一种多通道控制器的制作方法

1.本实用新型涉及多通道控制器的技术领域，具体而言，涉及一种多通道控制器。


背景技术：

2.随着时代的发展，在科研或工业行业中，常常需要一个上位机控制多个机构或电子设备，而后根据操作者需要进行控制，以实现用一台上位机进行多样化的处理，而现有技术中控制器基本采用单独控制，由此需要一种多通道控制器。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种多通道控制器，其能够达到对多个机构或电子设备进行控制，提高了控制效率。
4.本实用新型的实施例是这样实现的：
5.本技术实施例提供一种多通道控制器，其包括输入模块、主控模块、电源管理模块、电源转换模块、储存模块、通讯模块和输出模块；电源管理模块分别与电源转换模块、输出模块连接；电源转换模块分别与输入模块、主控模块、通讯模块、输出模块、储存模块连接；主控模块分别与输入模块、通讯模块、储存模块、输出模块连接；输入模块包括多个输入单元，任一输入单元分别与主控模块、电源转换模块连接；输出模块包括多个输出单元，任一输出单元分别主控模块、电源转换模块、电源管理模块连接。
6.在本实用新型的一些实施例中，主控模块包括处理器u1.1、处理器u1.2、开关key1、电阻r1、电阻r2、电容c1、开关key2，处理器u1.1的启动端通过电阻r1接地；处理器u1.1的启动端通过开关key1与电源转换模块连接，处理器u1.1的复位端通过电阻r2与电源转换模块连接；处理器u1.1的复位端通过电容c1接地；开关key2与电容c1并联；处理器u1.2的电压回馈端、电源电压输入端分别与电源转换模块连接。
7.在本实用新型的一些实施例中，电源管理模块包括电源管理芯片u10、电容c24、电容c26、电解电容c28、电感l2、电阻r33、电阻r34、电阻r35、电阻r36、二极管d6；电源管理芯片u10的复位启动端通过电容c24与电源管理芯片u10的高偏功率源极端连接，电源管理芯片u10的高偏功率源极端通过电阻r35、电阻r36接地；电阻r35、电阻r36的公共端与电源管理芯片u10的电压监控输入端连接；电源管理芯片u10的使能端通过电阻r33接地，电源管理芯片u10的使能端通过电阻r34与电源管理芯片u10的电压输入端连接；二极管d6阴极与电源管理芯片u10的高偏功率源极端连接，二极管d6的阳极接地，电解电容c28的正极与电感l2、电阻r35的公共端连接，电解电容c28的负极与二极管d6的阳极连接；电容c26与电解电容c28并联；电感l2、电阻r35的公共端分别与电源转换模块、输出模块连接。
8.在本实用新型的一些实施例中，电源转换模块包括稳压器u5、电解电容c11、电解电容c12、电容c19、电容c20和电容c21；稳压器u5的电压输入端与电感l2、电阻r35的公共端连接；稳压器u5的电压输出端通过电解电容c12、电解电容c11与稳压器u5的电压输入端连接；电容c19与电解电容c11并联；电容c21与电容c19并联；电容c20与电解电容c12并联；稳
压器u5的电压输出端分别与电阻r2、处理器u1.2的电压回馈端、储存模块、通讯模块、输入模块、输出模块连接。
9.在本实用新型的一些实施例中，输出单元包括光耦合器u8、电阻r21、电阻r22、场效应管q5插接件u11；光耦合器u8的电压输入端与电感l2、电阻r35的公共端连接；光耦合器u8的电压输入端与光耦合器u8的使能端连接，光耦合器u8的电压输入端通过电阻r21与光耦合器u8的开路输出集电极端连接；光耦合器u8的开路输出集电极端与场效应管q5的栅极连接，场效应管q5的源极与电感l2、电阻r35的公共端连接；场效应管q5的漏极插接件u11连接；光耦合器u8的阳极通过电阻r22与稳压器u5的电压输出端连接；光耦合器u8的阴极与处理器u1.1的信号输出端连接。
10.在本实用新型的一些实施例中，输入单元包括光耦合器u9、电阻r4、电阻r5、电阻r43和插接件u19；光耦合器u9的电压输入端与电感l2、电阻r35的公共端连接；光耦合器u9的电压输入端与光耦合器u9的使能端连接，光耦合器u9的电压输入端通过电阻r43与光耦合器u9的开路输出集电极端连接；光耦合器u9的开路输出集电极端与处理器u1.1的信号输入端连接；光耦合器u9的阳极通过电阻r5、电阻r4与光耦合器u9的阴极连接，光耦合器u9的阴极与插接件u19连接；电阻r5、电阻r4的公共端与稳压器u5的电压输出端连接。
11.在本实用新型的一些实施例中，通讯模块包括can通信单元和rs-458通信单元；can通信单元分别与电源转换模块、主控模块连接；rs-458通信单元分别与电源转换模块、主控模块连接。
