CN208206102U - 沉降传感器控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种沉降传感器控制电路，包括信号采集模块、调压模块、MCU和信号输出模块；所述信号采集模块采集沉降模拟信号并将该沉降模拟信号转换为沉降数字信号；所述MCU将沉降数字信号转发至信号输出模块；所述信号输出模块建立信号输出通道；所述调压模块分别为信号采集模块、MCU和信号输出模块适配电压供电；所述信号采集模块、信号输出模块均与所述MCU双向连接。有益效果：满足不同的沉降环境，使沉降信号能够在复杂的环境中准确传递到接收端，从而为沉降检测工作提高准确度，设置了多部分电路的隔离，降低信号的干扰，并为沉降传感器的防爆设置提供可靠保障。
Description
技术领域
本实用新型涉及沉降传感器技术领域，具体的说，涉及一种沉降传感器控制电路。
背景技术
现有的沉降测量均要将传感器埋设在沉降环境中，但埋设的环境通常压力大、易渗液，则沉降信号的传递容易受环境影响难以传出，因此，沉降传感器的设计不仅需要其机械结构牢固、抗压、防渗，更需要其电路设计可靠。
同时，沉降传感器还需要对应的防爆设置，则对电路的设计要求更高。
现有技术中缺少一种足够应对复杂的沉降环境的沉降传感器控制电路。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种可靠的沉降传感器控制电路，使沉降信号能够在复杂的环境中准确传递到接收端，从而为沉降检测工作提高准确度。
为达到上述目的，本实用新型采用的具体技术方案如下：
一种沉降传感器控制电路，包括信号采集模块、调压模块、MCU和信号输出模块；
所述信号采集模块采集沉降模拟信号并将该沉降模拟信号转换为沉降数字信号；
所述MCU将沉降数字信号转发至信号输出模块；
所述信号输出模块建立信号输出通道；
所述调压模块分别为信号采集模块、MCU和信号输出模块适配电压供电；
所述信号采集模块、信号输出模块均与所述MCU双向连接。
通过上述设计，沉降信号依次经信号采集模块、MCU、信号输出模块传递到信号接收的服务端，其中MCU可简单对模数转换后的沉降数字信号进行数据传输，也能根据需要对信号值计算后发送，满足不同的沉降环境，为沉降检测提供可靠的数据传输保证。
进一步描述，所述信号采集模块包括AD转换芯片U8和信号采集串口P1，所述AD转换芯片U8的模拟信号输入脚Signal In经第十二电阻R12连接信号采集串口P1的沉降模拟信号脚Signal，所述模拟信号输入脚Signal In还分别串接第十三电阻R13、第二五电容C25后接地，所述信号采集串口P1的电源脚连接调压模块的5V直流输出电压，所述电源脚还串接第三一电容C31后接地，所述信号采集串口P1的接地脚接地；
所述AD转换芯片U8的控制信号输入脚DIN连接MCU的数字信号输出脚，所述控制信号输入脚DIN还串接第九电阻R9后连接调压模块的3.3V直流输出电压，所述AD转换芯片U8的沉降数字信号输出脚DOUT连接MCU的沉降信号输入脚，所述沉降数字信号输出脚DOUT还串接第十电阻R10后连接调压模块的3.3V直流输出电压，所述AD转换芯片U8的选择输入脚CS连接MCU的选择控制输出脚，所述选择输入脚CS还串接第八电阻R8后连接调压模块的3.3V直流输出电压，所述AD转换芯片U8的串行时钟输入脚SCLK连接MCU的时钟控制输出脚，所述串行时钟输入脚SCLK还串接第七电阻R7后连接调压模块的3.3V直流输出电压；
所述AD转换芯片U8的电源脚端组连接调压模块的3.3V直流输出电压，所述电源脚端组的DVDD脚分别串接第二一电容C21、第二二电容C22后接地，所述电源脚端组的AVDD脚分别串接第二三电容C23、第二四电容C24后接地，所述AD转换芯片U8的接地脚接地，所述AD转换芯片U8的正基准输入脚REFIN+连接调压模块的2.5V直流输出电压，所述AD转换芯片U8的负基准输入脚REFIN-接地。
通过上述设计，信号采集串口P1连接压力传感器，压力传感器的信号即为沉降模拟信号，则沉降模拟信号经AD转换芯片U8转换成沉降数字信号，从而更好在后续电路中传输，AD转换芯片U8的各接脚对应设置有电路保护。
