CN116380238A - 一体式长距离高精度白光数字传感器系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种一体式长距离高精度白光数字传感器系统，包括：主控MCU，所述主控MCU连接有MCU晶振电路、MCU供电电路、模拟量输入电压电路、数据存储电路；外部输入电路；推挽输出电路；通讯电路；电源电路；脉冲控制电路；数码管及按键电路；指示灯及按键电路；颜色传感接收电路；所述外部输入电路、所述推挽输出电路、所述通讯电路、所述电源电路、所述脉冲控制电路、所述数码管及按键电路、所述指示灯及按键电路、以及所述颜色传感接收电路分别与所述主控MCU对应的功能引脚相连；所述外部输入电路、所述推挽输出电路、所述通讯电路分别与所述电源电路相连。本申请的传感器系统，具有较高的稳定性和可靠性。

Description

一体式长距离高精度白光数字传感器系统

技术领域

本申请涉及传感器电路技术领域，具体是一体式长距离高精度白光数字传感器系统。

背景技术

光电传感器是将光信号转换为电信号的一种器件。其工作原理基于光电效应。光电效应是指光照射在某些物质上时，物质的电子吸收光子的能量而发生了相应的电效应现象。在实际应用中，白色光点光电传感器是一种常用的光电传感器。但是，现有的白色光点光电传感器，由于内部电路结构的复杂性，导致其检测稳定性较差，存在检测结果可靠性不稳定的情况。

发明内容

本申请的目的在于提供一种一体式长距离高精度白光数字传感器系统，以解决上述背景技术中提出的技术问题。

为实现上述目的，本申请公开了一种一体式长距离高精度白光数字传感器系统，包括：

主控MCU，所述主控MCU连接有MCU晶振电路、MCU供电电路、模拟量输入电压电路、数据存储电路；

外部输入电路；

推挽输出电路；

通讯电路；

电源电路；

脉冲控制电路；

数码管及按键电路；

指示灯及按键电路；

颜色传感接收电路；

所述外部输入电路、所述推挽输出电路、所述通讯电路、所述电源电路、所述脉冲控制电路、所述数码管及按键电路、所述指示灯及按键电路、以及所述颜色传感接收电路分别与所述主控MCU对应的功能引脚相连；

所述外部输入电路、所述推挽输出电路、所述通讯电路分别与所述电源电路相连。

在一种实施方式中，所述外部输入电路包括电源输入端ExtCtrl_Input、二极管D8、电容器C9、电阻器R25、电阻器R30、三极管Q6、电阻器R33、电阻器R35、连接端MCU_ExtCtrlToMcu；

所述电源输入端ExtCtrl_Input与所述电源电路的电压输出端相连；

所述二极管D8的负极端与所述电源输入端ExtCtrl_Input相连，所述二极管D8的正极端通过所述电阻器R30与所述三极管Q6的基集相连；

所述电容器C9的第一端连接于所述二极管D8的正极端和所述电阻器R30之间，且所述电容器C9的第二端接地；

所述电阻器R25的第一端连接于所述二极管D8的正极端和所述电阻器R30之间，且所述电阻器R25的第二端与所述三极管Q6的发射极相连；

所述三极管Q6的发射极连接DC3.3V电压，所述三极管Q6的集电极通过所述电阻器R35接地；

所述电阻器R33的第一端连接于所述三极管Q6的集电极和所述电阻器R35之间，且所述电阻器R33的第二端与所述连接端MCU_ExtCtrlToMcu相连，所述连接端MCU_ExtCtrlToMcu与所述主控MCU的PA6-SPI1_MISO引脚相连。

在一种实施方式中，所述推挽输出电路包括供电输入端NPN/PNP_OUT、保险丝F1、电阻器R29、单向TVS二极管D7、单向TVS二极管D9、三极管Q4、三极管Q7、电阻器R24、三极管Q5、电阻器R26、电阻器R27、连接端MCU_PNP_ENABLE、电阻器R37、电阻器R36以及连接端MCU_NPN_ENABLE；

所述供电输入端NPN/PNP_OUT与所述电源电路的电压输出端相连；

所述保险丝F1的第一端与所述供电输入端NPN/PNP_OUT相连，所述保险丝F1的第二端与所述电阻器R29的第一端相连；

所述电阻器R29的第二端与所述单向TVS二极管D7的正极端、所述单向TVS二极管D9的负极端以及所述三极管Q4的集电极和所述三极管Q7的集电极相连；

所述单向TVS二极管D7的负极端与所述三极管Q4的发射极相连，所述三极管Q4的发射极连接DC30V电压，所述电阻器R24的第一端与所述三极管Q4的发射极相连，所述电阻器R24的第二端与所述三极管Q4的基极相连，且所述三极管Q4的第二端与所述三极管Q5的集电极相连；所述三极管Q5的发射极接地，所述三极管Q5的基极通过所述电阻器R26与所述连接端MCU_PNP_ENABLE相连，且所述三极管Q5的基极通过所述电阻器R27接地，所述连接端MCU_PNP_ENABLE与所述主控MCU的PB0引脚相连；

所述单向TVS二极管D9的正极端与所述三极管Q7的发射极相连，且所述三极管Q7的发射极接地，所述三极管Q7的基极通过所述电阻器R36与所述连接端MCU_NPN_ENABLE相连，且所述三极管Q7的基极通过所述电阻器R37接地，所述连接端MCU_NPN_ENABLE与所述主控MCU的PA5-SPI1_SCK引脚相连。

在一种实施方式中，所述通讯电路包括电源输入端RS458_A、电源输入端RS458_B、无感电阻R15、共模电感L5、电阻器R12、电阻器R18、单向TVS二极管D4、双向TVS二极管D5、单向TVS二极管D6、电阻器R10、电阻器R16、电阻器R20、功耗收发器芯片U4、电容器C14、电阻器R13、电阻器R19、连接端MCU_TX1、连接端MCU_RX1、单刀双掷模拟开关IC芯片U5、电容器C13、电阻器R21、连接端MCU_BOOT1、电阻器R14、三极管Q3、电阻器R17、电阻器R11以及电阻器R9；

所述电源输入端RS458_A和所述电源输入端RS458_B分别与所述电源电路相连；

所述无感电阻R15的第一端与所述电源输入端RS458_A相连，所述电源输入端RS458_A的第二端与所述电源输入端RS458_B相连；

所述共模电感L5的3脚与所述无感电阻R15的第一端相连，所述共模电感L5的2脚与所述无感电阻R15的第二端相连，所述共模电感L5的4脚与所述电阻器R12的第一端相连，所述共模电感L5的1脚与所述电阻器R18的第一端相连；

所述单向TVS二极管D4的负极端与所述电阻器R12的第二端相连，所述单向TVS二极管D4的的正极端接地，且所述单向TVS二极管D4的负极端与所述功耗收发器芯片U4的6脚相连；

所述单向TVS二极管D6的负极端与所述电阻器R18的第二端相连，所述电阻器R18的正极端接地，且所述电阻器R18的负极端与所述功耗收发器芯片U4的7脚相连；

所述双向TVS二极管D5的两端分别与所述单向TVS二极管D4的负极端和所述单向TVS二极管D6的负极端相连；

所述电阻器R10的第一端与所述单向TVS二极管D4的负极端相连，且所述电阻器R10的第二端连接DC3.3V电压；所述电阻器R20的第一端与所述单向TVS二极管D6的负极端相连，且所述电阻器R20的第二端接地；所述电阻器R16的两端分别与所述电阻器R10的第一端和所述电阻器R20的第一端相连；

