CN201644996U - 一种复用总线电路 - Google Patents

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魏维
刘建国
吴青
刘文辉
段鑫
余志勇
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Guangzhou King Welding Mechanical & Electrical Equipment Co., Ltd.
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Abstract

一种复用总线电路，包括复用总线、复用总线信号输入电路和复用总线信号输出处理电路。复用总线：包括一条开关控制线和一条地线或一条电源线；复用总线信号输入电路：包括至少二个开关，分别串联一阻值各异的电阻后互相并联，再连接到开关控制线和地线或电源线之间；复用总线信号输出处理电路：包括至少二个比较器，其比较输入端均连接开关控制线，其参考输入端各自具备不同电压值的参考电压，当至少二个开关的开关状态不同时，在至少二个比较器的比较输入端形成不同的比较电压，根据至少二个比较器输出电压状态的组合，即可识别至少二个开关的开关状态。本实用新型在保持主机原功能完整的条件下，减少开关控制线，以减少连接电缆的重量与成本。

Description

一种复用总线电路
技术领域：
本实用新型涉及一种复用总线电路。
背景技术：
当至少二个开关和主机之间的距离很远时，为获知开关的状态，一个开关就需要一条开关控制线，至少二个开关和主机之间的连接电缆就会又粗又重，成本高。例如：由于CO2保护焊机在焊接作业时需要在大范围内进行施焊，送丝机与焊机本体的距离有时达50m，这时减少送丝机与焊机本体间的控制线的根数，对于减少连接电缆的重量与成本有现实的意义。图1为常规控制线缆控制简图，图1中外接控制线为三根，一根电源线，二根开关控制线，当焊枪开关按下后，光耦的第8脚输出电压由高变低，当点动开关按下后，第6脚的输出电压由高变低，根据上述两电压变化后端的程序控制电路发出相应的控制信号，从而完成焊接点动送丝指令。
发明内容：
本实用新型的目的就是提出一种复用总线电路，在保持主机原功能完整的条件下，减少开关控制线，以减少连接电缆的重量与成本。
为实现上述目的，本实用新型一种复用总线电路，包括复用总线、复用总线信号输入电路和复用总线信号输出处理电路。
复用总线：包括一条开关控制线和一条地线或一条电源线。
复用总线信号输入电路：包括至少二个开关，该至少二个开关分别串联一阻值各异的电阻后互相并联，再连接到复用总线输入端的开关控制线和地线或电源线之间。
复用总线信号输出处理电路：包括至少二个比较器，该至少二个比较器的比较输入端均连接复用总线输出端的开关控制线，该复用总线输出端的开关控制线经一比较输入端电阻连接电源或地，复用总线输出端的地线或电源线连接地或电源，设有至少二个不同电压值的参考电压建立电路，其至少二个不同电压值的参考电压输出端分别连接所述至少二个比较器的参考输入端。
当至少二个开关的开关状态不同时，在至少二个比较器的比较输入端形成不同的比较电压，不同的比较电压分别落在电源、至少二个不同电压值的参考电压、地相邻两两电压值之间，根据至少二个比较器输出电压状态的组合，获取至少二个开关的开关状态。
上述至少二个不同电压值的参考电压建立电路可以是：包括至少三个分压电阻，至少三个分压电阻互相串联，连接在电源和地之间，该至少三个分压电阻的两两相邻电阻之间的连接点为参考电压输出端。
上述复用总线输出端的开关控制线还经另一比较输入端电阻连接复用总线输出端的地线或电源线。
在一种实施方式中，上述至少二个比较器的比较输入端为正输入端，相应地，至少二个比较器的参考输入端为负输入端。
在另一种实施方式中，上述至少二个比较器的比较输入端为负输入端，相应地，至少二个比较器的参考输入端为正输入端。
