专利名称：串行口查询管理分离式家用电器自动化接线座的制作方法
技术领域：
本实用新型属于应用电子技术领域，特别是涉及一种实现家用电子与电器自动化运行的计算机与家用电子和电器的接口装置。
背景技术：
利用计算机串行口的串行数据发送口线TXD发出指令，启动或停止指令电器运行，该指令的形式为串行数据，需要使用二进制计数器把它转换成并行数据，然后进行二进制转十进制，方能用于控制各路电子开关，使得电器自动化运行。如果配备了传感器，可以通过计算机串行口的输入联络线CTS、DSR与⑶适时检测有关工作环境，智能化运行电器。所述串行数据指令也可以经过串行口的输入联络线CTS、DSR与CD回传入计算机进行校验，指令经过校正以后才通过进制转换电路释放给电子开关。上述“校正指令、译码输出、检测 传感器”三种动作由串行口的输出联络线RTS与DTR联合指挥。为了实践这个想法，从“串行口查询管理的家用电子电器自动化接线座”(ZL 2010 2 0531787. I)开始，以“串行口查询管理”与“家用电子电器自动化接线座”为关键词，提交了系列实用新型设计。并且，其中的几个还采用了无线电传输技术实现它们与计算机串行口之间的联系，方便了使用。它们的共同之处是，每一种实用新型都安排有联系四组或四组以上家用电器的单相插座，当然，相关的四块或四块以上的固态继电器工作时会产生四份或四份以上的热量，这些热量聚集在该装置里，需要及时散发。此外，家用电子或电器的电源线缆一般约为I - 2米长，不一定集中在以该装置为中心、半径约为2米的地方使用，使用上还是有所不方便。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种串行口查询管理分离式家用电器自动化接线座，它以计算机为主机，接收自计算机串行口的发送数据线TXD传输出的串行数据指令，将其译码成3bit 二进制数，并由计算机串行口的输入联络线CTS、DSR与⑶传送该3bit指令数据以及三个传感器的状态入计算机，指令数据经过校正以后通过3-8译码输出，管理四路家用电器。本实用新型由接口与终端两部分组成；接口包括9针RS232C接口、RS232〈->TTL/CM0S电平转换电路、两组4bit三态门电路、3对传感器接线端、2 - 4译码器、二进制计数器、3 - 8译码器、4对启、停指令数据输出端、稳压电源电路、防雷击和浪涌电路以及市电电源线及其插头；终端包括RS触发器、一对控制信号输入接线柱、固态继电器及其电子开关电路，工作电源的正极、负极接线柱以及3对传感器接线端。终端上的一对控制信号输入接线柱连接到接口部分的4对启、停指令数据输出端之一，终端上的工作电源的正极、负极接线柱分别连接到接口部分的工作电源的正极、负极，终端上的3对传感器接线端分别连接到接口上的3对传感器接线端。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是RS232C接口的第四针DTR、第七针RTS、第三针TXD分别连接到各自的RS232〈->TTL/CM0S电平转换电路的三个RS232C电平信号输入端，该电平转换电路相应的三个TTL/CMOS电平信号输出端分别连接到2-4译码器的两个信号输入端与二进制计数器的时钟信号输入端；两组4bit三态门电路各自的四个信号输出端两两并联，构成四个公共的信号输出端，每个公共的信号输出端串联一个上拉电阻到电源正极，还连接到RS232〈->TTL/CM0S电平转换电路的四个TTL/CMOS电平信号输入端之一，该电平转换电路相应的四个RS232C电平信号输出端分别连接到RS232C接口的第一针⑶、第六针DSR、第八针CTS与第九针RI ;—组4bit三态门电路的四个信号输入端分别连接到二进制计数器的四个计数信号输出端，另一组4bit三态门电路的四个信号输入端分别与电源负极构成了 4对传感器接线端；2-4译码器的四个译码信号输出端之/YO、/Yl与/Y3分别连接到两组4bit三态门电路与3-8译码器各自的(低电平有效)输出使能端；2-4译码器由74HC139组成，其低电平有效的使能端接电源负极；二进制计数器由⑶4516组成，其复位端、预置数使能端、进位输入端都接电源负极，计数模式端接电源正极，其计数信号输出端中的低三位分别连接到3-8译码器的三个信号输入端；3-8译码器的高电平有效使能端接到电源的正极，其8个译码信号输出端分别经过一个基极电阻连接到一个PNP三极管的基极，如此一共有8个PNP三极管，它们的发射极都接到电源正极，它们的集电极依序构成了 4对启、停指令数据输出端；稳压电源电路的交流输入端与防雷击和浪涌电路并联，通过市电电源线及其插头接到市电，稳压电源电路的输出负极与RS232C接口的第五针GND相连。