CN205620739U - 一种输入输出通用型模拟接口电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种输入输出通用型模拟接口电路，其包括输入/输出接口、输入输出类型选择电路、输入信号处理电路、MCU控制器和输出信号处理电路。其中，输入输出类型选择电路包括跳线器、二极管和单刀双掷继电器。通过跳线器与单刀双掷继电器的连接与否，使得输入输出类型选择电路在输入信号处理电路的输入端与输出信号处理电路的输出端之间切换，从而将输入/输出接口配置为输入类型或者输出类型。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种模拟接口电路，尤其涉及一种应用于DDC设备中的输入输出通用型模拟接口电路。
背景技术
目前，带有模拟输入输出接口的DDC设备中，模拟量输入和模拟量输出通常都是分开的，比如一种具有16个模拟量接口的设备，其模拟输入接口的数量和模拟输出接口的数量都是8个。这种电路接口方式主要会存在输入输出接口配置不灵活，经济性差的问题，比如在一些场合，模拟输入量的需求会比模拟输出量多，比如需要输入10个输入、4个输出，对于上述的一台16个接口的设备，可以满足输出需求，但是只能提供8个输入，还差2个输入，这时就需要增加一台设备，最终会造成两台设备能够提供32个接口，但是却仅仅使用了14个接口，其他的接口造成浪费，经济性比较差。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种输入输出通用型模拟接口电路，其能解决现有技术中不能够灵活配置输入输出接口类型的问题。
本实用新型的目的采用以下技术方案实现：
本发明提供了一种输入输出通用型模拟接口电路，其特征在于，包括输入/输出接口、输入输出类型选择电路、输入信号处理电路、MCU控制器和输出信号处理电路；
输入/输出接口与输入输出类型选择电路电性连接；输入输出类型选择电路与所述输入信号处理电路的输入端电性连接，输入信号处理电路的输出端与MCU控制器电性连接；所述输出信号处理电路的输入端与MCU控制器电性连接，所述输出信号处理电路的输出端与所述输入输出类型选择电路电性连接；
所述输入输出类型选择电路用于在输入信号处理电路的输入端和输出信号处理电路的输出端之间切换。
优选地，所述输入输出类型选择电路包括跳线器、二极管和单刀双掷继电器，所述跳线器的两端分别与接地端和单刀双掷继电器的一端可插拔地电性连接，单刀双掷继电器的另一端与一电源电性连接，所述二极管的正极端与单刀双掷继电器的一端电性连接，二极管的负极与所述电源电性连接；所述单刀双掷继电器的第一触点与输入/输出接口电性连接，单刀双掷继电器的第二触点与输入信号处理电路的输入端电性连接，单刀双掷继电器的第三触点与输出信号处理电路的输出端电性连接。
优选地，所述输入信号处理电路包括第一电阻和A/D转换器，所述第一电阻的一端、所述A/D转换器的输入端都与所述单刀双掷继电器的第二触点电性连接，所述A/D转换器的输出端通过SPI总线与MCU控制器电性连接，所述第一电阻的另一端与一基准电压端连接。
优选地，所述输出信号处理电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、运算放大器和D/A转换器；D/A转换器的输入端通过SPI总线与MCU控制器电性连接，D/A转换器的输出端与第四电阻的一端电性连接，第四电阻的另一端与运算放大器的正相输入端电性连接，运算放大器的输出端与单刀双掷继电器的第三触点电性连接；所述第三电阻的一端与运算放大器的输出端电性连接，第三电阻的另一端与运算放大器的反相输入端电性连接，所述第二电阻的一端与第三电阻的另一端电性连接，第二电阻的另一端接地。
优选地，所述A/D转换器的型号为AD7927。