更进一步描述，所述信号输出模块与MCU之间还设置有隔离通道，所述隔离通道包括隔离芯片U4，所述隔离芯片U4的A输入脚VIA连接MCU的沉降信号输出脚，则A输出脚VOA连接信号输出模块的沉降数字信号输入脚，所述隔离芯片U4的C输入脚VIC连接信号输出模块的反馈信号输出脚，则C输出脚VOC连接MCU的控制反馈接收脚，所述隔离芯片U4的B输入脚VIB连接MCU的输出控制脚，则B输出脚VOB连接信号输出模块的控制接收脚；
所述隔离芯片U4的电源脚端组分别连接调压模块的3.3V直流输出电压，所述电源脚端组的每个电源脚还分别串接一个保护电容后接地，所述隔离芯片U4的接地脚接地。
通过上述设计，隔离通道为简单的线路隔离，其将MCU的信号与信号输出模块的信号进行了隔离，使信号不易受到干扰，且其中一端发生故障甚至破坏时不会影响另一端的器件损坏，为沉降传感器的防爆设置提供可靠保障。
更进一步描述，所述信号输出模块包括输出芯片U5和信号输出串口JP2，所述输出芯片U5的沉降数字信号输入脚DI连接所述隔离芯片U4的A输出脚VOA，所述输出芯片U5的反馈信号输出脚RO连接所述隔离芯片U4的C输入脚VIC，所述输出芯片U5的驱动控制脚DE和反馈控制脚RE均连接所述隔离芯片U4的B输出脚VOB；
所述输出芯片U5的反向输出脚B串接第二可复位保险丝F2后连接信号输出串口JP2的反向脚1，所述反向输出脚B还串接第一电阻R1后接地，所述输出芯片U5的非反向输出脚A串接第三可复位保险丝F3后连接信号输出串口JP2的非反向脚2，所述非反向输出脚A还串接第二电阻R2后接地，所述信号输出串口JP2的反向脚1与非反向脚2之间还串接有第六双向瞬变抑制二极管D6；
所述输出芯片U5的电源脚Vcc连接调压模块的3.3V直流输出电压，所述输出芯片U5的电源脚Vcc还串接第一二电容C12后接地，所述输出芯片U5的接地脚接地。
通过上述设计，MCU的输出信号经隔离通道过度后进入输出芯片U5，得到沉降的数据信号，当发生沉降时信号输出串口JP2的一脚输出确定信号，否则另一脚输出否定信号。
更进一步描述，所述调压模块包括电源输入串口JP1、24V电压滤波电路、5V电压转换电路、3.3V电压转换电路、2.5V基准电压转换电路，电源电压经上述电源输入串口JP1输入后依次经24V电压滤波电路转换为24V直流输出电压，该24V直流输出电压经5V电压转换电路转换为5V直流输出电压，5V直流输出电压再经3.3V电压转换电路转换为3.3V直流输出电压，该3.3V直流输出电压最后经2.5V基准电压转换电路转换为2.5V直流输出电压。
各个电路模块的电压需求不同，则需要对应的电压转换，因此上述设计能满足整个电路的电源供应。
更进一步描述，所述24V电压滤波电路包括共模滤波器T1，所述共模滤波器T1的第一接脚连接第三二极管D3的阴极，所述第三二极管D3的阳极连接第二二极管D2的阴极，所述第二二极管D2的阳极连接第一二极管D1的阴极，所述第一二极管D1的阳极串接第一可复位保险丝F1后连接电源输入串口JP1的高压脚，所述共模滤波器T1的第二接脚连接电源输入串口JP1的低压脚，所述共模滤波器T1的第三接脚接地，所述共模滤波器T1的第三接脚还串接第九电容C9后接地，所述共模滤波器T1的第四接脚的输出为24V直流输出电压，所述共模滤波器T1的第四接脚还串接第八电容C8后接地；
所述电源输入串口JP1的高压脚与低压脚之间还串接有第四双向瞬变抑制二极管D4。
输入电压可以是8-36V的直流电压，但经上述设计，电压转换成稳定的24V直流电压，同时，连续串接的三个二极管能增加电路的防爆指数，使沉降传感器的防爆性能更好。
更进一步描述，所述5V电压转换电路包括5V转换芯片U2，所述5V转换芯片U2的电源输入端VIN接所述24V电压滤波电路的24V直流输出电压，所述5V转换芯片U2的电压输出端VOUT的输出为5V直流输出电压，所述电压输出端VOUT还串接第一电容C1后接地，所述电压输出端VOUT还分别连接第五肖特基二极管D5的阴极、第八肖特基二极管D8的阴极、第九肖特基二极管D9的阴极，所述第五肖特基二极管D5的阳极、第八肖特基二极管D8的阳极、第九肖特基二极管D9的阳极均接地，所述5V转换芯片U2的接地脚接地；
