专利名称：直接数字控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动化教学用的实训装置，尤其涉及自动化教学用的实训装置中的一种直接数字控制器。
背景技术：
由于自动化教学用的实训装置具有较好的演示效果，同时又能很好的培养学生的动手能力，已广泛的应用于教学中，但是，现有的自动化实训装置中的控制器具有结构复杂、成本高的缺陷，不利于教学和普及使用。
实用新型内容为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种直接数字控制器。本实用新型提供了一种直接数字控制器，包括ARM处理器、存储器、输入接口电路、输出接口电路、通信控制电路、通信接口 ；所述输入接口电路连接有光电耦合器，所述输出接口电路连接有晶体管或继电器；所述ARM处理器分别与所述存储器、所述输入接口电路、所述输出接口电路、所述通信控制电路相连，所述通信控制电路与至少两个通信接口相连。作为本实用新型的进一步改进，所述的ARM处理器为基于Cortex_M3内核的STM32 系列32位微处理器。作为本实用新型的进一步改进，所述的光电耦合器为单发光二极管输入型光电耦合器。作为本实用新型的进一步改进，所述的光电耦合器为双发光二极管输入型光电耦合器。作为本实用新型的进一步改进，所述的输入接口电路、输出接口电路直接并行连接ARM处理器。作为本实用新型的进一步改进，所述的输入接口电路、输出接口电路通过移位寄存器以串行方式连接ARM处理器。作为本实用新型的进一步改进，所述通信接口为串行通信接口，所述串行通信接口包括RS-232C通信接口、RS-485通信接口、USB通信接口、TCP/IP通信接口。作为本实用新型的进一步改进，所述存储器包括随机存储器、系统程序存储器、应用程序存储器。作为本实用新型的进一步改进，所述ARM处理器包括扩展接口控制单元，该直接数字控制器还包括扩展接口，所述扩展接口控制单元与所述扩展接口相连。本实用新型采用集成电路构建，结构简单、易于制作、体积小、成本低、控制功能强。
[0014]图I是本实用新型直接数字控制器的原理框图。图2是本实用新型直接数字控制器一实施例的原理框图。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型公开了一种直接数字控制器，包括ARM处理器I、存储器
2、输入接口电路3、输出接口电路4、通信控制电路5、通信接口 15，所述输入接口电路3连接有光电耦合器，输出接口电路4连接有晶体管或继电器，所述ARM处理器I分别与所述存储器2、所述输入接口电路3、所述输出接口电路4、所述通信控制电路5相连，所述通信控制电路5与至少两个通信接口 15相连。如图2所示，所述ARM处理器I连接有输入接口电路3，输入开关信号经所述光电耦合器隔离后送入电平信号转换器转换为TTL标准信号，ARM处理器I执行输入开关信号扫描任务时，将输入开关的状态信号送入数据映像寄存器。如图2所示，所述ARM处理器I连接有存储器2，该存储器2包括随机存储器6、系统程序存储器7、应用程序存储器8，所述ARM处理器I分别与随机存储器6、系统程序存储器7、应用程序存储器8连接，组成外接存储器扩展电路。如图2所示，该通信接口 15为串行通信接口，所述串行通信接口分别为RS-232C 通信接口、RS-485通信接口、USB通信接口、TCP/IP通信接口，该串行通信接口用于通信、下载用户编辑的控制程序，从而实现所述直接数字控制器的控制；例如，所述串行通信接口为 RS-232串行端口，通过编程软件编辑的用户控制程序通过RS-232串行端口及连接电缆下载到直接数字控制器的用户程序区，执行用户程序处理任务时，根据用户程序调用相关的子程序，运行处理结果存于输出映像寄存器内。如图2所示，所述ARM处理器I连接有输出接口电路4，输出接口电路4连接有晶体管或继电器；例如，由具有8路驱动功能的集成电路组成输出接口电路，驱动继电器，并由继电器的触点控制外部负载。该ARM处理器I包括逻辑处理器10、通用处理器11、运动控制处理单元12、通信控制单元13、扩展接口控制单元14，该直接数字控制器还包括扩展接口 9，该扩展接口控制单元14与该扩展接口 9相连。