模拟量外设接口的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种通用外设接口，具体涉及一种模拟量外设接口。
【背景技术】
[0002]在空调的控制系统中，经常需要做模拟量输入和输出操作，以对外部模拟量采集和给外部传感器供电。例如，采用模拟量输入/输出模块，用于对模拟量信号的检测，及对调节阀等设备的模拟量输出。具体地，例如，可通过RS485通讯接口，实现内部参数的输入和控制信号的输出等。
[0003]通常，模拟量输入信号用来做模拟量采集，模拟量输入类型有:0?1V采样，4?20mA采样，以及温度采样。而模拟量输出类型有:0?1V输出和4?20mA输出。用于实现模拟量输出的有两种输出电路，模拟量输入的则有四种检测电路。不同的工程可能会有不同类型电路，例如，输出模拟量类型有不同的机组，具体用到的温度检测元件也不同。从而导致不同的机组需要开发不同的对应检测电路，无法实现控制电路PCB的通用化，进一步导致主板不能固定，不利于硬件开发的通用化。
[0004]因此，有必要提供一种模拟量外设接口，实现PCB的通用化。
【发明内容】
[0005]本发明是鉴于现有技术中存在的上述问题而提出。本发明提供一种模拟量外设接口，能同时用于多种模拟量输入和输出，简单便捷地切换模拟量电路，从而实现外设接口的通用化，并进一步实现控制电路的通用化。
[0006]根据本发明的一种模拟量外设接口，包括:模拟量输出模块，包括:第一数模转换芯片；以及模拟量输入模块，包括:第一模数转换芯片和连接到所述第一模数转换芯片的模拟量输入端的多路模拟通道选择开关；经过对所述第一数模转换芯片的配置、和/或对所述第一模数转换芯片及多路模拟通道选择开关的配置，实现在不同的模拟量输出和/或不同的模拟量输入之间进行切换。
[0007]进一步地，实现在不同的模拟量输出和/或不同的模拟量输入之间进行切换，包括:切换预定范围的电压和/或电流的模拟量输出；和/或，切换预定范围的电压、电流和/或温度采样的模拟量输入。
[0008]进一步地，其中，模拟量输出模块实现O?1V模拟量输出和/或O?20mA模拟量输出；和/或，模拟量输入模块实现O?1V模拟量输入、O?20mA模拟量输入、温度采样。
[0009]进一步地，其中，对第一数模转换芯片的串行外设接口进行配置，使第一数模转换芯片的电压输出端口(VOUT)输出O?1V可变的电压信号。
[0010]进一步地，其中，所述模拟量输出模块包括运算放大器(Ul)，其同相输入端电连接到所述第一数模转换芯片的所述电压输出端口(VOUT)。
[0011]进一步地，其中，对第一数模转换芯片的串行外设接口进行配置，使得所述第一数模转换芯片的电流输出端口(1UT)输出O?20mA可变的电流信号。
[0012]进一步地，其中，所述模拟量输出模块还包括连接在所述第一数模转换芯片的所述电流输出端口(1UT)和栗升电压端口之间的低功耗改善电路。
[0013]进一步地，其中，所述低功耗改善电路由三极管(Q)、电阻及续流二极管(D)构成；并且栗升电压端口连接在所述三极管(Q)的集电极，所述第一数模转换芯片的电流输出端口(1UT)连接在三极管(Q)的基极及电阻(R)的一端，三极管(Q)的发射极连接在电阻(R)的另一端及续流二极管(D)的阳极，续流二极管(D)的阴极连接在所述第一数模转换芯片的电压输出端口(VOUT)。
[0014]进一步地，其中，在采集温度传感器的输入时，通过第一模数转换芯片外围接口对内部寄存器的配置输出激励电流，该激励电流经由所述多路模拟通道选择开关给温度传感器供电；温度传感器产生的电压值又通过该多路模拟通道选择开关传送到该第一模数转换芯片的第一模拟量输入端(AIN5)。