所述功耗收发器芯片U4的5脚接地，所述功耗收发器芯片U4的8脚连接DC3.3V电压，且所述功耗收发器芯片U4的8脚通过所述电容器C14接地；所述功耗收发器芯片U4的1脚通过所述电阻器R19与所述连接端MCU_RX1相连，所述连接端MCU_RX1与所述主控MCU的PA10-USART1_RX引脚相连；所述功耗收发器芯片U4的2脚和3脚分别与所述单刀双掷模拟开关IC芯片U5的4脚相连，所述功耗收发器芯片U4的4脚通过所述电阻器R13与所述连接端MCU_TX1相连，所述连接端MCU_TX1与所述主控MCU的PA9-USART1_TX引脚相连；

所述单刀双掷模拟开关IC芯片U5的5脚与DC3.3V电压相连，所述单刀双掷模拟开关IC芯片U5的2脚接地，所述单刀双掷模拟开关IC芯片U5的6脚通过所述电阻器R21与所述连接端MCU_BOOT1相连，所述连接端MCU_BOOT1与所述主控MCU的PB2/BOOT1引脚相连；所述单刀双掷模拟开关IC芯片U5的3脚通过所述电阻器R14与所述三极管Q3的集电极相连；

所述三极管Q3的集电极通过所述电阻器R17与DC3.3V电压连接，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的基集与所述电阻器R11的第一端相连，所述电阻器R11的第二端通过所述电阻器R9与DC3.3V电压连接，且所述电阻器R11的第二端与所述连接端MCU_TX1相连。

在一种实施方式中，所述脉冲控制电路包括连接器P3、单向TVS二极管D3、电容器C31、电容器C32、电感器L4、电容器C33、电容器C34、单刀双掷模拟开关IC芯片U9、电阻器R51、电阻器R52、电阻器R53、电阻器R54、电容器C35、单向TVS二极管D15、连接端MCU_DAC_OUTPUT、连接端MCU_IOFT_LED_PWM、电容器C36、电阻器R55、电容器C37、电容器C38、电容器C39、电容器C40、电容器C41、发光二极管D16、场效应管U7、电阻器R56、电阻器R57、电阻器R58、电容器C42、电容器C43、放大器U8；

所述连接器P3的1脚与所述连接端MCU_DAC_OUTPUT相连，所述连接端MCU_DAC_OUTPUT与所述主控MCU的PA4-SPI1_NSS引脚相连，所述连接器P3的2脚接地，所述连接器P3的3脚与所述连接端MCU_IOFT_LED_PWM相连，所述连接端MCU_IOFT_LED_PWM与所述主控MCU的PB13-SPI2_SCK引脚相连；所述连接器P3的4脚接地；所述连接器P3的5脚和6脚相连，所述连接器P3的6脚与DC5V电压连接，且所述连接器P3的6脚与所述单向TVS二极管D3的负极端连接，所述单向TVS二极管D3的正极端接地；所述电容器C31、所述电容器C33、所述电容器C34和所述电容器C36的第一端分别与所述连接器P3的6脚连接，且所述电容器C31、所述电容器C33、所述电容器C34和所述电容器C36的第二端均接地；所述电感器L4的第一端与所述电容器C33的第一端连接，所述电感器L4的第二端与所述电容器C34的第一端连接；

所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的5脚与所述电感器L4的第二端连接，所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的5脚与DC5V电压连接，所述电容器C32的第一端与所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的5脚连接，且所述电容器C32的第二端接地；所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的3脚与所述电阻器R54的第一端连接，所述电阻器R54的第二端与所述连接端MCU_DAC_OUTPUT连接；所述电阻器R53和所述电容器C35的第一端分别与所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的3脚连接，且所述电阻器R53和所述电容器C35的第二端均接地；所述单向TVS二极管D15的负极端与所述电阻器R54的第二端连接，且所述单向TVS二极管D15的正极端接地；所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的1脚通过所述电阻器R2接地；所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的2脚接地；所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的6脚与所述连接端MCU_IOFT_LED_PWM连接；所述电阻器R52的第一端与所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的6脚连接，且所述电阻器R52的第二端与DC5V电压连接；所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的4脚与所述放大器U8的同相输入端相连；

所述电阻器R55的第一端与所述连接器P3的6脚连接，所述电阻器R55的第二端分别与所述电容器C37的第一端、所述电容器C38的第一端、所述电容器C39的第一端、所述电容器C40的第一端、所述电容器C41的第一端以及所述发光二极管的正极连接，所述电容器C37、所述电容器C38、所述电容器C39、所述电容器C40和所述电容器C41的第二端均接地；所述发光二极管D16的负极端与所述场效应管U7的源极相连；

所述场效应管U7的栅极与所述放大器U8的输出端相连，所述场效应管U7的漏极通过所述电阻器R57接地，且所述场效应管U7的漏极与所述放大器U8的反相输入端相连；

所述放大器U8的反相输入端通过所述电阻器R56接地，所述放大器U8的正电源端通过所述电容器C42接地，且所述放大器U8的正电源端与所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的5脚相连；所述放大器U8的负电源端接地；所述电阻器R58的一端与所述放大器U8的输出端相连，且所述电阻器R58通过所述电容器C43接地。

在一种实施方式中，所述颜色传感接收电路包括连接器P2、电阻器R59、电容器C44、连接端Sensor_Dout、连接端Sensor_Range、连接端Sensor_CLK、连接端Sensor_Get、单向TVS二极管D20、电阻器R60、电阻器R61、光电传感器U10、电阻器R62、电感器L5、电阻器R63、电阻器R64、电阻器R65、电阻器R66、电阻器R67、电容器C45、电容器C46、电容器C47、单向TVS二极管D17、单向TVS二极管D18、单向TVS二极管D19；

所述连接器P2的6脚与所述连接端Sensor_Get相连，所述连接端Sensor_Get与所述主控MCU的PA0-WKUP-ADC12_IN0引脚相连；所述连接器P2的5脚与所述连接端Sensor_CLK相连，所述连接端Sensor_CLK与所述主控MCU的PA2-USART2_TX引脚相连；所述连接器P2的4脚与所述连接端Sensor_Range相连，所述连接端Sensor_Range与所述主控MCU的PA1引脚相连；所述连接器P2的3脚与所述连接端Sensor_Dout相连，所述连接端Sensor_Dout与所述主控MCU的PA3-USART2_RX引脚相连；所述连接器P2的2脚接地；所述连接器P2的1脚与所述电阻器R59的第一端相连，所述电阻器R59的第二端通过所述电容器C44接地，且所述电阻器R59的第二端与DC3.3V电压相连；

所述连接端Sensor_Dout与所述单向TVS二极管D20的负极端相连，所述单向TVS二极管D20的正极端接地；所述连接端Sensor_Dout与所述电阻器R60的第一端相连，所述电阻器R60的第二端与所述电阻器R61的第一端相连，所述电阻器R61的第二端与DC3.3V电压相连；所述电阻器R60的第二端与所述光电传感器U10的1脚相连；

所述光电传感器U10的2脚与所述电感器L5的第一端连接，所述电感器L5的第二端与DC3.3V电压相连，所述电感器L5的第二端与所述电容器C45的第一端相连，所述电容器C45的第二端接地，且所述电容器C45的第二端与所述光电传感器U10的3脚相连；所述电容器C46和所述电容器C47并联于所述电感器L5的第一端与所述光电传感器U10的3脚之间；所述光电传感器U10的6脚通过所述电阻器R62与DC3.3V电压相连，且所述光电传感器U10的6脚与所述电阻器R65的第一端连接，所述电阻器R65的第二端与所述连接端Sensor_Get相连，所述电阻器R65的第二端与所述单向TVS二极管D17的负极端相连，所述单向TVS二极管D17的正极端与所述光电传感器U10的3脚相连；所述光电传感器U10的5脚通过所述电阻器R63与DC3.3V电压相连，所述光电传感器U10的5脚与所述电阻器R66的第一端连接，所述电阻器R66的第二端与所述连接端Sensor_CLK相连，所述电阻器R66的第二端与所述单向TVS二极管D18的负极端相连，所述单向TVS二极管D18的正极端与所述光电传感器U10的3脚相连；所述光电传感器U10的4脚通过所述电阻器R64与DC3.3V电压相连，所述光电传感器U10的4脚与所述电阻器R67的第一端连接，所述电阻器R67的第二端与所述连接端连接端Sensor_Range相连，所述电阻器R67的第二端与单向TVS二极管D19的负极端相连，所述单向TVS二极管D19的正极端与所述光电传感器U10的3脚相连。

