[实用新型]排水管网液位检测装置的电路

摘要

本实用新型公开了一种排水管网液位检测装置的电路包括单片机控制电路、信号发生电路和输出电路。单片机控制电路基本电路包括CPU、稳压电源模块电路、电压滤波模块电路、电压转换模块电路、串口下载程序模块电路、时钟模块电路、调试模块电路、启动模块电路和CAN收发模块电路；信号发生电路主要包括稳压电源电路、方波发生电路、正弦波发生电路、滤波电路和放大电路。输出电路包括谐振检测电路、电容检测电路和电压比较电路。本实用新型采用的元器件成熟可靠、成本低廉、来源丰富。

主权项

排水管网液位检测装置的电路，包括单片机控制电路、信号发生电路和输出电路；其特征在于：单片机控制电路基本电路包括CPU、稳压电源模块电路、电压滤波模块电路、电压转换模块电路、串口下载程序模块电路、时钟模块电路、调试模块电路、启动模块电路和CAN收发模块电路；所述的CPU采用STM32F103Rc芯片；所述稳压电源模块电路包括五个电容；其中第一滤波电容C7的一端、第二滤波电容C8的一端、第三滤波电容C9的一端、第四滤波电容C10的一端、第五滤波电容C11的一端都与电源VCC端连接，五个滤波电容的另外一端都接地；所述电压滤波模块包括两个电容；其中第六滤波电容C14的一端、第七滤波电容C13的一端都与模拟电源AVCC的一端连接并接CPU的13脚，两个滤波电容的另外一端都接地模拟地AGND；所述电压转换模块包括两个电容；其中第八滤波电容C15的一端与CPU的47脚连接，另一端接地；第九滤波电容C16的一端与CPU的31脚连接，另一端接地；所述串口下载程序模块包括三个电阻和一个电容；第一分压电阻R5的一端与第二分压电阻R7的一端、第三分压电阻R8连接；第一分压电阻R5的另一端接电源VCC,第二分压电阻R7的另一端与CPU的管脚60连接；第一储能电容C12的一端与CPU的NRST接口相连，另一端与第三分压电阻R8的另一端连接并接地；所述时钟模块包括一个晶振和两个电容；第一晶振Y1的一端与第二储能电容C1的一端连接，并与CPU的管脚6连接；第一晶振Y1的另一端与第三储能电容C2的一端连接，并与CPU的管脚5连接；第一储能电容C1的另一端、第二储能电容C2的另一端接地；所述调试模块包括一个发光二极管和一个电阻；第四分压电阻R6的一端与CPU的PA15/JTDI引脚连接，另一端与发光二极管DS1的正极连接，发 光二极管DS1的负极接地；所述启动模块包括一个电阻；第一上拉电阻R9的一端与CPU的管脚28连接，另一端接地；所述CAN收发模块包括四个电阻、三个电容、四个瞬态抑制二极管和CAN接口集成芯片U1；CAN接口集成芯片U1的型号为SN65HVD1050；第一瞬态抑制二极管TVS1的阳极、第二瞬态抑制二极管TVS2的阳极、第三瞬态抑制二极管TVS3的阳极、第四瞬态抑制二极管TVS1的阳极与十字热电偶的正极连接；第一瞬态抑制二极管TVS1的阴极、第二瞬态抑制二极管TVS2的阴极与CAN接口集成芯片U1的7脚连接；第三瞬态抑制二极管TVS3的阴极、第四瞬态抑制二极管TVS4的阴极与CAN接口集成芯片U1的6脚连接；CAN接口集成芯片U1的4脚与第二上拉电阻R1的一端连接，CAN接口集成芯片U1的1脚与第三上拉电阻R2的一端连接，第二上拉电阻R1的另一端与第三上拉电阻R2的另一端、第九滤波电容C5一端、第十滤波电容C6的一端以及CAN接口集成芯片U1的管脚3连接并接+5V电源；第九滤波电容C5另一端、第十滤波电容C6的另一端以及CAN接口集成芯片U1的管脚2连接并接地，CAN接口集成芯片U1的管脚5与第十一滤波电容C4的一端连接，第十一滤波电容C4的另一端接地，CAN接口集成芯片U1的管脚8悬空；所述的CPU的12脚接数字地，18脚、67脚接数字地，19脚、64脚、48脚、32脚接VCC；CPU其余引脚皆架空；接插件RJ1的4脚、5脚依次与CAN接口集成芯片U1的7脚、6脚连接，1脚、2脚、3脚、6脚、7脚、8脚接地；接插件RJ2的4脚、5脚依次与CAN接口集成芯片U1的7脚、6脚连接，1脚、2脚、3脚、6脚、7脚、8脚接地；接插件P_CANH1的1脚与CAN接口集成芯片U1的7脚连接，2脚与第四上拉电阻R3的一端连接，接插件P_CANL1的1脚与CAN接口集成芯片U1的6脚连接，2脚与第五上拉电阻R4的一端连接，第四上拉电阻R3的另一端与第五上拉电阻R4的另一端、第二十八滤波电容C3的一端连接，第二十八滤波电容C3的另一端接地；此外还有外部供电接口JP1，管脚1接电源VCC，管脚2接模拟电源AVCC，管脚3接VEE，管脚4接地；供电接口JP2，管脚1接电源VCC，管脚2接 