优选地，所述D/A转换器的型号为AD5318；所述运算放大器的型号为LM224。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：本实用新型中的任意接口都可配置为输入或者配置为输出，通用性好。同时，该实用新型能够灵活配置输入输出接口的数量，减少闲置接口的数量，节约成本。
附图说明
图1为本实用新型提供的一输入输出通用型模拟接口电路图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：请参见图1，本实用新型涉及一种输入输出通用型模拟接口电路，其较佳实施方式包括输入/输出接口J1、输入输出类型选择电路、输出信号处理电路、输入信号处理电路和MCU控制器。
输入/输出接口J1与输入输出类型选择电路电性连接。输入输出类型选择电路与所述输入信号处理电路的输入端电信连接，输入信号处理电路的输出端与MCU控制器D2电性连接。所述输出信号处理电路的输入端与MCU控制器D2电性连接，所述输出信号处理电路的输出端与所述输入输出类型选择电路电性连接。
输入/输出接口J1用于连接外部设备，所述输入输出类型选择电路用于在输入信号处理电路的输入端和输出信号处理电路的输出端之间切换。
其中，输入输出类型选择电路包括跳线器JP1、二极管V1和单刀双掷继电器K1。单刀双掷继电器K1有3个触点，分别记为第一触点、第二触点和第三触点。跳线器JP1的接口1可插拨地与接地端电性连接、跳线器JP1的接口2与单刀双掷继电器K1的一端可插拨的电性连接，所述单刀双掷继电器K1的另一端与电源电性连接。所述二极管V1的正极端和单刀双掷继电器K1的一端电性连接，所述二极管V1的负极端与电源电性连接。所述单刀双掷继电器K1的第一触点的一端与所述输入/输出接口J1电性连接，所述单刀双掷继电器K1的第二触点与输入信号处理电路的输入端电性连接，单刀双掷继电器的第三触点与输出信号处理电路的输出端电性连接。
工作原理如下：当跳线器JP1与接地端、单刀双掷继电器K1连接时，造成输入输出类型选择电路短路，单刀双掷继电器K1的第一触点连接到第三触点，由于第三触点与所述输出信号处理电路的运算放大器D4的输出端(图中所示运算放大器D4的引脚1)电性连接，因此输入/输出接口J1为输出类型。当跳线器JP1未连接时，K1的第一触点连接到第二触点，由于第三触点与输入信号处理电路的输入端电性连接，因此输入/输出接口J1为输入类型。
其中，所述输入信号处理电路包括第一电阻R1和A/D转换器D1，所述A/D转换其D1的型号为AD9727。所述第一电阻R1的一端与一基准电压端连接，所述A/D转换器D1的引脚16和所述第一电阻R1的另一端都与所述单刀双掷继电器K1的第二触点电性连接。所述A/D转换器D1的引脚18通过SPI总线与MCU控制器D2电性连接。
工作原理如下：当输入/输出接口J1配置为模拟输入类型时，外接温度传感器的信号通过输入/输出接口J1引入，然后通过单刀双掷继电器K1的第一触点连接到第二触点，然后通过第二触点连接到第一电阻R1和A/D转换器D1的引脚16，这样传感器与第一电阻R1构成分压电路，也即是传感器的端电压即为A/D转换器D1的输入电压，然后传感器的信号经过A/D转换器D1后变为数字信号并通过SPI总线发送给MCU控制器D2进行处理。
其中，所述输出信号处理电路包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4，D/A转换器D3和运算放大器D4。其中D/A转换器D3的型号为AD5318，运算放大器D4的型号为LM224。所述D/A转换器D3通过SPI总线与MCU控制器D2电性连接，所述D/A转换器D3的输出端(图中D/A转换器D3的引脚4)与所述第四电阻R4的一端电性连接，所述第四电阻R4的另一端与运算放大器D4的正向输入端(图中运算放大器D4的引脚3)电性连接。所述运算放大器D4的输出端(图中运算放大器D4的引脚1)与所述单刀双掷继电器K1的第三触点电性连接。所述第二电阻R2的一端接地，第二电阻R2的另一端与第三电阻R3电性连接；所述第三电阻R3的一端与运算放大器D4的输出端(图中运算放大器D4的引脚1)电性连接，第三电阻R3的另一端与运算放大器D4的反向输入端(图中运算放大器的引脚2)电性连接。
