CN210886457U - 带有控制和检测功能的总线型驱动器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种带有控制和检测功能的总线型驱动器，包括相对接的主板和副板，主板包括金手指接口、电源电路、差分电路、晶振电路、检测电路、第二贾卡针、第二驱动电路及MCU，副板包括第一驱动电路及第一贾卡针，MCU依次通过差分电路及金手指接口与总线连接，第二贾卡针通过检测电路及第二驱动电路与MCU连接，第一贾卡针通过检测电路及第一驱动电路与MCU连接，电源电路的输出、晶振电路的输出、检测电路的输出均与MCU的输入端相连。该带有控制和检测功能的总线型驱动器具有扩展性强、抗干扰能力强、安全性高、以及具有监控能力、具有故障诊断及故障定位能力，维修更换方便，快捷保护能力强的特点。
Description
技术领域：
本实用新型涉及电子自动化技术领域，尤其涉及一种用于纺织经编的带有控制和检测功能的总线型驱动器。
背景技术：
FPGA：全称Field－Programmable Gate Array-即现场可编程门阵列，它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA的开发相对于传统PC、单片机的开发有很大不同。FPGA以并行运算为主，以硬件描述语言来实现；相比于PC或单片机(无论是冯诺依曼结构还是哈佛结构)的顺序操作有很大区别，由于FPGA具有比较高的可靠性，因此在军工以及航天领域也有比较广泛的应用。
MCU：全称Microcontroller Unit–指微控制单元，是把中央处理器(CentralProcess Unit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。金手指：是指一种硬件接口，由众多金黄色的导电触片组成，因其表面镀金且导电触片排列如手指状，所以称为“金手指”。
随着基于压电陶瓷技术的贾卡针应用到纺织经编行业，国内外开始出现大量使用集成驱动芯片的驱动器。然而，这类驱动器不仅容易损坏，且驱动电流小，驱动能力较弱。
实用新型内容：
本实用新型的目标是提供一种带有控制和检测功能的总线型驱动器，摒弃集成驱动芯片，转而使用分立式元件的设计理念，旨在为提升整个贾卡控制驱动系统的稳定性，以及提高驱动器整体的驱动能力，本实用新型首创采用FPGA芯片作为MCU来控制时序，和控制贾卡针的摆动，以及首创采用厚金工艺的金手指作为驱动器的电源、通讯接口。
为实现上述目的，本实用新型提供一种带有控制和检测功能的总线型驱动器，包括相对接的主板和副板，所述主板包括金手指接口、电源电路、差分电路、晶振电路、检测电路、第二贾卡针、第二驱动电路及MCU，所述副板包括第一驱动电路及第一贾卡针，所述MCU依次通过差分电路及金手指接口与总线连接，所述第二贾卡针通过检测电路及第二驱动电路与MCU连接，所述第一贾卡针通过检测电路及第一驱动电路与MCU连接，所述电源电路的输出、晶振电路的输出、检测电路的输出均与MCU的输入端相连。
上述技术方案中，所述晶振电路包括集成在线路板上的有源晶振和无源晶振。
上述技术方案中，所述驱动电路包括两个电子开关，两电子开关均为NPN型三极管，其中一个三极管作为低压驱动管连接至MCU的输出，另一个三极管作为高压驱动管，其输出端连接至贾卡针。
上述技术方案中，具有输出端与MCU的输入端相连的第一贾卡针插入检测电路。
其中，所述第一贾卡针插入检测电路包括检测插口、三极管以及与MCU输入端相连的检测输出口，所述检测插口通过电阻连接至三极管的基极，所述三极管的发射极接地，集电极接检测输出口。
本实用新型具有以下积极的效果：
(1)扩展性强：MCU可根据不同工艺，适配相应要求的输出响应速度；
(2)抗干扰能力强：MCU采用军工级FPGA芯片，加上带有多重滤波及抗干扰算法的软件设计；
(3)安全性高：军工级FPGA独有的加密系统，使软件信息更安全；
(4)具有监控能力：本实用新型带有输入检测功能，实时监控贾卡针的插入状态；
(5)具有故障诊断及故障定位能力：本实用新型带有自诊断功能，并能在总线出现异常的同一时间从12个驱动器中，迅速定位故障点；
