CN210137466U

CN210137466U - 一种多功能输入输出模块

Info

Publication number: CN210137466U
Application number: CN201822134250.0U
Authority: CN
Inventors: 冯游平
Original assignee: Beijing Hexian Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Hexian Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2020-03-10
Anticipated expiration: 2028-12-18

Abstract

本实用新型提供一种多功能输入输出模块，包括主控制电路、晶振电路、光耦隔离输入电路、输出电路以及通信电路，主控制电路包括处理器芯片U11，处理器芯片U11的44号引脚通过导线接地，处理器芯片U11的1号引脚、24号引脚、36号引脚、48号引脚以及9号引脚均通过导线接电源端子V3.3，电源端子V3.3通过电容C11接地，处理器芯片U11的8号引脚、47号引脚、35号引脚以及23号引脚均通过导线接地，该设计可提供6路TTL电平输出，6路干接点信号输入检测，输出电平可设置5V或12V，可以适应多种LED供电面板，输出接口可定义高电平或低电平输出输入端口为光耦隔离，高压过流保护，具有很强的抗干扰性和可靠性。

Description

一种多功能输入输出模块

技术领域

本实用新型是一种多功能输入输出模块，属于工控设备领域。

背景技术

现有应用于智能灯光控制系统领域的干接点信号转换，多数只是把各种按键各种传感器的输出，如：环境动力监控中的传感器、水浸传感器、火灾报警传感器、玻璃破碎、振动、烟雾和凝结传感器等发出的信号让其设备执行动作，且一个模块只能接一组端口，一种输出电压，设备只有输出端口，体积比较大。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种多功能输入输出模块，以解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型可提供6路TTL电平输出，6路干接点信号输入检测，输出电平可设置5V或12V，可以适应多种LED供电面板，输出接口可定义高电平或低电平输出输入端口为光耦隔离，高压过流保护，具有很强的抗干扰性和可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种多功能输入输出模块，包括主控制电路、晶振电路、光耦隔离输入电路、输出电路以及通信电路，所述主控制电路包括处理器芯片U11，所述处理器芯片U11的44号引脚通过导线接地，所述处理器芯片U11的1号引脚、24号引脚、36号引脚、48号引脚以及9号引脚均通过导线接电源端子V3.3，所述电源端子V3.3通过电容C11接地，所述处理器芯片U11的8号引脚、47号引脚、35号引脚以及23号引脚均通过导线接地，所述晶振电路包括晶振X1，所述晶振X1的一端接端子X3，所述晶振X1的另一端接端子X4，所述晶振X1的两端分别通过电容C13以及电容C14接地，所述光耦隔离输入电路包括光耦合芯片OP51、光耦合芯片OP52、光耦合芯片OP53、光耦合芯片OP54、光耦合芯片OP55以及光耦合芯片OP56，所述光耦合芯片OP51的1号引脚接端子IN1，所述光耦合芯片OP51的2号引脚通过电阻R51接光耦合芯片OP51的3号引脚，所述光耦合芯片OP51的4号引脚接端子KEY1，所述光耦合芯片OP52的1号引脚接端子IN2，所述光耦合芯片OP52的2号引脚通过电阻R52接光耦合芯片OP52的3号引脚，所述光耦合芯片OP52的4号引脚接端子KEY2，所述光耦合芯片OP53的1号引脚接端子IN3，所述光耦合芯片OP53的2号引脚通过电阻R53接光耦合芯片OP53的3号引脚，所述光耦合芯片OP53的4号引脚接端子KEY3，所述光耦合芯片OP54的1号引脚接端子IN4，所述光耦合芯片OP54的2号引脚通过电阻R54