[实用新型]总线式多通道信号控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及通信与控制系统领域，更具体地，涉及一种总线式多通道信号控制系统。

背景技术

现有市面上常见的教学、训练用电子模拟训练系统，当需要控制多台设备的几百路信号端口的输出与关闭，通常采用各端口分别加物理开关直接控制的方法。这种方法原理简单，设计可靠，但是接线复杂，远程控制难度大，且不方便修改功能。此外当系统需要扩展更多台设备时，又需要重新设计硬件系统，花费较多人力物力成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足之处，设计一种总线式的信号控制装置，实现一台上位机同时对多个终端进行控制，从而实现对每个终端上多个信号通道的控制。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下。

该装置由一个核心通信模块和多个功能模块组成；

总线式多通道信号控制装置，其特征在于：包括核心通信模块和功能模块；

所述核心通信模块包括一个信号传输模块，电平转换模块，MCU，与MCU连接的存储器，一个双向数据接口，时钟输出接口以及与MCU连接的多个功能模块选择接口；

所述功能模块包含MCU，与MCU相连的双向数据接口，与MCU相连的选择接口，连接MCU与多个输出通道的控制接口，以及与多个输出通道相连的信号源。

所述多个输出通道采用多个模拟开关芯片，该芯片具有信号输入引脚、输出引脚和控制引脚，与MCU相连接的控制接口连接模拟开关的芯片控制引脚，控制输入引脚与输出引脚之间的通断；信号源连接模拟开关芯片的信号输入引脚；

核心通信模块与功能模块通过双向数据接口、时钟接口、选择接口相互连接。

进一步的，所述核心通信模块的双向数据接口和时钟接口为共用总线，连接多个功能模块；每个选择接口连接一个功能模块，用于控制该模块是否接收总线上的数据。

进一步的，所述信号传输模块为无线传输模块。

进一步的，所述信号传输模块为串行接口模块。

根据权利要求1所述的总线式多通道信号控制装置，其特征在于：所述信号源为两个以上。

进一步的，所述串行接口为485接口。

本装置工作方式：

核心通信模块通过总线485串行接口连接上位机，核心通信模块的每个功能模块选择接口连接一块功能模块，核心通信模块的双向数据接口为共用总线，连接所有功能模块。

核心通信模块通过电平转换电路将485总线信号转换成TTL电平后连接MCU，MCU连接存储器，存储器预存本机地址码等信息，当收到上位机发来指令时，进行指令解析和地址码匹配，对符合本机地址码的指令进行响应，不符合本机地址码的指令则忽略。

对于符合本机地址码的指令，根据发来的功能模块ID号，控制相应的功能模块选择接口为低电平（预先约定低电平为选中，高电平为不选中），则被选中的功能模块与核心通信模块进行双向通信。

功能模块被选中后，接收核心通信模块的指令，从而控制对应的多个信号通道开启或关闭，并将当前状态信息返回给核心通信模块。

核心通信模块将该状态信息通过485总线传输给上位机，从而实现一台上位机远程控制多路信号通道和状态监控。

由于通信协议固定不变，且采用一致的数据接口和选择接口，当系统需要扩展时，仅需根据功能设计功能模块插入接口即可。

数据接口为标准SPI通信接口，以主从方式工作，核心通信模块作为SPI主设备和多个功能模块为从设备，如图3所示，4根传输线它们是SDI（数据输入）、SDO（数据输出）、SCLK（时钟）、CS（功能模块选择接口）。

（1）SDO –核心通信模块数据输出，功能模块数据输入；

（2）SDI –核心通信模块数据输入，功能模块数据输出；

（3）SCLK –时钟输出接口，由核心通信模块产生；

（4）CS –功能模块选择接口，由核心通信模块控制。

其中，CS是控制功能模块是否被选中的，当功能模块选择接口为预先规定的使能信号时（低电位），对此功能模块的通信才有效。这就允许在同一SPI数据接口上连接多个功能模块。

由SCLK提供时钟脉冲，SDI，SDO则基于此脉冲完成数据传输。数据输出通过 SDO线，数据在时钟上升沿或下降沿时改变，在紧接着的下降沿或上升沿被读取。完成一位数据传输，输入也使用同样原理。

附图说明

图1为本实用新型的核心通信模块结构示意图；

图2为本实用新型的功能模块的结构示意图；