专利名称：电动叉车交流伺服控制系统的控制输入输出电路的制作方法
技术领域：
本发明属于电机控制技术领域，涉及一种电动叉车交流伺服控制系统的控制输入输出电路。
背景技术：
叉车在物流领域发挥着巨大作用。叉车按照动力方式来分类，可以分为内燃叉车和电动叉车。由于电动叉车具有下述优点使用时无尾气排放，低噪声，操作方便而灵巧，运行平稳，国内外用户对电动叉车的需求量不断增加。直流驱动由于成本比较便宜，长期以来作为驱动方式被广泛应用于电动设备。然而直流驱动系统由于本身在性能、维修等方面存在一些固有的缺陷。相比之下，以交流电机为核心的交流伺服驱动系统具有效率高、节能、 可靠性强、体积小、结构简单、调速范围宽、低速恒转矩、高速恒功率、维护成本低的特点，被称为是21世纪电动叉车的革命性技术。叉车交流伺服控制系统是叉车的交流伺服驱动系统中的控制中心，而控制输入输出电路是整个控制系统的实施者，它负责将外部控制信号输入到系统中并将系统对外的控制信号输出，没有控制输入输出电路，整个系统相当于纸上谈兵。当前市场上已经出现了相关的电路，但是控制精度、安全性、可靠性以及抗干扰能力都不能完全满足要求，开发一种精度高、安全性好、可靠度高、抗干扰能力强的电动叉车交流伺服控制系统的PWM输出及保护电路就变得十分迫切。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种电动叉车交流伺服控制系统的控制输入输出电路。本发明包括TMS320F2812数字处理芯片、开关控制信号输入电路、模拟控制信号输入电路、开关控制信号输出电路。开关控制信号输入电路包括十三个下拉电阻、十二个分压电阻、六个上拉电阻、六个钳位二极管、六个滤波电容、六个运算放大器、一个驱动芯片74HCM4。第一下拉电阻RlOl的一端与第二下拉电阻R102的一端、第一分压电阻R201的一端连接，作为座位开关信号的输入端；第一分压电阻R201的另一端与第二分压电阻R202的一端、第一钳位二极管Dl的阴极、第一滤波电容Cl的一端、第一运算放大器UlOl的反相输入端连接；第一下拉电阻RlOl的另一端、第二下拉电阻R102的另一端、第二分压电阻R202 的另一端、第一钳位二极管Dl的阳极、第一滤波电容Cl的另一端与数字地连接；第一运算放大器UlOl的正相输入端接3. 3V数字电源，第一运算放大器UlOl的输出端与第一上拉电阻R301的一端、第一驱动芯片74HCM4的2脚连接，第一上拉电阻R301的另一端接3. 3V 数字电源。第三下拉电阻R103的一端与第四下拉电阻R104的一端、第三分压电阻R203的一端连接，作为前进请求信号的输入端；第三分压电阻R203的另一端与第四分压电阻R204的一端、第二钳位二极管D2的阴极、第二滤波电容C2的一端、第二运算放大器U102的反相输入端连接；第三下拉电阻R103的另一端、第四下拉电阻R104的另一端、第四分压电阻R204 的另一端、第二钳位二极管D2的阳极、第二滤波电容C2的另一端与数字地连接，第二运算放大器U102的正相输入端接3. 3V数字电源，第二运算放大器U102的输出端与第二上拉电阻R302的一端、第一驱动芯片74HCM4的4脚连接，第二上拉电阻R302的另一端接3. 3V 数字电源。第五下拉电阻R105的一端与第六下拉电阻R106的一端、第五分压电阻R205的一端连接，作为后退请求信号的输入端；第五分压电阻R205的另一端与第六分压电阻R206的一端、第三钳位二极管D3的阴极、第三滤波电容C3的一端、第三运算放大器U103的反相输入端连接；第五下拉电阻R105的另一端、第六下拉电阻R106的另一端、第六分压电阻R206 的另一端、第三钳位二极管D3的阳极、第三滤波电容C3的另一端与数字地连接，第三运算放大器U103的正相输入端接3. 3V数字电源，第三运算放大器U103的输出端与第三上拉电阻R303的一端、第一驱动芯片74HCM4的6脚连接，第三上拉电阻R303的另一端接3. 3V 数字电源。第七下拉电阻R107的一端与第八下拉电阻R108的一端、第七分压电阻R207的一端连接，作为牵引允许信号的输入端；第七分压电阻R207的另一端与第八分压电阻R208的一端、第四钳位二极管D4的阴极、第四滤波电容C4的一端、第四运算放大器U104的反相输入端连接；第七下拉电阻R107的另一端、第八下拉电阻R108的另一端、第八分压电阻R208 的另一端、第四钳位二极管D4的阳极、第四滤波电容C4的另一端与数字地连接，第四运算放大器U104的正相输入端接3. 3V数字电源，第四运算放大器U104的输出端与第四上拉电阻R304的一端、第一驱动芯片74HCM4的8脚连接，第四上拉电阻R304的另一端接3. 