在一种实施方式中，所述电源电路包括连接器P1、插接器J1、电阻器R1、二极管D1、MOS管Q1、电感器L2、降压芯片U3、电感器L1、电感器L3、稳压芯片U1、电容器C8、电容器C4、电容器C7、电容器C6、电容器C5、电阻器R4、电阻器R6、电阻器R3、电容器C11、电容器C3、电容器C2、电阻器R7、电阻器R5、电阻器R2、电容器C10、电容器C12、电阻器R8、单向TVS二极管D3、单向TVS二极管D2以及三极管Q2；

所述插接器J1与所述主控MCU相连，所述电容器C12的第一端与所述插接器J1相连，所述电阻器R8与所述电容器C12并联；

所述连接器P1的1脚接地，所述连接器P1的2脚与所述外部输入电路相连，所述连接器P1的3脚与所述推挽输出电路相连，所述连接器P1的4脚和5脚分别与所述通讯电路相连，所述连接器P1的6脚与所述电阻器R1的第一端相连，所述电阻器R1的第二端与所述二极管D1的正极端相连，所述二极管D1的负极端与所述MOS管Q1的源极相连；

所述MOS管Q1的漏极与所述电感器L2的第一端相连，所述电感器L2的第二端与DC30V电压相连，且所述电感器L2的第二端与所述降压芯片U3的5脚相连，所述电阻器R3连接于所述降压芯片U3的4脚和5脚之间；所述电容器C1连接于所述降压芯片U3的1脚和6脚之间；所述降压芯片U3的6脚与所述电感器L1的第一端相连，所述降压芯片U3的2脚通过所述电容器C11与所述降压芯片U3的5脚相连；

所述电感器L1的第二端与DC5V电压相连，且所述电感器L1的第二端与所述电感器L3的第一端相连，所述电感器L3的第二端与所述稳压芯片U1的1脚相连；

所述稳压芯片U1的1脚和3脚相连，所述稳压芯片U1的2脚通过所述电容器C7与所述稳压芯片U1的1脚相连；所述稳压芯片U1的5脚与DC3.3V电压连接，且所述稳压芯片U1的5脚通过所述电容器C4与所述电容器C12的第二端相连且接地，所述电容器C8与所述电容器C4并联，所述稳压芯片U1的2脚与所述电容器C12的第二端相连且接地；

所述电容器C6的第一端与所述电感器L3的第一端相连，所述电容器C6的第二端与所述电容器C12的第二端相连且接地；所述电容器C5与所述电容器C6并联；

所述降压芯片U3的6脚用过所述阻器R4与所述降压芯片U3的3脚相连，所述降压芯片U3的3脚通过所述电阻器R6与所述电容器C12的第二端相连且接地；

所述电容器C3与所述电容器C11并联；

所述单向TVS二极管D2的负极端与所述电感器L2的第一端相连，所述单向TVS二极管D2的正极端与所述电容器C12的第二端相连且接地；所述电容器C2与所述单向TVS二极管D2并联；

所述MOS管Q1的栅极通过所述电阻器R7与所述电容器C12的第二端相连且接地，所述MOS管Q1的栅极与所述三极管Q2的集电极相连，所述三极管Q2的发射极与所述MOS管Q1的源极相连，所述MOS管Q1的基集通过所述电阻器R5与所述单向TVS二极管D3的负极端相连，所述单向TVS二极管D3的负极端通过所述电阻器R2与所述二级管D1的负极端相连，所述单向TVS二极管D3的正极端与所述电容器C12的第二端相连且接地；

所述电容器C10的第一端与所述二极管D1的正极端相连，所述电容器C10的第二端与所述电容器C12的第二端相连且接地。

有益效果：本申请的一体式长距离高精度白光数字传感器系统，电路结构简单，各个子电路之间相互协作实现检测目的，具有较高的稳定性和结果的可靠性，适用于多种检测需求。

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是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本申请实施例中主控MCU的引脚示意图；

图2为本申请实施例中MCU晶振电路的电路原理图；

图3为本申请实施例中MCU供电电路的电路原理图；

图4为本申请实施例中模拟量输入电压电路的电路原理图；

图5为本申请实施例中数据存储电路的电路原理图；

图6为本申请实施例中外部输入电路的电路原理图；

图7为本申请实施例中推挽输出电路的电路原理图；

图8为本申请实施例中通讯电路的电路原理图；

图9为本申请实施例中脉冲控制电路的电路原理图；

图10为本申请实施例中颜色传感接收电路的电路原理图；

图11为本申请实施例中电源电路的电路原理图；

图12为本申请实施例中数码管及按键电路的电路原理图；

图13为本申请实施例中指示灯及按键电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本文中，术语“包括”意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本实施例公开了一种一体式长距离高精度白光数字传感器系统，包括主控MCU、外部输入电路、推挽输出电路、通讯电路、电源电路、脉冲控制电路、数码管及按键电路、指示灯及按键电路以及颜色传感接收电路。

在本实施例中，主控MCU选用型号为STM32F103CBT6的芯片，其引脚图如图1所示。主控MCU的周边电路包括与所述主控MCU相连的MCU晶振电路、MCU供电电路、模拟量输入电压电路、数据存储电路。具体的，MCU晶振电路的具体电路结构如图2所示，MCU供电电路的具体电路结构如图3所示，模拟量输入电压电路的具体电路结构如图4所示，数据存储电路的具体电路结构如图5所示，发射控制电路的具体电路结构如图6所示。需要说明的是，MCU晶振电路、MCU供电电路、模拟量输入电压电路、数据存储电路的电路构成、分别与中MCU的具体连接关系以及每个电路中各电气元件的电气参数，本领域技术人员能够基于对应的附图获取，在此不做文字描述。

所述外部输入电路、所述推挽输出电路、所述通讯电路、所述电源电路、所述脉冲控制电路、所述数码管及按键电路、所述指示灯及按键电路、以及所述颜色传感接收电路分别与所述主控MCU对应的功能引脚相连。所述外部输入电路、所述推挽输出电路、所述通讯电路分别与所述电源电路相连。

在本实施例中，如图6所示，所述外部输入电路包括电源输入端ExtCtrl_Input、型号为B16WS的二极管D8、电容值为0.1uF的电容器C9、电阻值为10KΩ的电阻器R25、电阻值为1KΩ的电阻器R30、型号为MMST5401的三极管Q6、电阻值为1KΩ的电阻器R33、电阻值为10KΩ的电阻器R35、连接端MCU_ExtCtrlToMcu。

具体的，在外部输入电路中：

所述电源输入端ExtCtrl_Input与所述电源电路的电压输出端相连；

所述二极管D8的负极端与所述电源输入端ExtCtrl_Input相连，所述二极管D8的正极端通过所述电阻器R30与所述三极管Q6的基集相连；

所述电容器C9的第一端连接于所述二极管D8的正极端和所述电阻器R30之间，且所述电容器C9的第二端接地；

所述电阻器R25的第一端连接于所述二极管D8的正极端和所述电阻器R30之间，且所述电阻器R25的第二端与所述三极管Q6的发射极相连；

所述三极管Q6的发射极连接DC3.3V电压，所述三极管Q6的集电极通过所述电阻器R35接地；

所述电阻器R33的第一端连接于所述三极管Q6的集电极和所述电阻器R35之间，且所述电阻器R33的第二端与所述连接端MCU_ExtCtrlToMcu相连，所述连接端MCU_ExtCtrlToMcu与所述主控MCU的PA6-SPI1_MISO引脚相连。

