CN110764458A - 带输出口复用功能的输入口扩展电路系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及数字信号输入输出技术领域，具体涉及一种带输出口复用功能的输入口扩展电路系统，包括复位电路、时钟输入电路和发光二极管电路，还包括主控芯片和可编程逻辑器，所述主控芯片为ARM7核的NXP公司的LPC2378芯片，所述可编程逻辑器件是ATREA公司的EPM7256AETC芯片；LPC2378芯片可以通过不同的地址信号，将输入输出信号按8个信号一组，分成多组，进行读入或者输出，在保证电路简单、便于实现的同时，使电路成本低廉、功能可靠，有利于系统的小型化设计，并减少了电路受到外部干扰的可能性。
Description
技术领域
本发明涉及数字信号输入输出技术领域，具体涉及一种带输出口复用功能的输入口扩展电路系统。
背景技术
目前，各种模拟信号采集、控制信号输出的设备，都需要输入输出多个数字信号，基于开发平台的统一性、硬件成本、单片机内部资源的利用效率、软件的通用性和可移植性各方面考虑，这些设备的主控芯片，即单片机（MCU）上拥有带输出口复用功能的输入口,即I/O口（InputOutputPins）的数量并不多，一个I/O口只提供一路输入或输出控制信号。
解决上述问题的常规方法有两种：一种是更换I/O口数量更多的单片机，但这会增加硬件成本，增加器件管理和生产的不便捷性、造成开发平台冗杂，软件通用性和可移植性降低；
另一种解决方法是通过增加大量的分立式外围电路来扩展IO口数量，而外部电路越复杂，越容易受到外部干扰，并且成本一样的会有所增加。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种带输出口复用功能的输入口扩展电路系统，在保证电路简单、便于实现的同时，使电路成本低廉、功能可靠。
本发明的目的是采用下述方案实现的：一种带输出口复用功能的输入口扩展电路系统，包括复位电路、时钟输入电路和发光二极管电路，还包括主控芯片和可编程逻辑器，所述主控芯片和可编程逻辑器的数据线的连接节点分别为第一节点、第二节点、第三节点、第四节点、第五节点、第六节点、第七节点和第八节点；所述主控芯片和可编程逻辑器的地址线的连接节点分别为第九节点、第十节点、第十一节点和第十二节点；
所述主控芯片为ARM7核的NXP公司的LPC2378芯片，所述可编程逻辑器件是ATREA公司的EPM7256AETC芯片；
所述LPC2378芯片的第137引脚、第140引脚、第144引脚、第2引脚、第9引脚、第12引脚、第16引脚和第19引脚分别与所述EPM7256AETC 芯片的第5引脚、第6引脚、第7引脚、第8引脚、第9引脚、第10引脚、第11引脚和第14引脚电连接，用于分别连接第一节点、第二节点、第三节点、第四节点、第五节点、第六节点、第七节点和第八节点；
所述LPC2378芯片的第46引脚、第47引脚、第49引脚和第50引脚分别与所述EPM7256AETC 芯片的第131引脚、第132引脚、第133引脚和第134引脚电连接，用于分别连接第九节点、第十节点、第十一节点和第十二节点；
所述LPC2378芯片的第56引脚与所述EPM7256AETC 芯片的第140引脚电连接，用于读取信号；
所述LPC2378芯片的第57引脚与所述EPM7256AETC 芯片的第141引脚电连接，用于写入信号。
所述时钟输入电路包括第一电容C1、第二电容C2、晶振XTAL1和第一电阻R82， 所述LPC2378芯片的第31引脚连接晶振XTAL1、第一电容C1和第一电阻R82的一端，所述LPC2378芯片的第33引脚连接晶振XTAL1、第二电容C2和第一电阻R82的另一端，所述第一电容C1的另一端与第二电容C2的一端并联接地。
所述复位电路包括MAX823T芯片、第三电容C19和复位按键K1，所述LPC2378芯片的第24引脚连接MAX823T芯片的第1引脚，所述MAX823T芯片的第2引脚与复位按键K1的一端连接并接地，复位按键K1的另一端与MAX823T芯片的第3引脚电连接，所述MAX823T芯片的第5引脚与第三电容C19的一端连接并接入+3.3V直流电源，第三电容C19的另一端接地。
所述发光二极管电路包括发光二极管和第二电阻R7，所述LPC2378芯片的第28引脚连接发光二极管的阴极，发光二极管的阳极连接第二电阻R7的一端，第二电阻R7的另一端接入+3.3V直流电源。
本发明包含如下有益效果：包括复位电路、时钟输入电路和发光二极管电路，还包括主控芯片和可编程逻辑器，所述主控芯片和可编程逻辑器的数据线的连接节点分别为第一节点、第二节点、第三节点、第四节点、第五节点、第六节点、第七节点和第八节点；所述主控芯片和可编程逻辑器的地址线的连接节点分别为第九节点、第十节点、第十一节点和第十二节点；
所述主控芯片为ARM7核的NXP公司的LPC2378芯片，所述可编程逻辑器件是ATREA公司的EPM7256AETC芯片；
