信号转换电路的制作方法

1.本实用新型涉及信号转换技术领域，尤其涉及一种信号转换电路。


背景技术：

2.水下机器人也称无人遥控潜水器，是一种工作于水下的极限作业机器人，水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为开发水下的重要工具。水下机器人在水下进行检测工作时，由于水下环境的复杂，直接影响着水下机器人的运动，因此需要对水下的环境数据进行实时采集，然而由于不同的环境数据需要不同通信协议的传感器进行采集，现有技术中，在对这些环境数据向外部进行输出时，往往也采用对应通信协议进行传输，这就导致成本增加，线路繁琐，不利于后期维护和保养。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对上述问题，提出了一种信号转换电路。
4.一种信号转换电路，应用于水下机器人，包括：
5.信号输入电路，输入端与多个具有不同通信协议的传感器连接，输出端与转换电路连接，用于将所述传感器采集的环境数据进行放大或抑制后传输至所述转换电路；
6.所述转换电路，与can输出电路连接，用于将接收到的所述环境数据转换成can通信所需的数字信号，并传输给所述can输出电路；
7.所述can输出电路，与所述水下机器人的主控芯片连接，用于将所述数字信号传输给所述水下机器人的主控芯片。
8.在一个实施例中，所述信号输入电路包括：
9.电压信号输入电路，输入端与输出电压信号的第一传感器连接，输出端与所述转换电路连接，用于将所述电压信号传输给所述转换电路；
10.电流信号输入电路，输入端与输出电流信号的第二传感器连接，输出端与所述转换电路连接，用于将所述电流信号传输给所述转换电路；
11.开关信号输入电路，输入端与输出开关信号的第三传感器连接，输出端与所述转换电路连接，用于将所述开关信号传输给所述转换电路；
12.rs485通信电路，输入端与具有rs485通信协议的第四传感器连接，输出端与所述转换电路连接，用于将所述第四传感器输出的第一差分信号传输给所述转换电路；
13.rs422通信电路，输入端与具有rs422通信协议的第五传感器连接，输出端与所述转换电路连接，用于将所述第五传感器输出的第二差分信号传输给所述转换电路；
14.rs232通信电路，输入端与具有rs232通信协议的第六传感器连接，输出端与所述转换电路连接，用于将所述第六传感器输出的电平信号传输给所述转换电路。
15.在一个实施例中，所述电压信号输入电路包括：第一双向瞬间抑制二极管和第一电阻；
16.所述第一双向瞬间抑制二极管的一端与所述第一电阻的一端和所述第一传感器
连接，另一端接地；所述第一电阻的另一端与所述转换电路的输入端连接。
17.在一个实施例中，所述电流信号输入电路包括：第一芯片、第二电阻、第三电容和保险丝；
18.所述第一芯片的正极输入端和负极输入端分别与所述第二电阻的两端连接；所述第一芯片的接地端接地；所述第一芯片的供电端与外部电源连接；所述第三电容的两端分别与所述第一芯片的接地端和供电端连接；所述第一芯片的输出端与所述转换电路的信号输入端连接；所述保险丝的一端与所述第一芯片的正极输入端连接；所述保险丝的另一端和所述第一芯片的负极输入端均与所述第二传感器连接。
19.在一个实施例中，所述开关信号输入电路包括：第一光耦和第一二极管；
20.所述第一光耦的发射极接地；所述第一光耦的集电极与所述第一二极管的阴极和所述转换电路的信号输入端连接；所述第一二极管的阳极与外部电源连接；所述第一光耦的负极和正极与采集所述第三传感器连接。
21.在一个实施例中，所述rs485通信电路包括：第二芯片、第二双向瞬间抑制二极管、第二二极管、和第四电容；