在再一种实施方式中，上述至少二个比较器的比较输入端为正输入端，为负输入端，相应地，至少二个比较器的参考输入端为负输入端，为正输入端。
上述至少二个开关分别串联一阻值各异的电阻，其中一个电阻的阻值可以为零。
为了和后端的主机控制电路隔离，还可以包括至少二个光耦，上述至少二个比较器的输出电压分别经对应的光耦输出。在一种实施方式中，上述至少二个比较器对应的光耦，其光电二极管的阳极互相连接后，再经一限流电阻连接电源，负极连接对应比较器的输出端，其光电三极管的发射极连接光耦输出的地，集电极经一集电极电阻连接光耦输出的电源，该集电极为相应光耦的输出端。
本实用新型由于将至少二个开关分别串联一阻值各异的电阻后互相并联，并设置了至少二个比较器，当至少二个开关的开关状态不同时，在至少二个比较器的比较输入端形成不同的比较电压，根据至少二个比较器输出电压状态的组合，即可识别至少二个开关的开关状态，故开关控制线从一个开关需要一条开关控制线降为全部开关只需要一条开关控制线，从而降低了连接电缆的重量与成本。
附图说明：
图1为现有技术常规控制线缆控制简图；
图2为本实用新型实施例电路原理图；
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。
为减少连接电缆的根数，我们在新型数字焊机中采用了本实用新型。
如图2所示，本实用新型实施例，包括复用总线、复用总线信号输入电路和复用总线信号输出处理电路。
复用总线：包括一条开关控制线和一条地线。
复用总线信号输入电路：包括二个开关，焊枪开关和点动开关，点动开关串联一电阻R1后和焊枪开关互相并联，再连接到复用总线输入端的开关控制线和地线之间。
复用总线信号输出处理电路：包括二个比较器，比较器IC1和比较器IC2，比较器IC1的正输入端、比较器IC2的负输入端作为比较输入端a点连接复用总线输出端的开关控制线，该复用总线输出端的开关控制线经一比较输入端电阻R2连接电源+15V，经另一比较输入端电阻R3连接复用总线输出端的地线，复用总线输出端的地线连接地，设有二个不同电压值的参考电压建立电路，该参考电压建立电路包括三个分压电阻R5、R6、R4，三个分压电阻R5、R6、R4互相串联，连接在电源+15V和地之间，该三个分压电阻R5、R6、R4的两两相邻电阻之间的连接点为参考电压输出端，两两相邻电阻R6、R4之间的连接点连接比较器IC1的参考输入端b点，为负输入端，两两相邻电阻R5、R6之间的连接点连接比较器IC2的参考输入端c点，为正输入端，以建立比较器IC1参考输入端b点的参考电压，比较器IC2参考输入端c点的参考电压。
为了和焊机控制电路隔离，还包括二个光耦，二个光耦使用一片双光耦芯片IC3，二个比较器IC1、IC2的输出电压分别经对应的光耦输出。二个比较器IC1、IC2对应的光耦，其光电二极管的阳极1脚、3脚互相连接后，再经一限流电阻R7连接电源+15V，负极2脚、4脚连接对应比较器IC1、IC2的输出端，其光电三极管的发射极7脚、5脚连接光耦输出的地，集电极8脚、6脚经一集电极电阻R8、R9连接光耦输出的电源+5V，该集电极8脚、6脚为相应光耦的输出端U1、U2。
以下详述本实用新型实施例的工作过程：
在图2中连接电缆的根数为2根，一条开关控制线和一条地线，连接电缆就是复用总线，焊枪开关与点动开关远离焊机本体。在焊工控制之下，焊机不工作时，以上开关处于常开状态，此时，a点的电压根据电路理论可知：Ua＝15 x R3/(R3+R2)＝15x 10/(10+10)＝7.5V。b、c点的参考电压为固定值，不随以上两个开关变化，其值如下：
Ub＝15x R4/(R4+R5+R6)＝15x 2.7/(6.8+3+2.7)＝3.2V
Uc＝15x(R4+R6)/(R4+R5+R6)＝15x(2.7+3)/(2.7+6.8+3)＝6.8V
根据a、b、c点的电压，比较器IC1输出高电位，光耦中的光电二极管，IC3的1、2脚，中没电流流过，光电三极管，IC3的8、7脚，截止，U1为高电平。而比较器IC2输出低电位，光耦中的光电二极管，IC3的3、4脚，中有电流流过，与此对应的光电三极管，IC3的6、5脚，导通，U2为低电平。
