多阻段有源无源脉冲采集器制造技术

本实用新型专利技术是一种多阻段有源无源脉冲采集器，在采集对象脉冲传感器内的信号线上串联电阻１及电阻２，脉冲开关Ｓ１和电阻１并联；信号线Ⅰ与自恢复保险丝ＲＴ１的一端６相连，ＲＴ１的另一端７接电阻Ｒ３的一端８，Ｒ３的另一端９接电源ＶＣＣ１（＋１２Ｖ），信号线Ⅱ接地，瞬变电压抑制二极管ＲＶ１的一端４接ＲＴ１的一端６，另一端５接地；光电耦合器的引脚１接ＲＴ１的一端７，引脚２、４接地；电压比较器Ｕ２、Ｕ３的引脚２及Ｕ３的引脚１接光电耦合器Ｕ１的引脚３，电压比较器Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４的输出端引脚３分别接单片机Ｕ５的１、２、３引脚。实现了防强电破坏功能，支持多种总线通讯，提高产品适用范围。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

Multi active passive pulse collector

The utility model relates to a multi block active passive pulse collector, in the collection of objects in the sensor pulse signal line 1 series resistor and a resistor 2, pulse switch S1 and resistance of the 1 parallel; signal line 1 and self recovery fuse RT1 6 is connected to the other end of the resistor RT1 7 R3 is 8, R3 the other end is connected with a power supply of 9 VCC1 (+ 12V), signal line II grounding end, transient voltage suppression diode RV1 4 is connected with one end of the RT1 6, the other end of the 5 ground; the photoelectric coupler pin 1 connected to the RT1 at the end of 7, 2 and 4 grounding pin; the voltage comparator U2 and U3 pins 2 and U3 pin 1 is connected with the photoelectric coupler and U1 pin 3, pin output voltage comparator U2, U3 and U4 3 are respectively connected with the MCU U5 1 2, 3 pins. The utility model realizes the function of preventing the strong electricity from damaging, supports a plurality of bus communication, and improves the application range of the product.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于多电阻段脉冲信号及有源信号的采集与计数装置。
技术介绍
目前，脉冲计数技术已经非常成熟，应用非常广泛，这些电路基本上都是检测采集端的0V与5V脉冲电压，进行脉冲计数，如果有远程通讯要求，一般通过通讯总线可以将数据传送至上位机。该类产品普遍存在如下不足一是采集的电压只有两个临界值，功能单一，适用范围窄。二是采集回路、通讯总线缺少防护措施，易造成设备损坏。三是支持的通讯总线单一，影响应用范围。
技术实现思路
本技术要解决技术问题，是克服上述已有产品的不足，提供一种新结构的多阻段有源无源脉冲采集器。一是如何通过一条采集回路，同时采集不同电压范围的脉冲信号，同时支持无源信号与有源信号。二是如何在采集回路上增加抗干扰、防强电破坏的措施，保证系统能够始终安全可靠地运行。三是如何使设备同时支持多种通讯总线，提高产品适用范围。为了解决上述问题，本技术采用了以下技术方案。一种多阻段有源无源脉冲采集器，由脉冲采集及抗干扰、数据处理及存储、数据显示及指示、数据通信等部分组成，其中脉冲采集及抗干扰部分，数据存储部分通过单片机的P1口线与单片机相连，数据显示部分通过单片机的数据地址复用总线(P0)与单片机相连接，数据通信部分与单片机片内的通用异部串行数据收发器相连，其特征是其中采集及保护电路中，在采集对象脉冲传感器内的信号线上串联电阻R1及电阻2，脉冲开关S1和电阻R1并联；信号线I与自恢复保险丝RT1的一端6相连，RT1的另一端7接电阻R3的一端8，R3的另一端9接电源VCC1(+12V)，信号线II接地，瞬变电压抑制二极管RV1的一端4接RT1的一端6，另一端5接地；光电耦合器的引脚1接RT1的一端7，引脚2、4接地；电压比较器U2、U3的引脚2及U3的引脚1接光电耦合器U1的引脚3，电压比较器U2、U3、U4的输出端引脚3分别接单片机U5的1、2、3引脚。本技术设计了一种全新的采集信号模式，使得采用该电路后每个采集回路可以同时支持多种信号型式，同时支持有源信号与无源信号，采集回路、通讯总线上增加保护措施，实现防强电破坏功能，支持多种总线通讯，提高产品适用范围。附图说明图1是采集器主板框图。图2是采集及保护电路图。具体实施方式如图1所示，本技术由脉冲采集及抗干扰、数据处理及存储、数据显示及指示、数据通信等部分组成，其中脉冲采集及抗干扰部分，数据存储部分通过单片机的P1口线与单片机相连，数据显示部分通过单片机的数据地址复用总线(P0)与单片机相连接，数据通信部分与单片机片内的通用异部串行数据收发器相连。