所述5V转换芯片U2的电压输出端VOUT还连接有第三磁珠L3的一端，所述第三磁珠L3的另一端连接信号采集模块的5V电源接入脚。
通过上述设计，第三磁珠L3也作为5V电压的隔离元件，未经第三磁珠隔离的电压为数字信号部分的器件供电，如3.3V电压转换电路的输入电压，而经第三磁珠隔离后的电压则为模拟信号部分的器件供电，如信号采集串口P1的电源，保证模数之间的信号完全独立不受干扰，信号传输更准确且防爆指数提高。
更进一步描述，所述3.3V电压转换电路包括输入侧3.3V电压转换模块和输出侧3.3V电压转换模块；
所述输入侧电压转换模块设置有数字电路3.3V输出模块和模拟电路3.3V输出模块，所述数字电路3.3V输出模块包括3.3V转换芯片U7，所述3.3V转换芯片U7的电压输入脚VIN接所述5V电压转换电路的5V直流输出电压，所述3.3V转换芯片U7的电压输入脚VIN还分别串接第一三电容C13、第一四电容C14后接地，所述3.3V转换芯片U7的电压输出脚VOUT的输出为数字电路3.3V直流输出电压，该数字电路3.3V直流输出电压即为MCU的3.3V直流电源及所述信号采集模块的3.3V数字电路电源，所述电压输出脚VOUT还分别串接第一五电容C15、第一六电容C16后接地，所述3.3V转换芯片U7的接地脚接地；
所述模拟电路3.3V输出模块包括第一磁珠L1，所述第一磁珠L1的一端连接所述3.3V转换芯片U7的电压输出脚VOUT，所述第一磁珠L1的另一端的输出为模拟电路3.3V直流输出电压，所述模拟电路3.3V直流输出电压即为信号采集模块的3.3V模拟电路电源；
所述输出侧3.3V电压转换模块包括电源隔离芯片U3和隔离电压转换芯片U1，所述电源隔离芯片U3的电源输入接脚Vin连接所述5V电压转换电路的5V直流输出电压，所述电源隔离芯片U3的输出电压脚+Vo连接所述隔离电压转换芯片U1的电源脚VIN，所述电源隔离芯片U3的接地端接地；
所述隔离电压转换芯片U1的电源脚VIN还分别串接第二电容C2、第三电容C3后接地，所述隔离电压转换芯片U1的输出脚VOUT连接信号输出模块的3.3V电源接入脚，所述隔离电压转换芯片U1的输出脚VOUT还分别串接第五电容C5、第六电容C6后接地，所述隔离电压转换芯片U1的地脚接地。
出于输入侧电路与输出侧电路相互独立、互不干扰的目的，本实用新型设计了专为输入侧供电的输入侧3.3V电压转换模块和专为输出侧供电的输出侧3.3V电压转换模块，两部分的电压均为3.3V，同样的，输入侧又将数字信号部分和模拟信号部分的电路分别由隔离的电源供电，隔离后供电能降低电信号的干扰，并降低某一器件的故障或损坏对整个电路的影响，提升沉降传感器的防爆数值。
更进一步描述，所述2.5V基准电压转换电路包括三脚肖特基二极管D7，所述三脚肖特基二极管D7的阴极经第六电阻R6接所述模拟电路3.3V直流输出电压，该三脚肖特基二极管D7的阴极即为2.5V直流输出电压，所述三脚肖特基二极管D7的阴极还串接第三十电容C30后接地，所述三脚肖特基二极管D7的基准脚连接其阴极，所述三脚肖特基二极管D7的阳极接地。
由于信号采集模块所需要的2.5V基准电压为模拟信号部分，因此上述设计将基准电压的输入电源接到模拟电路3.3V直流输出电压，保证数模之间始终保持独立供电，提升电路的可靠性。
更进一步描述，所述MCU还对应设置有外接串口、晶振保护电路、复位电路、MCU电源滤波电路，当MCU需要复杂编程时则需要通过外接串口输入编程命令，外接串口包括程序下载串口和调试串口，程序下载串口即为MCU的程序下载接脚连接对应的串口接脚，调试串口同样为MCU的调试脚连接对应的串口接脚；
所述晶振保护电路包括晶振X1，所述晶振X1的第一端脚连接MCU的晶振接出脚OSCOUT，所述晶振X1的第二端脚串接第二十电容C20后连接所述第一端脚，所述晶振X1的第三端脚串接第三电阻R3后接MCU的晶振接入脚OSCIN，所述第三端脚与第二端脚之间还串接有第一八电容C18，所述晶振X1的第四端脚接地；