在本实施例中，如图7所示，所述推挽输出电路包括供电输入端NPN/PNP_OUT、电流规格为100mA的保险丝F1、电阻值为2.7Ω的电阻器R29、型号为BZX584C30的单向TVS二极管D7、型号为BZX584C30的单向TVS二极管D9、型号为MMST5401的三极管Q4、型号为BC817W 的三极管Q7、电阻值为10KΩ的电阻器R24、型号为BC817W 的三极管Q5、电阻值为1KΩ的电阻器R26、电阻值为4.7KΩ的电阻器R27、连接端MCU_PNP_ENABLE、电阻值为4.7KΩ的电阻器R37、电阻器R36以及连接端MCU_NPN_ENABLE。

具体的，在推挽输出电路中：

所述供电输入端NPN/PNP_OUT与所述电源电路的电压输出端相连；

所述保险丝F1的第一端与所述供电输入端NPN/PNP_OUT相连，所述保险丝F1的第二端与所述电阻器R29的第一端相连；

所述电阻器R29的第二端与所述单向TVS二极管D7的正极端、所述单向TVS二极管D9的负极端以及所述三极管Q4的集电极和所述三极管Q7的集电极相连；

所述单向TVS二极管D7的负极端与所述三极管Q4的发射极相连，所述三极管Q4的发射极连接DC30V电压，所述电阻器R24的第一端与所述三极管Q4的发射极相连，所述电阻器R24的第二端与所述三极管Q4的基极相连，且所述三极管Q4的第二端与所述三极管Q5的集电极相连；所述三极管Q5的发射极接地，所述三极管Q5的基极通过所述电阻器R26与所述连接端MCU_PNP_ENABLE相连，且所述三极管Q5的基极通过所述电阻器R27接地，所述连接端MCU_PNP_ENABLE与所述主控MCU的PB0引脚相连；

所述单向TVS二极管D9的正极端与所述三极管Q7的发射极相连，且所述三极管Q7的发射极接地，所述三极管Q7的基极通过所述电阻器R36与所述连接端MCU_NPN_ENABLE相连，且所述三极管Q7的基极通过所述电阻器R37接地，所述连接端MCU_NPN_ENABLE与所述主控MCU的PA5-SPI1_SCK引脚相连。

在本实施例中，如图8所示，所述通讯电路包括电源输入端RS458_A、电源输入端RS458_B、无感电阻R15、型号为SDCW3216-2-102TF的共模电感L5、电阻值为10KΩ的电阻器R12、电阻值为10KΩ的电阻器R18、型号为ESDQ7V0D3的单向TVS二极管D4、型号为ESDBM12VD3的双向TVS二极管D5、型号为ESDQ7V0D3的单向TVS二极管D6、电阻值为2.7KΩ的电阻器R10、电阻值为120Ω的电阻器R16、电阻值为2.7KΩ的电阻器R20、型号为SP3485EEN的功耗收发器芯片U4、电容值为0.1uF的电容器C14、电阻值为120Ω的电阻器R13、电阻值为120Ω的电阻器R19、连接端MCU_TX1、连接端MCU_RX1、型号为SN74LVC1G3157DCKR的单刀双掷模拟开关IC芯片U5、电容值为0.1uF的电容器C13、电阻值为120Ω的电阻器R21、连接端MCU_BOOT1、电阻值为0Ω的电阻器R14、型号为BC817W的三极管Q3、电阻值为10KΩ的电阻器R17、电阻值为2.7KΩ的电阻器R11以及电阻值为10KΩ的电阻器R9。

具体的，在通讯电路中：

所述电源输入端RS458_A和所述电源输入端RS458_B分别与所述电源电路相连；

所述无感电阻R15的第一端与所述电源输入端RS458_A相连，所述电源输入端RS458_A的第二端与所述电源输入端RS458_B相连；

所述共模电感L5的3脚与所述无感电阻R15的第一端相连，所述共模电感L5的2脚与所述无感电阻R15的第二端相连，所述共模电感L5的4脚与所述电阻器R12的第一端相连，所述共模电感L5的1脚与所述电阻器R18的第一端相连；

所述单向TVS二极管D4的负极端与所述电阻器R12的第二端相连，所述单向TVS二极管D4的的正极端接地，且所述单向TVS二极管D4的负极端与所述功耗收发器芯片U4的6脚相连；

所述单向TVS二极管D6的负极端与所述电阻器R18的第二端相连，所述电阻器R18的正极端接地，且所述电阻器R18的负极端与所述功耗收发器芯片U4的7脚相连；

所述双向TVS二极管D5的两端分别与所述单向TVS二极管D4的负极端和所述单向TVS二极管D6的负极端相连；

所述电阻器R10的第一端与所述单向TVS二极管D4的负极端相连，且所述电阻器R10的第二端连接DC3.3V电压；所述电阻器R20的第一端与所述单向TVS二极管D6的负极端相连，且所述电阻器R20的第二端接地；所述电阻器R16的两端分别与所述电阻器R10的第一端和所述电阻器R20的第一端相连；

所述功耗收发器芯片U4的5脚接地，所述功耗收发器芯片U4的8脚连接DC3.3V电压，且所述功耗收发器芯片U4的8脚通过所述电容器C14接地；所述功耗收发器芯片U4的1脚通过所述电阻器R19与所述连接端MCU_RX1相连，所述连接端MCU_RX1与所述主控MCU的PA10-USART1_RX引脚相连；所述功耗收发器芯片U4的2脚和3脚分别与所述单刀双掷模拟开关IC芯片U5的4脚相连，所述功耗收发器芯片U4的4脚通过所述电阻器R13与所述连接端MCU_TX1相连，所述连接端MCU_TX1与所述主控MCU的PA9-USART1_TX引脚相连；

所述单刀双掷模拟开关IC芯片U5的5脚与DC3.3V电压相连，所述单刀双掷模拟开关IC芯片U5的2脚接地，所述单刀双掷模拟开关IC芯片U5的6脚通过所述电阻器R21与所述连接端MCU_BOOT1相连，所述连接端MCU_BOOT1与所述主控MCU的PB2/BOOT1引脚相连；所述单刀双掷模拟开关IC芯片U5的3脚通过所述电阻器R14与所述三极管Q3的集电极相连；

所述三极管Q3的集电极通过所述电阻器R17与DC3.3V电压连接，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的基集与所述电阻器R11的第一端相连，所述电阻器R11的第二端通过所述电阻器R9与DC3.3V电压连接，且所述电阻器R11的第二端与所述连接端MCU_TX1相连。

在本实施例中，如图9所示，所述脉冲控制电路包括连接器P3、型号为ESD5Z5.0T1G的单向TVS二极管D3、电容值为22uF的电容器C31、电容值为22uF的电容器C32、电感值为10uH的电感器L4、电容值为22uF的电容器C33、电容值为0.1uF的电容器C34、型号为SN74LVC1G3157DCKR的单刀双掷模拟开关IC芯片U9、电阻值为10KΩ的电阻器R51、电阻值为10KΩ的电阻器R52、电阻值为10KΩ的电阻器R53、电阻值为10KΩ的电阻器R54、电容值为0.1uF的电容器C35、型号为ESD5Z5.0T1G的单向TVS二极管D15、连接端MCU_DAC_OUTPUT、连接端MCU_IOFT_LED_PWM、电容值为22uF的电容器C36、电阻值为1.0Ω的电阻器R55、电容值为100uF的电容器C37、电容值为100uF的电容器C38、电容值为100uF的电容器C39、电容值为22uF的电容器C40、电容值为22uF的电容器C41、发光二极管D16、型号为WSD2018ADN22的场效应管U7、电阻值为1.6Ω的电阻器R56、电阻值为1.6Ω的电阻器R57、电阻值为47Ω的电阻器R58、电容值为2.2nF的电容器C42、电容值为0.1uF的电容器C43、型号为LMV321IDBVR的放大器U8。

