一种辅助接口设备的制作方法

本实用新型涉及一种辅助接口设备。

背景技术：

现有的信号处理平台，由于涉及到多种信号的处理，容易受到干扰和衰减，因而造成数据传输失败，因此，有必要设计一种辅助接口设备。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种辅助接口设备，该辅助接口设备集成度高，功能丰富。

实用新型的技术解决方案如下：

一种辅助接口设备，包括MCU、RS485转换模块、电平或开关量输出模块和多个网络主系统；

RS485转换模块和电平或开关量输出模块均与MCU相连；多个网络主系统均与MCU通信连接，采用有线连接或无线连接，无线连接优选WiFi连接；

所述的RS485转换模块采用RS485转换芯片；

RS485转换芯片的RO端和DI端分别接MCU的RX和TX端；RS485转换芯片的A和B端分别通过电阻R53和R55接外部信号端485_A和485_B。

外部信号端485_A和485_B分别经TVS管TV1和TV2接地。

RS485转换芯片A端通过上拉电阻R52接电源端VDD；RS485转换芯片B端通过下拉电阻R50接地；RS485转换芯片的A和B端之间跨接有电阻R50。

RS485转换芯片采用MAX485型或MAX3485型芯片。

电平或开关量输出模块包括三极管Q1和继电器RL1; 三极管Q1为NPN型三极管；

三极管Q1的B极经电阻R48接MCU的IO端IO1；三极管Q1的C极经电阻R3接电源端VDD；三极管Q1的E极接地；三极管Q1的B极和E极之间跨接有电阻R2；电阻R3的两端分别与继电器RL1的线圈的两端相连。继电器的3个触点为3，4,5脚接外部电路。

电平或开关量输出模块还包括二极管D1；二极管D1的阳极接三极管Q1的C极，二极管D1的阴极接电源端VDD。

MCU还接有扩展存储卡模块。

MCU还接有CAN接口或ZigBee接口。

MCU还接有蓝牙模块。

MCU采用STM32系列微处理器。

MCU为集成控制器，本方案属于纯硬件方案，不设计任何程序和方法，属于实用新型保护的客体。

有益效果：

本实用新型的辅助接口设备，由于采用了RS485转换模块，能完成串行信号的稳定传输；由于采用基于三极管和继电器的电平或开关量输出模块，信号可靠性高。本设备还集成有CAN总线、扩展卡等模块，功能丰富。本设备由于采用了独立辅助接口方式，使用低成本的STM32系列微处理器，通过有线网络,wifi无线网络接入主系统网络分析板或者平台，输入采用多种接入方式，如RS485，蓝牙，Can总线, Zigbee总线，电平或者开关方式，输出采用网络云输出，局域网输出，本地口线电平或者开关方式,存储器支撑 flash或者TF卡。而且，根据系统规模，产品可以扩展多级使用。因此，这种辅助接口设备功能丰富，集成度高，利于推广实施。

附图说明

图1为辅助接口设备的总体结构示意图；

图2为RS485转换模块的原理图；

图3为电平或开关量输出模块的原理图。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：

实施例1：如图1~3，一种辅助接口设备，包括MCU、RS485转换模块、电平或开关量输出模块和多个网络主系统；

RS485转换模块和电平或开关量输出模块均与MCU相连；多个网络主系统均与MCU通信连接，采用有线连接或无线连接，无线连接优选WiFi连接；

所述的RS485转换模块采用RS485转换芯片；

RS485转换芯片的RO端和DI端分别接MCU的RX和TX端；RS485转换芯片的A和B端分别通过电阻R53和R55接外部信号端485_A和485_B。

外部信号端485_A和485_B分别经TVS管TV1和TV2接地。

RS485转换芯片A端通过上拉电阻R52接电源端VDD；RS485转换芯片B端通过下拉电阻R50接地；RS485转换芯片的A和B端之间跨接有电阻R50。

RS485转换芯片采用MAX485型或MAX3485型芯片。

电平或开关量输出模块包括三极管Q1和继电器RL1; 三极管Q1为NPN型三极管；

三极管Q1的B极经电阻R48接MCU的IO端IO1；三极管Q1的C极经电阻R3接电源端VDD；三极管Q1的E极接地；三极管Q1的B极和E极之间跨接有电阻R2；电阻R3的两端分别与继电器RL1的线圈的两端相连。继电器的3个触点为3，4,5脚接外部电路。

电平或开关量输出模块还包括二极管D1；二极管D1的阳极接三极管Q1的C极，二极管D1的阴极接电源端VDD。

MCU还接有扩展存储卡模块。

MCU还接有CAN接口或ZigBee接口。

MCU还接有蓝牙模块。

MCU采用STM32系列微处理器。

电路部分说明:

如图2，外界传感器的信号通过RS485转换成电平进入CPU（即MCU）处理，，逻辑上默认为CPU输出低电平给RS485设置方向，将RS485设置为外界信号输入。而当有CPU想通过RS485输出给外界信号时，需要及时将RS485方向设置为输出，信号转换为RS485电平，输出并联电阻做多个设备连接的阻抗匹配，防止多个连接后信号变弱，而通过上下的对地电阻，对电源电阻可将信号钳位在电源和地，防止信号变高。而串联的电阻和TVS管也能有效抑制干扰，避免输入和输出的信号误差。

TVS(TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR)有称瞬变电压抑制二极管，其电路符号和普通稳压二极管相同,外形也与普通二极管无异,当TVS管两端经受瞬间的高能量冲击时，它能以极高的速度(最高达1*10^-12秒)使其阻抗骤然降低，同时吸收一个大电流，将其两端间的电压箝位在一个预定的数值上，从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。 TVS的反应速度比RC回路快10E-12s,可不用考虑TVS的击穿电压VBR,反向临界电压VWM,最大峰值脉冲电流IPP和最大箝位电压VC及峰值脉冲功率PP. 选择VWM等于或大于电路工作电压,VC为小于保护器件的耐压值,能测量最好(IPP),或估计出脉冲的功率,选功率较大的TVS。

如图3，输出信号对于需要开关的信号采用继电器连接，继电器通过三极管隔离CPU的端口，并可以通过大电流，达到让继电器工作的目的，而并联快恢复二极管的作用是防止继电器内部的方向放电冲击，让电流通过二极管迅速放电至电源，防止元器件损坏。