所述复位电路为MCU的复位脚RESET串接第十九电容C19后接地，所述复位脚RESET还经第四电阻R4连接3.3V直流输出电压；
所述MCU电源滤波电路为MCU的电源端分别串接第二六电容C26、第二七电容C27、第二八电容C28、第二九电容C29后接地。
本实用新型的有益效果：沉降信号依次经信号采集模块、MCU、信号输出模块传递到信号接收的服务端，其中MCU能够对信号采集模块和信号输出模块进行控制和调试，能根据不同情况调整电路参数，满足不同的沉降环境，使沉降信号能够在复杂的环境中准确传递到接收端，从而为沉降检测工作提高准确度，设置了多部分电路的隔离，降低信号的干扰，并为沉降传感器的防爆设置提供可靠保障。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是实施例信号采集模块的电路设计图；
图3是实施例隔离通道的电路设计图；
图4是实施例信号输出模块的电路设计图；
图5是实施例MCU的电路设计图；
图6是实施例24V电压滤波电路的电路设计图；
图7是实施例5V电压转换电路的电路设计图；
图8是实施例输出侧3.3V电压转换模块的电路设计图；
图9是实施例输入侧3.3V电压转换模块的电路设计图；
图10是实施例2.5V基准电压转换电路的电路设计图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明：
如图1所示，一种沉降传感器控制电路，包括信号采集模块、调压模块、MCU和信号输出模块，所述信号输出模块与MCU之间还设置有隔离通道；
所述信号采集模块、隔离通道均与所述MCU双向连接，所述信号输出模块与隔离通道双向连接；
所述调压模块包括电源输入串口JP1、24V电压滤波电路、5V电压转换电路、3.3V电压转换电路、2.5V基准电压转换电路，所述3.3V电压转换电路包括输入侧3.3V电压转换模块和输出侧3.3V电压转换模块，所述输入侧电压转换模块设置有数字电路3.3V输出模块和模拟电路3.3V输出模块，所述调压模块的各部分分别为控制电路提供对应电压。
本实用新型的输入电压可为8-36V的直流电，如图6所示，所述24V电压滤波电路包括共模滤波器T1，所述共模滤波器T1的第一接脚连接第三二极管D3的阴极，所述第三二极管D3的阳极连接第二二极管D2的阴极，所述第二二极管D2的阳极连接第一二极管D1的阴极，所述第一二极管D1的阳极串接第一可复位保险丝F1后连接电源输入串口JP1的高压脚，所述共模滤波器T1的第二接脚连接电源输入串口JP1的低压脚，所述共模滤波器T1的第三接脚接地，所述共模滤波器T1的第三接脚还串接第九电容C9后接地，所述共模滤波器T1的第四接脚即输出VDD+24V，所述共模滤波器T1的第四接脚还串接第八电容C8后接地；
所述电源输入串口JP1的高压脚与低压脚之间还串接有第四双向瞬变抑制二极管D4。
如图7所示，所述5V电压转换电路包括5V转换芯片U2，所述5V转换芯片U2的电源输入端VIN接所述24V电压滤波电路的输出VDD+24V，所述5V转换芯片U2的电压输出端VOUT的输出为VDD+5.0V，所述电压输出端VOUT还串接第一电容C1后接地，所述电压输出端VOUT还分别连接第五肖特基二极管D5的阴极、第八肖特基二极管D8的阴极、第九肖特基二极管D9的阴极，所述第五肖特基二极管D5的阳极、第八肖特基二极管D8的阳极、第九肖特基二极管D9的阳极均接地，所述5V转换芯片U2的接地脚接地；
所述5V转换芯片U2的电压输出端VOUT还连接有第三磁珠L3的一端，所述第三磁珠L3的另一端为电压VA+5.0V。
作为优选，5V转换芯片U2选取芯片tps7b6950。
如图8所示，所述输出侧3.3V电压转换模块包括电源隔离芯片U3和隔离电压转换芯片U1，所述电源隔离芯片U3的电源输入接脚Vin接VDD+5V，所述电源隔离芯片U3的输出电压脚+Vo连接所述隔离电压转换芯片U1的电源脚VIN，所述电源隔离芯片U3的接地端接地；