CPU的管脚46,管脚3接CPU的管脚49，管脚4接地；信号发生电路包括稳压电源电路、方波发生电路、正弦波发生电路、滤波电路和放大电路；所述稳压电源电路包括两个电容；第十二滤波电容C27的一端与第十三滤波电容C28的一端相连并接电源VCC，第十二滤波电容C27与第十三滤波电容C28的另一端相连并接地；所述方波发生电路包括一个无源晶振和一个电容；第十四滤波电容C36的一端与无源晶振X17的4脚相连接并接电源VCC，第十四滤波电容C36的另一端与无源晶振X17的管脚2相连接并接地，无源晶振X17的管脚1架空；所述正弦波发生电路包括一个9833芯片U19、两个电容；第十五滤波电容C26的一端与9833芯片U19的管脚1相连接，第十五滤波电容C26的另一端、9833芯片U19的管脚2相连接并接电源VCC；第十四滤波电容C33的一端与9833芯片U19的管脚3相连接，第十四滤波电容C33的另一端、9833芯片U19的管脚4相连接并接地；9833芯片U19的管脚5与无源晶振X17的管脚3相连接；9833芯片U19的9脚接地；9833芯片U19的管脚6、管脚7、管脚8分别与CPU的的管脚36、管脚35、管脚34相连接；所述滤波电路包括两个电阻、五个电容和两个电感；第一滤波电阻R33的一端、第十七滤波电容C35的一端以及9833芯片U19的管脚10相连接；第一滤波电阻R33的另一端与第十七滤波电容C35的另一端接地；第十八滤波电容C30的一端与第十九滤波电容C31的一端、第二十滤波电容C34的一端、第一滤波电感L18的一端、第二滤波电感L19的一端连接，第十八滤波电容C30的另一端与第一滤波电感L18的另一端、9833芯片U19的管脚10连接；第二滤波电感L19的另一端与第十九滤波电容C31的另一端、第二十一滤波电容C32的一端、第二滤波电阻R32的一端、第一耦合电容C29的一端连接；第二十滤波电容C34的另一端、第二十一滤波电容C32的另一端以及第二滤波电阻R32的另一端接地；所述放大电路包括两个电阻、一个电容、一个运算放大器；所述的运算 放大器P18的型号为EL5100W；第二十七滤波电容C25的一端与第三滤波电阻R30的一端、第四滤波电阻R31的一端、运算放大器P18的反向输入端IN‑管脚相连接，第二十七滤波电容C25的另一端与第三滤波电阻R30的另一端、运算放大器P18的输出端0管脚相连接；第四滤波电阻R31与运算放大器P18的EN管脚相连接并接地；运算放大器P18的同向端IN+与第一耦合电容C29相连接；运算放大器P18的V+管脚接电源VCC，运算放大器P18的V‑管脚接电源VEE，输出电路包括谐振检测电路、电容检测电路和电压比较电路；所述谐振检测电路包括八个电阻、三个电容、两个比较器模块、一个异或门模块和一个电感，其中比较器U17A和比较器U17B的型号为LM2903DR2，异或门U18A、异或门U18B和异或门U18C的型号为MC74AC86D；所述的第四分压电阻R26的一端与第三电感L17的一端、运算放大器P18的输出端O管脚相连接，第四分压电阻R26的另一端与比较器U17B的管脚5相连接，第五分压电阻R29的一端与比较器U17B的管脚6相连接，第五分压电阻R29的另一端接地，第三滤波电感L17的另一端与被测电容P17的管脚2相连接；比较器U17B的管脚7与第六分压电阻R28连接，第六分压电阻R28的另一端与异或门U18B的管脚4相连接；比较器U17B的管脚4和管脚8架空；比较器U17A的管脚2接地，第七分压电阻R22的一端与比较器U17A的管脚3、被测电容P17的管脚1相连接，第七分压电阻R22另一端与比较器U17A的管脚4相连接并接地；比较器U17A的管脚8接电源VCC；比较器U17A的管脚1与第八分压电阻R20的一端相连接，第八分压电阻R20的另一端与异或门U18B的管脚5相连接；第二十八滤波电容C21的一端、第九分压电阻R23的一端以及CPU的管脚14相连接，第九电阻R23的另一端与第二十九滤波电容C22的一端、第十分压电阻R24的一端相连接，第十分压电阻R24的另一端与第三十滤波电容C23的一端、第十一分压电阻R25的一端相连接，第十一分压电阻R25的另一端与异或门U18B的管脚6相连接；第二十八滤波电容C21 的另一端、第二十九滤波电容C22的另一端以及第三十滤波电容C23的另一端相连接并接地；所述电容检测电路包括三个电阻和三个电容；第三十一滤波电容C17的一端与第十二分压电阻R17的一端、CPU的管脚15相连接，第十二分压电阻R17的另一端与第三十二滤波电容C18的一端、第十三分压电阻R18的一端相连接，第十三分压电阻R18的另一端与第三十三滤波电容C19的一端、第十四分压电阻R19的一端相连接，第十四分压电阻R19的另一端与比较器U17A的管脚1相连接；所述电压比较电路包括两个异或门、两个电阻和两个电容；异或门U18A的管脚1接地，异或门U18A的管脚2接电源VCC；第十五分压电阻R21的一端与第三十四滤波电容C20的一端、CPU的管脚16连接；第三十四滤波电容C20的另一端接地，第十五分压电阻R21的另一端与异或门U18A的管脚3相连接；异或门U18C的管脚9、管脚10相连接并接地；第十六分压电阻R27的一端与第三十五滤波电容C24的一端、CPU的管脚17相连接；第三十五滤波电容C24的另一端接地，第十六分压电阻R27的另一端与异或门U18C的管脚8相连接。