专利名称：开关量信号接口电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于信号采集技术，应用于航空机载设备中。
技术背景开关量信号接口电路是数据采集系统中的重要电路。在开关量信号 采集电路中，机上传感器的输出信号连接接口电路输入端，经过接口电路 整形、滤波、稳压钳位后接入多路模拟开关的输入端，模拟开关的输出 接入比较器，经比较器处理后转换成数字信号输入处理器中。随着飞机性能的提高，开关量的种类和数量越来越多，对开关量信号 接口电路的设计和功能提出了更高的要求，迫切需要釆用一种开关量信 号接口满足各种开关量信号的采集电路。现有的开关量信号接口电路往往设计成一个接口对应于'个幵关 量，当被采集的飞机开关状态较复杂时，接口电路结构复杂，采集成本 高。本开关量信号接口电路考虑了信号的三种状态——高电平、低电平 以及开路状态，通过判断开关量信号的状态，借助处理器的智能化，实 现了多路开关量信号用单一接口电路快速采集的目的。该接口电路为飞 机开关量信号采集的通用电路，为实现采集电路的标准化、模块化、系 列化创造了条件。 发明内容本发明的目的是提供一种开关量信号接口电路，传感器的输出信 号经接口电路滤波、整形后由接口采集电路进行参数采集，通过判断开 关量信号的状态，借助处理器的智能化，实现了多路开关量信号用单- 接口电路快速采集的目的。本发明的技术方案是 一种连接在传感器和处理器之间的开关量信 号接口电路，由稳压电路、多路模拟开关和比较器A1构成，其特征在于所述开关量信号接口电路还接入了比较器A2、 A3、 A4、 A5，反向比较器A2为开关量前一状态恢复电路，其反向输入端接入处理 器电路中，正向输入端接一门限电压，门限电压通过电源经Rll、 R13分 压获得，输出端通过分压电路R7、 R8与比较器A1的反向输入端连接；
反向比较器A3为信号规一化电路，其反向输入端接入处理器电路中，正向输入端与反向比较器A2的正向输入端相连，输出端通过限流电阻R6与比较器A1的正向输入端相连；比较器A4、 A5为开关量开路状态判别电路，具有上下门限电压，上 下门限电压通过电源经R15、 R17、 R18分压获得，其上门限电压接入A4的 正向输入端，下门限电压接入A5的反向输入端，A4的反向输入端与A5的 正向输入端相连并接入比较器A1的正向输入端，比较器A4、 A5的输出端 相连并接入处理器电路中。开关量输入信号经过滤波、钳位后接入模拟开关的输入端，模拟开 关的输出接入比较器A1，利用比较器的施密特特性设置比较器的回差电 压。比较器A1的输出接入微处理器I/0口PB0以供微处理器采集。由于开 关量是循环采集的，那么，对某一路开关量来说，在采集前必须恢复此 开关量的前 -个状态(此状态由微处理器I/0口PB1提供)，比较器A2就是 用来完成此功能的电路。比较器A3是用来对不同的开关量信号(28V或5V) 而设置不同的输入电压(此状态由微处理器I/0口PB2提供)。另外考虑到 开关量有三种状态(高电平、低电平、开路)，而一路比较器输出只能有 两种状态，为此，增加比较器A4、 A5，用来判断开关量是否开路(其输 出接入微处理器I/0 口 PB3以供微处理器采集)。本发明的优点是本开关量信号接口电路实现了开关量高电平、低 电平和开路状态信号的采集，采用开关量前--状态恢复电路保证了每次 采集信号的准确性，从而达到采用-一种开关量信号接口电路满足多种开 关量信号采集的需要。
图1为本实用新型的开关量信号接口电路图； 图2为本实用新型的开关量信号接口模块框图。
具体实施方式
