一种自动售货机的多路控制电路系统的制作方法

本发明涉及一种电机控制技术，尤其是应用于自动售货机的多路电机控制系统。

背景技术：

自动售货机等大型的终端往往由多个马达组合形成电动控制机构组成。例如超过100个电机组成的终端等，现有方案往往需要通过多个处理器组成层级结构才能完成统一控制，难以通过一个单片机就实现对所有电机阵列进行集中控制。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提供一种自动售货机的多路控制电路系统，它克服现有技术的不足，提供一种仅仅通过一个单片机就能对上百个电机进行集中控制的方案，并提供一种结构简单的自动售货机的多路控制方案。

为实现上述目的，本发明提出的自动售货机的多路控制电路系统，其特征在于：包括单片机、第一光耦控制电路、第二光耦控制电路、输出扩展模块和若干马达；第一光耦控制电路包括若干光耦元件和p沟道场管；第二光耦控制电路若干光耦元件和n沟道场管；来自单片机的每路控制信号输出经过第一光耦控制电路或第二光耦控制电路隔离后，经过输出扩展模块进行引脚扩展后连接并驱动一个以上的马达。

优选的是，还包括控制反馈模块，用于采集自动售货机内部机构的位置、温度、电流、电压中的一种或一种以上的参数并反馈至单片机；单片机根据制反馈模块的反馈变更对马达端的控制信号输出。

优选的是，所述的控制反馈模块包括取样电路、测温电路和位置反馈电路，取样电路、测温电路和位置反馈电路分别与单片机的输入引脚连接。

优选的是，还包括供电模块，用于单片机及与单片机模拟电路部分供电。

优选的是，所述的供电模块包括第一供电模块，用于将24V电压依次经过防接反保护，过载保护，滤波电路滤波后输入至电源转换芯片的输入引脚；经由电源转换芯片的输出引脚滤波电路后输出稳定的5V电压，为所述单片机供电。

优选的是，还包括第二供电模块，用于给单片机模拟电路部分供电。

优选的是，还包括串口通信距离增强电路，用以将5V的串口通信电压提升以提高串口通信距离。

优选的是，还包括晶振复位电路用于产生单片机所必须的时钟频率和实现复位功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图；

图1为系统的结构框图；

图2为单片机接线示意图；

图3为第一光耦控制电路结构示意图；

图4为第二光耦控制电路结构示意图；

图5为输出扩展模块结构示意图；

图6为第一供电模块的电路结构示意图；

图7为第二供电模块的电路结构示意图；

图8为晶振复位电路结构示意图；

图9为控制反馈模块的局部电路结构示意图；

图10为位置反馈电路结构示意图；

图11为测温电路结构示意图；

图12为串口通信距离增强电路结构示意图；

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中仅对涉及到技术问题解决的结构、组成方案进行描述时候，对于公知的必要的结构、零件和连接关系，下面虽然没有描述，但不等于技术方案里不存在，更不应该成为公开不充分理由。

一种自动售货机的多路控制电路系统，用于对自动售货机上的多个电机进行统一控制。参考图1，在一些实施例中，自动售货机的多路控制电路系统包括单片机、供电模块、晶振复位电路、控制反馈模块、第一光耦控制电路、第二光耦控制电路、输出扩展模块和若干马达。其中，供电模块包括第一供电模块和第二供电模块，分别用于为单片机及与单片机模拟电路部分供电。晶振复位电路用于产生单片机所必须的时钟频率和实现复位功能。控制反馈模块用于输入位置、温度、电流、电压取样中的一种或一种以上的参数反馈，用以实现自动化控制。第一光耦控制电路和第二光耦控制电路用于通过光耦元件，将来自单片机的输入与对马达的输出进行隔离，同时对单片机的电路进行保护。输出拓展模块，用于将第一光耦控制电路输出引脚进行扩展以连接和控制更多的马达，满足自动售货机或同类的涉及到多个电动执行机构的控制需求。在一些实施例中，自动售货机的多路控制电路系统还具有串口通信距离增强电路，以解决串口通讯如RS232串口通信距离短的问题，满足大型自动售货机的布线连接需求。