3V 数字电源。第九下拉电阻R109的一端与第十下拉电阻RllO的一端、第九分压电阻R209的一端连接，作为制动请求信号的输入端；第九分压电阻R209的另一端与第十分压电阻R210的一端、第五钳位二极管D5的阴极、第五滤波电容C5的一端、第五运算放大器U105的反相输入端连接；第九下拉电阻R109的另一端、第十下拉电阻RllO的另一端、第十分压电阻R210 的另一端、第五钳位二极管D5的阳极、第五滤波电容C5的另一端与数字地连接，第一运算放大器U105的正相输入端接3. 3V数字电源，第五运算放大器U105的输出端与第五上拉电阻R305的一端、第一驱动芯片74HCM4的11脚连接，第五上拉电阻R305的另一端接3. 3V 数字电源。第—^一下拉电阻Rlll的一端与第十二下拉电阻R112的一端、第i^一分压电阻 R211的一端连接，作为提升请求信号的输入端；第十一分压电阻R211的另一端与第十二分压电阻R212的一端、第六钳位二极管D6的阴极、第六滤波电容C6的一端、第六运算放大器 U106的反相输入端连接；第十一下拉电阻Rlll的另一端、第十二下拉电阻R112的另一端、 第十二分压电阻R212的另一端、第六钳位二极管的阳极D6、第六滤波电容C6的另一端与数字地连接，第六运算放大器U106的正相输入端接3. 3V数字电源，第六运算放大器U106 的输出端与第六上拉电阻R306的一端、第一驱动芯片74HC244的13脚连接，第六上拉电阻 R306的另一端接3. 3V数字电源。第一驱动芯片74HCM4的15脚、17脚、1脚、19脚与第十三下拉电阻R113的一端连接，第十三下拉电阻R113的另一端接数字地，第一驱动芯片74HC244的18脚作为座位开关信号的输出端、16脚作为前进请求信号的输出端、14脚作为后退请求信号的输出端、12 脚作为牵引允许信号的输出端、9脚作为制动请求信号的输出端、7脚作为提升请求信号的输出端，第一驱动芯片74HC244的20脚接3. 3V数字电源，第一驱动芯片74HCM4的10脚接数字地。模拟控制信号输入电路包括八个分压电阻、五个钳位二极管、七个滤波电容、四个运算放大器。第七滤波电容C7的一端与第十三分压电阻R213的一端连接，作为提升信号的输入端；第十三分压电阻R213的另一端、第十四分压电阻R214的一端、第八滤波电容C8的一端与第七运算放大器U107的正相输入端连接；第七滤波电容C7的另一端、第十四分压电阻 R214的另一端、第八滤波电容C8的另一端与模拟地连接；第七运算放大器U107的反相输入端和输出端与第七钳位二极管D7的阳极连接，作为提升信号的输出端，第七钳位二极管 D7的阴极接3. 3V模拟电源。第九滤波电容C9的一端与第十五分压电阻R215的一端连接，作为牵引信号的输入端；第十五分压电阻R215的另一端与第十六分压电阻R216的一端、第十滤波电容ClO的一端、第八运算放大器U108的正相输入端连接；第九滤波电容C9的另一端、第十六分压电阻R216的另一端、第十滤波电容ClO的另一端与模拟地连接；第八运算放大器U108的反相输入端和输出端与第八钳位二极管D8的阳极连接，作为牵引信号的输出端，第八钳位二极管D8的阴极接3. 3V模拟电源。第十一滤波电容Cll的一端与第十七分压电阻R217的一端连接，作为制动信号的输入端；第十七分压电阻R217的另一端与第十八分压电阻R218的一端、第十二滤波电容C12的一端、第九运算放大器U109的正相输入端连接；第十一滤波电容Cll的另一端、第十八分压电阻R218的另一端、第十二滤波电容C12的另一端与模拟地连接；第九运算放大器U109的反相输入端和输出端与第九钳位二极管D9的阳极连接，作为制动信号的输出端， 第九钳位二极管D9的阴极接3. 3V模拟电源。第十九分压电阻R219的一端作为断路检测信号的输入端，另一端与第二十分压电阻R220的一端、第十钳位二极管DlO的阳极、第十二三滤波电容C13的一端、第十运算放大器UllO的正相输入端连接，第十钳位二极管DlO的阴极、第二十分压电阻R220的另一端、第十三滤波电容C13的另一端与模拟地连接；第十运算放大器UllO的反相输入端和输出端与第十一钳位二极管Dll的阳极连接，作为断路检测信号的输出端，第十一钳位二极管Dll的阴极接3. 3V模拟电源。开关控制信号输出电路包括四个下拉电阻、三个限流电阻、一个上拉电阻、一个整流二极管、四个续流二极管、一个驱动芯片74HCM4。第二驱动芯片74HC244的16脚、18脚与第十四下拉电阻R114的一端、第一限流电阻R401的一端连接，第十四下拉电阻R114的另一端接地，第一限流电阻R401的另一端接第一场效应管Ql的栅极；第一场效应管Ql的漏极与第一续流二极管DlOl的阳极连接，作为主接触器的负极，第一续流二极管DlOl的阴极作为主接触器的正极，第一场效应管Ql的源极接数字地。