元；所述控制芯片的PC5端连接拨码开关单元；所述控制芯片的RTCOUT端连接所述按键开关单元；所述控制芯片的nRST端连接所述复位模块。

7.根据权利要求4所述的安全防夹电路，所述第一滤波单元包括第二电容、第三电容、第四电容；称重芯片的AIN0端还连接于第二电容的一端和第四电容的一端；称重芯片的AIN1端还连接于第四电容的另一端和第三电容的一端；第二电容的另一端连接第三电容的另一端并接地。

8.根据权利要求5所述的安全防夹电路，其特征在于，所述驱动芯片的第一输入端连接控制芯片的PB1端，所述驱动芯片的第二输入端连接控制芯片的PB0端；所述驱动芯片的COM端连接24V直流电源；所述驱动芯片的第一输出端连接第一继电器的控制端，所述驱动芯片的第二输出端连接第二继电器的控制端，所述第一继电器的输出端连接电机的正极；所述第二继电器的输出端连接电机的负极。

9.一种安全防夹方法，其特征在于，包括如下步骤：

外部压力经称重模块处理后得到重量信息，当所述称重模块处于称重模式时，所述称重模块根据接受到的来自控制模块的查询命令发送重量信息至控制模块；

所述控制模块根据所述重量信息发送驱动电平信号至驱动模块控制所述驱动模块停止运动；称重传感器将压力转换为电信号；

称重芯片将所述电信号处理成重量信息；接收查询命令，并在称重模式下根据所述查询命令发送重量信息至控制模块。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：

所述控制模块发送标定命令至称重模块；

所述称重模块根据所述命令标定零点值和满量程值；

当所述称重模块处于标定模式时，所述称重模块根据接受到的来自控制模块的查询命令发送标定状态信息到控制模块。

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