参考图2，在一个实施例中，单片机采用Atmega16A-AU，单片机的PC0-PC7，PA4-PA7引脚分别连接与控制第一光耦控制电路，PB0-PB7，PD4-PD7引脚分别连接与控制第二光耦控制电路。而PD0-PD2引脚分别连接串口通信距离增强电路，以实现RS232串口通信。PA0-PA3用于连接控制反馈模块，对位置、温度、电流、电压参数进行采集与反馈输入。单片机的第五引脚连接第一供电模块，以获取单片机自身工作需要的电源。单片机的AREF引脚用于连接第二供电模块为单片机模拟电路部分供电。

参考图3，第一光耦控制电路由多个光耦元件和p沟道场管组合而成，在某些实施例中， 光耦元件和p沟道场管分别有12个。其中，单片机的PC0-PC7，PA4-PA7引脚分别连接和控制U5-U16光耦元件。光耦元件可以选择817C型号，p沟道场管可以选择为9958P型号。光耦元件和p沟道场管一对一连接。U5-U16分别连接和控制U35-U40 p沟道场管（注U35-U40，每个分别具有2个p沟道场管）。光耦元件与p沟道场管见串联一个10K的电阻（如R27-R38）以限流并获得p沟道场管控制所需要的电源。p沟道场管的输出连接输出扩展模块，进而输出并控制马达。

参考图4，第二光耦控制电路由多个光耦元件和n沟道场管组合而成，在某些实施例中， 光耦元件和n沟道场管分别有12个。其中，单片机的PB0-PB7，PD4-PD7引脚分别连接和控制U17-U28光耦元件。光耦元件可以选择817C型号，n沟道场管可以选择为9945N型号。光耦元件和n沟道场管一对一连接。U17-U28分别连接和控制U29-U34 n沟道场管（注U29-U34，每个分别具有2个n沟道场管）。光耦元件与n沟道场管见串联一个10K的电阻（如R27-R38）以限流并获得n沟道场管控制所需要的电源。n沟道场管的输出连接输出扩展模块，进而输出并控制马达。

参考图5， 第一光耦控制电路和第二光耦控制电路的输出分别连接输出扩展模块。经过输出扩展模块连接更多的马达。其中，接线如图中所示，在某实施例中，输出扩展模块由若干引脚扩展元件构成，第一光耦控制电路和第二光耦控制电路的每路输出对应一个引脚扩展元件。其中，第一光耦控制电路的12路p沟道场管输出和第二光耦控制电路的12路n沟道场管输出形成马达连接端子阵列，可以连接与控制多达144个马达。用一个单片机实现144个马达的集中控制，以满足自动售货机的大量电动控制执行机构需求，降低整个系统成本，同时也提高自动售货机各单元的统一协作性能。

参考图6，为某实施例第一供电模块的电路结构方案。U0为电源转换IC，它采用L78M05, 24V电压依次经过D0 M7为防接反保护，F0保险为2A过载保护后，经过滤波电路滤波后输入至L78M05的输入引脚。24V电压经过电源转换IC转换后由连接与电源转换IC输出引脚的滤波电路后输出稳定的5V电压，为单片机供电。另外，为了提高滤波效果，U0的接地端连接由电容C26和C27构成的滤波电路进一步滤波。这样，不仅能为单片机提供符合要求的电压供电，更提高电压稳定性，进而提高整个控制系统的可靠性。

参考图7，为某实施例的第二供电模块的电路结构方案。C11和C12并联成电容对，然后C11和C12并联成电容对后，在两电容对之间串联电感L1构成滤波电路，5V的电源经过该滤波电路及电容C1后给单片机模拟电路部分供电。

参考图8，为某实施例的晶振复位电路结构方案。两电容C10和C9与晶振形成晶振回路；5V的电源经过电阻和二极管并联的复位电路后接入单片机；四个1R的电阻组成取样电路，复位电路通过电容C8与晶振回路及取样电路在接地端共同连接。

参考图9，为某实施例的控制反馈模块的局部电路结构，用于对取样电压进行滤波放大，还有大电流取样。对应的引脚与单片机连接。

参考图10，为某实施例的位置反馈电路结构， U4是光耦元件，PA3I 收到位置信号高电平，单片机的PA3就收到高电平。

参考图11，为某实施例的测温电路结构，用于对自动售货机的局部温度进行监控。

参考图12，为某实施例的串口通信距离增强电路结构，通过将给单片机供电的5V电压进行提升。以解决串口通讯如RS232串口通信距离短的问题，满足大型自动售货机的布线连接需求。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。