一种洗车机的单片机控制电路的制作方法

本实用新型涉及洗车机用单片机技术领域，具体涉及一种洗车机的单片机控制电路。

背景技术：

单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器cpu、随机存储器ram、只读存储器rom、多种i/o口和中断系统、定时器/计数器等功能，可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、a/d转换器等电路，集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300m的高速单片机。目前主流洗车机单片机的控制方式为plc控制，其优点是控制方式单一且简单，可以快速完成项目建设。

但现有的plc控制方式的成本较高，底层技术掌握在别人手里，且加一种功能就需要加一个扩展装置，使用起来具有很大的局限性。

基于此，本实用新型设计了一种洗车机的单片机控制电路，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种洗车机的单片机控制电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种洗车机的单片机控制电路，包括稳压电路、电流检测电路、网络4g模块电路、语音喇叭电路、输入电路、输出电路、rs485电路、rs232液晶屏电路、扩展电路和单片机u16，稳压电路、电流检测电路、网络4g模块电路、语音喇叭电路、输入电路、输出电路、rs485电路、rs232液晶屏电路、扩展电路均与单片机u16电性连接，稳压电路包括转换器u3、电容c11、二极管d5、电感l1、电容c4，所述稳压电路通过转换器u3组成降压转换器，所述转换器u3的引脚1与gnd并联电容c11，转换器u3的引脚2与二极管d5并接地，转换器u3的引脚2与电感l1串联，l1的另一端接到电容c4，作为12v电压输出。

进一步的，电流检测电路包括运算放大器u1、采样电阻r4、电容c2、电阻r5、电阻r7和保护二极管d1，所述电流检测电路由运算放大器u1组成运算放大电路，4～20ma电流经过采样电阻r4转成0.4～2v的电压，经电容c2滤波后，通过电阻r5接入运算放大器u1的第3脚，运算放大器u1运放组成一个电压跟随器，运算放大器u1的第一脚输出跟随电压，通过r7输入到单片机。

进一步的，网络4g模块电路包括全网通模块u9、二极管d7、二极管d8、电阻r27，5v电压经过二极管d7、二极管d8降压以后，通过由q1组成的控制电路，输出供电电压给全网通模块u9，单片机开机信号通过电阻r27控制n1导通，n1再控制q1导通，从而控制全网通模块u9供电电压，实现全网通模块u9的开关机，s1为sim卡接口，u10与s1并联。

进一步的，语音喇叭电路包括声卡u11、功放u13、电阻r50、电阻r51，声卡u11的引脚21～24接收pcm信号，通过9、10脚输出语音信号；再由u13组成的音频放大电路放大，输出语音信号，电阻r50、电阻r51为输入电阻。

进一步的，输入电路包括40路光耦n3～n39、u18～u21，x24v为输入公共脚，接外接24v，x24v经过r80～r195限流后，接入光耦阳极，x1～x40接入光耦阴极，与光耦隔离后，光耦输出信号至单片机。

进一步的，输出电路包括40路n4～n43继电器及40路驱动q3～q74，单片机输出的控制信号经过r200～r2335限流以后，驱动q3～q74控制继电器。

进一步的，rs485电路包括rs485收发器u15、防雷管tvs3、防雷管tvs4、自恢复保险丝rt3、自恢复保险丝rt4，所述rs485电路通过rs485收发器u15组成485收发器，当485收发器的外部异常输出电流大于保险丝电流，保险丝呈高阻态输出，从而保护rs485收发器u15，当外部电压瞬间超过保护电压时，防雷管tvs3、防雷管tvs4瞬间短路，泄放高压。

进一步的，rs232电路包括单电源电平转换芯片ic1，所述rs232电路通过单电源电平转换芯片ic1组成rs232收发器，实现rs232电平和ttl电平相互转换；由ic1的1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成电荷泵电路。

进一步的，扩展电路由单片机直接输出spi信号，spi模式可以允许同时同步发送和接收8位数据，并支持4种工作方式：串行数据输出、串行数据输入、串行时钟和从动方式选择。

进一步的，串行数据输出对应的rc5/so引脚，所述串行数据输入对应的rc4/si/sda引脚，所述串行时钟对应的rc3/sclk/scl引脚，所述从动方式选择对应的ra5/nss/an4引脚。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型单片机的输入输出口本身多达各40个，比plc点位增加2倍，不需要再扩展io；本单片机支持2路模拟量输入，可以检测电流等参数，不需要再使用plc扩展；本单片机多达支持3路485通讯，比使用plc多增加1路；本单片机支持语音输出，现有plc不支持，解决了语音痛点；本单片机支持4g全网通网络，现有plc不支持，解决了无人洗车痛点；本单片机支持扩展，与现有plc扩展功能相同，本单片机支持液晶屏图形开发，与现有plc外接液晶功能相同。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为本实用新型稳压电路的结构示意图；

