一种固定源VOC数字量输出电路的制作方法

本实用新型属于电路领域，尤其是数字量输出电路。

背景技术：

VOC检测仪，用来连续测量危险或工业环境中有毒有害有机气体，特别适用于个人安全防护和现场VOC检测，对于越来越差的环境，全面启动污染行业气态VOC在线检测非常必要。

技术实现要素：

本实用新型提供一种固定源VOC数字量输出电路，实现快速对有毒气的检测，提高检测精度，并达到方便加工、保证精度且降低加工成本的目的。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种固定源VOC数字量输出电路，包括最小系统(1)、16位AD转换电路(2)、数据存储电路(3)、下载接口电路(4)、15V转12V电路(5)、12V转5V电路(6)、5V转3.3V电路(7)和5V隔离电路(8)，所述16位AD转换电路(2)、数据存储电路(3)及下载接口电路(4)分别与最小系统(1)的对应脚相连，15V转12V电路(5)、12V转5V电路(6)及 5V转3.3V电路(7)将15V电压转换为3.3V电压，提供给最小系统(1)、16位AD转换电路 (2)、数据存储电路(3)及下载接口电路(4)，5V隔离电路(8)对转成的5V电压进行隔离处理，16位AD转换电路(2)将毒气VOC模拟信号转换成数字信号输出至最小系统(1) 处理并由数据存储电路(3)进行存储，由下载接口电路(4)进行下载。

进一步的，所述最小系统(1)由STM32F103RCT6单片机U1组成，STM32F103RCT6单片机U1的28脚与地之间串接第一电阻R1，STM32F103RCT6单片机U1的57脚输出4-20mA的 PWM信号，STM32F103RCT6单片机U1的5脚与第一晶振Y1的2脚、第二电阻R2的一端及第六电容C6的一端，第六电容C6的另一端与第十一电容C11的一端并接地，第十一电容C11 的另一端与第一晶振Y1的1脚、第二电阻R2的另一端及STM32F103RCT6单片机U1的6脚， STM32F103RCT6单片机U1的60脚与第七电阻R7的一端及第八电阻R8的一端相连，第七电阻R7的另一端接地，STM32F103RCT6单片机U1的7脚与第十六电容C16的一端与第九电阻 R9的一端相连，第十六电容C16的另一端接地，第九电阻R9的另一端接+3.3V电压。

进一步的，所述STM32F103RCT6单片机U1的1脚与地之间串接第十八电容C18， STM32F103RCT6单片机U1的32脚与第二十至二十五电容C20-C25的一端及STM32F103RCT6 单片机U1的48、64、19、13脚相连并接3.3V，第二十至二十五电容C20-C25的另一端相连并接地，STM32F103RCT6单片机U1的31、47、63、18、12脚相连并接地。

进一步的，所述16位AD转换电路(2)由AD转换模块U2组成，AD转换模块U2的4、6 脚作为VOC信号输入端，AD转换模块U2的5、7脚接地，AD转换模块U2的8脚与第五电容 C5的一端相连并接3.3V电压，第五电容C5的另一端与AD转换模块U2的1、3脚相连并接地，AD转换模块U2的10脚与第四电阻R4的一端及STM32F103RCT6单片机U1的9脚相连， AD转换模块U2的9脚与第五电阻R5的一端及STM32F103RCT6单片机U1的10脚相连，AD转换模块U2的2脚与第六电阻R6的一端及STM32F103RCT6单片机U1的8脚相连，第四电阻 R4的另一端第五电阻R5的另一端及第六电阻R6的另一端相连并接3.3V电压。

进一步的，所述数据存储电路(3)由存储器U4组成，存储器U4的1脚与存储器U4的 2、3、6、7、4脚、STM32F103RCT6单片机U1的41脚及第十一电阻R11的一端相连并接地，第十一电阻R11的另一端接3.3V电压，存储器U4的8脚接3.3V电压，存储器U4的5脚与 STM32F103RCT6单片机U1的40脚及第十二电阻R12的一端相连，第十二电阻R12的另一端接3.3V电压。

进一步的，所述下载接口电路(4)由接插件SWD/ISP1组成，接插件SWD/ISP1的1脚接 3.3V电压，接插件SWD/ISP1的5、7、9、8、6、4脚分别与STM32F103RCT6单片机U1的46、 49、7、43、42脚及第八电阻R8的另一端，接插件SWD/ISP1的3脚接GND，接插件SWD/ISP1 的5脚与3.3V电压之间串接第十电阻R10，接插件SWD/ISP1的7脚与地之间串接第十三电阻R13，接插件SWD/ISP1的10脚接地，接插件SWD/ISP1的2脚接3.3V电压。

