CN217769927U - 一种反无人机系统控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种反无人机系统控制器，包括主控制单元，接收上位机或其它设备的信息，生成控制指令；第一IO驱动电路，与主控制单元连接，用于驱动大功率步进电机；第二IO驱动电路，与主控制单元连接，对IO进行电流放大和电平转换；第三IO驱动电路，与主控制单元连接，为直通电路；通信接口，与主控制单元连接，对外进行通信；供电电路，对设备进行供电；第一晶振，与主控制单元连接。这样形成一个高集成度的通信、控制、驱动系统，非常利于集成到反无人机系统中，对于减小反无人机系统的体积、重量和成本，提高可靠行有非常大的作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子对抗技术领域，具体涉及一种反无人机系统控制器。
背景技术
目前反无人机系统种设计到多个设备和电路模块，需要多个设备间通信，同时需要通过多个IO控制多个开关电路，此外还需要使用控制步进电机。
以往的设备都是分立设备，通信模块负责通信，驱动电路负责驱动。一个主控制板与多个分控制板来通信，同时带有多片驱动电路。这样就需要通过外部接线连把多块板子连在一起工作，这样造成电路体积大，成本高、可靠性低，不满足反无人机系统的高集成度高可靠性发展要求。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种集成了多种通信接口与多种驱动电路的反无人机系统控制器。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种反无人机系统控制器，包括
主控制单元，接收上位机或其它设备的信息，生成控制指令；
第一IO驱动电路，与主控制单元连接，用于驱动大功率步进电机；
第二IO驱动电路，与主控制单元连接，对IO进行电流放大和电平转换；
第三IO驱动电路，与主控制单元连接，为直通电路；
通信接口，与主控制单元连接，对外进行通信；
供电电路，对设备进行供电；
第一晶振，与主控制单元连接。
进一步的，所述主控制单元包括ARM控制器。
进一步的，所述第一IO驱动电路包含16路，每路均包括大电流驱动电路。
进一步的，所述第二IO驱动电路包含16路，每8路与电平转换芯片连接。
进一步的，所述通信接口包括网口通信电路、RS422接口电路、RS232接口电路、SPI输出电路。
进一步的，所述网口驱动电路包括通过MRII接口与主控制单元连接的以太网芯片，所述以太网芯片分别与第二晶振、RJ45接口连接。
进一步的，所述RS232接口电路包括通过UART接口与主控制单元连接的RS232电平芯片，所述RS232电平芯片与RS232输出插座连接。
进一步的，所述RS422接口电路包括通过UART接口与主控制单元连接的RS422电平芯片，所述RS422电平芯片与RS422输出插座连接。
进一步的，所述主控制单元通过I2C接口与温湿度传感器连接，实时监测工作环境温湿度。
进一步的，所述供电电路包括电源输入端，所述电源输入端与保险丝连接，所述保险丝的输出端分别与防雷管、第一电源模块以及第一LDO连接，所述防雷管另一端接地，所述第一电源模块输出端分别与第二LDO、第二电源模块连接，所述第二电源模块输出端与第三LDO连接。
本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：
通过采用上述技术方案，通过不同的驱动设置，使得设备可以通过多种接口与外部设备通信，同时根据外部开关与步进电机的驱动电平和电流要求，选择合适的电平和电流来驱动。这样形成了一个高集成度的通信、控制、驱动系统，非常利于集成到反无人机系统中。对于减小反无人机系统的体积、重量和成本，提高可靠行有非常大的作用。
附图说明
图1为本实用新型反无人机系统控制器的结构框图；
图2为本实用新型第一IO驱动电路的结构框图；
图3为本实用新型第二IO驱动电路的结构框图；
图4为本实用新型网口通信电路的结构框图；
图5为本实用新型RS232接口电路的结构框图；
图6为本实用新型RS422接口电路的结构框图；
图7为本实用新型SPI输出电路的结构框图；
图8为本实用新型温湿度传感器的结构框图；
图9为本实用新型供电电路的结构框图。
1、第一IO驱动电路；2、网口通信电路；3、主控制单元；4、第二IO驱动电路；5、第三IO驱动电路；6、RS422接口电路；7、RS232接口电路；8、SPI输出电路；9、供电电路；10、第一晶振；11、温湿度传感器；12、电平转换芯片；13、以太网芯片；14、RJ45接口；15、第二晶振；16、RS232电平芯片；17、RS232输出插座；18、RS422电平芯片；19、RS422输出插座；20、电源输入端；21、保险丝；22、防雷管；23、第一电源模块；24、第二电源模块；25、第一LDO；26、第二LDO；27、第三LDO。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图1-9，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-7所示：本实施例提供了一种反无人机系统控制器，包括主控制单元3，接收上位机或其它设备的信息，生成控制指令；第一IO驱动电路1，与主控制单元3连接，用于驱动大功率步进电机；第二IO驱动电路4，与主控制单元3连接，对IO进行电流放大和电平转换；第三IO驱动电路5，与主控制单元3连接，为直通电路；通信接口，与主控制单元3连接，对外进行通信；供电电路9，对设备进行供电；第一晶振10，与主控制单元3连接。
所述主控制单元3包括ARM控制器，采用STM32F1系列芯片。
所述第一IO驱动电路1包含16路，每路均包括大电流驱动电路，电压可以在12V、5V和3.3V之间切换，每路驱动电流大于500mA，可以驱动大功率步进电机。每个驱动电路包含两个三极管，第一个三级管为NPN三级管，完成反向和控制电压转换功能，第2个三级管为PNP三极管，完成驱动输出功能。供电上通过拨码开关选择不同的输出供电。