具体的，在脉冲控制电路中：

所述连接器P3的1脚与所述连接端MCU_DAC_OUTPUT相连，所述连接端MCU_DAC_OUTPUT与所述主控MCU的PA4-SPI1_NSS引脚相连，所述连接器P3的2脚接地，所述连接器P3的3脚与所述连接端MCU_IOFT_LED_PWM相连，所述连接端MCU_IOFT_LED_PWM与所述主控MCU的PB13-SPI2_SCK引脚相连；所述连接器P3的4脚接地；所述连接器P3的5脚和6脚相连，所述连接器P3的6脚与DC5V电压连接，且所述连接器P3的6脚与所述单向TVS二极管D3的负极端连接，所述单向TVS二极管D3的正极端接地；所述电容器C31、所述电容器C33、所述电容器C34和所述电容器C36的第一端分别与所述连接器P3的6脚连接，且所述电容器C31、所述电容器C33、所述电容器C34和所述电容器C36的第二端均接地；所述电感器L4的第一端与所述电容器C33的第一端连接，所述电感器L4的第二端与所述电容器C34的第一端连接；

所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的5脚与所述电感器L4的第二端连接，所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的5脚与DC5V电压连接，所述电容器C32的第一端与所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的5脚连接，且所述电容器C32的第二端接地；所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的3脚与所述电阻器R54的第一端连接，所述电阻器R54的第二端与所述连接端MCU_DAC_OUTPUT连接；所述电阻器R53和所述电容器C35的第一端分别与所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的3脚连接，且所述电阻器R53和所述电容器C35的第二端均接地；所述单向TVS二极管D15的负极端与所述电阻器R54的第二端连接，且所述单向TVS二极管D15的正极端接地；所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的1脚通过所述电阻器R2接地；所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的2脚接地；所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的6脚与所述连接端MCU_IOFT_LED_PWM连接；所述电阻器R52的第一端与所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的6脚连接，且所述电阻器R52的第二端与DC5V电压连接；所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的4脚与所述放大器U8的同相输入端相连；

所述电阻器R55的第一端与所述连接器P3的6脚连接，所述电阻器R55的第二端分别与所述电容器C37的第一端、所述电容器C38的第一端、所述电容器C39的第一端、所述电容器C40的第一端、所述电容器C41的第一端以及所述发光二极管的正极连接，所述电容器C37、所述电容器C38、所述电容器C39、所述电容器C40和所述电容器C41的第二端均接地；所述发光二极管D16的负极端与所述场效应管U7的源极相连；

所述场效应管U7的栅极与所述放大器U8的输出端相连，所述场效应管U7的漏极通过所述电阻器R57接地，且所述场效应管U7的漏极与所述放大器U8的反相输入端相连；

所述放大器U8的反相输入端通过所述电阻器R56接地，所述放大器U8的正电源端通过所述电容器C42接地，且所述放大器U8的正电源端与所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的5脚相连；所述放大器U8的负电源端接地；所述电阻器R58的一端与所述放大器U8的输出端相连，且所述电阻器R58通过所述电容器C43接地。

在本实施例中，如图10所示，所述颜色传感接收电路包括连接器P2、电阻值为4.7Ω的电阻器R59、电容值为100uF的电容器C44、连接端Sensor_Dout、连接端Sensor_Range、连接端Sensor_CLK、连接端Sensor_Get、型号为ESD5Z5.0T1G的单向TVS二极管D20、电阻值为120Ω的电阻器R60、电阻值为4.7KΩ的电阻器R61、型号为S9706的光电传感器U10、电阻值为4.7KΩ的电阻器R62、电感值为10uH的电感器L5、电阻值为4.7KΩ的电阻器R63、电阻值为4.7KΩ的电阻器R64、电阻值为120Ω的电阻器R65、电阻值为120Ω的电阻器R66、电阻值为120Ω的电阻器R67、电容值为22uF的电容器C45、电容值为22uF的电容器C46、电容值为0.1uF的电容器C47、型号为ESD5Z5.0T1G的单向TVS二极管D17、型号为ESD5Z5.0T1G的单向TVS二极管D18、型号为ESD5Z5.0T1G的单向TVS二极管D19。

具体的，在颜色传感接收电路中：

所述连接器P2的6脚与所述连接端Sensor_Get相连，所述连接端Sensor_Get与所述主控MCU的PA0-WKUP-ADC12_IN0引脚相连；所述连接器P2的5脚与所述连接端Sensor_CLK相连，所述连接端Sensor_CLK与所述主控MCU的PA2-USART2_TX引脚相连；所述连接器P2的4脚与所述连接端Sensor_Range相连，所述连接端Sensor_Range与所述主控MCU的PA1引脚相连；所述连接器P2的3脚与所述连接端Sensor_Dout相连，所述连接端Sensor_Dout与所述主控MCU的PA3-USART2_RX引脚相连；所述连接器P2的2脚接地；所述连接器P2的1脚与所述电阻器R59的第一端相连，所述电阻器R59的第二端通过所述电容器C44接地，且所述电阻器R59的第二端与DC3.3V电压相连；

所述连接端Sensor_Dout与所述单向TVS二极管D20的负极端相连，所述单向TVS二极管D20的正极端接地；所述连接端Sensor_Dout与所述电阻器R60的第一端相连，所述电阻器R60的第二端与所述电阻器R61的第一端相连，所述电阻器R61的第二端与DC3.3V电压相连；所述电阻器R60的第二端与所述光电传感器U10的1脚相连；

所述光电传感器U10的2脚与所述电感器L5的第一端连接，所述电感器L5的第二端与DC3.3V电压相连，所述电感器L5的第二端与所述电容器C45的第一端相连，所述电容器C45的第二端接地，且所述电容器C45的第二端与所述光电传感器U10的3脚相连；所述电容器C46和所述电容器C47并联于所述电感器L5的第一端与所述光电传感器U10的3脚之间；所述光电传感器U10的6脚通过所述电阻器R62与DC3.3V电压相连，且所述光电传感器U10的6脚与所述电阻器R65的第一端连接，所述电阻器R65的第二端与所述连接端Sensor_Get相连，所述电阻器R65的第二端与所述单向TVS二极管D17的负极端相连，所述单向TVS二极管D17的正极端与所述光电传感器U10的3脚相连；所述光电传感器U10的5脚通过所述电阻器R63与DC3.3V电压相连，所述光电传感器U10的5脚与所述电阻器R66的第一端连接，所述电阻器R66的第二端与所述连接端Sensor_CLK相连，所述电阻器R66的第二端与所述单向TVS二极管D18的负极端相连，所述单向TVS二极管D18的正极端与所述光电传感器U10的3脚相连；所述光电传感器U10的4脚通过所述电阻器R64与DC3.3V电压相连，所述光电传感器U10的4脚与所述电阻器R67的第一端连接，所述电阻器R67的第二端与所述连接端连接端Sensor_Range相连，所述电阻器R67的第二端与单向TVS二极管D19的负极端相连，所述单向TVS二极管D19的正极端与所述光电传感器U10的3脚相连。

