CN112650089A - 集二总线短路检测及隔离于一体的设计电路和检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供集二总线短路检测及隔离于一体的设计电路，包括ARM处理器芯片、输入与输出接口电路、整流桥芯片、电源转换芯片、二总线通信转换芯片、通信指示灯、二总线收发控制芯片、二总线收发控制芯片、二总线自检电路、程序下载调试电路、继电器、蜂鸣器和拨码开关；可以有效的对二总线进行定期自检，提前发现故障；并且在控制二总线动作之前，先进行一次自检操作，避免发生安全隐患；当检测异常时，会及时报警，通知客户及时维修。

Description

集二总线短路检测及隔离于一体的设计电路和检测方法
技术领域
本发明涉及电路检测领域，具体涉及集二总线短路检测及隔离于一体的设计电路和检测方法。
背景技术
二总线在消防、燃气、仪器仪表、传感器、工业控制等领域中应用十分广泛，它的主要作用是用来进行数据的通信并且可为设备供电。
本发明的发明人发现，二总线工作的正常与否直接与生产、生活安全息息相关，但是目前并没有针对二总线的检测装置，因此，开发集二总线短路检测及隔离于一体的设计电路和检测方法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供集二总线短路检测及隔离于一体的设计电路和检测方法，通过采用集二总线短路检测及隔离于一体的设计电路可以有效的对二总线进行定期自检，提前发现故障；并且在控制二总线动作之前，先进行一次自检操作，避免发生安全隐患；当检测异常时，会及时报警，通知客户及时维修。
为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案。
集二总线短路检测及隔离于一体的设计电路，包括ARM处理器芯片、输入与输出接口电路、整流桥芯片、电源转换芯片、二总线通信转换芯片、通信指示灯、二总线收发控制芯片、二总线收发控制芯片、二总线自检电路、程序下载调试电路、继电器、蜂鸣器和拨码开关。
进一步，所述ARM处理器芯片包括ARM处理器芯片N4；所述输入与输出接口电路包括输入与输出接口电路XS1和输入与输出接口电路XS2；所述整流桥芯片包括整流桥芯片N1和整流桥芯片N5；所述电源转换芯片包括电源转换芯片N2；所述二总线通信转换芯片包括二总线通信转换芯片N3；所述通信指示灯包括通信指示灯VD7和通信指示灯VD8；所述二总线收发控制芯片包括二总线收发控制芯片VT1、二总线收发控制芯片R1和二总线收发控制芯片R2；所述二总线自检电路包括二总线自检电路R27、二总线自检电路R28、二总线自检电路R29和二总线自检电路R30；所述程序下载调试电路包括程序下载调试电路XS3；所述继电器包括继电器K1和继电器K2；所述蜂鸣器包括蜂鸣器SP；所述拨码开关包括拨码开关S1。
进一步，所述ARM处理器芯片N4分别与所述电源转换芯片N2、所述二总线通信转换芯片N3、所述通信指示灯VD7、所述通信指示灯VD8、所述二总线自检电路R27、所述二总线自检电路R28、所述二总线自检电路R29、所述二总线自检电路R30、所述程序下载调试电路XS3、所述继电器K1、所述继电器K2、所述蜂鸣器SP1和所述拨码开关S1连接，用于控制电路各部分单元的工作。
进一步，所述输入与输出接口电路XS1和所述输入与输出接口电路XS2与所述整流桥芯片N1和所述整流桥芯片N5连接，用于不区分总线的输入和输出以及不区分总线的无极性输入；所述二总线收发控制芯片VT1、所述二总线收发控制芯片R1和所述二总线收发控制芯片R2与所述二总线通信转换芯片N3相连接，用于与二总线主站进行数据的接收和发送。