第二驱动芯片74HC244的12脚、14脚与第十五下拉电阻R115的一端、第二限流电阻R402的一端连接，第十五下拉电阻R115的另一端接地，第二限流电阻R402的另一端接第二场效应管Q2的栅极；第二场效应管Q2的漏极与第二续流二极管D102的阳极连接，作为电磁制动线圈的负极，第二续流二极管D102的阴极作为电磁制动线圈的正极，第二场效应管Q2的源极接数字地。第二驱动芯片74HC244的7脚、9脚与第十六下拉电阻R116的一端、第三限流电阻 R403的一端连接，第十六下拉电阻R116的另一端接地，第三限流电阻R403的另一端接第三场效应管Q3的栅极；第三场效应管Q3的漏极与第一整流二极管D201的阴极、第三续流二极管D103的阴极连接，第一整流二极管D201的阳极与第四续流二极管D104的阳极连接， 作为辅助负载的负极，第四续流二极管D104的阴极作为辅助负载的正极，第三场效应管Q3 的源极与第三续流二极管D103的阳极接数字地。第二驱动芯片74HCM4的2脚、4脚作为主接触器控制信号的输入端，第二驱动芯片74HC244的6脚、8脚作为电磁制动线圈控制信号的输入端，第二驱动芯片74HC244的11 脚、13脚作为辅助负载控制信号的输入端，第二驱动芯片74HC244的1脚、19脚作为第二驱动芯片74HC244选通信号的输入端，第二驱动芯片74HCM4的15脚、17脚与第十七下拉电阻R117的一端连接，第十七下拉电阻R117的另一端接数字地。开关控制信号输入电路中的座位开关信号的输出端与TMS320F2812数字处理芯片的102脚连接，前进请求信号的输出端与TMS320F2812数字处理芯片的104脚连接，后退请求信号的输出端与TMS320F2812数字处理芯片的116脚连接，牵引允许信号的输出端与TMS320F2812数字处理芯片的117脚连接，制动请求信号的输出端与TMS320F2812数字处理芯片的122脚连接，提升请求信号的输出端与TMS320F2812数字处理芯片的123脚连接；模拟控制信号输入电路中的提升信号输出端与TMS320F2812数字处理芯片的171脚连接，模拟控制信号输入电路中的牵引信号输出端与TMS320F2812数字处理芯片的170脚连接，模拟控制信号输入电路中的制动信号输出端与TMS320F2812数字处理芯片的169 脚连接，模拟控制信号输入电路中的断路检测信号输出端与TMS320F2812数字处理芯片的6脚连接；开关控制信号输出电路中的主接触器控制信号的输入端与TMS320F2812数字处理芯片的71脚连接，开关控制信号输出电路中的电磁制动线圈控制信号的输入端与 TMS320F2812数字处理芯片的72脚连接，开关控制信号输出电路中的辅助负载控制信号的输入端与TMS320F2812数字处理芯片的61脚连接，开关控制信号输出电路中的第二驱动芯片74HC244选通信号的输入端与TMS320F2812数字处理芯片的IM脚连接。本发明中的TMS320F2812数字处理芯片拥有16个12位的A/D 口，保证了采样精度，电路中的开关控制信号输入后与电路中的固定电位作比较，可以输出一个稳定的开关量给TMS320F2812数字处理芯片，提高了电路的可靠性和抗干扰能力，即使外部输入的控制信号由抖动，也不会影响系统的控制。本发明电路中增加了控制电位器负极的检测电路， 防止因为控制电位器负极断开而造成的误操作，提高了系统的安全性；本发明电路中比较重要的模拟信号量，如提升信号、牵引信号等均采用了运放匹配阻抗，减小了前后信号之间的相互干扰及影响并增加了驱动能力。
图1为本发明中的TMS320F2812数字处理芯片的引脚示意图；图2为本发明中的开关控制信号输入电路示意图； 图3为本发明中的模拟控制信号输入电路示意图； 图4为本发明中的开关控制信号输出电路示意图。
具体实施例方式一种电动叉车交流伺服控制系统的控制输入输出电路包括TMS320F2812数字处理芯片、开关控制信号输入电路、模拟控制信号输入电路、开关控制信号输出电路。如图2所示，开关控制信号输入电路包括十三个下拉电阻、十二个分压电阻、六个上拉电阻、六个钳位二极管、六个滤波电容、六个运算放大器、一个驱动芯片74HCM4。第一下拉电阻RlOl的一端与第二下拉电阻R102的一端、第一分压电阻R201的一端连接，作为座位开关信号的输入端；第一分压电阻R201的另一端与第二分压电阻R202的一端、第一钳位二极管Dl的阴极、第一滤波电容Cl的一端、第一运算放大器UlOl的反相输入端连接；第一下拉电阻RlOl的另一端、第二下拉电阻R102的另一端、第二分压电阻R202 的另一端、第一钳位二极管Dl的阳极、第一滤波电容Cl的另一端与数字地连接；第一运算放大器UlOl的正相输入端接3. 