CN204270057U

CN204270057U - 智能电动工具的交互电路

Info

Publication number: CN204270057U
Application number: CN201420596576.4U
Authority: CN
Inventors: 刘光宇; 余善恩; 侯晓国; 吴添恒
Original assignee: ZHUJI ZHONGAO AUTOMATION EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: ZHUJI ZHONGAO AUTOMATION EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2014-10-15
Filing date: 2014-10-15
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2024-10-15

Abstract

本实用新型公开了一种智能电动工具的交互电路。本实用新型包括单片机最小系统电路、TFT模块电路、SWD下载端口电路、串口控制电路、复位电路、按键输入电路、稳压电路和滤波电路；具体包括第一电阻R1-第十三电阻R13，第一电容C1-第十二电容C12，控制芯片U1，稳压芯片U2，TFT模块U3，晶振，第一三极管Q1-第三三极管Q3，接插件P1，接插件P2，第一按键K1-第三按键K3。本实用新型增加了辅助部件来提高设备的智能化水平，能够及时显示智能电动工具的智能电动工具及工作参数。控制芯片U1能够与主控设备进行通信，显示主控设备输出信息并将包胶机的一些状态参数传给主控设备，从而使得包胶过程可控化。

Description

智能电动工具的交互电路

技术领域

本实用新型属于智能仪表与监控领域，涉及针对汽车线束的智能电动工具使用，具体涉及一种智能电动工具的交互电路。

背景技术

我国汽车产业近来年蓬勃发展，全国各类汽车总量已达8000万台以上。汽车线束做为汽车电路的网络主体，连接汽车的电气电子部件并使之发挥功能，有汽车神经之称谓，没有线束也就不存在汽车电路。汽车线束要保证汽车在各种恶劣环境和行驶条件下都具备可靠性与安全性。不管是高级豪华轿车还是经济普通型汽车，线束编成的形式基本上是一样的，都是由电线、联插件和包裹胶带组成，它既要确保传送电信号，也要保证连接电路的可靠性，向电子电气部件供应规定的电流值，防止对周围电路的电磁干扰，并排除电器短路。目前大多汽车线束生产厂用人工包胶线束，人工包胶线束的工作速度慢，产品质量不稳定，而且劳动力成本增大。为了提高线束包胶的质量和效率、降低生产成本德国等发达国家研制了手持式电动工具，受到了线束生产厂商的重视，但由于新产品价格高昂，未能进入到汽车线束生产领域。为此诸暨中澳自动化设备有限公司已研发出性价比更高的手持式智能电动工具。在具备一般的包胶线束功能的基础上，增加了辅助部件液晶显示屏来提高设备的智能化水平，能够及时显示工作状态以及故障类型，这在世界范围内是第一次尝试。

鉴于汽车线束生产过程仍然采用人力进行包胶。它具有效率低下、劳动强度大、包胶质量差、人工成本高等缺点。为此，开发了一类机电一体化产品，能够实现包胶过程的自动化。这里，公布一种针对此类机器的人机交互界面及其交互电路和使用方法。

发明内容

本实用新型是针对汽车线束生产过程使用的一类机电一体化产品，设计了一种智能电动工具的交互电路。

本实用新型包括单片机最小系统电路、TFT模块电路、SWD下载端口电路、串口控制电路、复位电路、按键输入电路、稳压电路和滤波电路。

单片机最小系统电路包括控制芯片U1(型号：STM32F103C8T6)、第五电阻R5、晶振、第六滤波电容C6、第七滤波电容C7；

其中控制芯片U1的电源管脚（9、24、36、48脚）接2.8V外部电源，控制芯片U1(型号：STM32F103C8T6)的接地管脚(8、23、35、47、44脚）接地，控制芯片U1(型号：STM32F103C8T6)的晶振管脚（5脚）与第五电阻R5、第六滤波电容C6和晶振的一端相连接；第六滤波电容C6另一端和第七滤波电容C7的一端相连接并与地相连；控制芯片U1(型号：STM32F103C8T6)的晶振管脚（6脚）与第五电阻R5的另一端、晶振的另一端相连接。

TFT模块电路包含TFT模块U3、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十二滤波电容C12、第一三极管Q1；