接光耦合芯片OP54的3号引脚，所述光耦合芯片OP54的4号引脚接端子KEY4，所述光耦合芯片OP55的1号引脚接端子IN5，所述光耦合芯片OP55的2号引脚通过电阻R55接光耦合芯片OP55的3号引脚，所述光耦合芯片OP55的4号引脚接端子KEY5，所述光耦合芯片OP56的1号引脚接端子IN6，所述光耦合芯片OP56的2号引脚通过电阻R56接光耦合芯片OP56的3号引脚，所述光耦合芯片OP56的4号引脚接端子KEY6，所述输出电路包括缓冲器芯片U6A、缓冲器芯片U6B、缓冲器芯片U6C、缓冲器芯片U6D、缓冲器芯片U6E以及缓冲器芯片U6F，所述缓冲器芯片U6A的输入端接端子LED3，所述缓冲器芯片U6D的输出端通过导线接电阻R61并由电阻R61的另一端接端子OUT3，所述缓冲器芯片U6F的输入端接端子LED5，所述缓冲器芯片U6F的输出端通过导线接电阻R63并由电阻R63的另一端接端子OUT5，所述缓冲器芯片U6B的输入端接端子LED2,所述缓冲器芯片U6B的输出端通过导线接电阻R65并由电阻R65的另一端接端子OUT2，所述缓冲器芯片U6E的输入端接端子LED4，所述缓冲器芯片U6E的输出端通过导线接电阻R62并由电阻R62的另一端接端子OUT4，所述缓冲器芯片U6C的输入端接端子LED1，所述缓冲器芯片U6C的输出端通过导线接电阻R61并由电阻R61的另一端接端子OUT1，所述缓冲器芯片U6A的输入端接端子LED6，所述缓冲器芯片U6A的输出端通过导线接电阻R66并由电阻R66的另一端接端子OUT6，所述通讯电路包括拨码开关S21以及485通信芯片U31，所述拨码开关S21的1号引脚、2号引脚、3号引脚、4号引脚、5号引脚、6号引脚以及7号引脚均通过导线接地，所述拨码开关S21的16号引脚接端子ID1，所述拨码开关S21的15号引脚接端子ID2，所述拨码开关S21的14号引脚接端子ID3，所述拨码开关S21的13号引脚接端子ID4，所述拨码开关S21的12号引脚接端子ID5，所述拨码开关S21的11号引脚接端子ID6，所述拨码开关S21的10号引脚接端子ID7，所述拨码开关S21的8号引脚接电源端子12V，所述拨码开关S21的9号引脚接电源端子POW，所述二极管D2的阴极接电源端子POW，所述二极管D2的阳极接电源端子5V，所述二极管D1的阴极接电源端子VCC，所述二极管D1的阳极接电源端子24V，所述485通信芯片的1号引脚接端子RX1，所述485通信芯片的4号引脚接端子TX1，所述485通信芯片的3号引脚接端子R/W1，所述485通信芯片的2号引脚通过导线接485通信芯片的3号引脚，所述485通信芯片的5号引脚接地，所述485通信芯片的6号引脚通过电阻R34接端子485_A，所述485通信芯片的7号引脚通过电阻R35接端子485_B，所述电源端子5V通过电阻R32、电阻R31以及电阻R33接地，所述485通信芯片的6号引脚通过导线接电阻R31与电阻R32的连接节点，所述485通信芯片的7号引脚通过导线接电阻R31与电阻R33的连接节点，所述端子485_B通过瞬变抑制二极管TVS32接地，所述端子485_A通过瞬变抑制二极管TVS31接地。

进一步地，所述处理器芯片U11的芯片型号为STM32F101C8T6，所述晶振X1的晶振频率为8MHZ，所述光耦合芯片OP51、光耦合芯片OP52、光耦合芯片OP53、光耦合芯片OP54、光耦合芯片OP55以及光耦合芯片OP56的芯片型号均为EL573，所述缓冲器芯片U6的芯片型号为CD4050B，所述485通信芯片的芯片型号为SP485R。

本实用新型的有益效果：本实用新型的一种多功能输入输出模块，本实用新型通过添加主控制电路、晶振电路、光耦隔离输入电路、输出电路以及通信电路，该设计可提供6路TTL电平输出，6路干接点信号输入检测，输出电平可设置5V或12V，可以适应多种LED供电面板，输出接口可定义高电平或低电平输出输入端口为光耦隔离，高压过流保护，具有很强的抗干扰性和可靠性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型一种多功能输入输出模块中主控制电路的电路原理图；