3V数字电源，第一运算放大器UlOl的输出端与第一上拉电阻R301的一端、第一驱动芯片74HCM4的2脚连接，第一上拉电阻R301的另一端接3. 3V 数字电源。第三下拉电阻R103的一端与第四下拉电阻R104的一端、第三分压电阻R203的一端连接，作为前进请求信号的输入端；第三分压电阻R203的另一端与第四分压电阻R204的一端、第二钳位二极管D2的阴极、第二滤波电容C2的一端、第二运算放大器U102的反相输入端连接；第三下拉电阻R103的另一端、第四下拉电阻R104的另一端、第四分压电阻R204 的另一端、第二钳位二极管D2的阳极、第二滤波电容C2的另一端与数字地连接，第二运算放大器U102的正相输入端接3. 3V数字电源，第二运算放大器U102的输出端与第二上拉电阻R302的一端、第一驱动芯片74HCM4的4脚连接，第二上拉电阻R302的另一端接3. 3V 数字电源。第五下拉电阻R105的一端与第六下拉电阻R106的一端、第五分压电阻R205的一端连接，作为后退请求信号的输入端；第五分压电阻R205的另一端与第六分压电阻R206的一端、第三钳位二极管D3的阴极、第三滤波电容C3的一端、第三运算放大器U103的反相输入端连接；第五下拉电阻R105的另一端、第六下拉电阻R106的另一端、第六分压电阻R206 的另一端、第三钳位二极管D3的阳极、第三滤波电容C3的另一端与数字地连接，第三运算放大器U103的正相输入端接3. 3V数字电源，第三运算放大器U103的输出端与第三上拉电阻R303的一端、第一驱动芯片74HCM4的6脚连接，第三上拉电阻R303的另一端接3. 3V 数字电源。第七下拉电阻R107的一端与第八下拉电阻R108的一端、第七分压电阻R207的一端连接，作为牵引允许信号的输入端；第七分压电阻R207的另一端与第八分压电阻R208的一端、第四钳位二极管D4的阴极、第四滤波电容C4的一端、第四运算放大器U104的反相输入端连接；第七下拉电阻R107的另一端、第八下拉电阻R108的另一端、第八分压电阻R208 的另一端、第四钳位二极管D4的阳极、第四滤波电容C4的另一端与数字地连接，第四运算放大器U104的正相输入端接3. 3V数字电源，第四运算放大器U104的输出端与第四上拉电阻R304的一端、第一驱动芯片74HCM4的8脚连接，第四上拉电阻R304的另一端接3. 3V
数字电源。第九下拉电阻R109的一端与第十下拉电阻RllO的一端、第九分压电阻R209的一端连接，作为制动请求信号的输入端；第九分压电阻R209的另一端与第十分压电阻R210的一端、第五钳位二极管D5的阴极、第五滤波电容C5的一端、第五运算放大器U105的反相输入端连接；第九下拉电阻R109的另一端、第十下拉电阻RllO的另一端、第十分压电阻R210 的另一端、第五钳位二极管D5的阳极、第五滤波电容C5的另一端与数字地连接，第一运算放大器U105的正相输入端接3. 3V数字电源，第五运算放大器U105的输出端与第五上拉电阻R305的一端、第一驱动芯片74HCM4的11脚连接，第五上拉电阻R305的另一端接3. 3V 数字电源。第—^一下拉电阻Rlll的一端与第十二下拉电阻R112的一端、第i^一分压电阻 R211的一端连接，作为提升请求信号的输入端；第十一分压电阻R211的另一端与第十二分压电阻R212的一端、第六钳位二极管D6的阴极、第六滤波电容C6的一端、第六运算放大器 U106的反相输入端连接；第十一下拉电阻Rlll的另一端、第十二下拉电阻R112的另一端、 第十二分压电阻R212的另一端、第六钳位二极管的阳极D6、第六滤波电容C6的另一端与数字地连接，第六运算放大器U106的正相输入端接3. 3V数字电源，第六运算放大器U106 的输出端与第六上拉电阻R306的一端、第一驱动芯片74HC244的13脚连接，第六上拉电阻 R306的另一端接3. 3V数字电源。第一驱动芯片74HCM4的15脚、17脚、1脚、19脚与第十三下拉电阻R113的一端连接，第十三下拉电阻R113的另一端接数字地，第一驱动芯片74HC244的18脚作为座位开关信号的输出端、16脚作为前进请求信号的输出端、14脚作为后退请求信号的输出端、12 脚作为牵引允许信号的输出端、9脚作为制动请求信号的输出端、7脚作为提升请求信号的输出端，第一驱动芯片74HC244的20脚接3. 3V数字电源，第一驱动芯片74HCM4的10脚接数字地。