所述LPC2378芯片的第137引脚、第140引脚、第144引脚、第2引脚、第9引脚、第12引脚、第16引脚和第19引脚分别与所述EPM7256AETC 芯片的第5引脚、第6引脚、第7引脚、第8引脚、第9引脚、第10引脚、第11引脚和第14引脚电连接，用于分别连接第一节点、第二节点、第三节点、第四节点、第五节点、第六节点、第七节点和第八节点；
所述LPC2378芯片的第46引脚、第47引脚、第49引脚和第50引脚分别与所述EPM7256AETC 芯片的第131引脚、第132引脚、第133引脚和第134引脚电连接，用于分别连接第九节点、第十节点、第十一节点和第十二节点；
所述LPC2378芯片的第56引脚与所述EPM7256AETC 芯片的第140引脚电连接，用于读取信号；
所述LPC2378芯片的第57引脚与所述EPM7256AETC 芯片的第141引脚电连接，用于写入信号。
所述时钟输入电路包括第一电容C1、第二电容C2、晶振XTAL1和第一电阻R82， 所述LPC2378芯片的第31引脚连接晶振XTAL1、第一电容C1和第一电阻R82的一端，所述LPC2378芯片的第33引脚连接晶振XTAL1、第二电容C2和第一电阻R82的另一端，所述第一电容C1的另一端与第二电容C2的一端并联接地，为单片机提供时钟输入。
所述复位电路包括MAX823T芯片、第三电容C19和复位按键K1，所述LPC2378芯片的第24引脚连接MAX823T芯片的第1引脚，所述MAX823T芯片的第2引脚与复位按键K1的一端连接并接地，复位按键K1的另一端与MAX823T芯片的第3引脚电连接，所述MAX823T芯片的第5引脚与第三电容C19的一端连接并接入+3.3V直流电源，第三电容C19的另一端接地，当需要对主控芯片进行复位操作的时候，按下复位按键K1，主控芯片重启。
所述发光二极管电路包括发光二极管和第二电阻R7，所述LPC2378芯片的第28引脚连接发光二极管的阴极，发光二极管的阳极连接第二电阻R7的一端，第二电阻R7的另一端接入+3.3V直流电源，使发光二极管发光进行提醒。
本发明的优点在于LPC2378芯片可以通过不同的地址信号，将输入输出的数字信号按8个数字信号为一组分成多组，进行读入或者输出，不需要大量的分立式外围电路来实现信号的控制，印制板的尺寸得以控制，在保证电路简单、便于实现的同时，使电路成本低廉、功能可靠，有利于系统的小型化设计，并减少了电路受到外部干扰的可能性。
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。
图1为本发明的LPC2378芯片的外部引脚功能示意图；
图2为本发明的EPM7256AETC芯片的外部引脚功能示意图；
图3为本发明的电路结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1至图3所示，一种带输出口复用功能的输入口扩展电路系统，包括复位电路、时钟输入电路和发光二极管电路，还包括主控芯片和可编程逻辑器，所述主控芯片和可编程逻辑器的数据线的连接节点分别为第一节点D0、第二节点D1、第三节点D2、第四节点D3、第五节点D4、第六节点D5、第七节点D6和第八节点D7；所述主控芯片和可编程逻辑器的地址线的连接节点分别为第九节点OUT_SEL0、第十节点OUT_SEL1、第十一节点OUT_SEL2和第十二节点OUT_SEL3；通过寻址的方式比直接的输入输出信号采集有更快的响应速度，提高系统的实时响应，程序代码简单易懂，便于维护。
所述主控芯片为ARM7核的NXP公司的LPC2378芯片，所述可编程逻辑器件是ATREA公司的EPM7256AETC芯片；
所述LPC2378芯片的第137引脚、第140引脚、第144引脚、第2引脚、第9引脚、第12引脚、第16引脚和第19引脚分别与所述EPM7256AETC 芯片的第5引脚、第6引脚、第7引脚、第8引脚、第9引脚、第10引脚、第11引脚和第14引脚电连接，用于分别连接第一节点D0、第二节点D1、第三节点D2、第四节点D3、第五节点D4、第六节点D5、第七节点D6和第八节点D7；
所述LPC2378芯片的第46引脚、第47引脚、第49引脚和第50引脚分别与所述EPM7256AETC 芯片的第131引脚、第132引脚、第133引脚和第134引脚电连接，用于分别连接第九节点OUT_SEL0、第十节点OUT_SEL1、第十一节点OUT_SEL2和第十二节点OUT_SEL3；
所述LPC2378芯片的第56引脚与所述EPM7256AETC 芯片的第140引脚电连接，用于读取信号；
所述LPC2378芯片的第57引脚与所述EPM7256AETC 芯片的第141引脚电连接，用于写入信号。
所述时钟输入电路包括第一电容C1、第二电容C2、晶振XTAL1和第一电阻R82， 所述LPC2378芯片的第31引脚连接晶振XTAL1、第一电容C1和第一电阻R82的一端，所述LPC2378芯片的第33引脚连接晶振XTAL1、第二电容C2和第一电阻R82的另一端，所述第一电容C1的另一端与第二电容C2的一端并联接地，为单片机提供时钟输入。
