一种带CAN通信功能的光电传感器数字信号采集电路的制作方法

本发明涉及一种带can通信功能的光电传感器数字信号采集电路。

背景技术：

1、光电传感器通常用3芯线，一根电源正极，一根电源负极，一根信号线。在大型设备中，尤其是传输设备中，一般需要用光电传感器作为检测点，用来触发某个信号，以控制设备的运行，控制板上有专门的光电传感器接口，当使用到的传感器数量较多时，传感器的电缆线不能合理地布线，导致控制板上由于传感器电缆较多造成线路混乱，设备生产时，会对电控技工接线调试造成困扰。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种带can通信功能的光电传感器数字信号采集电路。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带can通信功能的光电传感器数字信号采集电路，其特征在于：包括微控制器、电源转换电路、光耦合器和can通信模块电路；

3、微控制器包含控制单元所必须的外围电路，其作用是对整个电路进行数字信号处理、can总线通信以及逻辑任务处理，是整个光电传感器数字信号采集电路的中央处理单元；

4、电源转换电路，其核心元件是开关电源芯片，将输入的直流24v电源转换为逻辑电压为3.3v的电源，给微控制器、光耦合器和can通信模块电路供电；

5、光耦合器，其作用是将传感器的信号转换成ttl电平，同时能将直流24v电压和直流3.3v电压进行隔离，传递信号的同时能保护微控制器、光耦合器和can通信模块电路，防止微控制器、光耦合器和can通信模块电路遭受高压损坏；

6、can通信模块电路，其作用是通过can收发器将微控制器的ttl电平转换成can通信电平进行传输；

7、还包括拨码开关，用来设置该采集电路的地址；

8、还包括单片机的电源脚滤波电容。

9、本发明的进一步改进在于：微控制器有采集传感器信号的通用输入输出口、led1心跳指示灯控制输入输出口、程序下载口、拨码开关读取输入输出口，以及常用外围电路，并通过can通信将传感器数字信号上传。

10、本发明的进一步改进在于：电源转换电路中还包括二极管，二极管为防反接二极管，当电源正负极接反时，不会对电路造成毁坏；

11、电源转换电路中还包括两个输入电源接口，两个输入电源滤波电容，两个输出3.3v滤波电容。

12、本发明的进一步改进在于：光耦合器包括光电传感器接口、限流电阻和下拉电阻，下拉电阻能给电容放电，电容的作用是当光耦合器导通时，将检测信号电平拉高。

13、本发明的进一步改进在于：can收发器，将ttl电平转换为can电平；

14、can通信模块电路还包括终端匹配电阻，当传输距离较远时通过拨码开关将其使能；

15、can通信模块电路还包括tvs管，当can电平异常时能保护后级线路；

16、can通信模块电路还包括两个can通信接口。

17、本发明的进一步改进在于：该数字信号采集电路工作时，光电传感器接口中，光电传感器接口的第一引脚接直流24v电源，光电传感器接口的第三引脚接地，光电传感器接口的第二引脚接光电传感器的信号引脚，当光电传感器没有被遮挡时，其信号引脚输出高阻态，此时，光耦合器的第一引脚和光耦合器的第二引脚之间内部二极管不导通，光耦合器的第三引脚此时被下拉电阻拉到地，微控制器此时通过光耦合器的第三引脚读取到的电平是低电平，也即数字信号0，当光电传感器被遮挡时，其信号引脚内部的三极管导通，此时光耦合器的第一引脚和光耦合器的第二引脚内部二极管导通，光耦合器的集电极引脚与发射极引脚导通，此时电容被充电至直流3.3v，微控制器此时读取到的电平是高电平，也即数字信号1。微控制器将采集到的数字信号0或1对信号变量的对应位进行相应的设置，设置好的信号变量，通过can通信总线接口或can通信总线接口上传，外部控制板可通过can通信总线接口和can通信总线接口来轮询各个采集电路板，当询到某块采集电路板时，该块板会读取传感器的数字信号电平，将高电平、低电平分别转成数字位的1和0，存储传感器信号的数据变量的对应位做相应的设置，然后通过can通信传送给外部控制板。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：该光电传感器数字信号采集电路不仅带有can通信功能，还能采集传感器数字信号并将信号上传，解决了线路混乱的问题，设备生产时，方便电控技工接线调试，极大地提高了生产效率，降低了由于接线混乱间接导致的设备故障，从而节省了设备制造成本和维护成本。