图2为本实用新型一种多功能输入输出模块中晶振电路的电路原理图；

图3为本实用新型一种多功能输入输出模块中光耦隔离输入电路的电路原理图；

图4为本实用新型一种多功能输入输出模块中输出电路的电路原理图；

图5为本实用新型一种多功能输入输出模块中通信电路的电路原理图；

图6为本实用新型一种多功能输入输出模块中电路板的布板图；

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

请参阅图1-图6，本实用新型提供一种技术方案：一种多功能输入输出模块，包括主控制电路、晶振电路、光耦隔离输入电路、输出电路以及通信电路，主控制电路包括处理器芯片U11，处理器芯片U11的44号引脚通过导线接地，处理器芯片U11的1号引脚、24号引脚、36号引脚、48号引脚以及9号引脚均通过导线接电源端子V3.3，电源端子V3.3通过电容C11接地，处理器芯片U11的8号引脚、47号引脚、35号引脚以及23号引脚均通过导线接地，此电路中采用的处理器芯片是STM32F101C8T6，它是整个电路的核心，处理干接点信号的输入输出，同时此模块是基于ETRON－NET总线协议通信，此通信协议是基于RS485协议的基础上做了优化，该模块同时处理在485协议下的IO信号处理。

晶振电路包括晶振X1，晶振X1的一端接端子X3，晶振X1的另一端接端子X4，晶振X1的两端分别通过电容C13以及电容C14接地。

光耦隔离输入电路包括光耦合芯片OP51、光耦合芯片OP52、光耦合芯片OP53、光耦合芯片OP54、光耦合芯片OP55以及光耦合芯片OP56，光耦合芯片OP51的1号引脚接端子IN1，光耦合芯片OP51的2号引脚通过电阻R51接光耦合芯片OP51的3号引脚，光耦合芯片OP51的4号引脚接端子KEY1，光耦合芯片OP52的1号引脚接端子IN2，光耦合芯片OP52的2号引脚通过电阻R52接光耦合芯片OP52的3号引脚，光耦合芯片OP52的4号引脚接端子KEY2，光耦合芯片OP53的1号引脚接端子IN3，光耦合芯片OP53的2号引脚通过电阻R53接光耦合芯片OP53的3号引脚，光耦合芯片OP53的4号引脚接端子KEY3，光耦合芯片OP54的1号引脚接端子IN4，光耦合芯片OP54的2号引脚通过电阻R54接光耦合芯片OP54的3号引脚，光耦合芯片OP54的4号引脚接端子KEY4，光耦合芯片OP55的1号引脚接端子IN5，光耦合芯片OP55的2号引脚通过电阻R55接光耦合芯片OP55的3号引脚，光耦合芯片OP55的4号引脚接端子KEY5，光耦合芯片OP56的1号引脚接端子IN6，光耦合芯片OP56的2号引脚通过电阻R56接光耦合芯片OP56的3号引脚，光耦合芯片OP56的4号引脚接端子KEY6。

输出电路包括缓冲器芯片U6A、缓冲器芯片U6B、缓冲器芯片U6C、缓冲器芯片U6D、缓冲器芯片U6E以及缓冲器芯片U6F，缓冲器芯片U6A的输入端接端子LED3，缓冲器芯片U6D的输出端通过导线接电阻R61并由电阻R61的另一端接端子OUT3，缓冲器芯片U6F的输入端接端子LED5，缓冲器芯片U6F的输出端通过导线接电阻R63并由电阻R63的另一端接端子OUT5，缓冲器芯片U6B的输入端接端子LED2,缓冲器芯片U6B的输出端通过导线接电阻R65并由电阻R65的另一端接端子OUT2，缓冲器芯片U6E的输入端接端子LED4，缓冲器芯片U6E的输出端通过导线接电阻R62并由电阻R62的另一端接端子OUT4，缓冲器芯片U6C的输入端接端子LED1，缓冲器芯片U6C的输出端通过导线接电阻R61并由电阻R61的另一端接端子OUT1，缓冲器芯片U6A的输入端接端子LED6，缓冲器芯片U6A的输出端通过导线接电阻R66并由电阻R66的另一端接端子OUT6。