22.所述第二芯片的第一通信输入端与所述转换电路的通信输出端连接；所述第二芯片的第一通信输出端与所述转换电路的通信输入端连接；所述第二芯片的供电端与外部电源连接，所述第二芯片的接地端接地；所述第二二极管的阴极与所述第二芯片的供电端连接；所述第二二极管的阳极与所述第二芯片的接地端连接；所述第四电容与所述第二二极管并联；所述第二双向瞬间抑制二极管的两端分别与所述第二芯片的第一485脚和第二485脚连接；所述第二芯片的第一485脚和第二485脚与所述第四传感器连接。
23.在一个实施例中，所述rs232通信电路包括：第三芯片和第四芯片；所述转换电路包括：第五芯片；
24.所述第三芯片的第一通信输入端与所述第四芯片的第一通信输出端连接，所述第三芯片的第一通信输出端与所述第四芯片的第一通信输入端连接；所述第三芯片的第二通信输入端与所述第五芯片的第一通信输出端连接；所述第三芯片的第二通信输出端与所述第五芯片的第一通信输入端连接；所述第三芯片的第一供电端与外部电源连接，所述第三芯片的第一接地端接地；所述第三芯片的第二供电端与外部电源连接，所述第三芯片的第二接地端接地；所述第四芯片的第二通信输入端和第二通信输出端与所述第六传感器连接。
25.在一个实施例中，所述rs232通信电路还包括：第五电容、第六电容、第七电容和第八电容；
26.所述第五电容的两端分别与所述第三芯片的第一供电端和第一接地端连接；所述第六电容与所述第五电容并联；所述第七电容的两端分别与所述第三芯片的第二供电端和第二接地端连接；所述第八电容与所述第七电容并联。
27.在一个实施例中，所述rs422通信电路包括：第六芯片、第三双向瞬间抑制二极管、第四双向瞬间抑制二极管、第三电阻和第四电阻；
28.所述第六芯片的接收器同相输入端、接收器反相输入端、驱动器同相输出端和驱动器反相输入端与所述第五传感器连接；所述第六芯片的接收器同相输入端和接收器反相输入端与所述第三双向瞬间抑制二极管的两端连接；所述第六芯片的驱动器同相输出端和
驱动器反相输入端与所述第四双向瞬间抑制二极管的两端连接；所述第三电阻和所述第三双向瞬间抑制二极管并联；所述第四电阻和所述第四双向瞬间抑制二极管并联。
29.在一个实施例中，所述can输出电路包括：第七芯片、第九电容、第十电容、第五双向瞬间抑制二极管和第六双向瞬间抑制二极管；
30.所述第七芯片的第一通信输入端与第一通信输出端与所述转换电路的通讯输入端和通信输出端连接；所述第七芯片的高电平输出端和接地端分别与所述第五双向瞬间抑制二极管的两端连接，所述第七芯片的低电平输出端和接地端分别与所述第六双向瞬间抑制二极管的两端连接；所述第九电容与所述第六双向瞬间抑制二极管并联；所述第十电容与所述第五双向瞬间抑制二极管并联。
31.实施本实用新型实施例，将具有如下有益效果：
32.多种不同通信协议的传感器对水下机器人所处的环境进行环境数据的采集，再由信号输入电路将这些环境数据传输给转换电路，转换电路将接收到的所述环境数据转换成can通信所需的数字信号，并由can输出电路统一输出至水下机器人的主控芯片。经由can输出电路对环境数据统一输出后，简化了电路结构，降低了成本，便于后期的维护和保养。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.其中：
35.图1为一个实施例中信号转换电路的结构框图；
36.图2为一个实施例中电压信号输入电路的电路图；
37.图3为一个实施例中电流信号输入电路的电路图；
38.图4为一个实施例中开关信号输入电路的电路图；
39.图5为一个实施例中rs485通信电路的电路图；
40.图6为一个实施例中rs422通信电路的电路图；
41.图7为一个实施例中rs232通信电路中第三芯片的电路图；
42.图8为一个实施例中rs232通信电路中第四芯片的电路图；
43.图9为一个实施例中转换电路的电路图；
44.图10为一个实施例中can输出电路的电路图。
具体实施方式
45.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
