一种适用于最大8Bit输入和输出传感器的快速对接控制器的制作方法

本技术涉及传感器输入输出的对接，尤其涉及一种适用于最大8bit输入和输出传感器的快速对接控制器。

背景技术：

1、控制器是可以接收其他设备信息，并发出相应指令进行设备控制，与上位机通信的机器。在半导体领域，现有的控制器是一种集合控制器，其基于对接控制器，将信号传给ohv和agv设备，并在数据库中与以往数据对比，如出现异常则进行报警。

2、现有控制器仅适用于e84接口的半导体应用场景，其接口数量少且通信协议单一，控制器的适应场景较少。特别是针对8路数字量输入和8路数字量输出的传感器，在组装过程中存在接线繁琐的问题，且通信协议不匹配，导致适用范围小、反应速度慢等问题。

技术实现思路

1、发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种适用于最大8bit输入和输出传感器的快速对接控制器。其可实现传感器快速对接，并将读取到的数据以多种通信协议传递出去。

2、技术方案：为实现上述目的，本实用新型包括输入隔离模块、输出隔离模块、微控制器、通讯模块、db25连接器；所述输入隔离模块用于将输入至db25连接器的信号进行隔离后传输至微控制器；所述输出隔离模块用于将微控制器信号进行隔离后传输至db25连接器进行输出；所述微控制器在接收数据时，用于将传感器数据通过通讯模块发送给上位机；在发送数据时，通过通讯模块从外部设备中读取待发送的数据，并将数据传递给传感器；所述通讯模块用于微控制器与外部设备的通讯。

3、进一步地，还包括电源模块，所述电源模块用于微控制器及通讯模块的供电。

4、更进一步地，所述电源模块包括24v直流电源、三极管q1、pmos管q2，所述24v直流电源的电源正极经由电阻r1、稳压二极管d1组成的串联电路接地。

5、电阻r1与稳压二极管d1的公共点通过电阻r2与三极管q1的基极相连，三极管q1的发射极与24v直流电源的电源正极相连，三极管q1的集电极通过电阻r4接地；三极管q1的基极与发射极之间接有稳压二极管d2，三极管q1的集电极与发射极之间并联有电阻r3及电容c2；三极管q1的发射极还经电容c1接地。

6、所述pmos管q2源极与24v直流电源的电源正极相连，所述pmos管q2的栅极经电阻r4接地，所述pmos管q2的漏极作为电源模块的输出经两个相并联电容c3、c4接地。

7、进一步地，所述微控制器分别与输入隔离模块、输出隔离模块及通讯模块相连，所述输入隔离模块与输出隔离模块均与db25连接器相连。

8、更进一步地，所述输入隔离模块包括芯片74hc14d，芯片74hc14d的7脚接地，芯片74hc14d的14脚接3.3v电源正极；芯片74hc14d的1脚、3脚、5脚、9脚、11脚、13脚作为输入隔离模块的输入端分别通过各自的光耦与传感器输出引脚相连，芯片74hc14d的2脚、4脚、6脚、8脚、10脚、12脚作为输入隔离模块的输出端与所述微控制器相连。

9、更进一步地，所述光耦采用芯片ps2801c，芯片ps2801c的1脚接5v电源正极，传感器输出引脚经由第一二极管(d1)与第一电阻(r2)组成的串联电路连接至芯片ps2801c的2脚，且芯片ps2801c的1脚与2脚之间连接有第二电阻(r1)，芯片ps2801c的4脚接3.3v电源正极，芯片ps2801c的3脚通过第三电阻(r3)接至芯片74hc14d的对应输入端；芯片ps2801c的3脚通过第四电阻(r4)接地，第四电阻(r4)并联有第一电容(c2)。

10、更进一步地，所述输出隔离模块包括多组输出隔离单元，每组输出隔离单元的输入端连接至微控制器输出引脚，每组输出隔离单元的输出端连接至传感器的输入引脚；(传感器的每个输入引脚对应一组输出隔离单元)。

11、每组输出隔离单元结构相同，均包括光耦is281-4、nmos管wst4040、tvs管d1，其中，光耦is281-4的1脚与3.3v电源正极相连，光耦is281-4的2脚通过第五电阻(r1)与微控制器的输出引脚相连；光耦is281-4的4脚与5v电源正极相连，光耦is281-4的3脚通过第六电阻(r2)与nmos管wst4040的栅极相连，并在栅极和源极间并联一个第七电阻(r3)；nmos管wst4040的源极与gnd相连，nmos管wst4040漏极与传感器的输入端相连；所述nmos管wst4040漏极与源极件并联tvs管d1实现esd保护。