(6)维修更换方便快捷：本实用新型首创采用金手指接口，厚金工艺，在突出驱动器更换方便这个优点的同时，耐插拔，并能减小驱动器接口的接触电阻；
(7)保护能力强：外置电源监测电路，可对电网电压、控制电源、驱动电源实时监控，监控的任意部位异常都会输出报警信号，同时本控制及驱动器内部采用强电弱电分离的硬件设计，能有效保护芯片，减少故障发生；全新的线路板结构以及驱动方式，相比上一代充放电更加迅速，贾卡针摆动更加有力，散热能力更强。
附图说明：
图1为本实用新型的带有控制和检测功能的总线型驱动器的原理图；
图2为本实用新型的带有控制和检测功能的总线型驱动器的控制电路图。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1所示，一种带有控制和检测功能的总线型驱动器，其内部由两块线路板对接而成，一块作为主板，集总线通讯、控制、检测和驱动于一体，包含金手指接口、电源电路、差分电路、MCU、晶振电路、检测电路、MCU、第二贾卡针接口及第二驱动电路，另一块作为副板，包含第一驱动电路和第一贾卡针接口。所述主板位于副板下方，副板位于主板上方，主板与副板间的电源、控制信号、检测信号及驱动信号通过双排排针相连。两块线路板使用两根支撑柱、两颗螺丝、平垫、弹垫及螺母加固。所述金手指接口与另一块专用底板上的金手指座对接，连到总线，接口使用厚金工艺，具有耐插拔、耐氧化腐蚀、导电性能好的特点。所述差分电路用于将总线上的差分信号传输给MCU，同时将MCU的输出信号传输到总线上，具有驱动能力强，抗干扰能力强等特点。所述电源电路的输出、时钟信号的输出、晶振电路的输出、检测电路的输出均与MCU输入端相连。所述MCU的输出端与第一驱动电路、第二驱动电路相连后，驱动和控制贾卡针。
其中，具有输出端与MCU的输入端相连的第一贾卡针插入检测电路。所述第一贾卡针插入检测电路包括检测插口、三极管和与MCU输入端相连的检测输出口；所述检测插口通过电阻连接至三极管的基极；所述三极管的发射极接地，集电极接检测输出口。
作为优选，所述晶振电路包括集成在线路板上的有源晶振和无源晶振。
作为优选，所述驱动电路包括两个电子开关，两者均为NPN型三极管，其中一个三极管作为低压驱动管连接至MCU的输出，另一个三极管作为高压驱动管，输出端连接至贾卡针。
本实用新型的原理如图2所示，总线数据经过金手指接口和差分电路，到达MCU，MCU将前级贾卡控制器的时序信号转化为控制后级开关的IO信号，起到了用低压控制高压的开关作用，通过将电能转化为机械能，实现花型的编织。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种带有控制和检测功能的总线型驱动器，包括相对接的主板和副板，其特征在于：所述主板包括金手指接口、电源电路、差分电路、晶振电路、检测电路、第二贾卡针、第二驱动电路及MCU，所述副板包括第一驱动电路及第一贾卡针，所述MCU依次通过差分电路及金手指接口与总线连接，所述第二贾卡针通过检测电路及第二驱动电路与MCU连接，所述第一贾卡针通过检测电路及第一驱动电路与MCU连接，所述电源电路的输出、晶振电路的输出、检测电路的输出均与MCU的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的带有控制和检测功能的总线型驱动器，其特征在于：所述晶振电路包括集成在线路板上的有源晶振和无源晶振。
3.根据权利要求1所述的带有控制和检测功能的总线型驱动器，其特征在于：所述第一驱动电路或第二驱动电路包括两个电子开关，两电子开关均为NPN型三极管，其中一个三极管作为低压驱动管连接至MCU的输出，另一个三极管作为高压驱动管，其输出端连接至贾卡针。
4.根据权利要求1所述的带有控制和检测功能的总线型驱动器，其特征在于：所述第一贾卡针插入所述检测电路。
5.根据权利要求4所述的带有控制和检测功能的总线型驱动器，其特征在于：所述第一贾卡针插入检测电路包括检测插口、三极管以及与MCU输入端相连的检测输出口，所述检测插口通过电阻连接至三极管的基极，所述三极管的发射极接地，集电极接检测输出口。
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