所述稳压电源电路由电源变压器、二极管桥式整流电路、电容滤波电路以及三端稳压集成电路7806组成，7806的两个输出端分别构成了本装置的电源正极与电源负极。所述防雷击和浪涌电路由一只熔断器和一个压敏电阻串连组成。所述RS232〈->TTL/CM0S电平转换电路由两块MAX232结合四只电解电容组成。RS触发器的控制端R与S构成一对控制信号输入接线柱,并分别串联一个下拉电阻到电源负极，其输出端Q连接到固态继电器及其电子开关电路的信号输入端。固态继电器及其电子开关电路包括一个基极电阻、一个基极偏置电阻、一个NPN三极管、一块固态继电器、一个发光二极管以及一个单相插座；其中，基极电阻与基极偏置电阻的一端并联，作为固态继电器及其电子开关电路的信号输入端，它俩的另一端分别连接到三极管的基极与电源负极，电源正极、固态继电器的正极性输入端及其负极性输入端、发光二极管、三极管的集电极及其发射极以及电源负极组成串联回路，固态继电器的两个交流输出端并联有金属氧化物压敏电阻，并分别连接到单相插座的相线极(L极)与工作零线极(N极)。本实用新型构成了计算机的串行口与家用电子电器之间的接口，在计算机软件的管理下，通过DTR\RTS的组合，分别选通两组4bit三态门电路与3-8译码器之一，或者获取三个传感器的状态，或者校验串行口发送数据端TXD输出的指令，或者输出该指令经过译码以后的指令数据，管理4组电子开关电路。所用传感器包括开关量输出型、+3V - +6V的电平输出型、脉冲信号输出型或电阻跳变型的传感器。本实用新型把4组电子开关电路从接口装置中分离出去，独立安排成终端，各个终端上被重复安排有传感器接线端，相对背景技术中提及的同类接口装置，其优点是便于四个终端各自就近结合家用电子电器使用，同时，只需要解决一个固态继电器的散热问题，适于自动化运行多种家用电器并检测相关传感器的场合。以下结合附图
，进一步说明本实用新型。图I是本实用新型接口部分的原理图(I)，包括9针RS232C接口、RS232〈->TTL/CMOS电平转换电路、两组4bit三态门电路、传感器RSI、RS2、RS3与RS4、2_4译码电路、二进制计数器以及稳压电源电路。图2是本实用新型接口部分的原理图(II)，包括二进制计数器、3-8译码器以及4对启、停指令数据输出端。图3是本实用新型终端部分的原理图，包括RS触发器以及固态继电器及其电子开关电路。 图4是本实用新型终端部分的原理图之固态继电器及其电子开关电路。图I中，5.稳压电源电路，51.防雷击和浪涌电路，8.RS232C接口，11.- 12.RS232<->TTL/CM0S电平转换电路，13.两组4bit三态门电路，14. 2_4译码电路，21. 二进制计数器。图2中，21. 二进制计数器，22. 3_8译码器。图3中，I.固态继电器及其电子开关电路，24. RS触发器。图4中，91.固态继电器SSR。
具体实施方式
从计算机串行口的TXD 口线传送操作电子开关动作的指令的依据是I)通过修改串行通信控件MSComm32. OCX的Settings属性可以选择异步串行通信的信息格式“(1位低电平的)起始位+传送的字符+奇偶校验位+ (1、1. 5或2位高电平的)停止位”。例如，其默认参数值为“9600，N, 8，1”，意思是“所使用的通信端口以每秒9600Bit的速度传输，不做奇偶校验，每个数据单元是8个Bit,而停止位是I个Bit”。使用下述命令也可以实现该属性:MSComml. Settings = “9600，η, 8, I”。当程序需要传输出一个字符串的时候，使用控件MSComm32. OCX的Output属性将字符串写入输出寄存器中，例如MSComml. Output = “ABCDE”，此即将ABCDE五个字符通过RS232C接口依序传送出去。2)串行口发送线平时处于高电平。