12、进一步地，所述db25连接器中，pin1-pin8、pin10-pin11作为输出引脚，pin12、pin14-pin21作为输入引脚，pin22和pin23作为24v电源输出，pin24作为gnd接地。

13、进一步地，所述外部设备包括上位机。

14、进一步地，所述通讯模块包括以太网模块、can模块、rs485模块、rs232模块，所述以太网模块、can模块、rs485模块、rs232模块分别与微控制器相连。

15、有益效果：本实用新型能够8路数字量输入和8路数字量输出的传感器快速对接，并将读取到的传感器数据转换为多种通信协议并传递给上位机等外部设备。

技术特征：

1.一种适用于最大8bit输入和输出传感器的快速对接控制器，包括输入隔离模块、输出隔离模块、微控制器、通讯模块、db25连接器；其特征在于：所述输入隔离模块用于将输入至db25连接器的信号进行隔离后传输至微控制器；

2.根据权利要求1所述的对接控制器，其特征在于：还包括电源模块，所述电源模块用于微控制器及通讯模块的供电。

3.根据权利要求2所述的对接控制器，其特征在于：所述电源模块包括24v直流电源、三极管q1、pmos管q2，所述24v直流电源的电源正极经由电阻r1、稳压二极管d1组成的串联电路接地；

4.根据权利要求1-3任一项所述的对接控制器，其特征在于：所述微控制器分别与输入隔离模块、输出隔离模块及通讯模块相连，所述输入隔离模块与输出隔离模块均与db25连接器相连。

5.根据权利要求1-3任一项所述的对接控制器，其特征在于：所述输入隔离模块包括芯片74hc14d，芯片74hc14d的7脚接地，芯片74hc14d的14脚接3.3v电源正极；

6.根据权利要求5所述的对接控制器，其特征在于：所述光耦采用芯片ps2801c，芯片ps2801c的1脚接5v电源正极，传感器输出引脚经由第一二极管与第一电阻组成的串联电路连接至芯片ps2801c的2脚，且芯片ps2801c的1脚与2脚之间连接有第二电阻，芯片ps2801c的4脚接3.3v电源正极，芯片ps2801c的3脚通过第三电阻接至芯片74hc14d的对应输入端；芯片ps2801c的3脚通过第四电阻接地，第四电阻并联有第一电容。

7.根据权利要求1-3任一项所述的对接控制器，其特征在于：所述输出隔离模块包括多组输出隔离单元，每组输出隔离单元的输入端连接至微控制器输出引脚，每组输出隔离单元的输出端连接至传感器的输入引脚；

8.根据权利要求1-3任一项所述的对接控制器，其特征在于：所述db25连接器中，pin1-pin8、pin10-pin11作为输出引脚，pin12、pin14-pin21作为输入引脚，pin22和pin23作为24v电源输出，pin24作为gnd接地。

9.根据权利要求1-3任一项所述的对接控制器，其特征在于：所述外部设备包括上位机。

10.根据权利要求1-3任一项所述的对接控制器，其特征在于：所述通讯模块包括以太网模块、can模块、rs485模块、rs232模块，所述以太网模块、can模块、rs485模块、rs232模块分别与微控制器相连。

技术总结
本技术公开了一种适用于最大8Bit输入和输出传感器的快速对接控制器，其可实现传感器快速对接，并将读取到的数据以多种通信协议传递出去。包括输入隔离模块、输出隔离模块、微控制器、通讯模块、DB25连接器；所述输入隔离模块用于将输入至DB25连接器的信号进行隔离后传输至微控制器；所述输出隔离模块用于将微控制器信号进行隔离后传输至DB25连接器进行输出；所述微控制器在接收数据时，用于将传感器数据通过通讯模块发送给上位机；在发送数据时，通过通讯模块从外部设备中读取待发送的数据，并将数据传递给传感器；所述通讯模块用于微控制器与外部设备的通讯。

技术研发人员：祁文,刘常伦,孙成祥
受保护的技术使用者：浙江欣奕华智能科技有限公司
技术研发日：20230628
技术公布日：2024/1/22