进一步的，所述15V转12V电路(5)由第一电源模块VR1组成，第一电源模块VR1的输入端与第一电容C1的一端、第二电容C2的一端、第五二极管D5的负极及第六二极管D6的负极相连，第一电容C1的另一端与第二电容C2的另一端、第六二极管D6的正极、第一电源模块VR1的GND端、第三电容C3的另一端及第四电容C4的另一端相连并接地，第五二极管 D5的正极与15V电压之间串接第二电阻RT2，第一电源模块VR1的输出端与第三电容C3的一端及第四电容C4的一端相连并接12V电压；

进一步的，所述12V转5V电路(6)由第二电源模块VR2组成，第二电源模块VR2的输入端与第七电容C7的一端及第八电容C8的一端相连并接12V电压，第二电源模块VR2的输出端与第九电容C9的一端及第十电容C10的一端相连并接VCC和5V电压，第七电容C7的另一端、第八电容C8的另一端、第九电容C9的另一端及第十电容C10的另一端与第二电源模块VR2的GND端相连并接地；

进一步的，所述5V转3.3V电路(7)由第三电源模块VR3组成，第三电源模块VR3的输入端与第十二电容C12的一端及第十三电容C13的一端相连并接5V电压，第三电源模块VR3 的输出端与第十四电容C14的一端、第十五电容C15的一端及第三电阻R3的一端相连，第三电阻R3的另一端与第一光敏二极管D1的正极相连，第一光敏二极管D1的负极与第十四电容 C14的另一端、第十五电容C15的另一端、第三电源模块VR3的GND端、第十二电容C12的另一端及第十三电容C13的另一端相连并接地。

进一步的，所述5V隔离电路(8)由1W单输出dc/dc电源模块U3组成，1W单输出dc/dc 电源模块U3的2脚接5V电压，1W单输出dc/dc电源模块U3的1脚接地，1W单输出dc/dc 电源模块U3的1、2脚之间接第十七电容C17，1W单输出dc/dc电源模块U3的3脚接地， 1W单输出dc/dc电源模块U3的4脚接VCC1。

进一步的，所述5V隔离电路(8)由第二接插件P2组成，第二接插件P2与单片机U1的对应脚相连；所述下载接口(9)由接插件SWD/ISP1、第五电阻R5和第六电阻R6组成，接插件SWD/ISP1与单片机U1的对应脚相连，接插件SWD/ISP1的5脚与3.3V电压端之间串接第五电阻R5，接插件SWD/ISP1的7脚与地之间串接第六电阻R6，接插件SWD/ISP1的10脚接地。

本实用新型能够对有毒气体进行现场检测，并且能够将检测到的有毒气体的警示信息进行显示和报警，而且本实用新型可靠性高、灵敏度高、成本低廉、稳定性好。

附图说明

图1是本实用新型的模块结构图；

图2是最小系统的示意图；

图3是最小系统的示意图；

图4是16位AD转换电路的示意图；

图5是数据存储电路的示意图；

图6是下载接口电路的示意图；

图7是15V转12V电路的示意图；

图8是12V转5V电路的示意图；

图9是5V转3.3V电路的示意图；

图10是隔离电路的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1-10所示，本实施例提出一种固定源VOC数字量输出电路，包括最小系统1、16位 AD转换电路2、数据存储电路3、下载接口电路4、15V转12V电路5、12V转5V电路6、5V 转3.3V电路7和5V隔离电路8，所述16位AD转换电路2、数据存储电路3及下载接口电路 4分别与最小系统1的对应脚相连，15V转12V电路5、12V转5V电路6及5V转3.3V电路7 将15V电压转换为3.3V电压，提供给最小系统1、16位AD转换电路2、数据存储电路3及下载接口电路4，5V隔离电路8对转成的5V电压进行隔离处理，16位AD转换电路2将毒气 VOC模拟信号转换成数字信号输出至最小系统1处理并由数据存储电路3进行存储，由下载接口电路4进行下载。

进一步的，所述最小系统1由STM32F103RCT6单片机U1组成，STM32F103RCT6单片机U1 的28脚与地之间串接第一电阻R1，STM32F103RCT6单片机U1的57脚输出4-20mA的PWM信号，STM32F103RCT6单片机U1的5脚与第一晶振Y1的2脚、第二电阻R2的一端及第六电容 C6的一端，第六电容C6的另一端与第十一电容C11的一端并接地，第十一电容C11的另一端与第一晶振Y1的1脚、第二电阻R2的另一端及STM32F103RCT6单片机U1的6脚， STM32F103RCT6单片机U1的60脚与第七电阻R7的一端及第八电阻R8的一端相连，第七电阻R7的另一端接地，STM32F103RCT6单片机U1的7脚与第十六电容C16的一端与第九电阻 R9的一端相连，第十六电容C16的另一端接地，第九电阻R9的另一端接+3.3V电压。