12.在本实用新型的一些实施例中，can通信单元包括can接口芯片u12、电阻r7、电阻r8、电阻r9、双向稳压管d1、双向稳压管d2和插接件u14；can接口芯片u12的发送器数据输入端与处理器u1.1信号输出端连接；can接口芯片u12的接收器数据输出端与处理器u1.1信号输入端连接；can接口芯片u12的电压输入端与稳压器u5的电压输出端连接；can接口芯片u12的高电位电压输入输出端通过电阻r9与can接口芯片u12的低电位电压输入输出端连接；双向稳压管d1的一端与电阻r9的一端连接，双向稳压管d1的另一端接地；双向稳压管d2的一端与电阻r9的另一端连接，双向稳压管d2的另一端接地。
13.在本实用新型的一些实施例中，rs-458通信单元包括rs-458接口芯片u4、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、双向稳压管d3、双向稳压管d4和插接件u15；rs-458接口芯片u4的接收器输出端与处理器u1.1的pa3引脚连接；rs-458接口芯片u4的接收使能信号端与rs-458接口芯片u4的发送使能信号端连接，rs-458接口芯片u4的发送使能信号端通过电阻r12与处理器u1.1的pa1引脚连接；rs-458接口芯片u4的发送数据收入端与处理器u1.1的pa2引脚连接；rs-458接口芯片u4的电压输入端与稳压器u5的电压输出端连接；rs-458接口芯片u4的a线端口通过电阻r10与rs-458接口芯片u4的b线端口连接；插接件u15与电阻r10并联；双向稳压管d3的一端与电阻r10的一端连接，双向稳压管d3的另一端接地；双向稳压管d4的一端与电阻r10的另一端连接，双向稳压管d4的另一端接地。
14.在本实用新型的一些实施例中，还包括警报模块，警报模块包括蜂鸣器b1、二极管d5、电阻r27、电阻r28和三极管q1，蜂鸣器b1的正极通过电阻r27与电感l2、电阻r35的公共端连接；蜂鸣器b1的正极通过二极管d5与蜂鸣器b1的负极连接；蜂鸣器b1的负极与三极管q1的集电极连接，三极管q1的发射极接地，三极管的基极通过电阻r28与处理器u1.1的pb1引脚连接。
15.相对于现有技术，本实用新型的实施例至少具有如下优点或有益效果：
16.鉴于现有技术的不足，本设计采用这种多通道控制器与配套的上位机连接，并利用多通道控制器内的通讯模块对下位机、需要控制的机构或电子设备发送控制信号，从而达到控制的目的；其中设置电源管理模块的目的主要是为电源管理模块以及输出模块提供适配的电压，而电源转换模块则是将电源管理模块的电压进行转换，从而适配输入模块、通讯模块、储存模块以及主控模块；同时为了达到控制器多通道的效果，输入模块由多个输入单元组成，输出模块由多个输出单元组成，输入模块与输出模块分别连接不同待控制机构或电子设备，且数量根据操作人员需要进行设置，从而达到一台上位机进行多通道控制，从而提高了控制效率，提高了便捷性，降低了成本。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
18.图1为本实用新型一种多通道控制器的结构示意图；
19.图2为本实用新型中主控模块的电路原理图；
20.图3为本实用新型中电源管理模块的电路原理图；
21.图4为本实用新型中电源转换模块的电路原理图；
22.图5为本实用新型中输出单元的电路原理图；
23.图6为本实用新型中输入单元的电路原理图；
24.图7为本实用新型中can通信单元的电路原理图；
25.图8为本实用新型中rs-458通信单元的电路原理图；
26.图9为本实用新型中警报模块的电路原理图。
27.图标：1、输入模块；11、输入单元；2、通讯模块；3、储存模块；4、主控模块；5、电源转换模块；6、电源管理模块；7、输出模块；71、输出单元。
具体实施方式
28.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
29.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
30.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
32.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
33.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
34.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。
35.实施例
36.请参阅图1，为本技术实施例提供的一种多通道控制器，包括输入模块1、主控模块4、电源管理模块6、电源转换模块5、储存模块3、通讯模块2和输出模块7；电源管理模块6分别与电源转换模块5、输出模块7连接；电源转换模块5分别与输入模块1、主控模块4、通讯模块2、输出模块7、储存模块3连接；主控模块4分别与输入模块1、通讯模块2、储存模块3、输出模块7连接；输入模块1包括多个输入单元11，任一输入单元11分别与主控模块4、电源转换模块5连接；输出模块7包括多个输出单元71，任一输出单元71分别主控模块4、电源转换模块5、电源管理模块6连接。