所述隔离电压转换芯片U1的电源脚VIN还分别串接第二电容C2、第三电容C3后接地，所述隔离电压转换芯片U1的输出脚VOUT即输出RS485+3.3V，所述隔离电压转换芯片U1的输出脚VOUT还分别串接第五电容C5、第六电容C6后接地，所述隔离电压转换芯片U1的地脚接地。
作为优选，电源隔离芯片U3选取芯片B0505S-1WR3，隔离电压转换芯片U1选取芯片MCP1700。
如图9所示，所述数字电路3.3V输出模块包括3.3V转换芯片U7，所述3.3V转换芯片U7的电压输入脚VIN接VDD+5V，所述3.3V转换芯片U7的电压输入脚VIN还分别串接第一三电容C13、第一四电容C14后接地，所述3.3V转换芯片U7的电压输出脚VOUT的输出为VDD+3.3V，所述电压输出脚VOUT还分别串接第一五电容C15、第一六电容C16后接地，所述3.3V转换芯片U7的接地脚接地；
所述模拟电路3.3V输出模块包括第一磁珠L1，所述第一磁珠L1的一端连接所述3.3V转换芯片U7的电压输出脚VOUT，所述第一磁珠L1的另一端的输出为VAA+3.3V。
作为优选，3.3V转换芯片U7选取芯片MCP1700。
如图10所示，所述2.5V基准电压转换电路包括三脚肖特基二极管D7，所述三脚肖特基二极管D7的阴极经第六电阻R6接VAA+3.3V，所述三脚肖特基二极管D7的阴极即输出基准电压REF+2.5V，所述三脚肖特基二极管D7的阴极还串接第三十电容C30后接地，所述三脚肖特基二极管D7的基准脚连接其阴极，所述三脚肖特基二极管D7的阳极接地。
如图2所示，本实施例优选设计所述信号采集模块包括AD转换芯片U8和信号采集串口P1，所述AD转换芯片U8的模拟信号输入脚Signal In经第十二电阻R12连接信号采集串口P1的沉降模拟信号脚Signal，所述模拟信号输入脚Signal In还分别串接第十三电阻R13、第二五电容C25后接地，所述信号采集串口P1的电源脚接VA+5.0V，所述电源脚还串接第三一电容C31后接地，所述信号采集串口P1的接地脚接地；
所述AD转换芯片U8的控制信号输入脚DIN连接MCU的数字信号输出脚，所述控制信号输入脚DIN还串接第九电阻R9后接VDD+3.3V，所述AD转换芯片U8的沉降数字信号输出脚DOUT连接MCU的沉降信号输入脚，所述沉降数字信号输出脚DOUT还串接第十电阻R10后接VDD+3.3V，所述AD转换芯片U8的选择输入脚CS连接MCU的选择控制输出脚，所述选择输入脚CS还串接第八电阻R8后接VDD+3.3V，所述AD转换芯片U8的串行时钟输入脚SCLK连接MCU的时钟控制输出脚，所述串行时钟输入脚SCLK还串接第七电阻R7后接VDD+3.3V；
所述AD转换芯片U8的DVDD脚接VDD+3.3V，AVDD脚接VAA+3.3V，所述DVDD脚分别串接第二一电容C21、第二二电容C22后接地，所述AVDD脚分别串接第二三电容C23、第二四电容C24后接地，所述AD转换芯片U8的接地脚接地，所述AD转换芯片U8的正基准输入脚REFIN+接REF+2.5V，所述AD转换芯片U8的负基准输入脚REFIN-接地。
作为优选，AD转换芯片U8选取芯片AD7799。
如图3所示，本实施例优选设计所述隔离通道包括隔离芯片U4，所述隔离芯片U4的A输入脚VIA连接MCU的沉降信号输出脚，则A输出脚VOA连接信号输出模块的沉降数字信号输入脚，所述隔离芯片U4的C输入脚VIC连接信号输出模块的反馈信号输出脚，则C输出脚VOC连接MCU的控制反馈接收脚，所述隔离芯片U4的B输入脚VIB连接MCU的输出控制脚，则B输出脚VOB连接信号输出模块的控制接收脚；
所述隔离芯片U4的VDD1脚接VDD+3.3V，VDD2脚接RS485+3.3V，所述VDD1脚还串接第十电容C10后接地，所述VDD2脚还串接第十一电容C11后接地，所述隔离芯片U4的接地脚接地。
作为优选，隔离芯片U4选取芯片ADuM1301。