进一步，所述电源转换芯片N2用于将输入电源电压转换为电路可以正常使用的电压后给控制电路各部分供电；所述二总线通信转换芯片N3、所述通信指示灯VD7和所述通信指示灯VD8用于与二总线主站数据通信并通过LED灯显示通信指示灯；所述二总线自检电路R27、所述二总线自检电路R28、所述二总线自检电路R29和所述二总线自检电路R30用于采集二总线输入端和输出端的电压值；所述程序下载调试电路XS3用于固件的烧写与调试。
进一步，所述继电器K1和所述继电器K2用于二总线异常时隔离；所述蜂鸣器SP1用于检测到二总线异常时高分贝声音报警；所述拨码开关S1用于和二总线主站通信时，子站设备的编址设置。
进一步，所述输入与输出接口电路XS1和所述输入与输出接口电路XS2用于二总线的输入和输出端口的选择；所述整流桥芯片N1和所述整流桥芯片N5用于二总线的无极性输入；所述二总线收发控制芯片VT1、所述二总线收发控制芯片R1和所述二总线收发控制芯片R2用于与二总线主站进行数据的接收和发送。
集二总线短路检测及隔离于一体的检测方法，采用集二总线短路检测及隔离于一体的设计电路，步骤如下：所述ARM处理芯片N4读取已设定好的所述拨码开关S1的地址状态；所述ARM处理器芯片N4输出低电平；所述继电器K1和所述继电器K2断开；所述二总线自检电路R27、所述二总线自检电路R28、所述二总线自检电路R29和所述二总线自检电路R30采集输入电压传输到所述ARM处理芯片N4；通过算法分析二总线是否正常。
进一步，当二总线自检正常时，所述ARM处理器芯片N4输出高电平；所述继电器K1和所述继电器K2断开吸合；所述ARM处理器芯片N4通过连接所述二总线通信转换芯片N3与所述二总线主站进行数据通信；所述ARM处理器芯片N4通过连接所述通信指示灯VD7和所述通信指示灯VD8来进行数据通信时LED的显示。
进一步，当二总线自检异常时，所述ARM处理器芯片N4输出低电平；所述继电器K1和所述继电器K2断开吸合断开；所述ARM处理器芯片N4输出高电平；所述蜂鸣器SP1发出高分贝声音报警；故障信息传输给二总线主站。
本发明集二总线短路检测及隔离于一体的设计电路和检测方法的积极效果是：
本发明通过采用集二总线短路检测及隔离于一体的设计电路可以有效的对二总线进行定期自检，提前发现故障；并且在控制二总线动作之前，先进行一次自检操作，避免发生安全隐患；当检测异常时，会及时报警，通知客户及时维修。
附图说明
图1为本发明电路连接框图；
图2为本发明电源转换芯片电路图；
图3为本发明二总线自检部分电路图；
图4为本发明二总线隔离部分电路图；
图5为本发明整流桥部分电路图；
图6为本发明输入与输出接口电路图；
图7为本发明声音报警部分的电路图；
图8为本发明设备编址部分的电路图；
图9为本发明二总线通信转换及通信指示灯的电路图；
图10为本发明程序下载部分的电路图；
图11为本发明ARM处理器部分的电路图。
具体实施方式
以下结合附图给出对本发明集二总线短路检测及隔离于一体的设计电路和检测方法的具体实施方式，但是需要指出：所述具体实施方式并不用于限定本发明的具体实施。凡是采用本发明的相似结构及其相似变化均应列入本发明的保护范围。以下实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。
参见图1至图11。集二总线短路检测及隔离于一体的设计电路，包括ARM处理器芯片、输入与输出接口电路、整流桥芯片、电源转换芯片、二总线通信转换芯片、通信指示灯、二总线收发控制芯片、二总线收发控制芯片、二总线自检电路、程序下载调试电路、继电器、蜂鸣器和拨码开关。