如图3所示，模拟控制信号输入电路包括八个分压电阻、五个钳位二极管、七个滤波电容、四个运算放大器。第七滤波电容C7的一端与第十三分压电阻R213的一端连接，作为提升信号的输入端；第十三分压电阻R213的另一端、第十四分压电阻R214的一端、第八滤波电容C8的一端与第七运算放大器U107的正相输入端连接；第七滤波电容C7的另一端、第十四分压电阻 R214的另一端、第八滤波电容C8的另一端与模拟地连接；第七运算放大器U107的反相输入端和输出端与第七钳位二极管D7的阳极连接，作为提升信号的输出端，第七钳位二极管 D7的阴极接3. 3V模拟电源。第九滤波电容C9的一端与第十五分压电阻R215的一端连接，作为牵引信号的输入端；第十五分压电阻R215的另一端与第十六分压电阻R216的一端、第十滤波电容ClO的一端、第八运算放大器U108的正相输入端连接；第九滤波电容C9的另一端、第十六分压电阻R216的另一端、第十滤波电容ClO的另一端与模拟地连接；第八运算放大器U108的反相输入端和输出端与第八钳位二极管D8的阳极连接，作为牵引信号的输出端，第八钳位二极管D8的阴极接3. 3V模拟电源。第十一滤波电容Cll的一端与第十七分压电阻R217的一端连接，作为制动信号的输入端；第十七分压电阻R217的另一端与第十八分压电阻R218的一端、第十二滤波电容C12的一端、第九运算放大器U109的正相输入端连接；第十一滤波电容Cll的另一端、第十八分压电阻R218的另一端、第十二滤波电容C12的另一端与模拟地连接；第九运算放大器U109的反相输入端和输出端与第九钳位二极管D9的阳极连接，作为制动信号的输出端， 第九钳位二极管D9的阴极接3. 3V模拟电源。第十九分压电阻R219的一端作为断路检测信号的输入端，另一端与第二十分压电阻R220的一端、第十钳位二极管DlO的阳极、第十二三滤波电容C13的一端、第十运算放大器UllO的正相输入端连接，第十钳位二极管DlO的阴极、第二十分压电阻R220的另一端、第十三滤波电容C13的另一端与模拟地连接；第十运算放大器UllO的反相输入端和输出端与第十一钳位二极管Dll的阳极连接，作为断路检测信号的输出端，第十一钳位二极管Dll的阴极接3. 3V模拟电源。如图4所示，开关控制信号输出电路包括四个下拉电阻、三个限流电阻、一个上拉电阻、一个整流二极管、四个续流二极管、一个驱动芯片74HCM4。第二驱动芯片74HC244的16脚、18脚与第十四下拉电阻R114的一端、第一限流电阻R401的一端连接，第十四下拉电阻R114的另一端接地，第一限流电阻R401的另一端接第一场效应管Ql的栅极；第一场效应管Ql的漏极与第一续流二极管DlOl的阳极连接，作为主接触器的负极，第一续流二极管DlOl的阴极作为主接触器的正极，第一场效应管Ql的源极接数字地。第二驱动芯片74HC244的12脚、14脚与第十五下拉电阻R115的一端、第二限流电阻R402的一端连接，第十五下拉电阻R115的另一端接地，第二限流电阻R402的另一端接第二场效应管Q2的栅极；第二场效应管Q2的漏极与第二续流二极管D102的阳极连接，作为电磁制动线圈的负极，第二续流二极管D102的阴极作为电磁制动线圈的正极，第二场效应管Q2的源极接数字地。第二驱动芯片74HC244的7脚、9脚与第十六下拉电阻R116的一端、第三限流电阻 R403的一端连接，第十六下拉电阻R116的另一端接地，第三限流电阻R403的另一端接第三场效应管Q3的栅极；第三场效应管Q3的漏极与第一整流二极管D201的阴极、第三续流二极管D103的阴极连接，第一整流二极管D201的阳极与第四续流二极管D104的阳极连接， 作为辅助负载的负极，第四续流二极管D104的阴极作为辅助负载的正极，第三场效应管Q3 的源极与第三续流二极管D103的阳极接数字地。第二驱动芯片74HCM4的2脚、4脚作为主接触器控制信号的输入端，第二驱动芯片74HC244的6脚、8脚作为电磁制动线圈控制信号的输入端，第二驱动芯片74HC244的11 脚、13脚作为辅助负载控制信号的输入端，第二驱动芯片74HC244的1脚、19脚作为第二驱动芯片74HC244选通信号的输入端，第二驱动芯片74HCM4的15脚、17脚与第十七下拉电阻R117的一端连接，第十七下拉电阻R117的另一端接数字地。