46.本技术提供一种信号转换电路，应用于水下机器人，用于对上述水下机器人所处的水下的环境数据进行转换，图1为一个实施例中信号转换电路的电路图。参照图1，包括：
信号输入电路10、转换电路20和can输出电路30，其中，所述信号输入电路10的输入端与多个具有不同通信协议的传感器连接，输出端与转换电路20连接，用于将所述传感器采集的环境数据进行放大或抑制后传输至所述转换电路20；所述转换电路20与can输出电路30连接，用于将接收到的所述环境数据转换成can通信所需的数字信号，并传输给所述can输出电路30；所述can输出电路30，与所述水下机器人的主控芯片连接，用于将所述数字信号传输给所述水下机器人的主控芯片。多种不同通信协议的传感器对水下机器人所处的环境进行环境数据的采集，再由信号输入电路将这些环境数据传输给转换电路，转换电路将接收到的所述环境数据转换成can通信所需的数字信号，并由can输出电路统一输出至水下机器人的主控芯片。经由can输出电路对环境数据统一输出后，简化了电路结构，降低了成本，便于后期的维护和保养。
47.在一个实施例中，所述信号输入电路10包括：电压信号输入电路101、电流信号输入电路102、开关信号输入电路103、rs485通信电路104、rs422通信电路105和rs232通信电路106；其中，上述电压信号输入电路101的输入端与输出电压信号的第一传感器连接，输出端与所述转换电路20连接，用于将所述电压信号传输给所述转换电路20；所述电流信号输入电路102的输入端与输出电流信号的第二传感器连接，输出端与所述转换电路20连接，用于将所述电流信号传输给所述转换电路20；所述开关信号输入电路103的输入端与输出开关信号的第三传感器连接，输出端与所述转换电路20连接，用于将所述开关信号传输给所述转换电路20；所述rs485通信电路104的输入端与具有rs485通信协议的第四传感器连接，输出端与所述转换电路20连接，用于将所述第四传感器输出的第一差分信号传输给所述转换电路20；所述rs422通信电路105的输入端与具有rs422通信协议的第五传感器连接，输出端与所述转换电路20连接，用于将所述第五传感器输出的第二差分信号传输给所述转换电路20；所述rs232通信电路106的输入端与具有rs232通信协议的第六传感器连接，输出端与所述转换电路20连接，用于将所述第六传感器输出的电平信号传输给所述转换电路20；其中，所述第一差分信号、第二差分信号和电平信号对应航向角、仰俯角及横滚角；所述电压信号、所述电流信号、所述开关信号、所述应航向角、仰俯角及横滚角为所述环境数据。
48.在一个实施例中，如图2所示，所述电压信号输入电路101包括：第一双向瞬间抑制二极管d26和第一电阻r27；其中，所述第一双向瞬间抑制二极管d26的一端与所述第一电阻r27的一端和所述第一传感器连接，另一端接地；所述第一电阻r27的另一端与所述转换电路20的输入端连接。
49.在一个实施例中，如图3所示，所述电流信号输入电路102包括：第一芯片u17、第二电阻r31、第三电容c48和保险丝f1；其中，所述第一芯片u17的正极输入端in+和负极输入端in-分别与所述第二电阻r31的两端连接；所述第一芯片u17的接地端gnd接地；所述第一芯片u17的供电端v+与外部电源连接；所述第三电容c48的两端分别与所述第一芯片u17的接地端gnd和供电端v+连接；所述第一芯片u17的输出端与所述转换电路20的信号输入端连接；所述保险丝f1的一端与所述第一芯片u17的正极输入端in+连接；所述保险丝f1的另一端和所述第一芯片u17的负极输入端in-均与所述第二传感器连接。
50.在一个实施例中，如图4所示，所述开关信号输入电路103包括：第一光耦u13和第一二极管led5；其中，所述第一光耦u13的发射极接地；所述第一光耦u13的集电极与所述第一二极管led5的阴极和所述转换电路20的信号输入端连接；所述第一二极管led5的阳极与
外部电源连接；所述第一光耦u13的负极和正极与所述第三传感器连接。