本实用新型提供的一种直接数字控制器的工作原理是(I)本实用新型的ARM处理器I采用基于Cortex_M3内核的STM32系列32位微处理器；负责处理通信、管理、存储驱动等工作，便于扩展通信接口、存储器接口，扩展外部的输入、输出控制，通信、管理、控制功能强。( 2 )各种来自现场的开关信号经过单发光二极管输入型光电耦合器隔离后送入电平转换电路转换为标准的TTL信号,ARM处理器I执行输入开关信号扫描任务时，将输入开关的状态信号送入数据映像寄存器内。(3)ARM处理器I执行输出更新任务时，输出信号送往具有多路驱动功能的集成电路，驱动继电器，并由继电器的触点控制外部负载。(4)通过RS-232串口和编程软件，将用户控制程序下载到存储器2的用户程序区。(5)拨动直接数字控制器的RUN/ST0P开关，使直接数字控制器的运行开关处于运行状态，直接数字控制器进行输入扫描、运行用户程序、输出更新处理的循环工作；[0028](6)通过编程软件联机仿真运行，观察输出端的状态变化。(7)通过按动连接在输入端的各个按钮，观察输出端的变化及负载的动作。(8)通过扩展接口 9，连接各种数据采集模块、数字量扩展模块、模拟量处理模块、 通信模块、电源模块等。(9)通过通信控制电路5实现各种控制器、触摸屏、变频器、智能仪表、智能控制器等设备间的通信，实现复杂的组态监控。本实用新型提供的一种直接数字控制器，直接数字控制器的输入端可以接开关类信号，直接数字控制器的输出端可以是继电器、晶体管之一的单一输出形式，或者是继电器、晶体管多种混合输出；输入、输出接口电路3、4与ARM处理器I可以使用并行连接，或者使用经移位寄存器后以串行方式与ARM处理器I连接；本实用新型采用集成电路制作，体积小、重量轻、结构简单，成本低，易于制作，控制功能强。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种直接数字控制器，其特征在于包括ARM处理器、存储器、输入接口电路、输出接口电路、通信控制电路、通信接口 ；所述输入接口电路连接有光电耦合器，所述输出接口电路连接有晶体管或继电器；所述ARM处理器分别与所述存储器、所述输入接口电路、所述输出接口电路、所述通信控制电路相连，所述通信控制电路与至少两个通信接口相连。
2.根据权利要求I所述的直接数字控制器，其特征在于所述ARM处理器为基于 Cortex-M3内核的STM32系列32位微处理器。
3.根据权利要求I所述的直接数字控制器，其特征在于所述光电耦合器为单发光二极管输入型光电稱合器。
4.根据权利要求I所述的直接数字控制器，其特征在于所述光电耦合器为双发光二极管输入型光电稱合器。
5.根据权利要求I所述的直接数字控制器，其特征在于所述输入接口电路、输出接口电路直接并行连接ARM处理器。
6.根据权利要求I所述的直接数字控制器，其特征在于所述输入接口电路、输出接口电路通过移位寄存器以串行方式连接ARM处理器。
7.根据权利要求I所述的直接数字控制器，其特征在于所述通信接口为串行通信接口，所述串行通信接口包括RS-232C通信接口、RS-485通信接口、USB通信接口、TCP/IP通信接口。
8.根据权利要求I所述的直接数字控制器，其特征在于所述存储器包括随机存储器、 系统程序存储器、应用程序存储器。
9.据权利要求I至8任一项所述的直接数字控制器，其特征在于所述ARM处理器包括扩展接口控制单元，该直接数字控制器还包括扩展接口，所述扩展接口控制单元与所述扩展接口相连。
专利摘要本实用新型公开了一种直接数字控制器，包括ARM处理器、存储器、输入接口电路、输出接口电路、通信控制电路、通信接口；所述输入接口电路连接有光电耦合器，所述输出接口电路连接有晶体管或继电器；所述ARM处理器分别与所述存储器、所述输入接口电路、所述输出接口电路、所述通信控制电路相连，所述通信控制电路与至少两个通信接口相连。本实用新型采用集成电路构建，结构简单、易于制作、体积小、成本低、控制功能强。
文档编号G09B23/18GK202352199SQ201120428108
公开日2012年7月25日 申请日期2011年11月2日 优先权日2011年11月2日
发明者廖银萍, 程莉, 肖明耀 申请人:深圳技师学院