本实施例选取RS485为输出侧的信号通信，则输出侧的设计如图4所示，所述信号输出模块包括输出芯片U5和信号输出串口JP2，所述输出芯片U5的沉降数字信号输入脚DI连接所述隔离芯片U4的A输出脚VOA，所述输出芯片U5的反馈信号输出脚RO连接所述隔离芯片U4的C输入脚VIC，所述输出芯片U5的驱动控制脚DE和反馈控制脚RE均连接所述隔离芯片U4的B输出脚VOB；
所述输出芯片U5的反向输出脚B串接第二可复位保险丝F2后连接信号输出串口JP2的反向脚1，所述反向输出脚B还串接第一电阻R1后接地，所述输出芯片U5的非反向输出脚A串接第三可复位保险丝F3后连接信号输出串口JP2的非反向脚2，所述非反向输出脚A还串接第二电阻R2后接地，所述信号输出串口JP2的反向脚1与非反向脚2之间还串接有第六双向瞬变抑制二极管D6；
所述输出芯片U5的电源脚Vcc接RS485+3.3V，所述输出芯片U5的电源脚Vcc还串接第一二电容C12后接地，所述输出芯片U5的接地脚接地。
作为优选，输出芯片U5选取芯片SP3485，第六双向瞬变抑制二极管D6选取型号为SMAJ6.5CA。
如图5所示，所述MCU优选为芯片STM32F103C8T6，则U6A中脚PB12、PB13、PB14、PB15依次为选择控制输出脚、时钟控制输出脚、沉降信号输入脚、数字信号输出脚，脚PA2、PA3、PA4依次为沉降信号输出脚、控制反馈接收脚、输出控制脚；
所示MCU还对应设置有程序下载串口、调试串口、晶振保护电路、复位电路、MCU电源滤波电路；
其中，程序下载串口包括串口PRO1，该串口PRO1的1脚接VDD+3.3V，同时该1脚串接第十七电容C17后接地，串口PRO1的2脚接地，串口PRO1的3脚接MCU的脚PA13，同时该3脚串接第五电阻R5后接电源VDD+3.3V，串口PRO1的4脚接MCU的脚PA14，同时该4脚串接第十一电阻R11后接地；
调试串口包括串口J1，该串口J1的1脚接地，串口J1的2脚接MCU的脚PA10，串口J1的3脚接MCU的脚PA9，串口J1的4脚接VDD+3.3V；
所述晶振保护电路包括晶振X1，所述晶振X1的第一端脚连接MCU的晶振接出脚OSCOUT，所述晶振X1的第二端脚串接第二十电容C20后连接所述第一端脚，所述晶振X1的第三端脚串接第三电阻R3后接MCU的晶振接入脚OSCIN，所述第三端脚与第二端脚之间还串接有第一八电容C18，所述晶振X1的第四端脚接地；
所述复位电路为MCU的复位脚RESET串接第十九电容C19后接地，所述复位脚RESET还经第四电阻R4接VDD+3.3V；
所述MCU电源滤波电路为MCU的电源端分别串接第二六电容C26、第二七电容C27、第二八电容C28、第二九电容C29后接地。
Claims (10)
1.一种沉降传感器控制电路，其特征在于：包括信号采集模块、调压模块、MCU和信号输出模块；
所述信号采集模块采集沉降模拟信号并将该沉降模拟信号转换为沉降数字信号；
所述MCU将沉降数字信号转发至信号输出模块；
所述信号输出模块建立信号输出通道；
所述调压模块分别为信号采集模块、MCU和信号输出模块适配电压供电；
所述信号采集模块、信号输出模块均与所述MCU双向连接。
2.根据权利要求1所述的沉降传感器控制电路，其特征在于：所述信号采集模块包括AD转换芯片U8和信号采集串口P1，所述AD转换芯片U8的模拟信号输入脚Signal In经第十二电阻R12连接信号采集串口P1的沉降模拟信号脚Signal，所述模拟信号输入脚Signal In还分别串接第十三电阻R13、第二五电容C25后接地，所述信号采集串口P1的电源脚连接调压模块的5V直流输出电压，所述电源脚还串接第三一电容C31后接地，所述信号采集串口P1的接地脚接地；
所述AD转换芯片U8的控制信号输入脚DIN连接MCU的数字信号输出脚，所述控制信号输入脚DIN还串接第九电阻R9后连接调压模块的3.3V直流输出电压，所述AD转换芯片U8的沉降数字信号输出脚DOUT连接MCU的沉降信号输入脚，所述沉降数字信号输出脚DOUT还串接第十电阻R10后连接调压模块的3.3V直流输出电压，所述AD转换芯片U8的选择输入脚CS连接MCU的选择控制输出脚，所述选择输入脚CS还串接第八电阻R8后连接调压模块的3.3V直流输出电压，所述AD转换芯片U8的串行时钟输入脚SCLK连接MCU的时钟控制输出脚，所述串行时钟输入脚SCLK还串接第七电阻R7后连接调压模块的3.3V直流输出电压；