其中TFT模块U3的电源管脚（1脚）和选择管脚（2脚）与2.8V外部电源相连接；TFT模块U3的接地管脚（7、10脚）与地相连接；TFT模块U3的复位管脚（9脚）与控制芯片U1(型号：STM32F103C8T6)的I/O管脚（46脚）相连；TFT模块U3的功能管脚（11脚）与第十二电阻R12的一端相连，第十二电阻R12的另一端接2.8V外部电源；TFT模块U3的功能管脚（12脚）与第一三极管Q1的集电极相连，第一三极管Q1基极接第十三电阻R13的一端，第十三电阻R13的另一端与控制芯片U1(型号：STM32F103C8T6) 的I/O管脚（16脚）相连；第一三极管Q1的射集接地；第十二滤波电容C12的一端接地，另一端接2.8V外部电源；TFT模块U3的SPI数据接口管脚（3、4、5、6脚）分别与控制芯片U1(型号：STM32F103C8T6)的I/0管脚（41、42、43、45脚）相连接；

SWD下载端口电路包括接插件P1，接插件P1的接地管脚（1脚）接地，

接插件P1的信号传输管脚（2、3脚）分别与控制芯片U1(型号：STM32F103C8T6)的下载管脚（37、34脚）相连；接插件P1的电源管脚（4脚）接5V外部电源。

串口控制电路包括接插件P2、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第二三极管Q2；

接插件P2的电源管脚（1脚）与控制芯片U1(型号：STM32F103C8T6)的电源管脚（1脚）相连；接插件P2的接地管脚（2脚）接地；接插件P2的电源管脚（3脚）接5V外部电源；接插件P2的管脚（4脚）与第八电阻R8的一端相连接，第八电阻R8的另一端与第九电阻R9的一端相连接，第九电阻R9的另一端接地；接插件P2的管脚（5脚）同时与控制芯片U1(型号：STM32F103C8T6)的信号接收脚（31脚）、第十电阻R10的一端、第二三极管Q2集电极相连接；第十电阻R10的另一端接5V外部电源；第二三极管Q2基极接第十一电阻R11的一端，第十一电阻R11的另一端接控制芯片U1(型号：STM32F103C8T6)的I/O管脚（29脚），第二三极管Q2发射极接地；接插件P2管脚（6脚）与第七电阻R7的一端相连接，第七电阻R7的另一端同时与第六电阻R6的一端、控制芯片U1(型号：STM32F103C8T6)的I/O管脚（28脚）相连接，第六电阻R6的另一端接地。

复位电路包括第一滤波电容C1、第一电阻R1。

第一电阻R1的一端接2.8V外部电源，第一电阻R1的另一端与第一滤波电容C1的一端、控制芯片U1(型号：STM32F103C8T6)的复位管脚（7脚）相连接；第一滤波电容C1的另一端接地；

按键输入电路包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一按键K1、第二按键K2、第三按键K3；

第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4的一端均接2.8V外部电源，第二电阻R2的另一端与控制芯片U1(型号：STM32F103C8T6)的I/O管脚（27脚）、第一按键K1的一端相连接；第三电阻R3的另一端与控制芯片U1(型号：STM32F103C8T6)的I/O管脚（25脚）、第二按键K2的一端相连接；第四电阻R4的另一端与控制芯片U1(型号：STM32F103C8T6)的I/O管脚（26脚）、第三按键K3的一端相连接；第一按键K1、第二按键K2、第三按键K3的另一端均接地。

稳压电路包括稳压芯片U2、第八滤波电容C8、第九滤波电容C9、第十滤波电容C10、第十一滤波电容C11；

其中稳压芯片U2的电压输入管脚（3脚）与第八滤波电容C8、第九滤波电容C9的一端相连并接5V外接电源；第八滤波电容C8的另一端、第九滤波电容C9另一端与稳压芯片U2的接地管脚（1脚）、第十滤波电容C10的一端、第十一滤波电容C11一端相连并接地；第十滤波电容C10的另一端、第十一滤波电容C11的另一端与稳压芯片U2的电压输出管脚（2、4脚）相连并接2.8V外部电源；

滤波电路包括第二滤波电容C2、第三滤波电容C3、第四滤波电容C4、第五滤波电容C5；

其中第二滤波电容C2、第三滤波电容C3、第四滤波电容C4、第五滤波电容C5的一端接2.8V外部电源，第二滤波电容C2、第三滤波电容C3、第四滤波电容C4、第五滤波电容C5的另一端接地。

所述的具体元器件参数如下：第一电阻R1：10 kΩ；第二电阻R2：10 kΩ；第三电阻R3：10 kΩ；第四电阻R4：10 kΩ；第五电阻R5：1MΩ；第六电阻R6：2.2 kΩ；第七电阻R7：2 kΩ；第八电阻R8：2 kΩ；第九电阻R9：2.2 kΩ；第十电阻R10：510 kΩ；第十一电阻R11：1 kΩ；第十二电阻R12：10 kΩ；第十三电阻R13：1 kΩ；第一电容C1：0.1μF；第二电容C2：0.1μF；第三电容C3：0.1μF；第四电容C4：0.1μF；第五电容C5：0.1μF；第六电容C6：22pF；第七电容C7：22pF；第八电容C8：0.1μF；第九电容C9：4.7μF；第十电容C10：0.1μF；第十一电容C11：0.1μF；第十二电容C12：0.1μF。