图1给出了 TMS320F2812数字处理芯片的引脚示意图，如图1 开关控制信号输入电路中的座位开关信号的输出端与TMS320F2812数字处理芯片的102脚连接，前进请求信号的输出端与TMS320F2812数字处理芯片的104脚连接，后退请求信号的输出端与 TMS320F2812数字处理芯片的116脚连接，牵引允许信号的输出端与TMS320F2812数字处理芯片的117脚连接，制动请求信号的输出端与TMS320F2812数字处理芯片的122脚连接，提升请求信号的输出端与TMS320F2812数字处理芯片的123脚连接；模拟控制信号输入电路中的提升信号输出端与TMS320F2812数字处理芯片的171脚连接，模拟控制信号输入电路中的牵引信号输出端与TMS320F2812数字处理芯片的170脚连接，模拟控制信号输入电路中的制动信号输出端与TMS320F2812数字处理芯片的169脚连接，模拟控制信号输入电路中的断路检测信号输出端与TMS320F2812数字处理芯片的6脚连接；开关控制信号输出电路中的主接触器控制信号的输入端与TMS320F2812数字处理芯片的71脚连接，开关控制信号输出电路中的电磁制动线圈控制信号的输入端与TMS320F2812数字处理芯片的72脚连接，开关控制信号输出电路中的辅助负载控制信号的输入端与TMS320F2812数字处理芯片的61脚连接，开关控制信号输出电路中的第二驱动芯片74HC244选通信号的输入端与 TMS320F2812数字处理芯片的IM脚连接。
权利要求
1.电动叉车交流伺服控制系统的控制输入输出电路，包括TMS320F2812数字处理芯片、开关控制信号输入电路、模拟控制信号输入电路、开关控制信号输出电路，其特征在于所述的开关控制信号输入电路包括十三个下拉电阻、十二个分压电阻、六个上拉电阻、 六个钳位二极管、六个滤波电容、六个运算放大器、一个驱动芯片74HCM4 ；第一下拉电阻(RlOl)的一端与第二下拉电阻(R102)的一端、第一分压电阻(R201) 的一端连接，作为座位开关信号的输入端；第一分压电阻(R201)的另一端与第二分压电阻 (R202)的一端、第一钳位二极管(Dl)的阴极、第一滤波电容(Cl)的一端、第一运算放大器 (UlOl)的反相输入端连接；第一下拉电阻(RlOl)的另一端、第二下拉电阻(R102)的另一端、第二分压电阻￠20 的另一端、第一钳位二极管(Dl)的阳极、第一滤波电容(Cl)的另一端与数字地连接；第一运算放大器(UlOl)的正相输入端接3. 3V数字电源，第一运算放大器(UlOl)的输出端与第一上拉电阻(R301)的一端、第一驱动芯片74HC244的2脚连接，第一上拉电阻(R301)的另一端接3. 3V数字电源；第三下拉电阻(R103)的一端与第四下拉电阻(R104)的一端、第三分压电阻(R203) 的一端连接，作为前进请求信号的输入端；第三分压电阻(R203)的另一端与第四分压电阻 (R204)的一端、第二钳位二极管(拟)的阴极、第二滤波电容(以)的一端、第二运算放大器 (U102)的反相输入端连接；第三下拉电阻(R103)的另一端、第四下拉电阻(R104)的另一端、第四分压电阻(R204)的另一端、第二钳位二极管(D2)的阳极、第二滤波电容(C2)的另一端与数字地连接，第二运算放大器(UK)》的正相输入端接3. 3V数字电源，第二运算放大器(U102)的输出端与第二上拉电阻(R302)的一端、第一驱动芯片74HC244的4脚连接，第二上拉电阻(R302)的另一端接3. 3V数字电源；第五下拉电阻(R105)的一端与第六下拉电阻(R106)的一端、第五分压电阻(R205) 的一端连接，作为后退请求信号的输入端；第五分压电阻(R205)的另一端与第六分压电阻 (R206)的一端、第三钳位二极管(D!3)的阴极、第三滤波电容(O)的一端、第三运算放大器 (U103)的反相输入端连接；第五下拉电阻(R105)的另一端、第六下拉电阻(R106)的另一端、第六分压电阻(R206)的另一端、第三钳位二极管(D!3)的阳极、第三滤波电容(O)的另一端与数字地连接，第三运算放大器(Ul(XB)的正相输入端接3. 3V数字电源，第三运算放大器(U103)的输出端与第三上拉电阻(R303)的一端、第一驱动芯片74HC244的6脚连接，第三上拉电阻(R303)的另一端接3. 3V数字电源；第七下拉电阻(R107)的一端与第八下拉电阻(R108)的一端、第七分压电阻(R207) 的一端连接，作为牵引允许信号的输入端；第七分压电阻(R207)的另一端与第八分压电阻 (R208)的一端、第四钳位二极管(D4)的阴极、第四滤波电容(C4)的一端、第四运算放大器 (U104)的反相输入端连接；第七下拉电阻(R107)的另一端、第八下拉电阻(R108)的另一端、第八分压电阻(R208)的另一端、第四钳位二极管(D4)的阳极、第四滤波电容(C4)的另一端与数字地连接，第四运算放大器(U104)的正相输入端接3. 3V数字电源，第四运算放大器(U104)的输出端与第四上拉电阻(R304)的一端、第一驱动芯片74HC244的8脚连接，第四上拉电阻(R304)的另一端接3. 