本实用新型中模拟开关选择AD公司的8选1 AD7503SE，共9片，采用 二级级连，构成64通道的开关量输入接口，比较器A1—A5选用AD公司的4 比较器LM139J。开关量的六种状态分别是5V/悬空、5V/地、28V/悬空、 28V/地、悬空/地、地/悬空。本开关量信号接口电路利用比较器A1的施密特特性设置比较器的回
差电压来确定开关量的高、低状态，其中开关量信号V2、3.5V,V2—=1.5V， 当某一路开关量由低向高变化时，即V1点的电压逐渐升高，直到V1〉3.5V 时，比较器A1的输出翻转为"1"。当某一路开关量由高向低变化时，即V]. 点的电压逐渐降低，直到VK1.5V时，比较器A1的输出翻转为"0"。由于64路开关量信号经过模拟开关切换输入到一个接口电路中，为 了保证采集信号的准确，在采集开始前要对电子开关进行复位，也就是 对某一路开关量来说在采集前必须恢复此开关量的前--^个状态，比较器 A2即实现了这 -功能。当某-一路开关量的前々欠采集结果为"0"或者"1" 时，则将"0"或者"1"由微处理器通过I/0 口写入比较起A2的反向输入端， 以此来设置比较器A2的回差电压V2。为了得到可靠的结果，必须在V3点 设置一定的门限电压(V3点的电压可设置在1 3 V)。当某一路开关量输入信号电平为5V时，则将"0"由微处理器的I/OLJ PB2写入比较器A3的反向输入端，此时，Vl点的电压为Vi+=3. 5V、 Vi-二l. 36V;当某 路开关量输入信号电平为27V时，则将"O"由微处理器 的I/0口PB2写入比较器A3的反向输入端，此时，Vl点的电压为:Vi+=7V、 Vi-二3. 5V;利用比较器A4、 A5来识别开关量信号的第三种状态即开路状态。当 某--路开关量输入悬空(即开路)时，VI的电压是由电源电压经R2、 R3 分压获得，此时VI点的电压为3. 5V，所以V4， V5点的电压分别取V4=4V、 V5:3V，保证了PB 1/0口输出高电平。
权利要求1、一种连接在传感器和处理器之间的开关量信号接口电路，由稳压电路、多路模拟开关和比较器A1构成，其特征在于所述开关量信号接口电路还接入了比较器A2、A3、A4、A5，反向比较器A2为开关量前一状态恢复电路，其反向输入端接入处理器电路中，正向输入端接一门限电压，门限电压通过电源经R11、R13分压获得，输出端通过分压电路R7、R8与比较器A1的反向输入端连接；反向比较器A3为信号规一化电路，其反向输入端接入处理器电路中，正向输入端与反向比较器A2的正向输入端相连，输出端通过限流电阻R6与比较器A1的正向输入端相连；比较器A4、A5为开关量开路状态判别电路，具有上下门限电压，其上下门限电压通过电源经R15、R17、R18分压获得，其上门限电压接入A4的正向输入端，下门限电压接入A5的反向输入端，A4的反向输入端与A5的正向输入端相连并接入比较器A1的正向输入端，比较器A4、A5的输出端相连并接入处理器电路中。
专利摘要本实用新型涉及一种开关量信号接口电路，特别是一种飞机数据采集系统的开关量信号接口电路。本实用新型由稳压电路、多路模拟开关、比较器电路组成，其中比较器电路还包括开关量前一状态恢复电路、信号规一化电路和开关量开路状态判别电路。本开关量信号接口电路考虑了信号的三种状态——高电平、低电平以及开路状态，通过判断开关量信号的状态，借助处理器的智能化，实现了多路开关量信号用单一接口电路快速采集的目的。该接口电路为飞机开关量信号采集的通用电路，可用于多种航空机载产品，为实现采集电路的标准化、模块化、系列化创造了条件。
文档编号G06F3/05GK201035557SQ200720002610
公开日2008年3月12日 申请日期2007年1月24日 优先权日2007年1月24日
发明者刘文辉 申请人:国营千山电子仪器厂