[发明专利]一种简单高效继电器矩阵板

说明书

技术领域：

本发明涉及电子产品技术领域，具体涉及一种基于串口及USB口可编程继电器矩阵板卡。

背景技术：

现有的继电器矩阵板卡多数是基于PCI总线或PXI总线的，使用要求较高，特别是对于汽车电子，其输出通道较多，输出的形式多样，如PWM输出，模拟量输出，数字量输出等。现有板卡多为未满32路矩阵卡，为满足测试需求需要安装多块矩阵卡，这不但增加费用，而且要求计算机或PXI机槽必须有足够的插槽，对于建造一个完整测试系统增加冗余开销，很不方便。

另现有板卡为各个厂商自制，一旦出现损坏，无法从市场上购买到同样规格的器件进行更换，须将板卡寄回原厂商，不但维修费用高，而且时间较长，不利于生产，研发快速响应要求。

发明内容：

本发明的目的是提供一种简单高效继电器矩阵板，它与传统的PCI或PXI总线相比，具有结构简单，重量轻，体积小，可以单独使用或级联扩展等优点。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：它包含电源电路、USB接口电路、串口电路、MCU电路、驱动电路和继电器阵列，USB接口电路、串口电路均与MCU电路连接，MCU电路通过SPI IN接口与驱动电路连接，驱动电路分别与SPI OUT接口、继电器阵列连接，电源电路与USB接口电路、串口电路、MCU电路、驱动电路和继电器阵列连接为其供电。

所述的驱动电路采用达林顿管ULN2803提高推动能力，同时起电路隔离作用，TVS管消除继电器在断电的瞬间产生的反向电动势对其他元件有影响。

所述的继电器阵列采用2*32，通过合理的通道选择，满足电阻测量的接入，电压测量的接入，电流测量的接入。

本发明整个系统由单片机控制，实现同上位机的交互，同时控制驱动电路工作，通过SPI总线扩展，支持多路板卡级联。通过计算机编程，可以快速控制任何一路通道，响应迅速。依靠单片机读取上位机的指令，通过解析生成SPI总线控制指令，驱动继电器工作，选择继电器阵列的通道。当单片机收到相应的指令，执行相应的设置，达到预设值。通过74HC595在不增加任何I/O口的条件下，通过级联的方式，扩展控制路数。目前最多可以级联八块同样的板卡，实现2*256或4*128路继电器矩阵的选择。

本发明具有以下有益效果：能够单独使用，不需要增加PCI或PXI插槽开销；矩阵通道多，满足绝大多数场合的要求；可以级联使用，最多支持八块板卡级联，提供高达256路通道；所选器件常用，无需定制，造价便宜，维修方便，性能可靠。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图，

图2为本发明的工作流程图。

具体实施方式：

参照图1-图2，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含电源电路1、USB接口电路2、串口电路3、MCU电路4、驱动电路5和继电器阵列6，USB接口电路2、串口电路3均与MCU电路4连接，MCU电路4通过SPI IN接口与驱动电路5连接，驱动电路5分别与SPI OUT接口、继电器阵列6连接，电源电路1与USB接口电路2、串口电路3、MCU电路4、驱动电路5和继电器阵列6连接为其供电。

所述的驱动电路5采用达林顿管ULN2803提高推动能力，同时起电路隔离作用，TVS管消除继电器在断电的瞬间产生的反向电动势对其他元件有影响。

所述的继电器阵列6采用2*32，通过合理的通道选择，满足电阻测量的接入，电压测量的接入，电流测量的接入。

本具体实施方式整个系统由单片机控制，实现同上位机的交互，同时控制驱动电路工作，通过SPI总线扩展，支持多路板卡级联。通过计算机编程，可以快速控制任何一路通道，响应迅速。依靠单片机读取上位机的指令，通过解析生成SPI总线控制指令，驱动继电器工作，选择继电器阵列6的通道。当单片机收到相应的指令，执行相应的设置，达到预设值。通过74HC595在不增加任何I/O口的条件下，通过级联的方式，扩展控制路数。目前最多可以级联八块同样的板卡，实现2*256或4*128路继电器矩阵的选择。

本具体实施方式具有以下有益效果：能够单独使用，不需要增加PCI或PXI插槽开销；矩阵通道多，满足绝大多数场合的要求；可以级联使用，最多支持八块板卡级联，提供高达256路通道；所选器件常用，无需定制，造价便宜，维修方便，性能可靠。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围内。