3V数字电源；第九下拉电阻(R109)的一端与第十下拉电阻(RllO)的一端、第九分压电阻(R209) 的一端连接，作为制动请求信号的输入端；第九分压电阻(R209)的另一端与第十分压电阻(R210)的一端、第五钳位二极管(M)的阴极、第五滤波电容(( )的一端、第五运算放大器 (U105)的反相输入端连接；第九下拉电阻(R109)的另一端、第十下拉电阻(RllO)的另一端、第十分压电阻(R210)的另一端、第五钳位二极管(D5)的阳极、第五滤波电容(C5)的另一端与数字地连接，第一运算放大器(肌0幻的正相输入端接3. 3V数字电源，第五运算放大器(U105)的输出端与第五上拉电阻(R305)的一端、第一驱动芯片74HCM4的11脚连接， 第五上拉电阻(R30O的另一端接3. 3V数字电源；第十一下拉电阻(Rlll)的一端与第十二下拉电阻(R112)的一端、第十一分压电阻 (R211)的一端连接，作为提升请求信号的输入端；第十一分压电阻(R211)的另一端与第十二分压电阻(R2U)的一端、第六钳位二极管(D6)的阴极、第六滤波电容(C6)的一端、 第六运算放大器(U106)的反相输入端连接；第十一下拉电阻(Rlll)的另一端、第十二下拉电阻(R112)的另一端、第十二分压电阻(R212)的另一端、第六钳位二极管的阳极(D6)、 第六滤波电容(C6)的另一端与数字地连接，第六运算放大器(U106)的正相输入端接3. 3V 数字电源，第六运算放大器(U106)的输出端与第六上拉电阻(R306)的一端、第一驱动芯片 74HC244的13脚连接，第六上拉电阻(R306)的另一端接3. 3V数字电源；第一驱动芯片74HCM4的15脚、17脚、1脚、19脚与第十三下拉电阻(R113)的一端连接，第十三下拉电阻(R113)的另一端接数字地，第一驱动芯片74HC244的18脚作为座位开关信号的输出端、16脚作为前进请求信号的输出端、14脚作为后退请求信号的输出端、12 脚作为牵引允许信号的输出端、9脚作为制动请求信号的输出端、7脚作为提升请求信号的输出端，第一驱动芯片74HCM4的20脚接3. 3V数字电源，第一驱动芯片74HC244的10脚接数字地；所述的模拟控制信号输入电路包括八个分压电阻、五个钳位二极管、七个滤波电容、四个运算放大器；第七滤波电容(C7)的一端与第十三分压电阻(R2i;3)的一端连接，作为提升信号的输入端；第十三分压电阻(R2i:3)的另一端、第十四分压电阻(R214)的一端、第八滤波电容 (C8)的一端与第七运算放大器(U107)的正相输入端连接；第七滤波电容(C7)的另一端、 第十四分压电阻(R214)的另一端、第八滤波电容(C8)的另一端与模拟地连接；第七运算放大器(U107)的反相输入端和输出端与第七钳位二极管(D7)的阳极连接，作为提升信号的输出端，第七钳位二极管(D7)的阴极接3. 3V模拟电源；第九滤波电容(C9)的一端与第十五分压电阻(R215)的一端连接，作为牵引信号的输入端；第十五分压电阻(R215)的另一端与第十六分压电阻(R216)的一端、第十滤波电容 (ClO)的一端、第八运算放大器(U108)的正相输入端连接；第九滤波电容(C9)的另一端、 第十六分压电阻(R216)的另一端、第十滤波电容(ClO)的另一端与模拟地连接；第八运算放大器(U108)的反相输入端和输出端与第八钳位二极管(D8)的阳极连接，作为牵引信号的输出端，第八钳位二极管(D8)的阴极接3. 3V模拟电源；第十一滤波电容(Cll)的一端与第十七分压电阻(R217)的一端连接，作为制动信号的输入端；第十七分压电阻(R217)的另一端与第十八分压电阻(R218)的一端、第十二滤波电容(C12)的一端、第九运算放大器(U109)的正相输入端连接；第十一滤波电容(Cll)的另一端、第十八分压电阻(R218)的另一端、第十二滤波电容(Cl》的另一端与模拟地连接；第九运算放大器(U109)的反相输入端和输出端与第九钳位二极管(D9)的阳极连接，作为制动信号的输出端，第九钳位二极管(D9)的阴极接3. 3V模拟电源；第十九分压电阻(R219)的一端作为断路检测信号的输入端，另一端与第二十分压电阻(R220)的一端、第十钳位二极管(DlO)的阳极、第十二三滤波电容(C13)的一端、第十运算放大器(UllO)的正相输入端连接，第十钳位二极管(DlO)的阴极、第二十分压电阻 (R220)的另一端、第十三滤波电容(C13)的另一端与模拟地连接；第十运算放大器(UllO) 的反相输入端和输出端与第十一钳位二极管(Dll)的阳极连接，作为断路检测信号的输出端，第十一钳位二极管(Dll)的阴极接3. 