每传送一个字符其前面叠加有一个低电平的起始标志位。传送字母“B”，其ASCII码为“42H = 0100 0010B”，传送过程中，TXD发出的波形是=11110010000101，会产生3个上升沿正跳变脉冲；而传送字母“A”= “41H = 01000001B”，TXD发出的波形是11110010000011，只产生2个上升沿正跳变脉冲。如图2所示，二进制计数器(21)的时钟脉冲信号输入端是正跳边有效。假设二进制计数器(21)的输出端的状态为Q3Q2Q1Q0 = 0000。现在连续传送若干个字母“B”，会使得二进制计数器(21)的输出端依次发生的计数结果是0011=3，0110=6，1001=9，1100=12，1111=15，10010=18，10101=21，11000=24，11011=27，11110=30，等等。到 11000=24 为止，低三位依次出现了完全的8个组合状态Q2Q1Q0 = 3，6，1，4，7，2，5，0。3 )但是，串行口仅有两根输出联络线，无力再清零二进制计数器(21)。所以，设计了一组4bit三态门电路，由2-4译码器(14)的四个译码信号输出端之/Yl来选通，从而查询二进制计数器(21)的计数状态，以便通过串行口的发送数据线TXD再传输出适当个数的字母“B”，校正指令数据。4)校正指令数据过程中，二进制计数器(21)的随机计数状态不得经过3-8译码器
(22)随意输出，否则会引起固态继电器及其电子开关电路(I)发生错误动作。这由2-4译码器(14)的四个译码信号输出端之/Y3作为3-8译码器(22)的选通信号来保障。但是，一般不由/Yl或/Y2来控制3-8译码器(22)的输出，因为，若其它电路由/Y3控制的时候，从DTR/RTS = 00 ->01 _>11需要经历一个中间状态01或10，其历时为执行一条指令所需的若干微秒，但毕竟会影响到固态继电器及其电子开关电路(I)。计算机使用串行口的输入联络线CTS、DSR与⑶检测3bit指令数据以及三个传感 器的状态的依据是串行通信控件MSCo_32. OCX的事件属性，包括a. ComEvSend :传输寄存器中的字符数比Sthreshold还少；b. ComEvReceive :收到Sthreshold个字符,该事件持续产生直到用Input属性从接收寄存器中移除；c. ComEvCTS :Clear_to_Send 线的状态发生变化；d. ComEvDSR Data_Set_Ready 线的状态从 I 变到 O ;e. ComEvCD Carrier_Detect 线的状态发生变化；f. ComEvRing :检测到振铃信号，但是，不具备串口通信控件的属性MSComm32.CTSholding, MSComm32. DSRholding 或 MSComm32. DCDholding，无法查询检测其电平的高低情况，一些UART (非同步接收-传输器)可能不支持此事件；g. ComEvEOF :收到数据结尾(ASCII为26)字符。根据上述f，图I中涉及到口线RI的传感器RSl以及两组4bit三态门电路(13)中的某Ibit实际上用不上，属于多余。使用过程中，本实用新型的接口部分与终端部分通过电缆连接，其对应关系是终端上的一对控制信号输入接线柱一> 接口上的4对启、停指令数据输出端之一，终端上的工作电源的正极、负极接线柱一> 接口上的工作电源的正极、负极，终端上的3对传感器接线端一> 接口上的RS2、RS3与RS4。其中，为了保证有线传输的距离，3_8译码器的8个译码信号输出端分别经过一个PNP三极管的集电极开路输出，共构成了 4对启、停指令数据输出端，既防止了连接过程中可能出现的电脉冲损坏集成电路，又加强了输出功率。
权利要求1.串行口查询管理分离式家用电器自动化接线座，其特征是它由接口与终端两部分组成；接口部分包括9针RS232C接口、RS232〈->TTL/CM0S电平转换电路、两组4bit三态门电路、4对传感器接线端、2-4译码器、二进制计数器、3-8译码器、4对启、停指令数据输出端、稳压电源电路、防雷击和浪涌电路以及市电电源线及其插头；终端包括RS触发器、一对控制信号输入接线柱、固态继电器及其电子开关电路、工作电源的正极、负极接线柱以及3对传感器接线端；其中，终端上的一对控制信号输入接线柱连接到接口部分的4对启、停指令数据输出端之一，终端上的工作电源的正极、负极接线柱分别连接到接口部分的工作电源的正极、负极，终端上的3对传感器接线端分别连接到接口上的3对传感器接线端。
