CN211786679U

CN211786679U - 输入输出控制电路及输入输出控制卡

Info

Publication number: CN211786679U
Application number: CN202020485180.8U
Authority: CN
Inventors: 赵向前; 肖毅
Original assignee: Shenzhen Hengyu Control Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Hengyu Control Technology Co ltd
Priority date: 2020-04-03
Filing date: 2020-04-03
Publication date: 2020-10-27
Anticipated expiration: 2030-04-03

Abstract

本实用新型公开了一种输入输出控制电路及输入输出控制卡，所述电路包括：供电电路、输入输出电路及主控电路，主控电路分别与供电电路以及输入输出电路连接；供电电路用于与外部电源连接，以将外部电源的输入电压转换为稳定输出电压进行供电；输入输出电路，用于将获取到的输入信号发送至主控电路以及将主控电路返回的输出信号进行输出；主控电路，用于将输入输出电路获取到的输入信号进行模数转换后进行处理，并根据处理结果生成相应的输出信号并发送至输入输出电路。本实用新型利用电路的组合，从而提供了一种可独立实现输入输出的控制电路，无需依托其他控制单元，提升输入输出实时性，降低控制单元的成本。

Description

输入输出控制电路及输入输出控制卡

技术领域

本实用新型涉及电路电子领域，尤其涉及输入输出控制电路及输入输出控制卡。

背景技术

目前，工业控制领域中通常需要获取各种输入信号，例如压力、温度、流量、转速等，而生成的输出信号则可以发送至调节阀、伺服电机、变频器等电子设备。其中，在输入量与输出量的数模格式不同时，需要对输入量进行模数转换或者数模转换，以使得控制电路能够对输入量进行处理，并发送符合需求的输出量至外部设备。为了实现输入信号和输出信号之间的数模转换，通常会在处理器的输入输出端设置转换模块，以处理输入量和输出量。然而，该转换模块需要预先设计在处理器内，并且无法进行调整。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种输入输出控制电路及输入输出控制卡，旨在解决现有的输入输出控制需要集成在处理器内的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种输入输出控制电路，包括：供电电路、输入输出电路及主控电路，所述主控电路分别与所述供电电路以及所述输入输出电路连接；

所述供电电路用于与外部电源连接，以将外部电源的输入电压转换为稳定输出电压进行供电；

所述输入输出电路，用于将获取到的输入信号发送至所述主控电路以及将所述主控电路返回的输出信号进行输出；

所述主控电路，用于将所述输入输出电路获取到的输入信号进行模数转换后进行处理，并根据处理结果生成相应的输出信号并发送至所述输入输出电路。

可选地，所述输入输出控制电路还包括与所述主控电路连接的运动控制电路；

所述运动控制电路用于采集与系统运动相关的编码计数信号，并发送至所述主控电路；

所述主控电路，还用于根据所述输入信号和所述编码计数信号生成输出信号。

可选地，所述输入输出控制电路还包括与所述主控电路连接的扩展电路；

所述扩展电路与数字信号处理芯片连接，用于扩展所述数字信号处理芯片的硬件资源。

可选地，所述输入输出控制电路还包括隔离模块以及滤波电路；

所述输入输出电路，用于将获取到的输入信号经过隔离模块和滤波电路处理后发送至所述主控电路。

可选地，所述输入输出控制电路还包括放大电路；

所述输入输出电路，用于将所述主控电路返回的输出信号经过所述放大电路进行放大后输出。

可选地，所述主控电路还用于对所述输入信号的上升沿进行计数以进行误差校正。

可选地，所述主控电路还包括定时模块；

所述主控电路，还用于在生成所述输出信号时开启定时，并在定时时长达到预设时长后停止发送输出信号。

可选地，所述输入输出控制电路还包括与所述主控电路连接的金手指，所述金手指用于与智能设备的插槽连接，以实现所述主控电路与所述智能设备间的数据传输。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种输入输出控制卡，所述输入输出控制卡包括与外部电源连接的输入输出控制电路，所述输入输出控制电路被配置为如上所述的输入输出控制电路。