所述第二IO驱动电路4包含16路电平驱动电路，可以选择输出12V、5V和3.3V电平。使用2个带有8路驱动的电平转换芯片12来实现，每8路与电平转换芯片12连接。主控制单元3的16路IO输出给电平转换芯片12后，经过电平转换芯片12内部的驱动放大电路，进行输出，输出电平等于芯片外接的电压值。这个电路一方面对IO进行电流放大和电平转换，另外一方面也对IO做了隔离保护。
所述通信接口包括网口通信电路2、RS422接口电路6、RS232接口电路7、SPI输出电路8，其中RS422和RS23S可以通过手动设置多种通信速率。
所述网口驱动电路包括通过MRII接口与主控制单元3连接的以太网芯片13，所述以太网芯片13分别与第二晶振15、RJ45接口14连接。主控制单元3通过MRII接口（差分线形式）与以太网芯片13通信，按照以太网物理层协议输出网口信号，网口信号经过RJ45内部的变压器进行阻抗变换，转成标准电平和阻抗的网络信号，对外通信。
所述RS232接口电路7包括通过UART接口与主控制单元3连接的RS232电平芯片16，所述RS232电平芯片16与RS232输出插座17连接。主控制单元3通过UART接口与RS232电平芯片16进行通信，其中RS232电平芯片16接3.3V电压，经过芯片后，通信接口转成RS232电平，连接到RS232输出插座17，与其他设备连接。
所述RS422接口电路6包括通过UART接口与主控制单元3连接的RS422电平芯片18，所述RS422电平芯片18与RS422输出插座19连接。主控制单元3的UART接口直接连接到422电平芯片上，422电平转换芯片12接3.3V供电。串口信号经过电平转换后，变成422差分电平，对外输出，可以进行长距离传输。
SPI的输出电路中主控制单元3的原生SPI信号先进入匹配网络，进行阻抗匹配与隔离，然后接入SPI插座，同时3.3V电源也一起接入SPI插座，保证接口与外部设备的高速通信。
在本实用新型的一个实施例中，如图1和图8所示，
所述主控制单元3通过I2C接口与温湿度传感器11连接，实时监测工作环境温湿度。温湿度温度传感器为独立芯片，通过I2C接口与单片机通信。
在本实用新型的一个实施例中，如图9所示，
供电电路9包括电源输入端20，电源输入端20与保险丝21连接，保险丝21的输出端分别与防雷管22、第一电源模块23以及第一LDO25连接，防雷管22另一端接地，第一电源模块23输出端分别与第二LDO26、第二电源模块24连接，第二电源模块24输出端与第三LDO27连接。外部12VDC电源进入后，先经过保险丝21和防雷管22，这两个器件对电源进行安全保护。然后分成两路，一路通过第一LDO25对外输出，另外一路输入到第一电源模块23（第一电源模块23为12V转5V电源芯片），将12V转为5V，从该模块出来的5V分成两路，一路经过第二LDO26直接输出，另外一路进入第二电源模块24（第二电源模块24为5V转3.3V电源芯片），将5V转为3.3V，输出电压经过第三LDO27对设备进行供电。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种反无人机系统控制器，其特征在于：包括
主控制单元(3)，接收上位机或其它设备的信息，生成控制指令；
第一IO驱动电路(1)，与主控制单元(3)连接，用于驱动大功率步进电机；
第二IO驱动电路(4)，与主控制单元(3)连接，对IO进行电流放大和电平转换；
第三IO驱动电路(5)，与主控制单元(3)连接，为直通电路；
通信接口，与主控制单元(3)连接，对外进行通信；
供电电路(9)，对设备进行供电；
第一晶振(10)，与主控制单元(3)连接。
2.如权利要求1所述的反无人机系统控制器，其特征在于：所述主控制单元(3)包括ARM控制器。
3.如权利要求1所述的反无人机系统控制器，其特征在于：所述第一IO驱动电路(1)包含16路，每路均包括大电流驱动电路。
4.如权利要求1所述的反无人机系统控制器，其特征在于：所述第二IO驱动电路(4)包含16路，每8路与电平转换芯片(12)连接。
5.如权利要求1所述的反无人机系统控制器，其特征在于：所述通信接口包括网口通信电路(2)、RS422接口电路(6)、RS232接口电路(7)、SPI输出电路(8)。
6.如权利要求5所述的反无人机系统控制器，其特征在于：所述网口通信电路（2）包括通过MRII接口与主控制单元(3)连接的以太网芯片(13)，所述以太网芯片(13)分别与第二晶振(15)、RJ45接口(14)连接。
7.如权利要求5所述的反无人机系统控制器，其特征在于：所述RS232接口电路(7)包括通过UART接口与主控制单元(3)连接的RS232电平芯片(16)，所述RS232电平芯片(16)与RS232输出插座(17)连接。
8.如权利要求5所述的反无人机系统控制器，其特征在于：所述RS422接口电路(6)包括通过UART接口与主控制单元(3)连接的RS422电平芯片(18)，所述RS422电平芯片(18)与RS422输出插座(19)连接。
9.如权利要求1所述的反无人机系统控制器，其特征在于：所述主控制单元(3)通过I2C接口与温湿度传感器(11)连接，实时监测工作环境温湿度。
10.如权利要求1所述的反无人机系统控制器，其特征在于：所述供电电路(9)包括电源输入端(20)，所述电源输入端(20)与保险丝(21)连接，所述保险丝(21)的输出端分别与防雷管(22)、第一电源模块(23)以及第一LDO(25)连接，所述防雷管(22)另一端接地，所述第一电源模块(23)输出端分别与第二LDO(26)、第二电源模块(24)连接，所述第二电源模块(24)输出端与第三LDO(27)连接。
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