在本实施例中，如图11所示，所述电源电路包括连接器P1、插接器J1、电阻值为1.0Ω的电阻器R1、型号为B16WS的二极管D1、型号为HSS6107的MOS管Q1、电感值为10uH的电感器L2、型号为TP6841S6的降压芯片U3、电感值为6.8uH的电感器L1、电感值为4.7uH的电感器L3、型号为ME6217C33M5G的稳压芯片U1、电容值为0.1uF的电容器C8、电容值为0.1uF的电容器C4、电容值为0.1uF的电容器C7、电容值为10uF的电容器C6、电容值为22uF的电容器C5、电阻值为127KΩ的电阻器R4、电阻值为24KΩ的电阻器R6、电阻值为100KΩ的电阻器R3、电容值为0.1uF的电容器C11、电容值为10uF的电容器C3、电容值为10uF的电容器C2、电阻值为127KΩ的电阻器R7、电阻值为4.7KΩ的电阻器R5、电阻值为1KΩ的电阻器R2、电容值为0.1uF的电容器C10、电容值为10uF的电容器C12、电阻值为2MΩ电阻器R8、型号为MMSZ4713T1G的单向TVS二极管D3、型号为 SMF30A的单向TVS二极管D2以及型号为MMST5401的三极管Q2。

具体的，在电源电路中：

所述插接器J1与所述主控MCU相连，所述电容器C12的第一端与所述插接器J1相连，所述电阻器R8与所述电容器C12并联；

所述连接器P1的1脚接地，所述连接器P1的2脚与所述外部输入电路相连，所述连接器P1的3脚与所述推挽输出电路相连，所述连接器P1的4脚和5脚分别与所述通讯电路相连，所述连接器P1的6脚与所述电阻器R1的第一端相连，所述电阻器R1的第二端与所述二极管D1的正极端相连，所述二极管D1的负极端与所述MOS管Q1的源极相连；

所述MOS管Q1的漏极与所述电感器L2的第一端相连，所述电感器L2的第二端与DC30V电压相连，且所述电感器L2的第二端与所述降压芯片U3的5脚相连，所述电阻器R3连接于所述降压芯片U3的4脚和5脚之间；所述电容器C1连接于所述降压芯片U3的1脚和6脚之间；所述降压芯片U3的6脚与所述电感器L1的第一端相连，所述降压芯片U3的2脚通过所述电容器C11与所述降压芯片U3的5脚相连；

所述电感器L1的第二端与DC5V电压相连，且所述电感器L1的第二端与所述电感器L3的第一端相连，所述电感器L3的第二端与所述稳压芯片U1的1脚相连；

所述稳压芯片U1的1脚和3脚相连，所述稳压芯片U1的2脚通过所述电容器C7与所述稳压芯片U1的1脚相连；所述稳压芯片U1的5脚与DC3.3V电压连接，且所述稳压芯片U1的5脚通过所述电容器C4与所述电容器C12的第二端相连且接地，所述电容器C8与所述电容器C4并联，所述稳压芯片U1的2脚与所述电容器C12的第二端相连且接地；

所述电容器C6的第一端与所述电感器L3的第一端相连，所述电容器C6的第二端与所述电容器C12的第二端相连且接地；所述电容器C5与所述电容器C6并联；

所述降压芯片U3的6脚用过所述阻器R4与所述降压芯片U3的3脚相连，所述降压芯片U3的3脚通过所述电阻器R6与所述电容器C12的第二端相连且接地；

所述电容器C3与所述电容器C11并联；

所述单向TVS二极管D2的负极端与所述电感器L2的第一端相连，所述单向TVS二极管D2的正极端与所述电容器C12的第二端相连且接地；所述电容器C2与所述单向TVS二极管D2并联；

所述MOS管Q1的栅极通过所述电阻器R7与所述电容器C12的第二端相连且接地，所述MOS管Q1的栅极与所述三极管Q2的集电极相连，所述三极管Q2的发射极与所述MOS管Q1的源极相连，所述MOS管Q1的基集通过所述电阻器R5与所述单向TVS二极管D3的负极端相连，所述单向TVS二极管D3的负极端通过所述电阻器R2与所述二级管D1的负极端相连，所述单向TVS二极管D3的正极端与所述电容器C12的第二端相连且接地；

所述电容器C10的第一端与所述二极管D1的正极端相连，所述电容器C10的第二端与所述电容器C12的第二端相连且接地。

在本实施例中，需要说明的是，数码管及按键电路以及指示灯及按键电路，本领域普通技术人员能够基于本申请已有的记载，在不需要付出创造性劳动的前提下，采用现有技术即可获取相应的电路结构，即该部分内容可以视作是现有技术中的一种，本文本可以不对该部分内容进行具体描述。但是，为了进一步帮助理解，本实施例采用如图12所示的数码管及按键电路，其中，数码管及按键电路的具体电路结构、连接关系以及与主控MCU之间的连接关系，本领域技术人员能够基于附图中记载的信息获取，在此不做文字描述。本实施例采用如图13所示的指示灯及按键电路，同样的，指示灯及按键电路的具体电路结构、连接关系以及与主控MCU之间的连接关系，本领域技术人员能够基于附图中记载的信息获取，在此不做文字描述。

最后应说明的是：以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种一体式长距离高精度白光数字传感器系统，其特征在于，包括：

主控MCU，所述主控MCU连接有MCU晶振电路、MCU供电电路、模拟量输入电压电路、数据存储电路；

外部输入电路；

推挽输出电路；

通讯电路；

电源电路；

脉冲控制电路；

数码管及按键电路；

指示灯及按键电路；

颜色传感接收电路；

所述外部输入电路、所述推挽输出电路、所述通讯电路、所述电源电路、所述脉冲控制电路、所述数码管及按键电路、所述指示灯及按键电路、以及所述颜色传感接收电路分别与所述主控MCU对应的功能引脚相连；

所述外部输入电路、所述推挽输出电路、所述通讯电路分别与所述电源电路相连。

2.根据权利要求1所述的一体式长距离高精度白光数字传感器系统，其特征在于，所述外部输入电路包括电源输入端ExtCtrl_Input、二极管D8、电容器C9、电阻器R25、电阻器R30、三极管Q6、电阻器R33、电阻器R35、连接端MCU_ExtCtrlToMcu；

所述电源输入端ExtCtrl_Input与所述电源电路的电压输出端相连；

所述二极管D8的负极端与所述电源输入端ExtCtrl_Input相连，所述二极管D8的正极端通过所述电阻器R30与所述三极管Q6的基集相连；

所述电容器C9的第一端连接于所述二极管D8的正极端和所述电阻器R30之间，且所述电容器C9的第二端接地；

所述电阻器R25的第一端连接于所述二极管D8的正极端和所述电阻器R30之间，且所述电阻器R25的第二端与所述三极管Q6的发射极相连；

所述三极管Q6的发射极连接DC3.3V电压，所述三极管Q6的集电极通过所述电阻器R35接地；

所述电阻器R33的第一端连接于所述三极管Q6的集电极和所述电阻器R35之间，且所述电阻器R33的第二端与所述连接端MCU_ExtCtrlToMcu相连，所述连接端MCU_ExtCtrlToMcu与所述主控MCU的PA6-SPI1_MISO引脚相连。

3.根据权利要求1所述的一体式长距离高精度白光数字传感器系统，其特征在于，所述推挽输出电路包括供电输入端NPN/PNP_OUT、保险丝F1、电阻器R29、单向TVS二极管D7、单向TVS二极管D9、三极管Q4、三极管Q7、电阻器R24、三极管Q5、电阻器R26、电阻器R27、连接端MCU_PNP_ENABLE、电阻器R37、电阻器R36以及连接端MCU_NPN_ENABLE；