当按下点动开关后，相当于R1、R3并联，并联等效电阻R1R3’＝R1x R3/(R1+R3)＝5K Ω；
Ua＝15x R1R3’/(R2+R1R3’)＝15x 5/(10+5)＝5V；Ub＝3.2V；Uc＝6.8V；
此时，电压比较器IC1、IC2均输出高电位，光耦中的光电二极管中皆无电流，对应的光电三极管处于截止状态，U1、U2为高电平。
当焊枪开关按下时，由于此开关将a点与复用总线的地线直接相连，因此Ua＝0V，Ua与Ub、Uc经电压比较器比较后，使比较器IC1输出低电位，与此端相连的光电二极管，IC3的1、2脚，中有电流产生，与此对应的光电三级管，IC3的8、7脚，导通，U1为低电平，此时比较器IC2输出高电位，从而使U2为高电平。
由于在工作中不会出现点动开关与焊枪开关同时按的情况，在此不做分析。
当焊枪开关和点动开关全断开或其中任一个闭合时，在比较器IC1和比较器IC2的比较输入端a点形成不同的比较电压7.5V、5V、0V，不同的比较电压7.5V、5V、0V分别落在电源+15V、参考电压6.8V、3.2V、地相邻两两电压值之间，根据比较器IC1和比较器IC2输出电压状态的组合，即可获取焊枪开关和点动开关的开关状态。
表1为不同状态下a、b、c点及光耦8脚，6脚电压变化：
表1：
  焊枪开关状态   点动开关状态   a点电压   b点电压   c点电压   U1状态   U2状态
  断开   断开   7.5V   3.2V   6.8V   高(5V)   低(0V)
  闭合   断开   0V   3.2V   6.8V   低(0V)   高(5V)
  断开   闭合   5V   3.2V   6.8V   高(5V)   高(5V)
在对单片机相应输入端编程时，根据状态表1的变化，我们编制相应的处理程序，数字焊机控制单元即可识别焊枪开关及点动送丝开关的工作状态，从而发出相应的正确信号。由于采用以上技术，我们实现了保持焊机原功能完整的条件下，减少控制线的目的。
上面所描述的实施例，因工作中不会出现点动开关与焊枪开关同时按的情况，所以不予考虑。假如会出现点动开关与焊枪开关同时按的情况，则焊枪开关需串联一阻值不为零的电阻，而比较器就不是二个了，而是需要三个，同样道理，根据三个比较器输出电压状态的组合，即可获取这二个开关的四种开关状态。
本实用新型实施例复用总线信号输入电路的开关为二个，同样道理，开关也可以是三个，相应地，比较器至少使用三个，根据需要判断的开关状态而定。当三个开关的开关状态不同时，在至少三个比较器的比较输入端形成不同的比较电压，通过合理选择各电阻的阻值，使不同的比较电压值分别落在电源、至少三个不同电压值的参考电压、地相邻两两电压值之间，这样，根据比较器输出电压状态的组合，通过后续控制单元即可识别三个开关的开关状态。
同样道理，复用总线信号输入电路的开关也可以是四个、五个等。
本实用新型实施例的复用总线包括一条开关控制线和一条地线。复用总线输出端的开关控制线经一比较输入端电阻R2连接电源+15V，经另一比较输入端电阻R3连接复用总线输出端的地线，这另一比较输入端电阻R3也可以不用，只要通过合理选择各电阻的阻值，使不同的比较电压值分别落在电源、不同电压值的参考电压、地相邻两两电压值之间就可以了。
一样道理，本实用新型的复用总线还可以是：包括一条开关控制线和一条电源线，复用总线信号输入电路的开关串联一阻值各异的电阻后互相并联，再连接到复用总线输入端的开关控制线和电源线之间，复用总线输出端的开关控制线经一比较输入端电阻连接地，经另一比较输入端电阻连接复用总线输出端的电源线，该另一比较输入端电阻也可以不用，只要通过合理选择各电阻的阻值，使不同的比较电压值分别落在电源、不同电压值的参考电压、地相邻两两电压值之间就可以了。
比较器的比较输入端选用正输入端或者选用负输入端都可以，同样，比较器的参考输入端选用正输入端或者选用负输入端都没问题。