所述复位电路包括MAX823T芯片、第三电容C19和复位按键K1，所述LPC2378芯片的第24引脚连接MAX823T芯片的第1引脚，所述MAX823T芯片的第2引脚与复位按键K1的一端连接并接地，复位按键K1的另一端与MAX823T芯片的第3引脚电连接，所述MAX823T芯片的第5引脚与第三电容C19的一端连接并接入+3.3V直流电源，第三电容C19的另一端接地，当需要对主控芯片，即单片机LPC2378芯片进行复位操作的时候，按下复位按键K1，LPC2378芯片重启。
所述发光二极管电路包括发光二极管LED和第二电阻R7，所述LPC2378芯片的第28引脚连接发光二极管LED的阴极，发光二极管LED的阳极连接第二电阻R7的一端，第二电阻R7的另一端接入+3.3V直流电源，使发光二极管发光进行提醒。
本实施例中，外接+3.3V直流电源为主控芯片，即单片机LPC2378芯片供电，通过EPM7256AETC芯片实现了数字信号的输入和输出的锁存，不但可以利用型号为74244的芯片来控制信号的输入输出方向，LPC2378芯片还可以通过地址线来选择不同的锁存器，这样就可以配置不同数量的锁存器和输入输出口，非常灵活，也可以根据项目的实际需要来对具体电路进行更改。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神的前提提下，对本发明进行的改动均落入本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种带输出口复用功能的输入口扩展电路系统，包括复位电路、时钟输入电路和发光二极管电路，其特征在于：还包括主控芯片和可编程逻辑器，所述主控芯片和可编程逻辑器的数据线的连接节点分别为第一节点（D0）、第二节点（D1）、第三节点（D2）、第四节点（D3）、第五节点（D4）、第六节点（D5）、第七节点（D6）和第八节点（D7）；所述主控芯片和可编程逻辑器的地址线的连接节点分别为第九节点（OUT_SEL0）、第十节点（OUT_SEL1）、第十一节点（OUT_SEL2）和第十二节点（OUT_SEL3）；
所述主控芯片为ARM7核的NXP公司的LPC2378芯片，所述可编程逻辑器件是ATREA公司的EPM7256AETC芯片；
所述LPC2378芯片的第137引脚、第140引脚、第144引脚、第2引脚、第9引脚、第12引脚、第16引脚和第19引脚分别与所述EPM7256AETC 芯片的第5引脚、第6引脚、第7引脚、第8引脚、第9引脚、第10引脚、第11引脚和第14引脚电连接，用于分别连接第一节点（D0）、第二节点（D1）、第三节点（D2）、第四节点（D3）、第五节点（D4）、第六节点（D5）、第七节点（D6）和第八节点（D7）；
所述LPC2378芯片的第46引脚、第47引脚、第49引脚和第50引脚分别与所述EPM7256AETC 芯片的第131引脚、第132引脚、第133引脚和第134引脚电连接，用于分别连接第九节点（OUT_SEL0）、第十节点（OUT_SEL1）、第十一节点（OUT_SEL2）和第十二节点（OUT_SEL3）；
所述LPC2378芯片的第56引脚与所述EPM7256AETC 芯片的第140引脚电连接，用于读取信号；
所述LPC2378芯片的第57引脚与所述EPM7256AETC 芯片的第141引脚电连接，用于写入信号。
2.根据权利要求1所述的带输出口复用功能的输入口扩展电路系统，其特征在于：所述时钟输入电路包括第一电容C1、第二电容C2、晶振XTAL1和第一电阻R82， 所述LPC2378芯片的第31引脚连接晶振XTAL1、第一电容C1和第一电阻R82的一端，所述LPC2378芯片的第33引脚连接晶振XTAL1、第二电容C2和第一电阻R82的另一端，所述第一电容C1的另一端与第二电容C2的一端并联接地。
3.根据权利要求1所述的带输出口复用功能的输入口扩展电路系统，其特征在于：所述复位电路包括MAX823T芯片、第三电容C19和复位按键K1，所述LPC2378芯片的第24引脚连接MAX823T芯片的第1引脚，所述MAX823T芯片的第2引脚与复位按键K1的一端连接并接地，复位按键K1的另一端与MAX823T芯片的第3引脚电连接，所述MAX823T芯片的第5引脚与第三电容C19的一端连接并接入+3.3V直流电源，第三电容C19的另一端接地。
4.根据权利要求1所述的带输出口复用功能的输入口扩展电路系统，其特征在于：所述发光二极管电路包括发光二极管（LED）和第二电阻R7，所述LPC2378芯片的第28引脚连接发光二极管（LED）的阴极，发光二极管（LED）的阳极连接第二电阻R7的一端，第二电阻R7的另一端接入+3.3V直流电源。
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