所述供电输入端NPN/PNP_OUT与所述电源电路的电压输出端相连；

所述保险丝F1的第一端与所述供电输入端NPN/PNP_OUT相连，所述保险丝F1的第二端与所述电阻器R29的第一端相连；

所述电阻器R29的第二端与所述单向TVS二极管D7的正极端、所述单向TVS二极管D9的负极端以及所述三极管Q4的集电极和所述三极管Q7的集电极相连；

所述单向TVS二极管D7的负极端与所述三极管Q4的发射极相连，所述三极管Q4的发射极连接DC30V电压，所述电阻器R24的第一端与所述三极管Q4的发射极相连，所述电阻器R24的第二端与所述三极管Q4的基极相连，且所述三极管Q4的第二端与所述三极管Q5的集电极相连；所述三极管Q5的发射极接地，所述三极管Q5的基极通过所述电阻器R26与所述连接端MCU_PNP_ENABLE相连，且所述三极管Q5的基极通过所述电阻器R27接地，所述连接端MCU_PNP_ENABLE与所述主控MCU的PB0引脚相连；

所述单向TVS二极管D9的正极端与所述三极管Q7的发射极相连，且所述三极管Q7的发射极接地，所述三极管Q7的基极通过所述电阻器R36与所述连接端MCU_NPN_ENABLE相连，且所述三极管Q7的基极通过所述电阻器R37接地，所述连接端MCU_NPN_ENABLE与所述主控MCU的PA5-SPI1_SCK引脚相连。

4.根据权利要求1所述的一体式长距离高精度白光数字传感器系统，其特征在于，所述通讯电路包括电源输入端RS458_A、电源输入端RS458_B、无感电阻R15、共模电感L5、电阻器R12、电阻器R18、单向TVS二极管D4、双向TVS二极管D5、单向TVS二极管D6、电阻器R10、电阻器R16、电阻器R20、功耗收发器芯片U4、电容器C14、电阻器R13、电阻器R19、连接端MCU_TX1、连接端MCU_RX1、单刀双掷模拟开关IC芯片U5、电容器C13、电阻器R21、连接端MCU_BOOT1、电阻器R14、三极管Q3、电阻器R17、电阻器R11以及电阻器R9；

所述电源输入端RS458_A和所述电源输入端RS458_B分别与所述电源电路相连；

所述无感电阻R15的第一端与所述电源输入端RS458_A相连，所述电源输入端RS458_A的第二端与所述电源输入端RS458_B相连；

所述共模电感L5的3脚与所述无感电阻R15的第一端相连，所述共模电感L5的2脚与所述无感电阻R15的第二端相连，所述共模电感L5的4脚与所述电阻器R12的第一端相连，所述共模电感L5的1脚与所述电阻器R18的第一端相连；

所述单向TVS二极管D4的负极端与所述电阻器R12的第二端相连，所述单向TVS二极管D4的的正极端接地，且所述单向TVS二极管D4的负极端与所述功耗收发器芯片U4的6脚相连；

所述单向TVS二极管D6的负极端与所述电阻器R18的第二端相连，所述电阻器R18的正极端接地，且所述电阻器R18的负极端与所述功耗收发器芯片U4的7脚相连；

所述双向TVS二极管D5的两端分别与所述单向TVS二极管D4的负极端和所述单向TVS二极管D6的负极端相连；

所述电阻器R10的第一端与所述单向TVS二极管D4的负极端相连，且所述电阻器R10的第二端连接DC3.3V电压；所述电阻器R20的第一端与所述单向TVS二极管D6的负极端相连，且所述电阻器R20的第二端接地；所述电阻器R16的两端分别与所述电阻器R10的第一端和所述电阻器R20的第一端相连；

所述功耗收发器芯片U4的5脚接地，所述功耗收发器芯片U4的8脚连接DC3.3V电压，且所述功耗收发器芯片U4的8脚通过所述电容器C14接地；所述功耗收发器芯片U4的1脚通过所述电阻器R19与所述连接端MCU_RX1相连，所述连接端MCU_RX1与所述主控MCU的PA10-USART1_RX引脚相连；所述功耗收发器芯片U4的2脚和3脚分别与所述单刀双掷模拟开关IC芯片U5的4脚相连，所述功耗收发器芯片U4的4脚通过所述电阻器R13与所述连接端MCU_TX1相连，所述连接端MCU_TX1与所述主控MCU的PA9-USART1_TX引脚相连；

所述单刀双掷模拟开关IC芯片U5的5脚与DC3.3V电压相连，所述单刀双掷模拟开关IC芯片U5的2脚接地，所述单刀双掷模拟开关IC芯片U5的6脚通过所述电阻器R21与所述连接端MCU_BOOT1相连，所述连接端MCU_BOOT1与所述主控MCU的PB2/BOOT1引脚相连；所述单刀双掷模拟开关IC芯片U5的3脚通过所述电阻器R14与所述三极管Q3的集电极相连；

所述三极管Q3的集电极通过所述电阻器R17与DC3.3V电压连接，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的基集与所述电阻器R11的第一端相连，所述电阻器R11的第二端通过所述电阻器R9与DC3.3V电压连接，且所述电阻器R11的第二端与所述连接端MCU_TX1相连。

5.根据权利要求1所述的一体式长距离高精度白光数字传感器系统，其特征在于，所述脉冲控制电路包括连接器P3、单向TVS二极管D3、电容器C31、电容器C32、电感器L4、电容器C33、电容器C34、单刀双掷模拟开关IC芯片U9、电阻器R51、电阻器R52、电阻器R53、电阻器R54、电容器C35、单向TVS二极管D15、连接端MCU_DAC_OUTPUT、连接端MCU_IOFT_LED_PWM、电容器C36、电阻器R55、电容器C37、电容器C38、电容器C39、电容器C40、电容器C41、发光二极管D16、场效应管U7、电阻器R56、电阻器R57、电阻器R58、电容器C42、电容器C43、放大器U8；

所述连接器P3的1脚与所述连接端MCU_DAC_OUTPUT相连，所述连接端MCU_DAC_OUTPUT与所述主控MCU的PA4-SPI1_NSS引脚相连，所述连接器P3的2脚接地，所述连接器P3的3脚与所述连接端MCU_IOFT_LED_PWM相连，所述连接端MCU_IOFT_LED_PWM与所述主控MCU的PB13-SPI2_SCK引脚相连；所述连接器P3的4脚接地；所述连接器P3的5脚和6脚相连，所述连接器P3的6脚与DC5V电压连接，且所述连接器P3的6脚与所述单向TVS二极管D3的负极端连接，所述单向TVS二极管D3的正极端接地；所述电容器C31、所述电容器C33、所述电容器C34和所述电容器C36的第一端分别与所述连接器P3的6脚连接，且所述电容器C31、所述电容器C33、所述电容器C34和所述电容器C36的第二端均接地；所述电感器L4的第一端与所述电容器C33的第一端连接，所述电感器L4的第二端与所述电容器C34的第一端连接；

所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的5脚与所述电感器L4的第二端连接，所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的5脚与DC5V电压连接，所述电容器C32的第一端与所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的5脚连接，且所述电容器C32的第二端接地；所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的3脚与所述电阻器R54的第一端连接，所述电阻器R54的第二端与所述连接端MCU_DAC_OUTPUT连接；所述电阻器R53和所述电容器C35的第一端分别与所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的3脚连接，且所述电阻器R53和所述电容器C35的第二端均接地；所述单向TVS二极管D15的负极端与所述电阻器R54的第二端连接，且所述单向TVS二极管D15的正极端接地；所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的1脚通过所述电阻器R2接地；所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的2脚接地；所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的6脚与所述连接端MCU_IOFT_LED_PWM连接；所述电阻器R52的第一端与所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的6脚连接，且所述电阻器R52的第二端与DC5V电压连接；所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的4脚与所述放大器U8的同相输入端相连；

所述电阻器R55的第一端与所述连接器P3的6脚连接，所述电阻器R55的第二端分别与所述电容器C37的第一端、所述电容器C38的第一端、所述电容器C39的第一端、所述电容器C40的第一端、所述电容器C41的第一端以及所述发光二极管的正极连接，所述电容器C37、所述电容器C38、所述电容器C39、所述电容器C40和所述电容器C41的第二端均接地；所述发光二极管D16的负极端与所述场效应管U7的源极相连；