技术特征：

1.一种带can通信功能的光电传感器数字信号采集电路，其特征在于：包括微控制器（u1）、电源转换电路（2）、光耦合器（u3）和can通信模块电路（4）；

2.根据权利要求1所述的一种带can通信功能的光电传感器数字信号采集电路，其特征在于：微控制器（u1）有采集传感器信号的通用输入输出口、led1心跳指示灯控制输入输出口、程序下载口（j3）、拨码开关读取输入输出口，以及常用外围电路，并通过can通信将传感器数字信号上传。

3.根据权利要求1所述的一种带can通信功能的光电传感器数字信号采集电路，其特征在于：电源转换电路（2）中还包括二极管（d1），二极管（d1）为防反接二极管，当电源正负极接反时，不会对电路造成毁坏；

4.根据权利要求1所述的一种带can通信功能的光电传感器数字信号采集电路，其特征在于：光耦合器（u3）包括光电传感器接口（j4）、限流电阻（r4）和下拉电阻（r5），下拉电阻（r5）能给电容（c6）放电，电容（c6）的作用是当光耦合器（3）导通时，将检测信号电平拉高，传感器从光电传感器接口（j4）接入。

5.根据权利要求1所述的一种带can通信功能的光电传感器数字信号采集电路，其特征在于：can收发器（u4），将ttl电平转换为can电平；

6.根据权利要求1所述的一种带can通信功能的光电传感器数字信号采集电路，其特征在于：该数字信号采集电路工作时，光电传感器接口j4中，光电传感器接口j4的第一引脚接直流24v电源，光电传感器接口j4的第三引脚接地，光电传感器接口j4的第二引脚接光电传感器的信号引脚，当光电传感器没有被遮挡时，其信号引脚输出高阻态，此时，光耦合器（u3）的第一引脚和光耦合器（u3）的第二引脚之间内部二极管不导通，光耦合器（u3）的第三引脚此时被下拉电阻（r5）拉到地，微控制器（u1）此时通过光耦合器（u3）的第三引脚读取到的电平是低电平，也即数字信号0，当光电传感器被遮挡时，其信号引脚内部的三极管导通，此时光耦合器（u3）的第一引脚和光耦合器（u3）的第二引脚内部二极管导通，光耦合器（u3）的集电极引脚与发射极引脚导通，此时电容（c6）被充电至直流3.3v，微控制器（u1）此时读取到的电平是高电平，也即数字信号1。微控制器（u1）将采集到的数字信号0或1对信号变量的对应位进行相应的设置，设置好的信号变量，通过can通信总线接口（j5）或can通信总线接口（j6）上传，外部控制板可通过can通信总线接口（j5）和can通信总线接口（j6）来轮询各个采集电路板，当询到某块采集电路板时，该块板会读取传感器的数字信号电平，将高电平、低电平分别转成数字位的1和0，存储传感器信号的数据变量的对应位做相应的设置，然后通过can通信传送给外部控制板。

技术总结本发明公开了一种带CAN通信功能的光电传感器数字信号采集电路，包括微控制器、电源转换电路、光耦合器和CAN通信模块电路；本发明不仅带有CAN通信功能，还能采集传感器数字信号并将信号上传，解决了线路混乱的问题，设备生产时，方便电控技工接线调试。技术研发人员：戴建伟,汤志锋,梁丹丹受保护的技术使用者：上海擅韬信息技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29