[实用新型]一种光谱仪控制电路

说明书

一种光谱仪控制电路，包括主控制电路板和步进电机驱动板，主控制电路板用于与上位机通信，完成对接收到的上位机发出的命令进行解释及分发；步进电机驱动板有两块，均与主控制电路板连接，步进电机驱动板包括5个驱动模块，每个驱动模块包括STM32系列控制器、CAN2.0B接口、光电编码器接口、步进电机控制线、输入控制线，各个驱动模块的CAN2.0B接口相互连接，每个驱动模块可以独立控制1路步进电机和多种位置检测器的工作。本实用新型的主控制电路板通过多种类型接口与上位机相连，与上位机的通信速度快，且连接更加稳定可靠，MTBF不低于8000小时，步进电机驱动板包括5个驱动模块，每个驱动模块可以独立工作，整个控制电路集成度高，且功耗小，重量轻。

技术领域

本实用新型涉及分析检测设备技术领域，特别是一种光谱仪控制电路。

背景技术

光谱仪( Spectroscope)是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器，一般包括棱镜或衍射光栅及控制电路构成，可以利用光谱仪可测量物体表面反射的光线，通过光谱仪对光信息的抓取、以照相底片显影，或电脑化自动显示数值仪器显示和分析，从而测知物品中含有何种元素，光谱技术被广泛地应用于空气污染、水污染、食品卫生、金属工业等的检测中。

光谱仪性能的好坏，除了与各个组成部件本身的质量有关，更重要的其采用的控制电路的设计是否合理，是否能够有效协调各部件的工作状态，发挥出各个部件最佳性能。现有的光谱仪控制电路集成度低，可靠性差，存在开发难度大、维护不方便、芯片需求及资源占有量大、成本高、兼容性差等缺陷，比如有的控制电路中用于缓存光谱数据的缓存空间很小，光谱数据需要不断地由该控制电路传送给外部控制计算机，当外部控制计算机不能够及时读取数据，或者由于外部控制计算机与控制电路的通讯堵塞， 有可能导致光谱数据不能够被完整地传送外部控制计算机， 使光谱数据发生帧丢失或帧错位，降低了可靠性；有的控制电路对外的接口或接口种类过少，只能与某类或某几类的少量设备连接通讯，与其它类型设备的兼容性及扩展性不够。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足而提供一种光谱仪控制电路，具有集成度高，准确性好、扩展性及兼容性强、功耗小、重量轻的优点。

本实用新型的技术方案是：一种光谱仪控制电路，包括主控制电路板和步进电机驱动板，主控制电路板用于与上位机通信，完成对接收到的上位机发出的命令进行解释及分发；步进电机驱动板有两块，均与主控制电路板连接，并完成对步进电机及相关执行机构的控制。

进一步的，主控制电路板包括控制器、外部接口和内部接口，其中外部接口有以太网接口、USB2.0接口、RS232接口，内部接口有CAN2.0B接口、I2C接口、IO检测线。

进一步的，控制器采用STM32系列，主频不低于168MHz，主控制电路板通过以太网接口或USB2.0接口或RS232接口与上位机连接并通信，设置多种类型接口与上位机连接，使得上位机的命令传输速度更快，并且可以针对待传输信号的不同数据类型，选择更合适的接口及传输方式，更精确的完成对光谱仪内部不同光学元件的调整。

进一步的，步进电机驱动板包括5个驱动模块，每个驱动模块包括STM32系列控制器、CAN2.0B接口、光电编码器接口、步进电机控制线、输入控制线，各个驱动模块的CAN2.0B接口相互连接，每个驱动模块可以独立控制1路步进电机和多种位置检测器的工作。

进一步的，输入控制线用于位置检测，输入控制线有6根，其中2根用于连接光电开关，2根用于连接限位开关，剩下2根备用。

进一步的，主控制电路板通过CAN2.0接口与2块步进电机驱动板共10个驱动模块通信，控制对应的执行机构，主控制电路板上的CAN2.0B接口为主接口，步进电机驱动板的10个CAN2.0B接口为从接口；驱动模块通过CAN2.0B从接口与主控制电路板被动通信，接收执行机构的控制命令，返回执行机构的位置信息和状态信息。