进一步的，所述STM32F103RCT6单片机U1的1脚与地之间串接第十八电容C18， STM32F103RCT6单片机U1的32脚与第二十至二十五电容C20-C25的一端及STM32F103RCT6 单片机U1的48、64、19、13脚相连并接3.3V，第二十至二十五电容C20-C25的另一端相连并接地，STM32F103RCT6单片机U1的31、47、63、18、12脚相连并接地。

进一步的，所述16位AD转换电路2由AD转换模块U2组成，AD转换模块U2的4、6脚作为VOC信号输入端，AD转换模块U2的5、7脚接地，AD转换模块U2的8脚与第五电容C5 的一端相连并接3.3V电压，第五电容C5的另一端与AD转换模块U2的1、3脚相连并接地， AD转换模块U2的10脚与第四电阻R4的一端及STM32F103RCT6单片机U1的9脚相连，AD转换模块U2的9脚与第五电阻R5的一端及STM32F103RCT6单片机U1的10脚相连，AD转换模块U2的2脚与第六电阻R6的一端及STM32F103RCT6单片机U1的8脚相连，第四电阻R4的另一端第五电阻R5的另一端及第六电阻R6的另一端相连并接3.3V电压。

进一步的，所述数据存储电路3由存储器U4组成，存储器U4的1脚与存储器U4的2、 3、6、7、4脚、STM32F103RCT6单片机U1的41脚及第十一电阻R11的一端相连并接地，第十一电阻R11的另一端接3.3V电压，存储器U4的8脚接3.3V电压，存储器U4的5脚与STM32F103RCT6单片机U1的40脚及第十二电阻R12的一端相连，第十二电阻R12的另一端接3.3V电压。

进一步的，所述下载接口电路4由接插件SWD/ISP1组成，接插件SWD/ISP1的1脚接3.3V 电压，接插件SWD/ISP1的5、7、9、8、6、4脚分别与STM32F103RCT6单片机U1的46、49、 7、43、42脚及第八电阻R8的另一端，接插件SWD/ISP1的3脚接GND，接插件SWD/ISP1的 5脚与3.3V电压之间串接第十电阻R10，接插件SWD/ISP1的7脚与地之间串接第十三电阻 R13，接插件SWD/ISP1的10脚接地，接插件SWD/ISP1的2脚接3.3V电压。

进一步的，所述15V转12V电路5由第一电源模块VR1组成，第一电源模块VR1的输入端与第一电容C1的一端、第二电容C2的一端、第五二极管D5的负极及第六二极管D6的负极相连，第一电容C1的另一端与第二电容C2的另一端、第六二极管D6的正极、第一电源模块VR1的GND端、第三电容C3的另一端及第四电容C4的另一端相连并接地，第五二极管D5 的正极与15V电压之间串接第二电阻RT2，第一电源模块VR1的输出端与第三电容C3的一端及第四电容C4的一端相连并接12V电压；

进一步的，所述12V转5V电路6由第二电源模块VR2组成，第二电源模块VR2的输入端与第七电容C7的一端及第八电容C8的一端相连并接12V电压，第二电源模块VR2的输出端与第九电容C9的一端及第十电容C10的一端相连并接VCC和5V电压，第七电容C7的另一端、第八电容C8的另一端、第九电容C9的另一端及第十电容C10的另一端与第二电源模块 VR2的GND端相连并接地；

进一步的，所述5V转3.3V电路7由第三电源模块VR3组成，第三电源模块VR3的输入端与第十二电容C12的一端及第十三电容C13的一端相连并接5V电压，第三电源模块VR3的输出端与第十四电容C14的一端、第十五电容C15的一端及第三电阻R3的一端相连，第三电阻R3的另一端与第一光敏二极管D1的正极相连，第一光敏二极管D1的负极与第十四电容 C14的另一端、第十五电容C15的另一端、第三电源模块VR3的GND端、第十二电容C12的另一端及第十三电容C13的另一端相连并接地。

进一步的，所述5V隔离电路8由1W单输出dc/dc电源模块U3组成，1W单输出dc/dc 电源模块U3的2脚接5V电压，1W单输出dc/dc电源模块U3的1脚接地，1W单输出dc/dc 电源模块U3的1、2脚之间接第十七电容C17，1W单输出dc/dc电源模块U3的3脚接地， 1W单输出dc/dc电源模块U3的4脚接VCC1。

进一步的，所述5V隔离电路8由第二接插件P2组成，第二接插件P2与单片机U1的对应脚相连；所述下载接口(9)由接插件SWD/ISP1、第五电阻R5和第六电阻R6组成，接插件 SWD/ISP1与单片机U1的对应脚相连，接插件SWD/ISP1的5脚与3.3V电压端之间串接第五电阻R5，接插件SWD/ISP1的7脚与地之间串接第六电阻R6，接插件SWD/ISP1的10脚接地。本实用

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