37.在本实用新型的一些实施例中，鉴于现有技术的不足，本设计采用这种多通道控制器与配套的上位机连接，并利用多通道控制器内的通讯模块2对下位机、需要控制的机构或电子设备发送控制信号，从而达到控制的目的；其中设置电源管理模块6的目的主要是为电源管理模块6以及输出模块7提供适配的电压，而电源转换模块5则是将电源管理模块6的电压进行转换，从而适配输入模块1、通讯模块2、储存模块3以及主控模块4；同时为了达到控制器多通道的效果，输入模块1由多个输入单元11组成，输出模块7由多个输出单元71组成，输入模块1与输出模块7分别连接不同待控制机构或电子设备，且数量根据操作人员需要进行设置，从而达到一台上位机进行多通道控制，提高了便捷性，降低了成本。
38.请参阅图2，在本实用新型的一些实施例中，主控模块4包括处理器u1.1、处理器u1.2、开关key1、电阻r1、电阻r2、电容c1、开关key2，处理器u1.1的启动端通过电阻r1接地；处理器u1.1的启动端通过开关key1与电源转换模块5连接，处理器u1.1的复位端通过电阻r2与电源转换模块5连接；处理器u1.1的复位端通过电容c1接地；开关key2与电容c1并联；处理器u1.2的电压回馈端、电源电压输入端分别与电源转换模块5连接。
39.在本实用新型的一些实施例中，主控模块4中主要的处理器u1.1其型号采用stm32f103rct6；其为cortex-m3基础型mcu72mhz cpu，具有256kb flash、48kb sram、lqfp64封装形式，并且运行温度范围在-40℃到85℃，由此能在现有的自然环境温度下均能良好运行，从而提高了工作的稳定性。
40.请参阅图3，在本实用新型的一些实施例中，电源管理模块6包括电源管理芯片u10、电容c24、电容c26、电解电容c28、电感l2、电阻r33、电阻r34、电阻r35、电阻r36、二极管d6；电源管理芯片u10的复位启动端通过电容c24与电源管理芯片u10的高偏功率源极端连接，电源管理芯片u10的高偏功率源极端通过电阻r35、电阻r36接地；电阻r35、电阻r36的公共端与电源管理芯片u10的电压监控输入端连接；电源管理芯片u10的使能端通过电阻r33接地，电源管理芯片u10的使能端通过电阻r34与电源管理芯片u10的电压输入端连接；二极管d6阴极与电源管理芯片u10的高偏功率源极端连接，二极管d6的阳极接地，电解电容c28的正极与电感l2、电阻r35的公共端连接，电解电容c28的负极与二极管d6的阳极连接；电容c26与电解电容c28并联；电感l2、电阻r35的公共端分别与电源转换模块5、输出模块7连接。
41.在本实用新型的一些实施例中，电源管理芯片u10的型号采用tps5430ddag4，其在电子设备系统中担负着电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责；具体而言利用外接电路为电源转换模块5和输出模块7提供5v的适配电压。
42.请参阅图4，在本实用新型的一些实施例中，电源转换模块5包括稳压器u5、电解电容c11、电解电容c12、电容c19、电容c20和电容c21；稳压器u5的电压输入端与电感l2、电阻r35的公共端连接；稳压器u5的电压输出端通过电解电容c12、电解电容c11与稳压器u5的电压输入端连接；电容c19与电解电容c11并联；电容c21与电容c19并联；电容c20与电解电容c12并联；稳压器u5的电压输出端分别与电阻r2、处理器u1.2的电压回馈端、储存模块3、通讯模块2、输入模块1、输出模块7连接。
43.在本实用新型的一些实施例中，稳压器u5采用的型号为ams1117-3.3，其作为一种输出电压为3.3v的正向低压降稳压器，利用其适用于高效率线性稳压器进行对电源管理模块6的转换，使得其提供3.3v的电压，以适配主控模块4、输入模块1、储存模块3、通信模块以及输出模块7。
44.请参阅图5，在本实用新型的一些实施例中，输出单元71包括光耦合器u8、电阻r21、电阻r22、场效应管q5插接件u11；光耦合器u8的电压输入端与电感l2、电阻r35的公共端连接；光耦合器u8的电压输入端与光耦合器u8的使能端连接，光耦合器u8的电压输入端通过电阻r21与光耦合器u8的开路输出集电极端连接；光耦合器u8的开路输出集电极端与场效应管q5的栅极连接，场效应管q5的源极与电感l2、电阻r35的公共端连接；场效应管q5的漏极插接件u11连接；光耦合器u8的阳极通过电阻r22与稳压器u5的电压输出端连接；光耦合器u8的阴极与处理器u1.1的信号输出端连接。