所述ARM处理器芯片包括ARM处理器芯片N4；所述输入与输出接口电路包括输入与输出接口电路XS1和输入与输出接口电路XS2；所述整流桥芯片包括整流桥芯片N1和整流桥芯片N5；所述电源转换芯片包括电源转换芯片N2；所述二总线通信转换芯片包括二总线通信转换芯片N3；所述通信指示灯包括通信指示灯VD7和通信指示灯VD8；所述二总线收发控制芯片包括二总线收发控制芯片VT1、二总线收发控制芯片R1和二总线收发控制芯片R2；所述二总线自检电路包括二总线自检电路R27、二总线自检电路R28、二总线自检电路R29和二总线自检电路R30；所述程序下载调试电路包括程序下载调试电路XS3；所述继电器包括继电器K1和继电器K2；所述蜂鸣器包括蜂鸣器SP；所述拨码开关包括拨码开关S1。
所述ARM处理器芯片N4分别与所述电源转换芯片N2、所述二总线通信转换芯片N3、所述通信指示灯VD7、所述通信指示灯VD8、所述二总线自检电路R27、所述二总线自检电路R28、所述二总线自检电路R29、所述二总线自检电路R30、所述程序下载调试电路XS3、所述继电器K1、所述继电器K2、所述蜂鸣器SP1和所述拨码开关S1连接，用于控制电路各部分单元的工作。
所述输入与输出接口电路XS1和所述输入与输出接口电路XS2与所述整流桥芯片N1和所述整流桥芯片N5连接，用于不区分总线的输入和输出以及不区分总线的无极性输入；所述二总线收发控制芯片VT1、所述二总线收发控制芯片R1和所述二总线收发控制芯片R2与所述二总线通信转换芯片N3相连接，用于与二总线主站进行数据的接收和发送。
所述电源转换芯片N2用于将输入电源电压转换为电路可以正常使用的电压后给控制电路各部分供电；所述二总线通信转换芯片N3、所述通信指示灯VD7和所述通信指示灯VD8用于与二总线主站数据通信并通过LED灯显示通信指示灯；所述二总线自检电路R27、所述二总线自检电路R28、所述二总线自检电路R29和所述二总线自检电路R30用于采集二总线输入端和输出端的电压值；所述程序下载调试电路XS3用于固件的烧写与调试。
所述继电器K1和所述继电器K2用于二总线异常时隔离；所述蜂鸣器SP1用于检测到二总线异常时高分贝声音报警；所述拨码开关S1用于和二总线主站通信时，子站设备的编址设置。
所述输入与输出接口电路XS1和所述输入与输出接口电路XS2用于二总线的输入和输出端口的选择；所述整流桥芯片N1和所述整流桥芯片N5用于二总线的无极性输入；所述二总线收发控制芯片VT1、所述二总线收发控制芯片R1和所述二总线收发控制芯片R2用于与二总线主站进行数据的接收和发送。
集二总线短路检测及隔离于一体的检测方法，采用集二总线短路检测及隔离于一体的设计电路，步骤如下：所述ARM处理芯片N4读取已设定好的所述拨码开关S1的地址状态；所述ARM处理器芯片N4输出低电平；所述继电器K1和所述继电器K2断开；所述二总线自检电路R27、所述二总线自检电路R28、所述二总线自检电路R29和所述二总线自检电路R30采集输入电压传输到所述ARM处理芯片N4；通过算法分析二总线是否正常。
当二总线自检正常时，所述ARM处理器芯片N4输出高电平；所述继电器K1和所述继电器K2断开吸合；所述ARM处理器芯片N4通过连接所述二总线通信转换芯片N3与所述二总线主站进行数据通信；所述ARM处理器芯片N4通过连接所述通信指示灯VD7和所述通信指示灯VD8来进行数据通信时LED的显示。
当二总线自检异常时，所述ARM处理器芯片N4输出低电平；所述继电器K1和所述继电器K2断开吸合断开；所述ARM处理器芯片N4输出高电平；所述蜂鸣器SP1发出高分贝声音报警；故障信息传输给二总线主站。
