输入输出双向兼容接口电路的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及车辆接口电路领域，尤其涉及一种输入输出双向兼容接口电路。
【背景技术】
[0002]在工程机械智能化控制相关的系统中，往往存在着数字量的采集与驱动，采集驱动的电气特性往往根据不同的厂家车辆而略有所不同。如车辆采用的发电机为12V规格，采集电平采用12V作为高电平输入，OV作为低电平输入;驱动电路为驱动12V规格的继电器线圈。
[0003]由于车辆与控制器接口的输入输出信号众多且信号类型复杂，在工程实施的过程中容易将输入输出通道接反导致返工，甚至烧坏系统板。另外不同车辆厂关于输入输出配置数量不一致，目前缺乏统一的规范和标准，在设计控制器采集驱动接口通道配比上往往按照所有厂家车辆接口输入输出最大集合来设计，存在硬件资源的浪费。
[0004]现有技术例如公开号为CN102118154A的专利文献，现了输入输出电路兼容，但对于处理器需要额外的1口。如图1所示，输出电路与输入电路需分别占用一个系统1接口，且输入电路的系统1接口与输出电路的系统1接口是互斥的，两者无法相互替换。
【实用新型内容】
[0005]为了解决现有技术的缺点，本实用新型提出一种通用型双向输入/输出接口电路。对同一个系统1接口，既可以作为输入接口，也可以同时作为输出接口，两者是自适应的。
[0006]—种输入输出双向兼容接口电路，包括两个电路结构相同的输入输出电路单元，其中，
[0007]各输入输出电路单元包括:
[0008]单元输入端、单元输出端以及电源输入端，所述单元输入端作为输入输出双向兼容接口电路的接口，所述单元输出端与另一输入输出电路单元相应的端子相连接；
[0009]电气隔尚模块，电气隔尚模块的输入端与单兀输入端连接，电气隔尚模块的输出端与单元输出端连接；
[0010]限流模块，连接在电气隔离模块的输入端与单元输入端之间；
[0011]第一分压模块，连接在电气隔离模块的输出端连接与电源输入端之间；
[0012]第二分压模块，一端连接电气隔离模块的输出端，另一端连接第一分压模块到电气隔离模块的连接端。
[0013]进一步而言，所述电气隔离模块的输入端与第一分压模块之间还连接有稳压模块。
[0014]进一步而言，在电气隔离模块的输入端还连接有电流泄流模块。
[0015]进一步而言，所述电气隔离模块为光电耦合器，所述电流泄流模块为并联光电耦合器输入端的电阻。
[0016]进一步而言，所述电气隔离模块为光电耦合器。
[0017]进一步而言，其特征在于，限流模块、第一分压模块以及第二分压模块均为电阻。
[0018]进一步而言，所述稳压模块为稳压二极管。
[0019]本实用新型的突出优点在于，输入输出双向兼容的接口电路，在实现控制器内部电平与车辆接口电平隔离转换同时，实现了输入输出双向自动兼容。
【附图说明】
[0020]图1为现有技术输入输出兼容电路；
[0021]图2为本实用新型一个实施例的输出电路；
[0022]图3为当前实施例的一个输入电路；
[0023]图4为当前实施例的输入输出双向兼容接口电路。
【具体实施方式】
[0024]现结合附图和实施例，对本实用新型加以详细的解释说明，使本实用新型更加清楚明了。
[0025]本实用新型一个实施例提供一种通用的输入输出双向兼容接口电路，包两个电路结构相同的输入输出电路单元，其中，各输入输出电路单元包括:单元输入端、单元输出端以及电源输入端、电气隔离模块、限流模块、第一分压模块、第二分压模块，其中当前实施例电气隔离模块为光电耦合器，限流模块、第一分压模块、第二分压模块以及电流泄流模块均为电阻。稳压模块为稳压二极管(即稳压管)。
[0026]单个输入输出电路单元参考图2及图3，两者结构相同(其中未绘示第二分压模块)。两个输入输出电路单元整体连接完成后，如图4所示，包括:光电耦合器U1、U2;稳压管D1、D2;以及电阻R1-R8。光电親合器U1、电阻Rl (第一分压模块)、电阻R2(第二分压模块)、限流电阻R3(限流模块)以及电流泄流电阻R4(电流泄流模块)属于图2的输入输出电路单元，其余属于图3的输入输出电路单元。其中VCCA及VCCB分别为图2及图3输入输出电路单元的电源输入端。其中IN_0UTI接口以及IN_0UT2接口为输入输出双向兼容接口电路的接口，分别为图2及图3中各输入输出电路单元中的OUTl和IN2。
[0027]其中，光电耦合器U1、U2用于开关量输入/输出信号10_0UT1与IN_0UT2的电气隔离;稳压管Dl、D2是为了提高光电耦合器Ul、U2输入端有效导通的电压值；电阻Rl与R2、R5(第一分压模块)与R6(第二分压模块)组成分压网络。电阻R3、R7分别为光电親合器Ul与U2的输入端限流电阻，即为限流模块。作为电流泄流模块的电阻R4及R8分别并联在光电耦合器U1、U2的输入端，为输入端的小电流提供一个泄流通路。