Claims (10)

1.一种复用总线电路，其特征在于：包括复用总线、复用总线信号输入电路和复用总线信号输出处理电路；
复用总线：包括一条开关控制线和一条地线或一条电源线；
复用总线信号输入电路：包括至少二个开关，该至少二个开关分别串联一阻值各异的电阻后互相并联，再连接到复用总线输入端的开关控制线和地线或电源线之间；
复用总线信号输出处理电路：包括至少二个比较器，该至少二个比较器的比较输入端均连接复用总线输出端的开关控制线，该复用总线输出端的开关控制线经一比较输入端电阻连接电源或地，复用总线输出端的地线或电源线连接地或电源，设有至少二个不同电压值的参考电压建立电路，其至少二个不同电压值的参考电压输出端分别连接所述至少二个比较器的参考输入端；
当至少二个开关的开关状态不同时，在至少二个比较器的比较输入端形成不同的比较电压，不同的比较电压分别落在电源、至少二个不同电压值的参考电压、地相邻两两电压值之间，根据至少二个比较器输出电压状态的组合，获取至少二个开关的开关状态。
2.根据权利要求1所述的复用总线电路，其特征在于：所述至少二个不同电压值的参考电压建立电路包括至少三个分压电阻，至少三个分压电阻互相串联，连接在电源和地之间，该至少三个分压电阻的两两相邻电阻之间的连接点为参考电压输出端。
3.根据权利要求1所述的复用总线电路，其特征在于：所述复用总线输出端的开关控制线经另一比较输入端电阻连接复用总线输出端的地线或电源线。
4.根据权利要求3所述的复用总线电路，其特征在于：所述至少二个不同电压值的参考电压建立电路包括至少三个分压电阻，至少三个分压电阻互相串联，连接在电源和地之间，该至少三个分压电阻的两两相邻电阻之间的连接点为参考电压输出端。
5.根据权利要求1至4任一项所述的复用总线电路，其特征在于：所述至少二个比较器的比较输入端为正输入端，相应地，至少二个比较器的参考输入端为负输入端。
6.根据权利要求1至4任一项所述的复用总线电路，其特征在于：所述至少二个比较器的比较输入端为负输入端，相应地，至少二个比较器的参考输入端为正输入端。
7.根据权利要求1至4任一项所述的复用总线电路，其特征在于：所述至少二个比较器的比较输入端为正输入端，为负输入端，相应地，至少二个比较器的参考输入端为负输入端，为正输入端。
8.根据权利要求1至4任一项所述的复用总线电路，其特征在于：所述至少二个开关分别串联一阻值各异的电阻，其中一个电阻的阻值为零。
9.根据权利要求1至4任一项所述的复用总线电路，其特征在于：还包括至少二个光耦，所述至少二个比较器的输出电压分别经对应的光耦输出。
10.根据权利要求9所述的复用总线电路，其特征在于：所述至少二个比较器对应的光耦，其光电二极管的阳极互相连接后，再经一限流电阻连接电源，负极连接对应比较器的输出端，其光电三极管的发射极连接光耦输出的地，集电极经一集电极电阻连接光耦输出的电源，该集电极为相应光耦的输出端。
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CN106338942A (zh) * 2016-09-20 2017-01-18 北京龙鼎源科技股份有限公司 开关量采集电路

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