工作过程如下：

本实用新型中TFT模块电路和单片机最小系统电路相连，从而单片机最小系统电路能够将需要显示的内容在TFT模块电路上显示出来，其中TFT模块电路的电源管脚（1、2脚）给TFT模块U3供电；TFT模块U3的通信管脚（3、4、5、6）脚以SPI协议与控制芯片U1进行通信，从而将控制芯片U1处的信息传递给TFT模块U3；TFT模块U3复位管脚（9脚）对控制芯片U1进行复位；TFT模块U3的背光管脚使得TFT模块背光显示。

稳压电路中LM1117-2.8V芯片将+5V电源转换为+2.8V，其中第八滤波电容C8、第九滤波电容C9、第十滤波电容C10、第十一滤波电容C11为滤波电容，使得电压信号更为平滑无尖峰。

三路按键开关通过控制芯片U1的I/O口（27、25、26脚）将开关信号以电压的形式输入给控制芯片U1，控制芯片U1检测到电压的信号来判断开关K1、K2、K3的开关情况，从而执行相应的操作。

当控制芯片U1通电时，复位电路中的第一滤波电容C1导通，控制芯片U1的复位管脚接低电平，控制芯片U1复位。

接插件P2的信号管脚（4、5脚）与外部信号相连，外部信号通过接插件P2的信号管脚（4脚）将外部信号输入到控制芯片U1的接收管脚（31脚），同时控制芯片U1通过其I/O管脚（29脚）输出脉冲信号将控制芯片U1的信号发送到外部。

本实用新型有益效果如下：

本实用新型使得智能电动工具在具备一般的包胶线束功能的基础上，增加了辅助部件液晶显示屏来提高设备的智能化水平，能够及时显示智能电动工具的智能电动工具及工作参数，同时能够显示故障类型，人机界面更加友好。控制芯片U1能够与主控设备进行通信，显示主控设备输出的信息并将包胶机的一些状态参数传给主控设备，可以实现对于显示的一些故障做到及时发现、及时处理，从而使得包胶过程的可控化，大大的提高的包胶的质量。

附图说明

图1为本实用新型单片机最小系统电路图；

图2为本实用新型TFT模块电路图；

图3为本实用新型SWD下载端口电路图；

图4为本实用新型串口控制电路图；

图5为本实用新型复位电路图；

图6为本实用新型按键输入电路图；

图7为本实用新型稳压电路图；

图8为本实用新型滤波电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1~8所示，智能电动工具的交互电路，包括单片机最小系统电路、TFT模块电路、SWD下载端口电路、串口控制电路、复位电路、按键输入电路、稳压电路和滤波电路。

如图1所示，单片机最小系统电路包括控制芯片U1(型号：STM32F103C8T6)、第五电阻R5、晶振、第六滤波电容C6、第七滤波电容C7；

如图2所示，TFT模块电路包含TFT模块U3、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十二滤波电容C12、第一三极管Q1；

如图3所示，SWD下载端口电路包括接插件P1，接插件P1的接地管脚（1脚）接地，

如图4所示，串口控制电路包括接插件P2、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第二三极管Q2；

如图5所示，复位电路包括第一滤波电容C1、第一电阻R1。

如图6所示，按键输入电路包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一按键K1、第二按键K2、第三按键K3；

如图7所示，稳压电路包括稳压芯片U2、第八滤波电容C8、第九滤波电容C9、第十滤波电容C10、第十一滤波电容C11；

如图8所示，滤波电路包括第二滤波电容C2、第三滤波电容C3、第四滤波电容C4、第五滤波电容C5；

工作过程如下：

Claims

1.智能电动工具的交互电路，其特征在于包括单片机最小系统电路、TFT模块电路、SWD下载端口电路、串口控制电路、复位电路、按键输入电路、稳压电路和滤波电路；

单片机最小系统电路包括控制芯片U1、第五电阻R5、晶振、第六滤波电容C6、第七滤波电容C7；

其中控制芯片U1的电源管脚即9、24、36、48脚接2.8V外部电源，控制芯片U1的接地管脚即8、23、35、47、44脚接地，控制芯片U1的晶振管脚即5脚与第五电阻R5、第六滤波电容C6和晶振的一端相连接；第六滤波电容C6另一端和第七滤波电容C7的一端相连接并与地相连；控制芯片U1的晶振管脚即6脚与第五电阻R5的另一端、晶振的另一端相连接；