所述AD转换芯片U8的电源脚端组连接调压模块的3.3V直流输出电压，所述电源脚端组的DVDD脚分别串接第二一电容C21、第二二电容C22后接地，所述电源脚端组的AVDD脚分别串接第二三电容C23、第二四电容C24后接地，所述AD转换芯片U8的接地脚接地，所述AD转换芯片U8的正基准输入脚REFIN+连接调压模块的2.5V直流输出电压，所述AD转换芯片U8的负基准输入脚REFIN-接地。
3.根据权利要求1所述的沉降传感器控制电路，其特征在于：所述信号输出模块与MCU之间还设置有隔离通道，所述隔离通道包括隔离芯片U4，所述隔离芯片U4的A输入脚VIA连接MCU的沉降信号输出脚，则A输出脚VOA连接信号输出模块的沉降数字信号输入脚，所述隔离芯片U4的C输入脚VIC连接信号输出模块的反馈信号输出脚，则C输出脚VOC连接MCU的控制反馈接收脚，所述隔离芯片U4的B输入脚VIB连接MCU的输出控制脚，则B输出脚VOB连接信号输出模块的控制接收脚；
所述隔离芯片U4的电源脚端组分别连接调压模块的3.3V直流输出电压，所述电源脚端组的每个电源脚还分别串接一个保护电容后接地，所述隔离芯片U4的接地脚接地。
4.根据权利要求3所述的沉降传感器控制电路，其特征在于：所述信号输出模块包括输出芯片U5和信号输出串口JP2，所述输出芯片U5的沉降数字信号输入脚DI连接所述隔离芯片U4的A输出脚VOA，所述输出芯片U5的反馈信号输出脚RO连接所述隔离芯片U4的C输入脚VIC，所述输出芯片U5的驱动控制脚DE和反馈控制脚RE均连接所述隔离芯片U4的B输出脚VOB；
所述输出芯片U5的反向输出脚B串接第二可复位保险丝F2后连接信号输出串口JP2的反向脚1，所述反向输出脚B还串接第一电阻R1后接地，所述输出芯片U5的非反向输出脚A串接第三可复位保险丝F3后连接信号输出串口JP2的非反向脚2，所述非反向输出脚A还串接第二电阻R2后接地，所述信号输出串口JP2的反向脚1与非反向脚2之间还串接有第六双向瞬变抑制二极管D6；
所述输出芯片U5的电源脚Vcc连接调压模块的3.3V直流输出电压，所述输出芯片U5的电源脚Vcc还串接第一二电容C12后接地，所述输出芯片U5的接地脚接地。
5.根据权利要求1所述的沉降传感器控制电路，其特征在于：所述调压模块包括电源输入串口JP1、24V电压滤波电路、5V电压转换电路、3.3V电压转换电路、2.5V基准电压转换电路，电源电压经上述电源输入串口JP1输入后依次经24V电压滤波电路转换为24V直流输出电压，该24V直流输出电压经5V电压转换电路转换为5V直流输出电压，5V直流输出电压再经3.3V电压转换电路转换为3.3V直流输出电压，该3.3V直流输出电压最后经2.5V基准电压转换电路转换为2.5V直流输出电压。
6.根据权利要求5所述的沉降传感器控制电路，其特征在于：所述24V电压滤波电路包括共模滤波器T1，所述共模滤波器T1的第一接脚连接第三二极管D3的阴极，所述第三二极管D3的阳极连接第二二极管D2的阴极，所述第二二极管D2的阳极连接第一二极管D1的阴极，所述第一二极管D1的阳极串接第一可复位保险丝F1后连接电源输入串口JP1的高压脚，所述共模滤波器T1的第二接脚连接电源输入串口JP1的低压脚，所述共模滤波器T1的第三接脚接地，所述共模滤波器T1的第三接脚还串接第九电容C9后接地，所述共模滤波器T1的第四接脚的输出为24V直流输出电压，所述共模滤波器T1的第四接脚还串接第八电容C8后接地；
所述电源输入串口JP1的高压脚与低压脚之间还串接有第四双向瞬变抑制二极管D4。
7.根据权利要求5所述的沉降传感器控制电路，其特征在于：所述5V电压转换电路包括5V转换芯片U2，所述5V转换芯片U2的电源输入端VIN接所述24V电压滤波电路的24V直流输出电压，所述5V转换芯片U2的电压输出端VOUT的输出为5V直流输出电压，所述电压输出端VOUT还串接第一电容C1后接地，所述电压输出端VOUT还分别连接第五肖特基二极管D5的阴极、第八肖特基二极管D8的阴极、第九肖特基二极管D9的阴极，所述第五肖特基二极管D5的阳极、第八肖特基二极管D8的阳极、第九肖特基二极管D9的阳极均接地，所述5V转换芯片U2的接地脚接地；