所述场效应管U7的栅极与所述放大器U8的输出端相连，所述场效应管U7的漏极通过所述电阻器R57接地，且所述场效应管U7的漏极与所述放大器U8的反相输入端相连；

所述放大器U8的反相输入端通过所述电阻器R56接地，所述放大器U8的正电源端通过所述电容器C42接地，且所述放大器U8的正电源端与所述单刀双掷模拟开关IC芯片U9的5脚相连；所述放大器U8的负电源端接地；所述电阻器R58的一端与所述放大器U8的输出端相连，且所述电阻器R58通过所述电容器C43接地。

6.根据权利要求1所述的一体式长距离高精度白光数字传感器系统，其特征在于，所述颜色传感接收电路包括连接器P2、电阻器R59、电容器C44、连接端Sensor_Dout、连接端Sensor_Range、连接端Sensor_CLK、连接端Sensor_Get、单向TVS二极管D20、电阻器R60、电阻器R61、光电传感器U10、电阻器R62、电感器L5、电阻器R63、电阻器R64、电阻器R65、电阻器R66、电阻器R67、电容器C45、电容器C46、电容器C47、单向TVS二极管D17、单向TVS二极管D18、单向TVS二极管D19；

所述连接器P2的6脚与所述连接端Sensor_Get相连，所述连接端Sensor_Get与所述主控MCU的PA0-WKUP-ADC12_IN0引脚相连；所述连接器P2的5脚与所述连接端Sensor_CLK相连，所述连接端Sensor_CLK与所述主控MCU的PA2-USART2_TX引脚相连；所述连接器P2的4脚与所述连接端Sensor_Range相连，所述连接端Sensor_Range与所述主控MCU的PA1引脚相连；所述连接器P2的3脚与所述连接端Sensor_Dout相连，所述连接端Sensor_Dout与所述主控MCU的PA3-USART2_RX引脚相连；所述连接器P2的2脚接地；所述连接器P2的1脚与所述电阻器R59的第一端相连，所述电阻器R59的第二端通过所述电容器C44接地，且所述电阻器R59的第二端与DC3.3V电压相连；

所述连接端Sensor_Dout与所述单向TVS二极管D20的负极端相连，所述单向TVS二极管D20的正极端接地；所述连接端Sensor_Dout与所述电阻器R60的第一端相连，所述电阻器R60的第二端与所述电阻器R61的第一端相连，所述电阻器R61的第二端与DC3.3V电压相连；所述电阻器R60的第二端与所述光电传感器U10的1脚相连；

所述光电传感器U10的2脚与所述电感器L5的第一端连接，所述电感器L5的第二端与DC3.3V电压相连，所述电感器L5的第二端与所述电容器C45的第一端相连，所述电容器C45的第二端接地，且所述电容器C45的第二端与所述光电传感器U10的3脚相连；所述电容器C46和所述电容器C47并联于所述电感器L5的第一端与所述光电传感器U10的3脚之间；所述光电传感器U10的6脚通过所述电阻器R62与DC3.3V电压相连，且所述光电传感器U10的6脚与所述电阻器R65的第一端连接，所述电阻器R65的第二端与所述连接端Sensor_Get相连，所述电阻器R65的第二端与所述单向TVS二极管D17的负极端相连，所述单向TVS二极管D17的正极端与所述光电传感器U10的3脚相连；所述光电传感器U10的5脚通过所述电阻器R63与DC3.3V电压相连，所述光电传感器U10的5脚与所述电阻器R66的第一端连接，所述电阻器R66的第二端与所述连接端Sensor_CLK相连，所述电阻器R66的第二端与所述单向TVS二极管D18的负极端相连，所述单向TVS二极管D18的正极端与所述光电传感器U10的3脚相连；所述光电传感器U10的4脚通过所述电阻器R64与DC3.3V电压相连，所述光电传感器U10的4脚与所述电阻器R67的第一端连接，所述电阻器R67的第二端与所述连接端连接端Sensor_Range相连，所述电阻器R67的第二端与单向TVS二极管D19的负极端相连，所述单向TVS二极管D19的正极端与所述光电传感器U10的3脚相连。

7.根据权利要求1所述的一体式长距离高精度白光数字传感器系统，其特征在于，所述电源电路包括连接器P1、插接器J1、电阻器R1、二极管D1、MOS管Q1、电感器L2、降压芯片U3、电感器L1、电感器L3、稳压芯片U1、电容器C8、电容器C4、电容器C7、电容器C6、电容器C5、电阻器R4、电阻器R6、电阻器R3、电容器C11、电容器C3、电容器C2、电阻器R7、电阻器R5、电阻器R2、电容器C10、电容器C12、电阻器R8、单向TVS二极管D3、单向TVS二极管D2以及三极管Q2；

所述插接器J1与所述主控MCU相连，所述电容器C12的第一端与所述插接器J1相连，所述电阻器R8与所述电容器C12并联；

所述连接器P1的1脚接地，所述连接器P1的2脚与所述外部输入电路相连，所述连接器P1的3脚与所述推挽输出电路相连，所述连接器P1的4脚和5脚分别与所述通讯电路相连，所述连接器P1的6脚与所述电阻器R1的第一端相连，所述电阻器R1的第二端与所述二极管D1的正极端相连，所述二极管D1的负极端与所述MOS管Q1的源极相连；

所述MOS管Q1的漏极与所述电感器L2的第一端相连，所述电感器L2的第二端与DC30V电压相连，且所述电感器L2的第二端与所述降压芯片U3的5脚相连，所述电阻器R3连接于所述降压芯片U3的4脚和5脚之间；所述电容器C1连接于所述降压芯片U3的1脚和6脚之间；所述降压芯片U3的6脚与所述电感器L1的第一端相连，所述降压芯片U3的2脚通过所述电容器C11与所述降压芯片U3的5脚相连；

所述电感器L1的第二端与DC5V电压相连，且所述电感器L1的第二端与所述电感器L3的第一端相连，所述电感器L3的第二端与所述稳压芯片U1的1脚相连；

所述稳压芯片U1的1脚和3脚相连，所述稳压芯片U1的2脚通过所述电容器C7与所述稳压芯片U1的1脚相连；所述稳压芯片U1的5脚与DC3.3V电压连接，且所述稳压芯片U1的5脚通过所述电容器C4与所述电容器C12的第二端相连且接地，所述电容器C8与所述电容器C4并联，所述稳压芯片U1的2脚与所述电容器C12的第二端相连且接地；

所述电容器C6的第一端与所述电感器L3的第一端相连，所述电容器C6的第二端与所述电容器C12的第二端相连且接地；所述电容器C5与所述电容器C6并联；

所述降压芯片U3的6脚用过所述阻器R4与所述降压芯片U3的3脚相连，所述降压芯片U3的3脚通过所述电阻器R6与所述电容器C12的第二端相连且接地；

所述电容器C3与所述电容器C11并联；

所述单向TVS二极管D2的负极端与所述电感器L2的第一端相连，所述单向TVS二极管D2的正极端与所述电容器C12的第二端相连且接地；所述电容器C2与所述单向TVS二极管D2并联；

所述MOS管Q1的栅极通过所述电阻器R7与所述电容器C12的第二端相连且接地，所述MOS管Q1的栅极与所述三极管Q2的集电极相连，所述三极管Q2的发射极与所述MOS管Q1的源极相连，所述MOS管Q1的基集通过所述电阻器R5与所述单向TVS二极管D3的负极端相连，所述单向TVS二极管D3的负极端通过所述电阻器R2与所述二级管D1的负极端相连，所述单向TVS二极管D3的正极端与所述电容器C12的第二端相连且接地；

所述电容器C10的第一端与所述二极管D1的正极端相连，所述电容器C10的第二端与所述电容器C12的第二端相连且接地。

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