如图2所示，其中采集及保护电路中，在采集对象脉冲传感器内的信号线上串联电阻R1及电阻2，脉冲开关S1和电阻R1并联；信号线I与自恢复保险丝RT1的一端6相连，RT1的另一端7接电阻R3的一端8，R3的另一端9接电源VCC1(+12V)，信号线II接地，瞬变电压抑制二极管RV1的一端4接RT1的一端6，另一端5接地；光电耦合器的引脚1接RT1的一端7，引脚2、4接地；电压比较器U2、U3的引脚2及U3的引脚1接光电耦合器U1的引脚3，电压比较器U2、U3、U4的输出端引脚3分别接单片机U5的1、2、3引脚。1、脉冲采集及抗干扰部分在采集对象脉冲传感器内的信号线上串联电阻R1及电阻2，脉冲开关S1和电阻R1并联。信号线I与自恢复保险丝RT1的一端6相连，RT1的另一端7接电阻R3的一端8，R3的另一端9接电源VCC1(+12V)，信号线II接地，瞬变电压抑制二极管RV1的一端4接RT1的一端6，另一端5接地。光电耦合器的引脚1接RT1的一端7，引脚2、4接地。电压比较器U2、U3的引脚2及U3的引脚1接光电耦合器U1的引脚3，电压比较器U2、U3、U4的输出端引脚3分别接单片机U5的1、2、3引脚。当脉冲开关正常闭合时，信号线上的信号为电阻2上的压降，当脉冲开关正常打开时，信号线上的信号为电阻R1及电阻2的压降之和，当两条信号线被非法短路时，信号线上的信号一直为零，当两条信号线被非法断开时，信号线上的信号一直为电源电压。这样，根据信号电平的高低就可以判断出采集线路的状态。信号通过光电隔离及电压比较器后，由单片机根据信号的不同来做出相应的处理。本技术解决部分被采集信号为有源信号的问题所采取的办法是采用专用有源/无源转换卡，当信号为有源信号时可通过此转换卡进行隔离。设置转换卡上的跳线，即可实现对有源及无源信号的区别采集。信号采集通过光电隔离，软件去抖的软硬结合方式可以很好的去除干扰，增强信号的可靠性。通过热敏电阻及瞬变电压抑制二极管可有效的去除强电破坏，当强电窜入采集回路时，瞬变电压抑制二极管会吸收大量的浪涌电流，热敏电阻也会过流断开，从而保护采集回路免遭强电的破坏。2、数据处理及存储部分单片机采用PHILIPS的P89C60X2，这种单片机采用高性能的静态80C51设计，以先进的CMOS工艺制造，并且片内含多达64K非易失性Flash程序存储器，从而可在其基础上实现较复杂的控制功能；存储部分采用铁电随机存储器(FRAM)，其具有非易失性，并且可以象RAM一样快速读写，数据在掉电后可以保存10年，相对于EEPROM或其他非易失性存储器，FRAM具有系统可靠性更高，结构更简单等诸多优点。由于铁电存储器的读写次数可达100亿次，很好的解决了电度采集中需要高频刷新记录所引起的EEPROM存储器失效问题。3、数据显示及指示部分数据显示采用13位数码管，可以显示用户房屋号码及精确到0.01的电度数。指示灯有供电、总线通讯、信号采集、短路报警、断线报警等指示，并有相应声音警报。4、通信部分本技术的通信方式具有多样性及灵活性的特点。主板上集成一种常用的通信方式(如485方式)，同时提供基于串口通讯方式的统一接口，其它如485总线、调制解调总线、CAN总线、无线通信等通讯方式做成专门的通讯卡，通讯卡与主板接口相连，满足多种通讯方式的需求，从而使本技术有更广阔的应用空间。本技术在上电后首先执行一系列的自检操作，如检查数码管、发光二极管、蜂鸣器等工作是否正常。在对单片机内部资源及相关外围器件进行初使化之后进入正常工作状态，即循环采集各回路的脉冲信号，具体脉冲采集电路如附图2所示，R1＝R2＝R3，正常状态下，脉冲开关(S1)的状态变化一次为一个脉冲，当S1闭合时C点电压为1/2VCC1，S2打开时C点电压为2/3VCC1。当水表遭到破坏，例如A，B点被短路时，C点电压固定为0V，而当两条信号线之一被断开时，C点电压则固定为VCC1。这样C点电平的高低通电光电隔离后就可反应在D点，D点的信号通过电压比较器就可以得到正确的反应信号，最后通过单片机根据各种信号做出相应的处理，如果为正常脉冲，则进行计数累计存储，如果为非正常数据，则发出相应报警信号。本技术通过一片MC1413来实现对有源及无源信号的区别处理，当信号为有源时可将MC1413短接，即使用主板上的电源驱动；若信号为有源信号则可通过MC1413将主板电源隔离，以避免发生冲突。信号采集通过光电隔离，软件去抖的软硬结合方式可以很好的去除干扰，增强信号的可靠性。通过热敏电阻RT1及瞬变电压抑制二极管RV1可有效的去除强电破坏，当强电窜入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多阻段有源无源脉冲采集器，由脉冲采集及抗干扰、数据处理及存储、数据显示及指示、数据通信等部分组成，其中脉冲采集及抗干扰部分，数据存储部分通过单片机的Ｐ１口线与单片机相连，数据显示部分通过单片机的数据地址复用总线（Ｐ０）与单片机相连接，数据通信部分与单片机片内的通用异部串行数据收发器相连，其特征是：其中采集及保护电路中，在采集对象脉冲传感器内的信号线上串联电阻Ｒ１及电阻Ｒ２，脉冲开关Ｓ１和电阻Ｒ１并联；信号线Ⅰ与自恢复保险丝ＲＴ１的一端（６）相连，ＲＴ１的另一端（７）接电阻Ｒ３的一端（８），Ｒ３的另一端（９）接电源ＶＣＣ１（＋１２Ｖ），信号线Ⅱ接地，瞬变电压抑制二极管ＲＶ１的一端（４）接ＲＴ１的一端（６），另一端（５）接地；光电耦合器的引脚（１）接ＲＴ１的一端（７），引脚（２）、（４）接地；电压比较器Ｕ２、Ｕ３的引脚（２）及Ｕ３的引脚（１）接光电耦合器Ｕ１的引脚（３），电压比较器Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４的输出端引脚（３）分别接单片机Ｕ５的（１）、（２）、（３）引脚。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴林，安涛，
申请(专利权)人：烟台佳园智能数码科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]