3V模拟电源；所述的开关控制信号输出电路包括四个下拉电阻、三个限流电阻、一个上拉电阻、一个整流二极管、四个续流二极管、一个驱动芯片74HC244 ；第二驱动芯片74HCM4的16脚、18脚与第十四下拉电阻(R114)的一端、第一限流电阻(R401)的一端连接，第十四下拉电阻(R114)的另一端接地，第一限流电阻(R401)的另一端接第一场效应管Oil)的栅极；第一场效应管Oil)的漏极与第一续流二极管(DlOl)的阳极连接，作为主接触器的负极，第一续流二极管(DlOl)的阴极作为主接触器的正极，第一场效应管Oil)的源极接数字地；第二驱动芯片74HCM4的12脚、14脚与第十五下拉电阻(R115)的一端、第二限流电阻(R402)的一端连接，第十五下拉电阻(R115)的另一端接地，第二限流电阻(R402)的另一端接第二场效应管的栅极；第二场效应管的漏极与第二续流二极管(D102)的阳极连接，作为电磁制动线圈的负极，第二续流二极管(D102)的阴极作为电磁制动线圈的正极，第二场效应管的源极接数字地；第二驱动芯片74HCM4的7脚、9脚与第十六下拉电阻(R116)的一端、第三限流电阻 (R403)的一端连接，第十六下拉电阻(R116)的另一端接地，第三限流电阻(R403)的另一端接第三场效应管O )的栅极；第三场效应管O )的漏极与第一整流二极管(D201)的阴极、第三续流二极管(D10;3)的阴极连接，第一整流二极管(D201)的阳极与第四续流二极管 (D104)的阳极连接，作为辅助负载的负极，第四续流二极管(D104)的阴极作为辅助负载的正极，第三场效应管O )的源极与第三续流二极管(D10;3)的阳极接数字地；第二驱动芯片74HCM4的2脚、4脚作为主接触器控制信号的输入端，第二驱动芯片 74HC244的6脚、8脚作为电磁制动线圈控制信号的输入端，第二驱动芯片74HC244的11脚、 13脚作为辅助负载控制信号的输入端，第二驱动芯片74HCM4的1脚、19脚作为第二驱动芯片74HC244选通信号的输入端，第二驱动芯片74HCM4的15脚、17脚与第十七下拉电阻 (Rl 17)的一端连接，第十七下拉电阻(R117)的另一端接数字地；开关控制信号输入电路中的座位开关信号的输出端与TMS320F2812数字处理芯片的 102脚连接，前进请求信号的输出端与TMS320F2812数字处理芯片的104脚连接，后退请求信号的输出端与TMS320F2812数字处理芯片的116脚连接，牵引允许信号的输出端与 TMS320F2812数字处理芯片的117脚连接，制动请求信号的输出端与TMS320F2812数字处理芯片的122脚连接，提升请求信号的输出端与TMS320F2812数字处理芯片的123脚连接；模拟控制信号输入电路中的提升信号输出端与TMS320F2812数字处理芯片的171脚连接，模拟控制信号输入电路中的牵引信号输出端与TMS320M812数字处理芯片的170脚连接，模拟控制信号输入电路中的制动信号输出端与TMS320F2812数字处理芯片的169 脚连接，模拟控制信号输入电路中的断路检测信号输出端与TMS320F2812数字处理芯片的6脚连接；开关控制信号输出电路中的主接触器控制信号的输入端与TMS320F2812数字处理芯片的71脚连接，开关控制信号输出电路中的电磁制动线圈控制信号的输入端与 TMS320F2812数字处理芯片的72脚连接，开关控制信号输出电路中的辅助负载控制信号的输入端与TMS320F2812数字处理芯片的61脚连接，开关控制信号输出电路中的第二驱动芯片74HC244选通信号的输入端与TMS320F2812数字处理芯片的IM脚连接。
全文摘要
本发明涉及一种电动叉车交流伺服控制系统的控制输入输出电路。现有产品控制精度、安全性、可靠性、抗干扰能力不够。本发明包括TMS320F2812数字处理芯片、开关控制信号输入和输出电路、模拟控制信号输入电路。开关控制信号输入电路包括十三个下拉电阻、十二个分压电阻、六个上拉电阻、六个钳位二极管、六个滤波电容、六个运算放大器、一个驱动芯片；开关控制信号输出电路包括四个下拉电阻、三个限流电阻、一个上拉电阻、一个整流二极管、四个续流二极管、一个驱动芯片；模拟控制信号输入电路包括八个分压电阻、五个钳位二极管、七个滤波电容、四个运算放大器。本发明保证了采样精度，提高了电路的可靠性、抗干扰能力，以及系统安全性。
文档编号B60L15/00GK102346450SQ201110155889
公开日2012年2月8日 申请日期2011年6月10日 优先权日2011年6月10日
发明者冯火青, 赵慧刚 申请人:杭州奥蒂电控有限公司