CN201035557Y - 开关量信号接口电路 - Google Patents

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CN201035557Y CNU2007200026100U CN200720002610U CN201035557Y CN 201035557 Y CN201035557 Y CN 201035557Y CN U2007200026100 U CNU2007200026100 U CN U2007200026100U CN 200720002610 U CN200720002610 U CN 200720002610U CN 201035557 Y CN201035557 Y CN 201035557Y
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刘文辉
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Abstract

本实用新型涉及一种开关量信号接口电路，特别是一种飞机数据采集系统的开关量信号接口电路。本实用新型由稳压电路、多路模拟开关、比较器电路组成，其中比较器电路还包括开关量前一状态恢复电路、信号规一化电路和开关量开路状态判别电路。本开关量信号接口电路考虑了信号的三种状态——高电平、低电平以及开路状态，通过判断开关量信号的状态，借助处理器的智能化，实现了多路开关量信号用单一接口电路快速采集的目的。该接口电路为飞机开关量信号采集的通用电路，可用于多种航空机载产品，为实现采集电路的标准化、模块化、系列化创造了条件。

Description

开关量信号接口电路
技术领域
本实用新型属于信号采集技术，应用于航空机载设备中。
背景技术
开关量信号接口电路是数据采集系统中的重要电路。在开关量信号采集电路中，机上传感器的输出信号连接接口电路输入端，经过接口电路整形、滤波、稳压钳位后接入多路模拟开关的输入端，模拟开关的输出接入比较器，经比较器处理后转换成数字信号输入处理器中。
随着飞机性能的提高，开关量的种类和数量越来越多，对开关量信号接口电路的设计和功能提出了更高的要求，迫切需要采用一种开关量信号接口满足各种开关量信号的采集电路。
现有的开关量信号接口电路往往设计成一个接口对应于一个开关量，当被采集的飞机开关状态较复杂时，接口电路结构复杂，采集成本高。本开关量信号接口电路考虑了信号的三种状态——高电平、低电平以及开路状态，通过判断开关量信号的状态，借助处理器的智能化，实现了多路开关量信号用单一接口电路快速采集的目的。该接口电路为飞机开关量信号采集的通用电路，为实现采集电路的标准化、模块化、系列化创造了条件。
发明内容
本发明的目的是：提供一种开关量信号接口电路，传感器的输出信号经接口电路滤波、整形后由接口采集电路进行参数采集，通过判断开关量信号的状态，借助处理器的智能化，实现了多路开关量信号用单一接口电路快速采集的目的。
本发明的技术方案是：一种连接在传感器和处理器之间的开关量信号接口电路，由稳压电路、多路模拟开关和比较器A1构成，其特征在于：所述开关量信号接口电路还接入了比较器A2、A3、A4、A5，
反向比较器A2为开关量前一状态恢复电路，其反向输入端接入处理器电路中，正向输入端接一门限电压，门限电压通过电源经R11、R13分压获得，输出端通过分压电路R7、R8与比较器A1的反向输入端连接；
反向比较器A3为信号规一化电路，其反向输入端接入处理器电路中，正向输入端与反向比较器A2的正向输入端相连，输出端通过限流电阻R6与比较器A1的正向输入端相连；
比较器A4、A5为开关量开路状态判别电路，具有上下门限电压，上下门限电压通过电源经R15、R17、R18分压获得，其上门限电压接入A4的正向输入端，下门限电压接入A5的反向输入端，A4的反向输入端与A5的正向输入端相连并接入比较器A1的正向输入端，比较器A4、A5的输出端相连并接入处理器电路中。