所述5V转换芯片U2的电压输出端VOUT还连接有第三磁珠L3的一端，所述第三磁珠L3的另一端连接信号采集模块的5V电源接入脚。
8.根据权利要求5所述的沉降传感器控制电路，其特征在于：所述3.3V电压转换电路包括输入侧3.3V电压转换模块和输出侧3.3V电压转换模块；
所述输入侧电压转换模块设置有数字电路3.3V输出模块和模拟电路3.3V输出模块，所述数字电路3.3V输出模块包括3.3V转换芯片U7，所述3.3V转换芯片U7的电压输入脚VIN接所述5V电压转换电路的5V直流输出电压，所述3.3V转换芯片U7的电压输入脚VIN还分别串接第一三电容C13、第一四电容C14后接地，所述3.3V转换芯片U7的电压输出脚VOUT的输出为数字电路3.3V直流输出电压，该数字电路3.3V直流输出电压即为MCU的3.3V直流电源及所述信号采集模块的3.3V数字电路电源，所述电压输出脚VOUT还分别串接第一五电容C15、第一六电容C16后接地，所述3.3V转换芯片U7的接地脚接地；
所述模拟电路3.3V输出模块包括第一磁珠L1，所述第一磁珠L1的一端连接所述3.3V转换芯片U7的电压输出脚VOUT，所述第一磁珠L1的另一端的输出为模拟电路3.3V直流输出电压，所述模拟电路3.3V直流输出电压即为信号采集模块的3.3V模拟电路电源；
所述输出侧3.3V电压转换模块包括电源隔离芯片U3和隔离电压转换芯片U1，所述电源隔离芯片U3的电源输入接脚Vin连接所述5V电压转换电路的5V直流输出电压，所述电源隔离芯片U3的输出电压脚+Vo连接所述隔离电压转换芯片U1的电源脚VIN，所述电源隔离芯片U3的接地端接地；
所述隔离电压转换芯片U1的电源脚VIN还分别串接第二电容C2、第三电容C3后接地，所述隔离电压转换芯片U1的输出脚VOUT连接信号输出模块的3.3V电源接入脚，所述隔离电压转换芯片U1的输出脚VOUT还分别串接第五电容C5、第六电容C6后接地，所述隔离电压转换芯片U1的地脚接地。
9.根据权利要求8所述的沉降传感器控制电路，其特征在于：所述2.5V基准电压转换电路包括三脚肖特基二极管D7，所述三脚肖特基二极管D7的阴极经第六电阻R6接所述模拟电路3.3V直流输出电压，所述三脚肖特基二极管D7的阴极即为2.5V直流输出电压，所述三脚肖特基二极管D7的阴极还串接第三十电容C30后接地，所述三脚肖特基二极管D7的基准脚连接其阴极，所述三脚肖特基二极管D7的阳极接地。
10.根据权利要求1所述的沉降传感器控制电路，其特征在于：所述MCU还对应设置有外接串口、晶振保护电路、复位电路、MCU电源滤波电路；
所述晶振保护电路包括晶振X1，所述晶振X1的第一端脚连接MCU的晶振接出脚OSCOUT，所述晶振X1的第二端脚串接第二十电容C20后连接所述第一端脚，所述晶振X1的第三端脚串接第三电阻R3后接MCU的晶振接入脚OSCIN，所述第三端脚与第二端脚之间还串接有第一八电容C18，所述晶振X1的第四端脚接地；
所述复位电路为MCU的复位脚RESET串接第十九电容C19后接地，所述复位脚RESET还经第四电阻R4连接3.3V直流输出电压；
所述MCU电源滤波电路为MCU的电源端分别串接第二六电容C26、第二七电容C27、第二八电容C28、第二九电容C29后接地。
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|---|---|---|---|---|
| CN109900367A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-06-18 | 重庆中科芯亿达电子有限公司 | 一种抗干扰信号处理芯片 |
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