CN216387829U - 一种车载仪表用程控电阻盒 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种程控电阻盒，包括MCU模块、电源管理模块、继电器控制电阻模块；所述电源管理模块为MCU模块、继电器控制模块供电；所述MCU模块与上位机连接，用于接收上位机的电阻控制信号；所述MCU模块的输出端连接继电器控制电阻模块；所述继电器控制电阻模块包括多个电阻及与多个继电器，多个电阻采用串联方式依次连接在一起并在串联后的两端引出程控电阻盒的电阻输出端R_OUTA、R_OUTB,每个继电器的常开触点对应的并联在一个电阻两端；每个继电器的控制端与MCU模块的输出端连接。本实用新型可以通过上位机程序控制的方式来控制电阻盒输出不同的电阻阻值，方便电阻盒的实际应用。

Description

一种车载仪表用程控电阻盒

技术领域

本实用新型涉及电子器件原理，特别涉及一种车载仪表用程控电阻盒。

背景技术

电阻作为电路中常用元器件，可以根据需要选择不同的阻值的电阻，但是在一些应用中需要电阻可调且精度满足要求，现有技术满足可调电阻的器件为滑动变阻器等，但是其变化精度依靠手动控制且精度不太能满足要求。以车用仪表生产领域为例，在车用仪表产线上，需要对车用仪表的燃油指针进行测试和校正；汽车燃油仪表燃油指针是基于传感器的电阻信号来进行指针的控制，因此在测试和校准时，需要给与一个实际的电阻信号来模拟油箱油位传感器的电阻信号，从而驱动仪表油位指针的变化，以此来调节车用仪表的指针校准，因此需要动态电阻值的输出且准确输出和简单可调控制。基于此需求，本申请提供一种可以输出电阻值可调的程控电阻盒，用于实现电阻可程控调节且精度可靠的电阻盒。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以输出电阻值可调的程控电阻盒，用于实现电阻可程控调节且精度可靠的电阻盒电路。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种程控电阻盒，包括MCU模块、电源管理模块、继电器控制电阻模块；所述电源管理模块为MCU模块、继电器控制模块供电；所述MCU模块与上位机连接，用于接收上位机的电阻控制信号；所述MCU模块的输出端连接继电器控制电阻模块；所述继电器控制电阻模块包括多个电阻及与多个继电器，多个电阻采用串联方式依次连接在一起并在串联后的两端引出程控电阻盒的电阻输出端R_OUTA、R_OUTB,每个继电器的常开触点对应的并联在一个电阻两端；每个继电器的控制端与MCU模块的输出端连接。

所述电阻盒还包括MCU通信模块，所述MCU模块通过MCU通信模块连接至上位机。

所述MCU通信模块包括USB转RS232芯片，所述MCU控制模块采用USB转RS232芯片与上位机通信连接。

所述MCU模块包括微控制器MCU来实现继电器控制电阻模块的驱动控制，所述微控制器MCU外围连接MCU最小系统电路。

所述电源管理模块采用电源管理芯片将供电转换成MCU模块及继电器控制电阻模块所需的供电电压以为其供电。

MCU模块与复位按钮连接，用于对MCU模块的控制进行复位，从而使得程控电阻盒的输出电阻进行复位。

本实用新型的优点在于：可以通过上位机程序控制的方式来控制电阻盒输出不同的电阻阻值，方便电阻盒的实际应用；输出可调范围更大，且精度可以根据内部电阻的选择来调节，并且可以做到在选择合适电阻时，精度可达0.1Ω；控制简单可靠且输出快速准确；采用高精度电阻通过继电器切换控制时其电阻值相对应的更加准确。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型程控电阻盒示意图；

图2为本实用新型MCU模块原理示意图；

图3为本实用新型继电器控制电阻模块示意图；

图4为本实用新型通信模块原理图；

图5为实用新型电源管理原理示意图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

作为车用仪表油位指针调节的电阻盒，其输出电阻信号被仪表采集后然后来模拟油箱油位传感器的电阻信号，燃油指针才会相应变化，作为一种测试设备，可用在汽车仪表生产线的自动化测试中，作用就是校准汽车仪表燃油指针指位。因此本申请设计一种可程序控制输出不同的电阻值的程控电阻盒，其具体原理如下：

如图1所示，一种程控电阻盒，包括MCU模块、电源管理模块、继电器控制电阻模块；所述电源管理模块为MCU模块、继电器控制模块供电；所述MCU模块与上位机连接，用于接收上位机的电阻控制信号；所述MCU模块的输出端连接继电器控制电阻模块；所述继电器控制电阻模块包括多个电阻及与多个继电器，多个电阻采用串联方式依次连接在一起并在串联后的两端引出程控电阻盒的电阻输出端R_OUTA、R_OUTB,每个继电器的常开触点对应的并联在一个电阻两端；每个继电器的控制端与MCU模块的输出端连接。