ARM处理器芯片N4的型号为GD32E230F8P6TR；整流桥芯片N1和整流桥芯片N5的型号为MB10F；电源管理芯片N2的型号为JW5026；二总线通信转换芯片N38的型号为PB331，通信指示灯VD7和通信指示灯VD8的型号为NCD0603G2；二总线收发控制芯片VT1、二总线收发控制芯片R1和二总线收发控制芯片R2的型号为MMBTA06LT3G、0603WAF2703T5E、0603WAF2002T5E；二总线自检电路R27、二总线自检电路R28、二总线自检电路R29和二总线自检电路R30的型号为RC0603JR-070RL；程序下载调试电路XS3的型号为PZ254V-11-04P；继电器K1和继电器K2的型号为HK4100F-DC3V-SHG；驱动继电器的芯片VT2和驱动继电器的芯片VT2VT3型号为DTC143ZCA；蜂鸣器SP1型号为BM1275EF-0327-16；驱动蜂鸣器的芯片Q1型号为SI2302；输入与输出接口电路XS1和输入与输出接口电路XS2的型号为WJ103-5.0-2P；拨码开关S1型号为DSIC06LSGET。
电源转换芯片N2将输入电压V_BUS转换为电路可用的3.3V后，给电路供电；ARM处理器芯片N4的17、18脚连接二总线通信转换芯片N3的3脚、2脚和通信指示灯VD7和通信指示灯VD8的负极，用于与二总线主站数据通信并通过LED灯显示通信指示灯；ARM处理器芯片N4的7脚、8脚、9脚、10脚分别连接二总线自检电路R27、二总线自检电路R28、二总线自检电路R29和二总线自检电路R30用于采集总线输入端和输出端的电压值；ARM处理器芯片N4的19脚、20脚分别连接程序下载调试电路XS3的2脚、1脚，用于固件的烧写与调试。ARM处理器芯片N4的2脚连接驱动继电器K1和继电器K2吸合与断开的VT2、VT3的基极，用于控制总线电源的断开与吸合；ARM处理器芯片N4的14脚连接驱动蜂鸣器SP1的Q1的栅极，用于检测到总线异常时高分贝声音报警；ARM处理器芯片N4的3脚、6脚、11脚、12脚、13脚分别连接拨码开关S1的8脚、9脚、12脚、11脚、10脚，用于和总线主站通信时子站设备的编址设置。输入与输出接口电路XS1和输入与输出接口电路XS2的1脚和2脚分别连接整流桥芯片N1和N5的1脚和3脚、用于总线的无极性输入。二总线通信转换芯片N3的5脚连接二总线收发控制芯片VT1的基极；二总线通信转换芯片N3的6脚连接二总线收发控制芯片R1和二总线收发控制芯片R2之间。

Claims (10)

1.集二总线短路检测及隔离于一体的设计电路，其特征在于，包括ARM处理器芯片、输入与输出接口电路、整流桥芯片、电源转换芯片、二总线通信转换芯片、通信指示灯、二总线收发控制芯片、二总线收发控制芯片、二总线自检电路、程序下载调试电路、继电器、蜂鸣器和拨码开关。
2.根据权利要求1所述的集二总线短路检测及隔离于一体的设计电路，其特征在于，所述ARM处理器芯片包括ARM处理器芯片N4；所述输入与输出接口电路包括输入与输出接口电路XS1和输入与输出接口电路XS2；所述整流桥芯片包括整流桥芯片N1和整流桥芯片N5；所述电源转换芯片包括电源转换芯片N2；所述二总线通信转换芯片包括二总线通信转换芯片N3；所述通信指示灯包括通信指示灯VD7和通信指示灯VD8；所述二总线收发控制芯片包括二总线收发控制芯片VT1、二总线收发控制芯片R1和二总线收发控制芯片R2；所述二总线自检电路包括二总线自检电路R27、二总线自检电路R28、二总线自检电路R29和二总线自检电路R30；所述程序下载调试电路包括程序下载调试电路XS3；所述继电器包括继电器K1和继电器K2；所述蜂鸣器包括蜂鸣器SP；所述拨码开关包括拨码开关S1。
