专利名称：一种具备多路pwm和pto输出的可编程控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可编程控制器，尤其涉及具备高速脉冲输出功能的可 编程控制器，属于工业控制领域。
背景技术：
当今，可编程控制器已经广泛应用于自动化控制系统中。在很多控制系统 中需要可编程控制器具备P丽(脉冲宽度调制)和PT0 (脉冲序列输出)功能， 因此具备PWM和PT0输出功能的可编程控制器成为必要。在当前大多数可编程 控制器中P丽和PT0输出电路均采用光耦隔离加晶体管输出方式。但一个广泛 存在的问题是为了提高P丽和PT0输出电路的频率特性，就要采用高价格光耦 和晶体管。这种解决方案造成了两个问题，其一，可编程控制器的成本上升； 其二，具备P丽和PT0输出功能的输出口负载能力大大低于普通晶体管输出口 的负载能力，也就是说P丽和PT0输出口不具备与普通晶体管输出口等同的负 载能力。另外，绝大多数小型的可编程控制器只提供1路或2路PWM和PT0 输出，这给需要使用多路P丽和PTO的系统造成了不便。
为了提高脉冲输出频率，很多可编程控制器采用了专门的脉冲输出单元， 其结构如申请号为03145318. X所描述。这种方案增加了电路的复杂程度，成
本也较高。同时，该方案也使得在不使用高速脉冲输出功能时，高速脉冲输出
口无法作为普通的逻辑输出口使用。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种具备多路PWM和PTO输出功能的低成 本可编程控制器。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是该可编程控制器包括电源模块、主芯片、输入电路、输出电路、指示灯、编程口和现场总线接口 等部件。
主芯片釆用高速高性能芯片，该芯片具有一个PWM输出控制器，可同 时输出6路高速脉冲信号。
所有输出口输出晶体管均采用相同型号的P沟道增强型场效应管，保证 了高速脉冲输出口与普通输出口具备相同的负载能力。
为节省成本所有输出口采用的光耦隔离器均选用普通低速光耦，高速脉冲 输出口也不例外。高速脉冲输出口的输出电路采用了特殊结构，这种设计使得 输出电路的频率特性大大提高。原本必须使用高价的高速光耦才能实现的功 能，现在使用较低成本的低速光耦也可实现。
通过以上技术方案，很好的实现了一种具备多路PWM和PTO输出功能 的可编程控制器。
该可编程控制器的输出电路采用晶体管输出。其中6路可通过用户软件配 置成高速脉冲输出口和普通晶体管输出口 ，其余的输出口只可作为普通晶体管 输出口使用。高速脉冲输出口可输出两种信号PWM (脉冲宽度调制)信号 和PTO (脉冲序列输出)信号。这6路输出可独立配置成不同的输出类型， 输出PWM信号时占空比可独立设置，作为高速脉冲输出口使用时，输出的脉 冲频率不可独立改变。
本实用新型的有益成果该可编程控制器可提供6路高速脉冲信号(脉宽 调制信号或脉冲链信号)输出口。所有的输出晶体管都采用普通低成本光耦与 内部电路进行隔离，降低了可编程控制器的成本，高速脉冲输出口采用了特殊 结构的电路，使其频率特性大大提高。由于所有输出口输出晶体管采用相同型 号的场效应管，保证了所有输出口具备相同的负载能力。
以下结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作比较详细地说明。
图1为本实用新型的可编程控制器构成框图；图2为本实用新型的高速脉冲输出电路与主芯片连接示意图； 图3为本实用新型的高速脉冲输出电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，该可编程控制器包括电源模块7、主芯片1、输入电路4、 输出电路5、指示灯6、编程口 2和现场总线接口 3等部件。
如图2所示，主芯片采用高速高性能32位ARM芯片LPC2378。该芯片 具有一个PWM输出控制器，可同时输出6路高速脉冲信号。对应的六个管脚 通过设置，可输出PWM信号，也可输出PTO信号，也可输出普通逻辑信号。 如图2所示，LPC2378的6个高速脉冲输出管脚分别为PWM1.1 PWM1.6。 6路高速脉冲输出电路9分别与主芯片8的PWM1.1 PWM1.6相连接。把相应 管脚设置成PWM功能，然后设置相应的寄存器来设定频率和占空比，即可实 现PWM信号的输出。在PWM信号输出的基础上，通过改变管脚类型可实现 PTO信号的输出，只不过PTO信号的占空比为固定的50%。
如图3所示，该图为本实用新型的高速脉冲输出口电路原理图。
光耦U1，光耦U2采用低成本普通光耦TLP281; P沟道增强型场效应管 Q型号为IRFU9024N。电阻R1为光耦输入二极管限流电阻。为使电路正常工 作，在M点接入24VDC电源，在N电接入OV ，在B点和N点间接入负载 电阻RL。电路正常工作时，主芯片输出的高速脉冲信号由A点进入高速脉冲 输出电路。A点电平为高时，反相器D1输出低电平，同时缓冲器D2输出高 电平，于是光耦U2的输出晶体管导通，光耦U1的输出晶体管截止，于是M 点电源经过电阻R2，电阻R3和光耦U2的输出晶体管与N点形成通路，E点 和M点形成电压差，这个电压差驱动P沟道增强型场效应管Q，使得Q的S 极和D极导通，于是B点呈献24V高电平。A点电平为低时，反相器D1输 出高电平，同时缓冲器D2输出低电平，于是光耦U2的输出晶体管截止，光 耦U1的输出晶体管导通，于是F点电压为24V高电平，因此E点和M点形 成不了电压差，P沟道增强型场效应管Q的S极和D极无法接通，于是B点呈现0V低电平。由于电路的结构特点，使得电路可以传输频率很高的脉冲信
号。总之，A点的高速脉冲波形会如实地反映到B点。
权利要求1、一种具备多路PWM和PTO功能的可编程控制器，包括电源模块、主芯片、输入电路、输出电路、指示灯、编程口和现场总线接口部件；其特征在于该可编程控制器提供6路的高速脉冲输出口，所有输出口采用低速光耦作为光耦隔离器，高速脉冲输出口与晶体管输出口具备相同的电流负载能力。
2、 如权利要求1所述的可编程控制器，其特征在于该可编程控制器的 6路输出口 ，可通过用户软件配置成高速脉冲输出口和晶体管输出口 。
3、 如权利要求1所述的可编程控制器，其特征在于所述高速脉冲输出口，采用了双光耦推挽输出电路结构，使得输出电路的频率特性大大提高。
专利摘要本实用新型涉及一种可编程控制器，属于工业控制领域。其包括电源模块、主芯片、输入电路、输出电路、指示灯、编程口和现场总线接口等外围部件。该可编程控制器提供24路晶体管输出口，其中6路为高速脉冲信号(脉宽调制信号或脉冲链信号)输出口。所有的输出晶体管都采用普通低成本光耦与内部电路进行隔离，高速脉冲输出口采用了特殊结构的电路，使其频率特性大大提高。该可编程控制器的高速脉冲输出口还可以作为普通晶体管输出口使用，由于所有输出口输出晶体管采用相同型号的场效应管，保证了所有输出口具备相同的负载能力。
文档编号G05B19/05GK201311575SQ20082015653
公开日2009年9月16日 申请日期2008年12月4日 优先权日2008年12月4日
发明者仰恒光, 侯金华, 霖 刘, 成 应, 朱文彬, 琚长江, 晔 陆 申请人:上海电器科学研究所(集团)有限公司