[0015]进一步地，其中，所述第一模数转换芯片包括:内部集成有可编程增益放大器PGA,将采集到的所述电压值放大后再转换，以完成温度传感器温度采样。
[0016]进一步地，其中，在进行另一温度传感器模拟量采集时，通过第一模数转换芯片外围接口对内部寄存器的配置，输出参考电压给温度传感器供电，将产生的压降传到第一模数转换芯片的第二模拟量输入端口(AINO)，并通过第一模数转换芯片的第一模拟量输入端口(AIN5)采集到的多路模拟通道选择开关前端电压，以获得温度传感器模拟量。
[0017]进一步地，其中，所述模拟量输入模块包括:第一、第二电阻(R4、R6);并且在进行O?1V电压采集时，通过第一、二电阻(R4、R6)分压，在所述第一模数转换芯片的第三模拟量输入端口(AINl)采集第二电阻(R6)的分压，通过数模转换得到相应电压值。
[0018]进一步地，其中，所述模拟量输入模块还包括:第三电阻(R5);并且在进行O?20mA电流采集时，通过电流在第三电阻(R5)上产生压降，在所述第一模数转换芯片的第四模拟量输入端口(AIN4)采集到相应电压，通过数模转换得到电流的模拟量。
[0019]进一步地，其中，该外设接口还包括通用I/O接口，共同连接到上述模拟量输出模块和模拟量输入模块。
[0020]进一步地，其中，所述模拟量输出模块还包括:第二数模转换芯片；以及所述模拟量输入模块还包括:连接到所述第一模数转换芯片的另一模拟量输入端的另一多路模拟通道选择开关；经过对所述第二数模转换芯片的配置、和/或对所述第一模数转换芯片及另一多路模拟通道选择开关的配置，实现在不同的模拟量输出和/或不同的模拟量输入之间进行切换。
[0021]通过以上设计，我们可以看到两个外扩端口，只需要通过软件配置就可以轻松进行两个模拟量输入和四种模拟量输出电路的灵活切换。在工程开发阶段，只需要知道模拟量的数目，就可以对本控制器上接口进行灵活配置。这样就可以大大提高硬件资源的使用率，也可以真正实现控制通用化和小型化，对新一代控制器的发展有深远的影响。另外，这样的模拟信号外设接口结构，尤其适用于空调控制系统中作为模拟信号通用接口。
[0022]以下结合本发明的【具体实施方式】及附图对本发明的方案做进一步说明，本发明的有益效果将进一步明确。
【附图说明】
[0023]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
[0024]图1是本发明一优选实施例的模拟量外设接口的示意性结构框图。
[0025]图2为本发明实现图1所示模拟量外设接口一优选实施例的整体结构电路图。
[0026]图3示出了本发明一优选实施例的模拟量输出模块的电路图。
[0027]图4示出了本发明一优选实施例的模拟量输入模块的电路图。
[0028]图5示出了根据本发明另一优选实施例的模拟量外设接口的整体结构电路图。
【具体实施方式】
[0029]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030]图1为本发明一优选实施例的模拟量外设接口的结构框图。如图1所示，该接口包括模拟量输出模块1，以及模拟量输入模块2。模拟量输出模块I包括第一数模转换芯片DACl。模拟量输入模块2，包括第一模数转换芯片ADC2，以及电连接到第一模数转换芯片ADC2的模拟量输入端口(AIN)的多路模拟通道选择开关SWl。经过对第一数模转换芯片DACl的配置、和/或对第一模数转换芯片ADC3和所述多路模拟通道选择开关SWl的配置，实现在不同的模拟量输出和/或不同的模拟量输入之间进行切换。
[0031 ] 其中，第一数模转换芯片DACl的配置，能够实现预定范围的电压和/或电流模拟量输出的切换；和/或，通过对第一模数转换芯片ADC3和所述多路模拟通道选