其中TFT模块U3的电源管脚即1脚和选择管脚即2脚与2.8V外部电源相连接；TFT模块U3的接地管脚即7、10脚与地相连接；TFT模块U3的复位管脚即9脚与控制芯片U1的I/O管脚即46脚相连；TFT模块U3的功能管脚即11脚与第十二电阻R12的一端相连，第十二电阻R12的另一端接2.8V外部电源；TFT模块U3的功能管脚即12脚与第一三极管Q1的集电极相连，第一三极管Q1基极接第十三电阻R13的一端，第十三电阻R13的另一端与控制芯片U1的I/O管脚即16脚相连；第一三极管Q1的射集接地；第十二滤波电容C12的一端接地，另一端接2.8V外部电源；TFT模块U3的SPI数据接口管脚即3、4、5、6脚分别与控制芯片U1的I/0管脚即41、42、43、45脚相连接；

SWD下载端口电路包括接插件P1，接插件P1的接地管脚1脚接地，接插件P1的信号传输管脚即2、3脚分别与控制芯片U1的下载管脚即37、34脚相连；接插件P1的电源管脚即4脚接5V外部电源；

接插件P2的电源管脚即1脚与控制芯片U1的电源管脚即1脚相连；接插件P2的接地管脚即2脚接地；接插件P2的电源管脚3脚接5V外部电源；接插件P2的管脚即4脚与第八电阻R8的一端相连接，第八电阻R8的另一端与第九电阻R9的一端相连接，第九电阻R9的另一端接地；接插件P2的管脚即5脚同时与控制芯片U1的信号接收脚即31脚、第十电阻R10的一端、第二三极管Q2集电极相连接；第十电阻R10的另一端接5V外部电源；第二三极管Q2基极接第十一电阻R11的一端，第十一电阻R11的另一端接控制芯片U1的I/O管脚即29脚，第二三极管Q2发射极接地；接插件P2管脚即6脚与第七电阻R7的一端相连接，第七电阻R7的另一端同时与第六电阻R6的一端、控制芯片U1的I/O管脚即28脚相连接，第六电阻R6的另一端接地；

复位电路包括第一滤波电容C1、第一电阻R1；

第一电阻R1的一端接2.8V外部电源，第一电阻R1的另一端与第一滤波电容C1的一端、控制芯片U1的复位管脚即7脚相连接；第一滤波电容C1的另一端接地；

第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4的一端均接2.8V外部电源，第二电阻R2的另一端与控制芯片U1的I/O管脚即27脚、第一按键K1的一端相连接；第三电阻R3的另一端与控制芯片U1的I/O管脚即25脚、第二按键K2的一端相连接；第四电阻R4的另一端与控制芯片U1的I/O管脚即26脚、第三按键K3的一端相连接；第一按键K1、第二按键K2、第三按键K3的另一端均接地；

其中稳压芯片U2的电压输入管脚即3脚与第八滤波电容C8、第九滤波电容C9的一端相连并接5V外接电源；第八滤波电容C8的另一端、第九滤波电容C9另一端与稳压芯片U2的接地管脚即1脚、第十滤波电容C10的一端、第十一滤波电容C11一端相连并接地；第十滤波电容C10的另一端、第十一滤波电容C11的另一端与稳压芯片U2的电压输出管脚即2、4脚相连并接2.8V外部电源；

2.如权利要求1所述的智能电动工具的交互电路，其特征在于所述的控制芯片U1的型号为STM32F103C8T6。

3.如权利要求1所述的智能电动工具的交互电路，其特征在于所述的具体元器件参数如下：第一电阻R1：10 kΩ；第二电阻R2：10 kΩ；第三电阻R3：10 kΩ；第四电阻R4：10 kΩ；第五电阻R5：1MΩ；第六电阻R6：2.2 kΩ；第七电阻R7：2 kΩ；第八电阻R8：2 kΩ；第九电阻R9：2.2 kΩ；第十电阻R10：510 kΩ；第十一电阻R11：1 kΩ；第十二电阻R12：10 kΩ；第十三电阻R13：1 kΩ；第一电容C1：0.1μF；第二电容C2：0.1μF；第三电容C3：0.1μF；第四电容C4：0.1μF；第五电容C5：0.1μF；第六电容C6：22pF；第七电容C7：22pF；第八电容C8：0.1μF；第九电容C9：4.7μF；第十电容C10：0.1μF；第十一电容C11：0.1μF；第十二电容C12：0.1μF。