通讯电路包括拨码开关S21以及485通信芯片U31，拨码开关S21的1号引脚、2号引脚、3号引脚、4号引脚、5号引脚、6号引脚以及7号引脚均通过导线接地，拨码开关S21的16号引脚接端子ID1，拨码开关S21的15号引脚接端子ID2，拨码开关S21的14号引脚接端子ID3，拨码开关S21的13号引脚接端子ID4，拨码开关S21的12号引脚接端子ID5，拨码开关S21的11号引脚接端子ID6，拨码开关S21的10号引脚接端子ID7，拨码开关S21的8号引脚接电源端子12V，拨码开关S21的9号引脚接电源端子POW，二极管D2的阴极接电源端子POW，二极管D2的阳极接电源端子5V，二极管D1的阴极接电源端子VCC，二极管D2的阳极接电源端子24V，485通信芯片的1号引脚接端子RX1，485通信芯片的4号引脚接端子TX1，485通信芯片的3号引脚接端子R/W1，485通信芯片的2号引脚通过导线接485通信芯片的3号引脚，485通信芯片的5号引脚接地，485通信芯片的6号引脚通过电阻R34接端子485_A，485通信芯片的7号引脚通过电阻R35接端子485_B，电源端子5V通过电阻R32、电阻R31以及电阻R33接地，485通信芯片的6号引脚通过导线接电阻R31与电阻R32的连接节点，485通信芯片的7号引脚通过导线接电阻R31与电阻R33的连接节点，端子485_B通过瞬变抑制二极管TVS32接地，端子485_A通过瞬变抑制二极管TVS31接地。

处理器芯片U11的芯片型号为STM32F101C8T6，晶振X1的晶振频率为8MHZ，光耦合芯片OP51、光耦合芯片OP52、光耦合芯片OP53、光耦合芯片OP54、光耦合芯片OP55以及光耦合芯片OP56的芯片型号均为EL573，缓冲器芯片U6的芯片型号为CD4050B，485通信芯片的芯片型号为SP485R。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种多功能输入输出模块，包括主控制电路、晶振电路、光耦隔离输入电路、输出电路以及通信电路，其特征在于：所述主控制电路包括处理器芯片U11，所述处理器芯片U11的44号引脚通过导线接地，所述处理器芯片U11的1号引脚、24号引脚、36号引脚、48号引脚以及9号引脚均通过导线接电源端子V3.3，所述电源端子V3.3通过电容C11接地，所述处理器芯片U11的8号引脚、47号引脚、35号引脚以及23号引脚均通过导线接地；

所述晶振电路包括晶振X1，所述晶振X1的一端接端子X3，所述晶振X1的另一端接端子X4，所述晶振X1的两端分别通过电容C13以及电容C14接地；

所述光耦隔离输入电路包括光耦合芯片OP51、光耦合芯片OP52、光耦合芯片OP53、光耦合芯片OP54、光耦合芯片OP55以及光耦合芯片OP56，所述光耦合芯片OP51的1号引脚接端子IN1，所述光耦合芯片OP51的2号引脚通过电阻R51接光耦合芯片OP51的3号引脚，所述光耦合芯片OP51的4号引脚接端子KEY1，所述光耦合芯片OP52的1号引脚接端子IN2，所述光耦合芯片OP52的2号引脚通过电阻R52接光耦合芯片OP52的3号引脚，所述光耦合芯片OP52的4号引脚接端子KEY2，所述光耦合芯片OP53的1号引脚接端子IN3，所述光耦合芯片OP53的2号引脚通过电阻R53接光耦合芯片OP53的3号引脚，所述光耦合芯片OP53的4号引脚接端子KEY3，所述光耦合芯片OP54的1号引脚接端子IN4，所述光耦合芯片OP54的2号引脚通过电阻R54接光耦合芯片OP54的3号引脚，所述光耦合芯片OP54的4号引脚接端子KEY4，所述光耦合芯片OP55的1号引脚接端子IN5，所述光耦合芯片OP55的2号引脚通过电阻R55接光耦合芯片OP55的3号引脚，所述光耦合芯片OP55的4号引脚接端子KEY5，所述光耦合芯片OP56的1号引脚接端子IN6，所述光耦合芯片OP56的2号引脚通过电阻R56接光耦合芯片OP56的3号引脚，所述光耦合芯片OP56的4号引脚接端子KEY6；