工作原理如下：当输入/输出接口J1配置为模拟输出类型时，单刀双掷继电器K1的第一触点与第三触点电性连接，然后通过第三触点与运算放大器D4的输出端(图中运算放大器D4的引脚1)电性连接。MCU控制器D2通过SPI总线、D/A转换器D3的输入端(图中D/A转换器D3的引脚15)向D/A转换器D3发送信号，然后经过D/A转换器D3进行处理后通过输出端(图中D/A转换器D3的引脚4)发送电压值DAO，所述电压值DAO经过第四电阻R4发送给运算放大器D4，所述电压值DAO经过运算放大器D4放大，通过运算放大器D4的输出端(图中运算放大器D4的引脚1)、单刀双掷继电器K1的第三触点及第一触点发送给输入输出接口J1。
另外，MCU控制器D2的还通过SPI总线分别与A/D转换器D1的引脚1和2电性连接。所述MCU控制器D2只要带有SPI接口的芯片都可以，比如AT91SAM7S256。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种输入输出通用型模拟接口电路，其特征在于，包括输入/输出接口、输入输出类型选择电路、输入信号处理电路、MCU控制器和输出信号处理电路；
输入/输出接口与输入输出类型选择电路电性连接；输入输出类型选择电路与所述输入信号处理电路的输入端电性连接，输入信号处理电路的输出端与MCU控制器电性连接；所述输出信号处理电路的输入端与MCU控制器电性连接，所述输出信号处理电路的输出端与所述输入输出类型选择电路电性连接；
所述输入输出类型选择电路用于在输入信号处理电路的输入端和输出信号处理电路的输出端之间切换。
2.如权利要求1所述输入输出通用型模拟接口电路，其特征在于，所述输入输出类型选择电路包括跳线器、二极管和单刀双掷继电器，所述跳线器的两端分别与接地端和单刀双掷继电器的一端可插拔地电性连接，单刀双掷继电器的另一端与一电源电性连接，所述二极管的正极端与单刀双掷继电器的一端电性连接，二极管的负极与所述电源电性连接；所述单刀双掷继电器的第一触点与输入/输出接口电性连接，单刀双掷继电器的第二触点与输入信号处理电路的输入端电性连接，单刀双掷继电器的第三触点与输出信号处理电路的输出端电性连接。
3.如权利要求2所述输入输出通用型模拟接口电路，其特征在于，所述输入信号处理电路包括第一电阻和A/D转换器，所述第一电阻的一端、所述A/D转换器的输入端都与所述单刀双掷继电器的第二触点电性连接，所述A/D转换器的输出端通过SPI总线与MCU控制器电性连接，所述第一电阻的另一端与一基准电压端连接。
4.如权利要求3所述输入输出通用型模拟接口电路，其特征在于，所述A/D转换器的型号为AD7927。
5.如权利要求2所述输入输出通用型模拟接口电路，其特征在于，所述输出信号处理电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、运算放大器和D/A转换器；D/A转换器的输入端通过SPI总线与MCU控制器电性连接，D/A转换器的输出端与第四电阻的一端电性连接，第四电阻的另一端与运算放大器的正相输入端电性连接，运算放大器的输出端与单刀双掷继电器的第三触点电性连接；所述第三电阻的一端与运算放大器的输出端电性连接，第三电阻的另一端与运算放大器的反相输入端电性连接，所述第二电阻的一端与第三电阻的另一端电性连接，第二电阻的另一端接地。
6.如权利要求5所述输入输出通用型模拟接口电路，其特征在于，所述D/A转换器的型号为AD5318；所述运算放大器的型号为LM224。
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