2.根据权利要求I所述的串行口查询管理分离式家用电器自动化接线座，其特征是接口部分中，9针RS232C接口的第四针DTR、第七针RTS、第三针TXD分别连接到各自的RS232〈->TTL/CM0S电平转换电路的三个RS232C电平信号输入端，该电平转换电路相应的三个TTL/CMOS电平信号输出端分别连接到2-4译码器的两个信号输入端与二进制计数器的时钟信号输入端；两组4bit三态门电路各自的四个信号输出端两两并联，构成四个公共的信号输出端，每个公共的信号输出端串联一个上拉电阻到电源正极，还连接到RS232〈->TTL/CM0S电平转换电路的四个TTL/CMOS电平信号输入端之一，该电平转换电路相应的四个RS232C电平信号输出端分别连接到RS232C接口的第一针⑶、第六针DSR、第八针CTS与第九针RI ;—组4bit三态门电路的四个信号输入端分别连接到二进制计数器的四个计数信号输出端，另一组4bit三态门电路的四个信号输入端分别与电源负极构成了 4对传感器接线端；2-4译码器的四个译码信号输出端之/YO、/Yl与/Y3分别连接到两组4bit三态门电路与3-8译码器各自的输出使能端；二进制计数器其计数信号输出端中的低三位分别连接到3-8译码器的三个信号输入端；3-8译码器的高电平有效使能端接到电源的正极，其8个译码信号输出端分别经过一个基极电阻连接到一个PNP三极管的基极，如此一共有8个PNP三极管，它们的发射极都接到电源正极，它们的集电极依序构成4对启、停指令数据输出端；稳压电源电路的交流输入端与防雷击和浪涌电路并联，通过市电电源线及其插头接到市电，稳压电源电路的输出负极与RS232C接口的第五针GND相连。
3.根据权利要求I所述的串行口查询管理分离式家用电器自动化接线座，其特征是终端中，RS触发器的控制端R与S对应连接到一对控制信号输入接线柱，并各自串联一个下拉电阻到电源负极，RS触发器的输出端连接到固态继电器及其电子开关电路的信号输入端。
4.根据权利要求I所述的串行口查询管理分离式家用电器自动化接线座，其特征是固态继电器及其电子开关电路包括一个基极电阻、一个基极偏置电阻、一个NPN三极管、一块固态继电器、一个发光二极管以及一个单相插座；其中，基极电阻与基极偏置电阻的一端并联，作为固态继电器及其电子开关电路的信号输入端，它俩的另一端分别连接到三极管的基极与电源负极，电源正极、固态继电器的正极性输入端及其负极性输入端、发光二极管、三极管的集电极及其发射极以及电源负极组成串联回路，固态继电器的两个交流输出端并联有金属氧化物压敏电阻，并分别连接到单相插座的相线极与工作零线极。
5.根据权利要求I所述的串行口查询管理分离式家用电器自动化接线座，其特征是所述稳压电源电路由电源变压器、二极管桥式整流电路、电容滤波电路以及三端稳压集成电路组成，三端稳压集成电路的两个输出端分别构成了本装置的电源正极与电源负极。
6.根据权利要求I所述的串行口查询管理分离式家用电器自动化接线座，其特征是所述防雷击和浪涌电路由一只熔断器和一个压敏电阻串联组成。
专利摘要串行口查询管理分离式家用电器自动化接线座由接口与终端两部分组成；接口部分包括RS232C接口及其电平转换电路、两组4bit三态门电路、3对传感器接线端、2-4译码器、二进制计数器、3-8译码器、4对启、停指令数据输出端以及稳压电源电路；终端包括RS触发器、固态继电器及其电子开关电路以及3对传感器接线端；其中，终端上的一对控制信号输入接线柱、工作电源的正极、负极接线柱以及3对传感器接线端分别与接口部分的4对启、停指令数据输出端之一、工作电源的正极与负极以及3对传感器接线端对应地连接。接口部分配置四个终端，终端就近配合三路传感器与一路电器，用于计算机检测传感器、运行电器。
文档编号H03K19/0175GK202374242SQ201120248659
公开日2012年8月8日 申请日期2011年7月14日 优先权日2011年7月14日
发明者张海明, 徐其明, 曾艺 申请人:向娇