所述输出电路包括缓冲器芯片U6A、缓冲器芯片U6B、缓冲器芯片U6C、缓冲器芯片U6D、缓冲器芯片U6E以及缓冲器芯片U6F，所述缓冲器芯片U6A 的输入端接端子LED3，所述缓冲器芯片U6D的输出端通过导线接电阻R61并由电阻R61的另一端接端子OUT3，所述缓冲器芯片U6F的输入端接端子LED5，所述缓冲器芯片U6F的输出端通过导线接电阻R63并由电阻R63的另一端接端子OUT5，所述缓冲器芯片U6B的输入端接端子LED2,所述缓冲器芯片U6B的输出端通过导线接电阻R65并由电阻R65的另一端接端子OUT2，所述缓冲器芯片U6E的输入端接端子LED4，所述缓冲器芯片U6E的输出端通过导线接电阻R62并由电阻R62的另一端接端子OUT4，所述缓冲器芯片U6C的输入端接端子LED1，所述缓冲器芯片U6C的输出端通过导线接电阻R61并由电阻R61的另一端接端子OUT1，所述缓冲器芯片U6A的输入端接端子LED6，所述缓冲器芯片U6A的输出端通过导线接电阻R66并由电阻R66的另一端接端子OUT6；

所述通信电路包括拨码开关S21以及485通信芯片U31，所述拨码开关S21的1号引脚、2号引脚、3号引脚、4号引脚、5号引脚、6号引脚以及7号引脚均通过导线接地，所述拨码开关S21的16号引脚接端子ID1，所述拨码开关S21的15号引脚接端子ID2，所述拨码开关S21的14号引脚接端子ID3，所述拨码开关S21的13号引脚接端子ID4，所述拨码开关S21的12号引脚接端子ID5，所述拨码开关S21的11号引脚接端子ID6，所述拨码开关S21的10号引脚接端子ID7，所述拨码开关S21的8号引脚接电源端子12V，所述拨码开关S21的9号引脚接电源端子POW，二极管D2的阴极接电源端子POW，所述二极管D2的阳极接电源端子5V，二极管D1的阴极接电源端子VCC，所述二极管D1的阳极接电源端子24V，所述485通信芯片的1号引脚接端子RX1，所述485通信芯片的4号引脚接端子TX1，所述485通信芯片的3号引脚接端子R/W1，所述485通信芯片的2号引脚通过导线接485通信芯片的3号引脚，所述485通信芯片的5号引脚接地，所述485通信芯片的6号引脚通过电阻R34接端子485_A，所述485通信芯片的7号引脚通过电阻R35接端子485_B，所述电源端子5V通过电阻R32、电阻R31以及电阻R33接地，所述485通信芯片的6号引脚通过导线接电阻R31与电阻R32的连接节点，所述485通信芯片的7号引脚通过导线接电阻R31与电阻R33的连接节点，所述端子485_B通过瞬变抑制二极管TVS32接地，所述端子485_A通过瞬变抑制二极管TVS31接地。

2.根据权利要求1所述的一种多功能输入输出模块，其特征在于：所述处理器芯片U11的芯片型号为STM32F101C8T6，所述晶振X1的晶振频率为8MHZ，所述光耦合芯片OP51、光耦合芯片OP52、光耦合芯片OP53、光耦合芯片OP54、光耦合芯片OP55以及光耦合芯片OP56的芯片型号均为EL573，所述缓冲器芯片U6的芯片型号为CD4050B，所述485通信芯片的芯片型号为SP485R。