3.根据权利要求2所述的集二总线短路检测及隔离于一体的设计电路，其特征在于，所述ARM处理器芯片N4分别与所述电源转换芯片N2、所述二总线通信转换芯片N3、所述通信指示灯VD7、所述通信指示灯VD8、所述二总线自检电路R27、所述二总线自检电路R28、所述二总线自检电路R29、所述二总线自检电路R30、所述程序下载调试电路XS3、所述继电器K1、所述继电器K2、所述蜂鸣器SP1和所述拨码开关S1连接，用于控制电路各部分单元的工作。
4.根据权利要求2所述的集二总线短路检测及隔离于一体的设计电路，其特征在于，所述输入与输出接口电路XS1和所述输入与输出接口电路XS2与所述整流桥芯片N1和所述整流桥芯片N5连接，用于不区分总线的输入和输出以及不区分总线的无极性输入；所述二总线收发控制芯片VT1、所述二总线收发控制芯片R1和所述二总线收发控制芯片R2与所述二总线通信转换芯片N3相连接，用于与二总线主站进行数据的接收和发送。
5.根据权利要求2所述的集二总线短路检测及隔离于一体的设计电路，其特征在于，所述电源转换芯片N2用于将输入电源电压转换为电路可以正常使用的电压后给控制电路各部分供电；所述二总线通信转换芯片N3、所述通信指示灯VD7和所述通信指示灯VD8用于与二总线主站数据通信并通过LED灯显示通信指示灯；所述二总线自检电路R27、所述二总线自检电路R28、所述二总线自检电路R29和所述二总线自检电路R30用于采集二总线输入端和输出端的电压值；所述程序下载调试电路XS3用于固件的烧写与调试。
6.根据权利要求2所述的集二总线短路检测及隔离于一体的设计电路，其特征在于，所述继电器K1和所述继电器K2用于二总线异常时隔离；所述蜂鸣器SP1用于检测到二总线异常时高分贝声音报警；所述拨码开关S1用于和二总线主站通信时，子站设备的编址设置。
7.根据权利要求2所述的集二总线短路检测及隔离于一体的设计电路，其特征在于，所述输入与输出接口电路XS1和所述输入与输出接口电路XS2用于二总线的输入和输出端口的选择；所述整流桥芯片N1和所述整流桥芯片N5用于二总线的无极性输入；所述二总线收发控制芯片VT1、所述二总线收发控制芯片R1和所述二总线收发控制芯片R2用于与二总线主站进行数据的接收和发送。
8.集二总线短路检测及隔离于一体的检测方法，其特征在于，采用权利要求2所述集二总线短路检测及隔离于一体的设计电路，步骤如下：
所述ARM处理芯片N4读取已设定好的所述拨码开关S1的地址状态；
所述ARM处理器芯片N4输出低电平；
所述继电器K1和所述继电器K2断开；
所述二总线自检电路R27、所述二总线自检电路R28、所述二总线自检电路R29和所述二总线自检电路R30采集输入电压传输到所述ARM处理芯片N4；
通过算法分析二总线是否正常。
9.根据权利要求8所述的集二总线短路检测及隔离于一体的检测方法，其特征在于，当二总线自检正常时，
所述ARM处理器芯片N4输出高电平；
所述继电器K1和所述继电器K2断开吸合；
所述ARM处理器芯片N4通过连接所述二总线通信转换芯片N3与所述二总线主站进行数据通信；
所述ARM处理器芯片N4通过连接所述通信指示灯VD7和所述通信指示灯VD8来进行数据通信时LED的显示。
10.根据权利要求8所述的集二总线短路检测及隔离于一体的检测方法，其特征在于，当二总线自检异常时，
所述ARM处理器芯片N4输出低电平；
所述继电器K1和所述继电器K2断开吸合断开；
所述ARM处理器芯片N4输出高电平；
所述蜂鸣器SP1发出高分贝声音报警；
故障信息传输给二总线主站。
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