45.请参阅图6，在本实用新型的一些实施例中，输入单元11包括光耦合器u9、电阻r4、电阻r5、电阻r43和插接件u19；光耦合器u9的电压输入端与电感l2、电阻r35的公共端连接；光耦合器u9的电压输入端与光耦合器u9的使能端连接，光耦合器u9的电压输入端通过电阻r43与光耦合器u9的开路输出集电极端连接；光耦合器u9的开路输出集电极端与处理器u1.1的信号输入端连接；光耦合器u9的阳极通过电阻r5、电阻r4与光耦合器u9的阴极连接，光耦合器u9的阴极与插接件u19连接；电阻r5、电阻r4的公共端与稳压器u5的电压输出端连
接。
46.在本实用新型的一些实施例中，上述的输出单元71与输出单元71仅仅为单个输出单元71和输入单元11的结构，而整个本设计采用多个输入单元11与输出单元71，旨在连接多个需要进行控制的机构或电子设备，其中光耦合器u8的型号采用6n137，是单向传输信号，输入端与输出端完全实现了电气隔离，抗干扰能力强，使用寿命长，传输效率高。
47.在本实用新型的一些实施例中，通讯模块2包括can通信单元和rs-458通信单元；can通信单元分别与电源转换模块5、主控模块4连接；rs-458通信单元分别与电源转换模块5、主控模块4连接。
48.在本实用新型的一些实施例中，通讯模块2主要用于信号的传输，其中can通信单元用于多通道控制器与各个下位机节点的控制以及信号的传输，而rs-458通信单元则用于直接控制待控制的机构或电子设备。
49.请参阅图7，在本实用新型的一些实施例中，can通信单元包括can接口芯片u12、电阻r7、电阻r8、电阻r9、双向稳压管d1、双向稳压管d2和插接件u14；can接口芯片u12的发送器数据输入端与处理器u1.1信号输出端连接；can接口芯片u12的接收器数据输出端与处理器u1.1信号输入端连接；can接口芯片u12的电压输入端与稳压器u5的电压输出端连接；can接口芯片u12的高电位电压输入输出端通过电阻r9与can接口芯片u12的低电位电压输入输出端连接；双向稳压管d1的一端与电阻r9的一端连接，双向稳压管d1的另一端接地；双向稳压管d2的一端与电阻r9的另一端连接，双向稳压管d2的另一端接地。
50.在本实用新型的一些实施例中，其中can通信单元中can接口芯片u12的型号采用sit1050t，其具有成本低，兼容性强等优点，且其工作温度为-40℃至125℃，由此能在现有的自然环境温度下均能良好运行，从而提高了工作的稳定性。
51.请参阅图8，在本实用新型的一些实施例中，rs-458通信单元包括rs-458接口芯片u4、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、双向稳压管d3、双向稳压管d4和插接件u15；rs-458接口芯片u4的接收器输出端与处理器u1.1的pa3引脚连接；rs-458接口芯片u4的接收使能信号端与rs-458接口芯片u4的发送使能信号端连接，rs-458接口芯片u4的发送使能信号端通过电阻r12与处理器u1.1的pa1引脚连接；rs-458接口芯片u4的发送数据收入端与处理器u1.1的pa2引脚连接；rs-458接口芯片u4的电压输入端与稳压器u5的电压输出端连接；rs-458接口芯片u4的a线端口通过电阻r10与rs-458接口芯片u4的b线端口连接；插接件u15与电阻r10并联；双向稳压管d3的一端与电阻r10的一端连接，双向稳压管d3的另一端接地；双向稳压管d4的一端与电阻r10的另一端连接，双向稳压管d4的另一端接地。
52.在本实用新型的一些实施例中，rs485通信单元共经历了rs232和rs422两种标准的发展，它继承了rs422绝大部分的特点，并且还具备rs232所不具有的联网功能。相比于另外两种标准的通信单元，rs485标准的设备性能得到了极大的提高。其一个驱动器的驱动能力至少可以驱动32个接收器，阻抗越高，可驱动的接收器数量越多。一般情况下，各个设备只有在进行数据传输时才会导通线路驱动器，并且在其高阻抗状态下，驱动器会停止工作，以保证其他设备能进行正常数据传输。且市场上有很多设备都带有rs485接口，像光端机等，从而提高了适配性。
53.请参阅图9，在本实用新型的一些实施例中，还包括警报模块，警报模块包括蜂鸣器b1、二极管d5、电阻r27、电阻r28和三极管q1，蜂鸣器b1的正极通过电阻r27与电感l2、电
阻r35的公共端连接；蜂鸣器b1的正极通过二极管d5与蜂鸣器b1的负极连接；蜂鸣器b1的负极与三极管q1的集电极连接，三极管q1的发射极接地，三极管的基极通过电阻r28与处理器101的pb1引脚连接。
54.在本实用新型的一些实施例中，对于整个系统中一旦发生了故障，利用警报模块中的蜂鸣器或其他警报装置进行报警，提高了安全性。
55.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
56.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。