图2为本实用新型电流检测电路的结构示意图；

图3为本实用新型网络4g模块电路的结构示意图；

图4为本实用新型网络4g模块电路中u9a的结构示意图；

图5为本实用新型网络4g模块电路中u9b的结构示意图；

图6为本实用新型网络4g模块电路第一部分电路放大示意图；

图7为本实用新型网络4g模块电路第二部分电路放大示意图；

图8为本实用新型网络4g模块电路第三部分电路放大示意图；

图9为本实用新型网络4g模块电路第四部分电路放大示意图；

图10为本实用新型语音喇叭电路的结构示意图；

图11为本实用新型输入电路的结构示意图；

图12为本实用新型输入电路中n4路继电器放大示意图；

图13为本实用新型输出电路的结构示意图；

图14为本实用新型输出电路中n40路继电器放大示意图；

图15为本实用新型rs485电路的结构示意图；

图16为本实用新型rs232液晶屏电路的结构示意图；

图17为本实用新型扩展电路的结构示意图；

图18为本实用新型电路模块整体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-9，本实用新型提供一种技术方案：一种洗车机的单片机控制电路，包括稳压电路、电流检测电路、网络4g模块电路、语音喇叭电路、输入电路、输出电路、rs485电路、rs232液晶屏电路、扩展电路和单片机u16，所述稳压电路、电流检测电路、网络4g模块电路、语音喇叭电路、输入电路、输出电路、rs485电路、rs232液晶屏电路、扩展电路均与单片机u16电性连接，稳压电路包括转换器u3、电容c11、二极管d5、电感l1、电容c4，所述稳压电路通过转换器u3组成降压转换器，所述转换器u3的引脚1与gnd并联电容c11，转换器u3的引脚2与二极管d5并接地，转换器u3的引脚2与电感l1串联，l1的另一端接到电容c4，作为12v电压输出。

电流检测电路包括运算放大器u1、采样电阻r4、电容c2、电阻r5、电阻r7和保护二极管d1，所述电流检测电路由运算放大器u1组成运算放大电路，4～20ma电流经过采样电阻r4转成0.4～2v的电压，经电容c2滤波后，通过电阻r5接入运算放大器u1的第3脚，运算放大器u1运放组成一个电压跟随器，运算放大器u1的第一脚输出跟随电压，通过r7输入到单片机。保护二极管d1的作用在于，在于，当u1第2脚输出的电压大于单片机的电压时，由d1钳位住电压，使其不超过单片机最高电压，从而保护单片机。

网络4g模块电路包括全网通模块u9、二极管d7、二极管d8、电阻r27，全网通模块u9由u9a和u9b共同组成，5v电压经过二极管d7、二极管d8降压以后，通过由q1组成的控制电路，输出供电电压给全网通模块u9，单片机开机信号通过电阻r27控制n1导通，n1再控制q1导通，从而控制全网通模块u9供电电压，实现全网通模块u9的开关机，s1为sim卡接口，u10与s1并联，防止sim卡拔插时产生静电烧毁u9。

语音喇叭电路包括声卡u11、功放u13、电阻r50、电阻r51，声卡u11的引脚21～24接收pcm信号，通过9、10脚输出语音信号；再由u13组成的音频放大电路放大，输出语音信号，电阻r50、电阻r51为输入电阻，可控制放大倍数。

输入电路包括40路光耦n3～n39、u18～u21，x24v为输入公共脚，接外接24v，x24v经过r80～r195限流后，接入光耦阳极，x1～x40接入光耦阴极，与光耦隔离后，光耦输出信号至单片机，从而保证单片机不受外部信号干扰。

输出电路包括40路n4-n43继电器及40路驱动q3～q74，单片机输出的控制信号经过r200～r2335限流以后，驱动q3～q74控制继电器，继电器隔离单片机与外部电路，增强抗干扰。

rs485电路包括rs485收发器u15、防雷管tvs3、防雷管tvs4、自恢复保险丝rt3、自恢复保险丝rt4，所述rs485电路通过rs485收发器u15组成485收发器，当485收发器的外部异常输出电流大于保险丝电流，保险丝呈高阻态输出，从而保护rs485收发器u15，当外部电压瞬间超过保护电压时，防雷管tvs3、防雷管tvs4瞬间短路，泄放高压，达到保护rs485收发器u15的作用。

rs232电路包括单电源电平转换芯片ic1，所述rs232电路通过单电源电平转换芯片ic1组成rs232收发器，实现rs232电平和ttl电平相互转换；由ic1的1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成电荷泵电路，电荷泵电路的功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给rs-232串口电平的需要。

扩展电路由单片机直接输出spi信号，spi模式可以允许同时同步发送和接收8位数据，并支持4种工作方式：串行数据输出、串行数据输入、串行时钟和从动方式选择。

串行数据输出对应的rc5/so引脚，所述串行数据输入对应的rc4/si/sda引脚，所述串行时钟对应的rc3/sclk/scl引脚，所述从动方式选择对应的ra5/nss/an4引脚。

如图18所示，本实用新型的电路核心为单片机u16，单片机u16由u16a、u16b、u16c共同组成，稳压电路输出12v为整个电路设计的总电源，电流检测电路u1输出a1信号接到单片机u16第16脚，网络4g模块电路通过串口usart1txd、usart1rxd连接到单片机u16第101、102脚，由单片机u16通过串口与4g模块进行数据通讯；语音喇叭电路的输入由网络4g模块电路提供pcm接口24～27脚，接到声卡u11第21～24脚。经声卡u11把数字信号转成音频信号通过9、10输出，经过电阻r46、电阻r47输入到功放u13第3、4脚，放大后最终经5，8输出接入喇叭；输入电路的40路输入信号传输到单片机u16输入脚x1～x40；单片机u16输出y1～y40信号给输出电路，驱动输出继电器；rs485收发器u15通过串口usart4txd、usart4rxd连接到单片机u16的第11、12脚；rs232电路中的单电源电平转换芯片ic1通过串口usart2txd、usart2rxd连接到单片机u16的第36、37脚；扩展电路通过nss、sclk、si、so连接到单片机40～43脚。

综上：本单片机的控制电路、稳压电路、电流检测电路、网络4g模块电路、语音喇叭电路、输入电路、输出电路、rs485电路、rs232液晶屏电路、扩展电路，已经实现了plc所能实现的所有功能，并且实现了plc所不能实现的语音、4g等等功能，专门为洗车机设计，成本更低，方案更优。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、

“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。