开关量输入信号经过滤波、钳位后接入模拟开关的输入端，模拟开关的输出接入比较器A1，利用比较器的施密特特性设置比较器的回差电压。比较器A1的输出接入微处理器I/O口PB0以供微处理器采集。由于开关量是循环采集的，那么，对某一路开关量来说，在采集前必须恢复此开关量的前一个状态(此状态由微处理器I/O口PB1提供)，比较器A2就是用来完成此功能的电路。比较器A3是用来对不同的开关量信号(28V或5V)而设置不同的输入电压(此状态由微处理器I/O口PB2提供)。另外考虑到开关量有三种状态(高电平、低电平、开路)，而一路比较器输出只能有两种状态，为此，增加比较器A4、A5，用来判断开关量是否开路(其输出接入微处理器I/O口PB3以供微处理器采集)。
本发明的优点是：本开关量信号接口电路实现了开关量高电平、低电平和开路状态信号的采集，采用开关量前一状态恢复电路保证了每次采集信号的准确性，从而达到采用一种开关量信号接口电路满足多种开关量信号采集的需要。
附图说明
图1为本实用新型的开关量信号接口电路图；
图2为本实用新型的开关量信号接口模块框图。
具体实施方式
本实用新型中模拟开关选择AD公司的8选1 AD7503SE，共9片，采用二级级连，构成64通道的开关量输入接口，比较器A1-A5选用AD公司的4比较器LM139J。开关量的六种状态分别是5V/悬空、5V/地、28V/悬空、28V/地、悬空/地、地/悬空。
本开关量信号接口电路利用比较器A1的施密特特性设置比较器的回差电压来确定开关量的高、低状态，其中开关量信号V2+＝3.5V，V2-＝1.5V，当某一路开关量由低向高变化时，即V1点的电压逐渐升高，直到V1＞3.5V时，比较器A1的输出翻转为“1”。当某一路开关量由高向低变化时，即V1点的电压逐渐降低，直到V1＜1.5V时，比较器A1的输出翻转为“0”。
由于64路开关量信号经过模拟开关切换输入到一个接口电路中，为了保证采集信号的准确，在采集开始前要对电子开关进行复位，也就是对某一路开关量来说在采集前必须恢复此开关量的前一个状态，比较器A2即实现了这一功能。当某一路开关量的前一次采集结果为“0”或者“1”时，则将“0”或者“1”由微处理器通过I/O口写入比较起A2的反向输入端，以此来设置比较器A2的回差电压V2。为了得到可靠的结果，必须在V3点设置一定的门限电压(V3点的电压可设置在1～3V)。
当某一路开关量输入信号电平为5V时，则将“0”由微处理器的I/O口PB2写入比较器A3的反向输入端，此时，V1点的电压为：Vi+＝3.5V、Vi-＝1.36V；当某一路开关量输入信号电平为27V时，则将“0”由微处理器的I/O口PB2写入比较器A3的反向输入端，此时，V1点的电压为：Vi+＝7V、Vi-＝3.5V；
利用比较器A4、A5来识别开关量信号的第三种状态即开路状态。当某一路开关量输入悬空(即开路)时，V1的电压是由电源电压经R2、R3分压获得，此时V1点的电压为3.5V，所以V4，V5点的电压分别取V4＝4V、V5＝3V，保证了PB I/O口输出高电平。

Claims (1)

1.一种连接在传感器和处理器之间的开关量信号接口电路，由稳压电路、多路模拟开关和比较器A1构成，其特征在于：所述开关量信号接口电路还接入了比较器A2、A3、A4、A5，
反向比较器A2为开关量前一状态恢复电路，其反向输入端接入处理器电路中，正向输入端接一门限电压，门限电压通过电源经R11、R13分压获得，输出端通过分压电路R7、R8与比较器A1的反向输入端连接；
反向比较器A3为信号规一化电路，其反向输入端接入处理器电路中，正向输入端与反向比较器A2的正向输入端相连，输出端通过限流电阻R6与比较器A1的正向输入端相连；
比较器A4、A5为开关量开路状态判别电路，具有上下门限电压，其上下门限电压通过电源经R15、R17、R18分压获得，其上门限电压接入A4的正向输入端，下门限电压接入A5的反向输入端，A4的反向输入端与A5的正向输入端相连并接入比较器A1的正向输入端，比较器A4、A5的输出端相连并接入处理器电路中。
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