51.在一个实施例中，如图5所示，所述rs485通信电路104包括：第二芯片u10、第二双向瞬间抑制二极管d30、第二二极管d27、和第四电容c20；其中，所述第二芯片u10的第一通信输入端rxd与所述转换电路20的通信输出端连接；所述第二芯片u10的第一通信输出端txd与所述转换电路20的通信输入端连接；所述第二芯片u10的供电端vcc与外部电源连接，所述第二芯片u10的接地端gnd接地；所述第二二极管d27的阴极与所述第二芯片u10的供电端vcc连接；所述第二二极管d27的阳极与所述第二芯片u10的接地端gnd连接；所述第四电容c20与所述第二二极管d27并联；所述第二双向瞬间抑制二极管d30的两端分别与所述第二芯片u10的第一485脚a和第二485脚b连接；所述第二芯片u10的第一485脚a和第二485脚b与采集温湿度的第四传感器连接。
52.在一个实施例中，如图7和图8所示，所述rs232通信电路106包括：第三芯片u4和第四芯片u6；如图9所示，所述转换电路20包括：第五芯片u1；其中，所述第三芯片u4的第一通信输入端vid与所述第四芯片u6的第一通信输出端r1out连接，所述第三芯片u4的第一通信输出端vob与所述第四芯片u6的第一通信输入端r1out连接t1in连接；所述第三芯片u4的第二通信输入端vod与所述第五芯片u1的第一通信输出端pc11连接；所述第三芯片u4的第二通信输出端vib与所述第五芯片u1的第一通信输入端pc10连接；所述第三芯片u4的第一供电端vdd1与外部电源连接，所述第三芯片u4的第一接地端gnd1接地；所述第三芯片u4的第二供电端vdd2与外部电源连接，所述第三芯片u4的第二接地端gnd2接地；所述第四芯片u6的第二通信输入端r1in 和第二通信输出端t1out与所述第六传感器连接。
53.在一个实施例中，如图7所示，所述rs232通信电路106还包括：第五电容c21、第六电容c22、第七电容c23和第八电容c22；其中，所述第五电容c21的两端分别与所述第三芯片u4的第一供电端vdd1和第一接地端gnd1连接；所述第六电容c22与所述第五电容c21并联；所述第七电容c23的两端分别与所述第三芯片u4的第二供电端vdd2和第二接地端gnd2连接；所述第八电容c22与所述第七电容c23并联。
54.在一个实施例中，如图6所示，所述rs422通信电路105包括：第六芯片u8、第三双向瞬间抑制二极管d20、第四双向瞬间抑制二极管d21、第三电阻r19和第四电阻r20；其中，所述第六芯片u8的接收器同相输入端a、接收器反相输入端b、驱动器同相输出端y和驱动器反相输入端z与所述第五传感器连接；所述第六芯片u8的接收器同相输入端a和接收器反相输入端b与所述第三双向瞬间抑制二极管d20的两端连接；所述第六芯片u8的驱动器同相输出端y和驱动器反相输入端z与所述第四双向瞬间抑制二极管d21的两端连接；所述第三电阻r19和所述第三双向瞬间抑制二极管d20并联；所述第四电阻r20和所述第四双向瞬间抑制二极管d21并联。
55.在一个实施例中，如图10所示，所述can输出电路30包括：第七芯片u12、第九电容c43、第十电容c44、第五双向瞬间抑制二极管d19和第六双向瞬间抑制二极管d18；其中，所述第七芯片u12的第一通信输入端rxd与第一通信输出端txd与所述转换电路20的通讯输入端和通信输出端连接；所述第七芯片u12的高电平输出端canh和接地端gnd2分别与所述第五双向瞬间抑制二极管d19的两端连接，所述第七芯片u12的低电平输出端canl和接地端gnd2分别与所述第六双向瞬间抑制二极管d18的两端连接；所述第九电容c43与所述第六双向瞬间抑制二极管d18并联；所述第十电容c44与所述第五双向瞬间抑制二极管d19并联。
56.以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。