本实用新型通过设置输入输出电路和主控电路，能够获取到微处理器无法处理的模拟输入量，并将其转换为数字量后进行处理并生成输出信号。该输入输出控制电路还可以通过PCI总线与智能设备或上位机连接，以对主控电路中存储的软件程序进行更新，以根据不同的处理程序对不同的输入信号进行处理。输入输出控制电路可以单独存在，在运行过程中无需其他控制单元即可单独实现输入输出控制的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型输入输出控制电路一实施例的模块示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	主控电路	23	放大电路
11	运动控制电路	30	供电电路
				12	扩展电路	31	外部电源
20	输入输出电路	40	PCI总线
				21	隔离模块	41	智能设备
22	滤波电路

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种输入输出控制电路，应用于输入输出控制卡中，该输入输出控制卡可以插入智能设备或上位机所提供的的PCI插槽中，实现与智能设备间的数据传输。

参见图1，在一实施例中，输入输出控制电路包括供电电路30、输入输出电路20及主控电路10，主控电路10分别与供电电路30以及输入输出电路20连接。供电电路30可以与外部电源31连接，并将外部电源31输入的输入电压转换为稳定的输出电压为输入输出控制电路的各个电路不同电压的供电需求。外部电源31输入电压可以为24V，供电电路30可以将输入电压转换为3.3V或5V电压进行输出，以满足不同的工作电压需求。输入输出电路20包括输入端口和输出端口，输入端口可以获取到外部输入的输入信号，并将输入信号发送至主控电路10中，输出端口则可以接收主控电路10返回的输出信号并进行输出。主控电路10在接收到输入信号后，可以对输入信号进行相应的处理，并将生成的输出信号发送至输出端口进行输出。例如，在输入信号为模拟量输入时，主控电路10可以将模拟量进行模数转换后生成数字量并按照预设程序对数字量进行分析处理，以生成相应的输出信号。其中，主控电路10可以为现场可编程门阵列FPGA，通过输出信号可以控制驱动电机或开关控制器件运行。

在本实施例中，通过设置输入输出电路20和主控电路10，能够获取到微处理器无法处理的模拟输入量，并将其转换为数字量后进行处理并生成输出信号。该输入输出控制电路还可以通过PCI总线40与智能设备41或上位机连接，以对主控电路10中存储的软件程序进行更新，以根据不同的处理程序对不同的输入信号进行处理。输入输出控制电路可以单独存在，在运行过程中无需其他控制单元即可单独实现输入输出控制的需求。

进一步地，上述输入输出电路20还可以包括分别与主控电路10连接的运动控制电路11和扩展电路12。运动控制电路11能够采集与系统运动相关的编码计数信号，并发送至主控电路10，主控电路10则可以根据该编码计数信号与已处理的输入信号的计数进行比较，以确定处理数量是否有误。例如，在通过光电传感器感应工件时可以记录经过光电传感器感应位置的工件数量，并将其与系统已处理的工件数量进行比较，以判断是否发生漏件。还可以应用于电子元器件包装设备，通过记录经过光纤感应信号的工件数量，在数量到达预设数量时，停止传送带运行，并切断当前传感器位置所在的包装卷带(一个工件包装单位的末端)，当前被切断包装卷带将被送离传送带，进行二次包装成为一个新的工件包装单位，然后传送带继续运行，通过上述切断包装处理可以保证每个工件包装单位里储存相同数量的电子元器件。

扩展电路12能够与数字信号处理芯片连接，以提升数字信号处理芯片的硬件资源，例如通过扩展电路12提升输入输出开关信号的数量或输出PWM信号等驱动信号实现电子设备的控制。

进一步地，上述输入输出控制电路还可以包括隔离模块21以及滤波电路22，输入输出电路20在获取到输入信号后，可以通过隔离模块21对输入信号进行信号隔离，并通过滤波电路22进行滤波，以过滤杂讯和谐波信号，隔离外部电路的干扰。对于输入信号，可以通过捕捉输入信号边沿的方式实现输入口计数功能，具体地，可以采用电平计数方式、上升沿计数方式和下降沿计数方式。电平计数方式是指只要输入口电平发生变化计数就加1，通过捕获到输入口信号从高电平变成低电平或者输入口信号从低电平变成高电平时，当前电平计数加1。上升沿计数方式是指只有捕获到输入口的上升沿信号，当前电平计数加1。下降沿计数方式是指只有捕获到输入口的上升沿信号，当前电平计数加1。优选地，在上述利用运动传感器的编码计数信号与已经处理的输入信号进行误差校正时，可以对输入信号采用上升沿计数方式，以避免输入信号中的毛刺影响。

