[发明专利]一种多继电器的串行控制接口电路

说明书

本发明涉及继电器控制技术领域，具体涉及一种多继电器的串行控制接口电路，包括至少一个串行转并行芯片，用于将控制数据线上的串行控制信号转为并行控制信号，多个所述串行转并行芯片进行级联；数据锁存芯片，用于将串行转并行芯片输出的并行控制信号锁存；继电器驱动芯片，用于接收来自数据锁存芯片锁存输出的并行控制信号，对一个或者多个继电器进行单独控制；本发明解决了现有大量继电器控制存在占用处理器IO数量多、可靠性低和成本高的问题。

技术领域

本发明涉及继电器控制技术领域，具体涉及一种多继电器的串行控制接口电路，特别是需要对数量较多的继电器进行逐一或者批量控制应用时的控制电路，该电路可应用于工业或者民用自动化控制中继电器控制部分硬件电路。

背景技术

随着工业和民用设备对设备的自动化要求越来越高，继电器已经成为其中不可缺少的一种控制执行器件。继电器不但可以完成弱电对强电、小功率对大功率的直接控制，继电器还可以通过控制交流接触器，完成小功率对超大功率的间接控制。在工业应用场景中，对于机械自动化过程控制的过程节点数越多，所需要用到的继电器就越多，一个功能完备的自动化生产流水线，其用到的继电器或者接触器可能多达上百个。而在民用应用场景中，一个系统所需要控制的负载（如照明、通风）越多，所需要用到的继电器就越多。例如大型室内活动场所（如室内体育馆、大型礼堂）的照明系统往往包涵了数十组需要单独控制开关的照明灯组，而通风系统又包涵了许多通风风机，这样的应用场景同样存在大量继电器或者接触器。

在上述场景中，目前对继电器的控制往往是使用负责继电器开关控制逻辑的处理器的一个IO来控制一个继电器，而大量的继电器自动化控制就要求处理器拥有大量可靠的IO，这不仅增加了系统的成本，而且增加了PCB的面积，为控制设备小型化增加了难度。另一种方案是使用可以完成串行控制信号转并行控制信号输出的74HC595，通过使用处理器的少数IO输出串行的控制信号至74HC595，利用74HC595的特性，完成对继电器的并行控制。而该方案存在一个由74HC595工作方式导致的致命问题，即74HC595的任意一个控制引脚的电平切换都可能会影响其输出，导致上述基于74HC595的控制系统对共模干扰的抵抗力很弱，可靠性不高。

发明内容

为了解决现有大量继电器控制存在占用处理器IO数量多、可靠性低和成本高的问题，本发明提供了一种多继电器的串行控制接口电路。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明的一种多继电器的串行控制接口电路，用于对多个继电器进行控制，包括：

至少一个串行转并行芯片，用于将控制数据线上的串行控制信号转为并行控制信号，多个所述串行转并行芯片进行级联；

数据锁存芯片，用于将串行转并行芯片输出的并行控制信号锁存；以及

继电器驱动芯片，用于接收来自数据锁存芯片锁存输出的并行控制信号，对一个或者多个继电器进行单独控制；

多根控制数据线连接至少一个串行转并行芯片的串行控制信号输入端，所述串行转并行芯片的并行控制信号输出端连接至所述数据锁存芯片的信号输入端，所述数据锁存芯片的信号输出端连接至所述继电器驱动芯片的继电器控制信号输入端。

进一步地，该电路还包括光耦，用于控制数据锁存芯片的锁存控制引脚。

进一步地，所述光耦的输入端连接至所述多根控制数据线中的两根控制数据线，所述光耦的输出端连接至所述数据锁存芯片的锁存控制引脚。

进一步地，所述数据锁存芯片的锁存控制引脚由下拉电阻和光耦控制，当光耦截止，锁存控制引脚被下拉电阻拉至GND，当光耦导通，锁存控制引脚经过光耦输出端与电源VCC接通。

进一步地，所述串行转并行芯片的型号为74HC595。

进一步地，所述数据锁存芯片的型号为74HC573。