[0028]为了防止该电路产生自锁现象，可以通过调整稳压管D1、D2，以及限流电阻R3、R7，上拉电阻Rl、R5实现。当IN_0UT1作为输出高电平时，光电耦合器Ul导通，IN_0UT2输出电平约为:VIN_0UT2 = Vce+(VCCB-Vce)*R6/(R5+R6)，其中 Vce 为光耦集射电压。
[0029]通过调整稳压电源VD2使得￥1101712〈￥访+￥02，其中￥访为光耦前向压降，防止1]2导通产生电路自锁。当IN_0UT1作为输出低电平时，光电耦合器Ul不导通，IN_0UT2输出电压为高电平，流过U2的前向导通电流为If=( VCCB-Vth-VD2) / (R7+R5)，通过调整R7的阻值，使得实际流过光耦的电流远小于光耦的前向导通电流，防止U2导通产生电路自锁，同时为了使得IN_0UT2作为输入时，光电耦合器U2能导通，(VCCB-Vth-VD2)/R7需要达到光耦的前向导通电流，因此R7阻值不应太大。反之当IN_0UT2作为输入时，原理亦然。
[0030]当前实施例的输入输出双向兼容接口电路作为输入接口时:当IN_0UT2为高阻状态时，通过控制R5、R7、D2的相关参数，使得U2不导通，IN_0UT1通过Rl上拉电阻输出为高电平。当IN_0UT2输入为低电平时，光电耦合器U2不导通，在Rl上拉的作用下IN_0UT1是逻辑高信号。当IN_0UT2输入为高电平时，光电耦合器U2导通，在Rl与R2的分压作用下，IN_0UT1是逻辑低信号。
[0031 ]当前实施例的输入输出双向兼容接口电路作为输入接口时:当IN_0UT1为高阻状态时，通过控制R1、R3、D1的相关参数，使得Ul不导通，IN_0UT2通过R5上拉电阻输出为高电平。当IN_0UT1输入为低电平时，光电耦合器Ul不导通，在R5上拉的作用下IN_0UT2是逻辑高信号。当IN_0UT1输入为高电平时，光电耦合器Ul导通，在R5与R6的分压作用下，IN_0UT2是逻辑低信号。
[0032]本实用新型在实现控制器内部电平与车辆接口电平隔离转换同时，实现了输入输出双向自动兼容。
【主权项】
1.一种输入输出双向兼容接口电路，其特征在于，包括两个电路结构相同的输入输出电路单元，其中， 各输入输出电路单兀包括: 单元输入端、单元输出端以及电源输入端，所述单元输入端作为输入输出双向兼容接口电路的接口，所述单元输出端与另一输入输出电路单元相应的端子相连接； 电气隔尚模块，电气隔1?模块的输入端与单兀输入端连接，电气隔1?模块的输出端与单元输出端连接； 限流模块，连接在电气隔离模块的输入端与单元输入端之间； 第一分压模块，连接在电气隔离模块的输出端连接与电源输入端之间； 第二分压模块，一端连接电气隔离模块的输出端，另一端连接第一分压模块到电气隔尚丰旲块的连接端。2.如权利要求1所述输入输出双向兼容接口电路，其特征在于，所述电气隔离模块的输入端与第一分压模块之间还连接有稳压模块。3.如权利要求1或2所述输入输出双向兼容接口电路，其特征在于，在电气隔离模块的输入端还连接有电流泄流模块。4.如权利要求3所述输入输出双向兼容接口电路，其特征在于，所述电气隔离模块为光电耦合器，所述电流泄流模块为并联光电耦合器输入端的电阻。5.如权利要求1所述输入输出双向兼容接口电路，其特征在于，所述电气隔离模块为光电親合器。6.如权利要求1、2或5任一项所述输入输出双向兼容接口电路，其特征在于，限流模块、第一分压模块以及第二分压模块均为电阻。7.如权利要求2所述输入输出双向兼容接口电路，其特征在于，所述稳压模块为稳压二极管。
【专利摘要】本实用新型公开了一种输入输出双向兼容接口电路，包括两个电路结构相同的输入输出电路单元，其中，各输入输出电路单元包括：单元输入端、单元输出端以及电源输入端，所述单元输入端作为输入输出双向兼容接口电路的接口，所述单元输出端与另一输入输出电路单元相应的端子相连接；电气隔离模块，电气隔离模块的输入端与单元输入端连接，电气隔离模块的输出端与单元输出端连接；限流模块，连接在电气隔离模块的输入端与单元输入端之间；第一分压模块，连接在电气隔离模块的输出端连接与电源输入端之间；第二分压模块，一端连接电气隔离模块的输出端，另一端连接第一分压模块到电气隔离模块的连接端。本实用新型在实现控制器内部电平与车辆接口电平隔离转换同时，实现了输入输出双向自动兼容。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN205301913
【申请号】
【发明人】丁伟森, 周公爽
【申请人】杭州博拉网络科技有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月5日