CN110531256A - 一种达林顿阵列模拟电磁继电器开关量输出系统 - Google Patents

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CN110531256A CN201910680303.5A CN201910680303A CN110531256A CN 110531256 A CN110531256 A CN 110531256A CN 201910680303 A CN201910680303 A CN 201910680303A CN 110531256 A CN110531256 A CN 110531256A
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赵航
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Abstract

本发明公开了一种达林顿阵列模拟电磁继电器开关量输出系统，包括：电源电路、模拟电源电路、时钟电路、中央处理模块和达林顿阵列模块；所述模拟电源电路为中央处理模块提供稳定的工作电压；所述时钟电路为中央处理模块提供外部输入时钟源；所述中央处理模块与达林顿阵列模块相连接、控制达林顿阵列模块进行信号输出；所述达林顿阵列模块用于模拟待测目标电路板开关量输入模块的输入信号。本发明仅利用嵌入式技术、利用达林顿阵列模拟开关量输出信号，无需真正的电磁继电器件实物和继电器负载电路，减小了继电器在实际工作中的不利影响，因此具有节约成本、降低功耗、提高了可靠性的优点。

Description

一种达林顿阵列模拟电磁继电器开关量输出系统
技术领域
本发明涉及模拟电路技术领域，尤其涉及一种达林顿阵列模拟电磁继电器开关量输出系统。
背景技术
ULN2803是一个有大电压和大电流的八路达林顿反向驱动器。当ULN2803输入端接收到高电平时、输出端输出低电平，此时继电器吸合。当ULN2803输入端接收到低电平时，ULN2803内部三极管不导通，此时输出的是高阻态。继电器是弱电信号控制强电信号的关键元器件，当微控制器发出负载关断信号时，继电器将切断负载电源，反之亦然。如果继电器的负载为电机，此时可实现电机的转动和停转。
在开关量输入电路的检测和调试中，经常需要电磁继电器来输出开关量信号。电磁继电器由于存在响应速度较慢、触点动作噪音较大、机械动作使用寿命较低、温度特性和抗电磁干扰能力较差、以及占用电路板面积较大等原因。使得在测试其他电路的过程中出现功耗较大、成本较高、响应速度慢等一系列问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明利用达林顿阵列ULN2803芯片设计电路，模拟继电器的开关量输出信号，无需增设外围电磁继电器负载电路，开关量输出信号不通过继电器负载驱动，而是直接由达林顿阵列传输，其中具体方案是：一种达林顿阵列模拟电磁继电器开关量输出系统，具体包括：电源电路、模拟电源电路、时钟电路、中央处理模块和达林顿阵列模块；
所述模拟电源电路为中央处理模块提供稳定的工作电压、同时为达林顿阵列模块提供稳定的工作电压；
所述时钟电路为中央处理模块提供外部输入时钟源；
所述中央处理模块与达林顿阵列模块相连接、控制达林顿阵列模块进行信号输出；
所述达林顿阵列模块用于模拟待测目标电路板开关量输入模块的输入信号。
所述达林顿阵列模块包括两片型号为ULN2803芯片，所述达林顿阵列模块接收中央处理模块传送的控制信号、并将控制信号进行放大输出低电平有效的开关量信号。
由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种达林顿阵列模拟电磁继电器开关量输出系统，该系统利用达林顿阵列控制开关量输出信号，从而方便地模拟电磁继电器控制开关量输出信号的实际工况。通过该装置还可实现多路开关量输出信号的工况模拟，因此该装置具有体积小、功耗低、响应速度快、成本低廉等特点，可以用于开关量输入电路的生产、调试和质量检测工作。另外该系统在大大缩减电路开销的同时，不影响系统测试功能的实现。从而对开关量输入电路是否进行正常工作提供依据，达到检测开关量输入电路的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请中记载的一些实施例，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。
图1是本发明实施例所涉及的电路原理框图；
图2是本发明实施例所涉及的ULN2803内部电路图；
图3是本发明实施例所涉及的达林顿阵列电路图；
图4是本发明实施例所涉及的MCU程序流程图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面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的描述：
如图1所示的一种达林顿阵列模拟电磁继电器开关量输出装置，包括电源电路、模拟电源电路、时钟电路、中央处理模块和达林顿阵列模块。
所述模拟电源电路采用稳压芯片LM2576芯片，将24V输入电压转换为5V供电电压，采用稳压器LM1117芯片将5V电压转换为3.3V电压，为中央处理模块供工作电源供电电压。达林顿阵列模块的工作电压24V由输入电压直接供给。
所述时钟电路为8MHz晶振电路，为选用中央处理模块ARM芯片的微控制器芯片提供外部输入时钟源，
所述中央处理模块采用Cortex-M4架构的STM32F407ZGT6芯片，该芯片通用的I/O口与达林顿阵列模块相连接，通过程序设置该芯片GPIO接口资源，对达林顿阵列模块进行信号输出。
所述达林顿阵列模块由两片型号为ULN2803芯片、规格分别为470uF/35V、0.1uF/200V、以及1000uF/35V的电容构成。直接接收中央处理模块信号，输出为低电平有效的开关量信号。
图2是本发明实施例所涉及的ULN2803(1/8)内部电路图。ULN2803达林顿管阵列，可以看作是8只达林顿三极管发射极连接在一起封装在一起，并且每只管的集电极通过一个二极管接到一个高点公共端。
图3是本发明实施例所涉及的达林顿阵列电路图。实际应用中，每当中央处理模块发出控制信号后，由ULN2803芯片输入引脚进入芯片，由信号输出引脚直接输出到待测开关量输入电路，对开关量输入电路是否进行正常工作提供依据。
图4是本发明实施例所涉及的主MCU程序流程图，系统中相关的程序通过KEIL软件进行编写实现。该流程分为以下几个步骤：
S1：系统时钟、GPIO等初始化。
S2：根据中央处理模块是否发出信号，开启与达林顿阵列模块相连接的GPIO接口的输出状态。否则为无效状态，退出此程序。
S3：开启GPIO接口的输出状态，达林顿阵列模块将接收到的由MCU的GPIO接口传输过来的信号进行处理，输出开关量信号(本实施例中为低电平有效)。
由于在传统的开关量输入输出电路的检测中，通常要用到电磁继电器作为负载控制开关量输出，但由于其自身的一些特点如：响应速度较慢、触点动作噪音较大、机械动作使用寿命较低、温度特性和抗电磁干扰能力较差等。使其工作的可靠性变低。本发明仅利用嵌入式技术、利用达林顿阵列模拟开关量输出信号，无需真正的电磁继电器件实物和继电器负载电路，减小了继电器在实际工作中的不利影响，因此具有节约成本、降低功耗、提高了可靠性的优点。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，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，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种达林顿阵列模拟电磁继电器开关量输出系统，其特征在于包括：电源电路、模拟电源电路、时钟电路、中央处理模块和达林顿阵列模块；
所述模拟电源电路为中央处理模块提供稳定的工作电压、同时为达林顿阵列模块提供稳定的工作电压；
所述时钟电路为中央处理模块提供外部输入时钟源；
所述中央处理模块与达林顿阵列模块相连接、控制达林顿阵列模块进行信号输出；
所述达林顿阵列模块用于模拟待测目标电路板开关量输入模块的输入信号。
2.根据权利要求1所述的一种达林顿阵列模拟电磁继电器开关量输出系统，其特征还在于：所述达林顿阵列模块包括两片型号为ULN2803芯片，所述达林顿阵列模块接收中央处理模块传送的控制信号、并将控制信号进行放大输出低电平有效的开关量信号。
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