优选地，上述输入输出控制电路还可以包括放大电路23，输入输出电路20可以将主控电路10返回的输出信号发送至放大电路23进行放大后输出。

需要说明的是，上述主控电路10实现缓冲和运算的过程中，可以按照同步时序设计原则，采用D触发器实现。在高速变化的分频倍数数据流控制时，为了保证整个系统的分频输出的实时性，在奇数个缓冲周期时，输入的数据流缓冲到RAM1以及从RAM2取出数据到运算模块。在第偶数个缓冲周期，将数据流缓冲到RAM2，以及将RAM1里的数据通过“数据输出选择单元”的选择，送到最后的分频和计数的运算模块进行计算输出。如此循环，周而复始。通过上述缓冲运算过程可以完成数据的无缝缓冲与处理。

进一步地，上述主控电路10还可以包括定时模块，在主控电路10根据输入信号生成输出信号并发出时开启定时模块进行定时，并在定时时长到达用户预先设置的定时时长后关闭输出信号，从而实现输出口翻转功能。例如，在点胶机使用过程中，由上位机控制点胶的开启和关闭时存在滞后性，从而发生漏胶、溢胶和胶量不均等情形，此时可以通过主控电路10与上位机连接后获取用户设置的点胶路径对应的输出口翻转时间，主控电路10在定时模块经过翻转时间后关闭输出信号即可实现点胶机点出指定胶水胶量，从而避免了漏胶、溢胶和胶量不均等情形。

需要说明的是，上述主控电路10还可以包括总线控制器、分频器以及反馈控制模块。总线控制器可以实现PCI局部总线的总线仲裁逻辑、地址译码和数据流控制，使PCI数据总线上的数据正确地被译码到各分控制模块进行运算输出。分频器实现工作频率(40MHz)的分频工作，得到控制电机转速的脉冲频率。反馈控制模块实现输入输出状态监控功能。

进一步地，上述输入输出控制电路中还可以包括与主控电路10连接的金手指。金手指即为顺序排列的可插装式导电触片。通过金手指与上位机的PCI插槽进行插接，即可通过PCI总线40实现主控电路10与上位机之间的通讯。

本实用新型还提供一种输入输出控制卡，该输入输出控制卡包括与外部电源连接的输入输出控制电路，该输入输出控制电路的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的输入输出控制卡采用了上述输入输出控制电路的技术方案，因此该输入输出控制卡具有上述输入输出控制电路所有的有益效果。

以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种输入输出控制电路，其特征在于，包括：供电电路、输入输出电路及主控电路，所述主控电路分别与所述供电电路以及所述输入输出电路连接；

2.如权利要求1所述的输入输出控制电路，其特征在于，所述输入输出控制电路还包括与所述主控电路连接的运动控制电路；

3.如权利要求1所述的输入输出控制电路，其特征在于，所述输入输出控制电路还包括与所述主控电路连接的扩展电路；

4.如权利要求1所述的输入输出控制电路，其特征在于，所述输入输出控制电路还包括隔离模块以及滤波电路；

5.如权利要求1所述的输入输出控制电路，其特征在于，所述输入输出控制电路还包括放大电路；

6.如权利要求1所述的输入输出控制电路，其特征在于，所述主控电路还用于对所述输入信号的上升沿进行计数以进行误差校正。

7.如权利要求1所述的输入输出控制电路，其特征在于，所述主控电路还包括定时模块；

8.如权利要求1所述的输入输出控制电路，其特征在于，所述输入输出控制电路还包括与所述主控电路连接的金手指，所述金手指用于与智能设备的插槽连接，以实现所述主控电路与所述智能设备间的数据传输。

9.一种输入输出控制卡，其特征在于，所述输入输出控制卡包括与外部电源连接的输入输出控制电路，所述输入输出控制电路被配置为如权利要求1～8任一项所述的输入输出控制电路。