多个电阻串联在一起后形成的一组串联电阻，其两端分别为这一组电阻串的输出端子，将其命名为R_OUTA、R_OUTB，将这两个端子通过接插件接入到需要电阻信号的设备中或本申请所使用的车用仪表对应的接口中即可为其提供电阻。由于其每个电阻两端均并联有一个继电器的常开触点，MCU控制模块通过驱动控制继电器的闭合和断开，则会造成对应的继电器常开触点闭合短路该电阻，因此通过多个继电器控制的方式来调节不同的电阻的是否被短路，从而实现整个串联回路的输出电阻信号的大小，根据实际需求通过上位机设定电阻阻值，然后由MCU对应的进行控制。而电源管理模块用于为MCU和继电器提供供电电压。

MCU模块通过MCU通信模块连接至上位机。MCU通信模块包括USB转RS232芯片，MCU控制模块采用USB转RS232芯片与上位机通信连接。如图4所示，为MCU通信模块的电路原理图，其采用CH340芯片来进行RS232和USB接口的转换，其中CH340芯片的3、4号引脚连接至MCU中的TXD1、RXD1，其5、6、7、8引脚经过USB接口连接，通过USB接口与上位机连接。

如图2所示，MCU模块包括微控制器MCU来实现继电器控制电阻模块的驱动控制，所述微控制器MCU外围连接MCU最小系统电路。MCU采用STC12C5A60S2芯片来实现，其属于单片机芯片，其工作需要搭建最小系统，在其外围增加最小系统电路用于其工作。

如图5所示，电源管理模块采用电源管理芯片将供电转换成MCU模块及继电器控制电阻模块所需的供电电压以为其供电。其中电源芯片采用LM2596S，通过对于电源进行电压转换成MCU和继电器供电所需电压，进而对其进行供电。将其转换成5V和12V电压为单片机和继电器的需求供电输出。

如图3所示为继电器电阻控制模块，包括多个电阻R11和对应的继电器，其连接关系就是多个电阻串接然后将继电器的常开触点并联在每个电阻的两端，然后根据需求来控制每个继电器的闭合从而短路其电阻。举例说明：如图采用16路继电器来控制16个精密电阻的投切接入或短路其中一个或多个电阻，采用采用8421码的控制方式，增加0.1Ω、0.2Ω、0.4Ω、0.8Ω这四种阻值的电阻，可组合输出0.1-0.9Ω的电阻，满足0.1Ω调节分辨率的需求；其16个电阻可以分别如下：1-16个电阻分别如下(单位Ω)：800、400、200、100、80、40、20 10、8、4、2、1、0.8、0.4、0.2、0.1，通过这16个电阻的继电器的控制可以实现最小0.1Ω的阻值和最大是各阻值相加的阻。通过控制1-16个继电器中每个继电器的投切闭合来控制所需的电阻信号的输出。16只精密电阻采用串联的方式，接在电阻输出回路中，继电器常开触点与电阻并联，对电阻有旁路作用，如原理图所示，继电器触点闭合则电阻不接入，反之，接入电阻。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种车载仪表用程控电阻盒，其特征在于：包括MCU模块、电源管理模块、继电器控制电阻模块；所述电源管理模块为MCU模块、继电器控制模块供电；所述MCU模块与上位机连接，用于接收上位机的电阻控制信号；所述MCU模块的输出端连接继电器控制电阻模块；所述继电器控制电阻模块包括多个电阻及与多个继电器，多个电阻采用串联方式依次连接在一起并在串联后的两端引出程控电阻盒的电阻输出端R_OUTA、R_OUTB,每个继电器的常开触点对应的并联在一个电阻两端；每个继电器的控制端与MCU模块的输出端连接。

2.如权利要求1所述的一种车载仪表用程控电阻盒，其特征在于：所述电阻盒还包括MCU通信模块，所述MCU模块通过MCU通信模块连接至上位机。

3.如权利要求2所述的一种车载仪表用程控电阻盒，其特征在于：所述MCU通信模块包括USB转RS232芯片，所述MCU控制模块采用USB转RS232芯片与上位机通信连接。

4.如权利要求1所述的一种车载仪表用程控电阻盒，其特征在于：所述MCU模块包括微控制器MCU来实现继电器控制电阻模块的驱动控制，所述微控制器MCU外围连接MCU最小系统电路。

5.如权利要求1所述的一种车载仪表用程控电阻盒，其特征在于：所述电源管理模块采用电源管理芯片将供电转换成MCU模块及继电器控制电阻模块所需的供电电压以为其供电。

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