驱动电路及工控机的制作方法

本申请实施例涉及设备驱动，具体涉及一种驱动电路及工控机。

背景技术：

1、在现代化工业生产当中，通常将工控机与外部电子设备连接以驱动外部设备进行工作。现有的方案当中，大多由工控机直连外部设备为其供电，并通过导通或断开供电线路实现对外部设备的驱动控制，受限于工控机内控制电路的功率情况，使得工控机仅能向外部设备输入较低电平的驱动信号，因此较难实现对大功率外部设备的驱动。

2、此外，在工业生产的外部设备的控制中，往往存在较强的电磁干扰环境，因此在工控机与外部设备直连的情况下，极易出现工控机受到外部设备的电磁干扰出现异常甚至损坏的情况。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种驱动电路及工控机，能够增强驱动电路的抗电磁干扰能力，保障驱动电路的正常工作。

2、根据本申请实施例的一个方面，提供一种驱动电路，包括控制模块、输出光耦模块、输入光耦模块以及通用输入输出端口gpio模块，控制模块、输出光耦模块及gpio模块依次连接，gpio模块、输入光耦模块及控制模块依次连接，gpio模块用于连接外部设备；控制模块用于向输出光耦模块发送第一电平信号，输出光耦模块用于在接收到第一电平信号后，基于光电耦合导通外部设备通过gpio模块连接于输出光耦模块上的驱动回路，以驱动外部设备工作，其中，第一电平信号的电平值低于驱动回路的电平值；gpio模块用于将外部设备工作时反馈的第二电平信号发送至输入光耦模块，输入光耦模块用于在接收到第二电平信号后，基于光电耦合导通控制模块与输入光耦模块之间的反馈线路，以使控制模块获取到用于表征外部设备处于工作状态的第三电平信号，其中，第二电平信号的电平值高于第三电平信号的电平值。

3、在一种可选的方式中，输出光耦模块具有第一电平引脚和第一输出引脚，第一电平引脚呈固定电平值，第一输出引脚与控制模块连接；输出光耦模块在第一电平引脚和第一输出引脚之间串联有第一发光单元，第一发光单元被配置为在默认状态下不发光，在第一输出引脚接收到控制模块发送的第一电平信号时发光，其中，第一电平信号的电平值和第一电平引脚的电平值中，一个为高电平，另一个为低电平；输出光耦模块还具有公共输出引脚和第二输出引脚，公共输出引脚和第二输出引脚均与gpio模块连接，公共输出引脚的电平值和第二输出引脚的电平值中，一个为高电平，另一个为低电平；输出光耦模块在公共输出引脚和第二输出引脚之间串联有第一开关单元，第一开关单元用于在第一发光单元发光时导通，以使连接于公共输出引脚和第二输出引脚上的驱动回路导通；输入光耦模块具有公共输入引脚和第一输入引脚，公共输入引脚和第一输入引脚均与gpio模块连接，公共输入引脚呈固定电平值；输入光耦模块在公共输入引脚和第一输入引脚之间串联有第二发光单元，第二发光单元被配置为在默认状态下不发光，在第一输入引脚接收到外部设备发送的第二电平信号时发光，其中，第二电平信号的电平值和第一输入引脚的电平值中，一个为高电平，另一个为低电平；输入光耦模块还具有第二电平引脚和第二输入引脚，第二输入引脚与控制模块连接，第二电平引脚的电平值和第二输入引脚的电平值中，一个为高电平，另一个为低电平；输入光耦模块在第二电平引脚和第二输入引脚之间串联有第二开关单元，第二开关单元用于在第二发光单元发光时导通，以使第二输入引脚的电平值变化为与第二电平引脚的电平值相等，从而供控制模块获取在第二电平引脚上形成的为变化后电平值的第三电平信号。

4、在一种可选的方式中，输出光耦模块具有多个第一输出引脚和多个第二输出引脚，第一电平引脚与每个第一输出引脚之间均串联有第一发光单元，公共输出引脚与每个第二输出引脚之间均串联有第一开关单元，第一输出引脚与第二输出引脚的数量相同且一一对应，使得第一发光单元与第一开关单元数量相同且一一对应；和/或，输入光耦模块具有多个第一输入引脚和多个第二输入引脚，公共输入引脚与每个第一输入引脚之间均串联有第二发光单元，第二电平引脚与每个第二输入引脚之间均串联有第二开关单元，第一输入引脚与第二输入引脚的数量相同且一一对应，使得第二发光单元与第二开关单元数量相同且一一对应。

5、在一种可选的方式中，第一电平信号呈低电平，第一电平引脚与电源连接以呈高电平。

6、在一种可选的方式中，控制模块与第一输出引脚之间串联有第一限流电阻，第一电平引脚与电源之间串联有第二限流电阻。

7、在一种可选的方式中，第二电平引脚接地以呈低电平，使得第三电平信号呈低电平；公共输入引脚呈高电平，第二电平信号呈低电平；或，公共输入引脚呈低电平，第二电平信号呈高电平。

8、在一种可选的方式中，gpio模块和第一输入引脚之间串联有第三限流电阻。

9、在一种可选的方式中，控制模块包括主控单元、系统管理总线和子控制单元，主控单元通过系统管理总线与子控制单元连接，子控制单元通过通用输出线路与输出光耦模块连接，子控制单元通过通用输入线路与输入光耦模块连接。

10、在一种可选的方式中，系统管理总线上设置有mos管，以将系统管理总线上与主控单元连接一端的电平和与子控制单元连接一端相互隔离，系统管理总线上在mos管和与子控制单元连接一端之间设置有第一上拉电阻，以将系统管理总线上位于mos管和子控制单元之间的信号的电平拉高为子控制单元的工作电平。

11、根据本申请实施例的另一个方面，提供一种工控机，其特征在于，包括上述任一项中的驱动电路，工控机用于通过驱动电路驱动与其连接的外部设备工作。

12、本申请实施例提供的驱动电路通过在控制模块与gpio模块之间接入输出光耦模块和输入光耦模块，整个驱动电路当中，控制模块控制输出光耦模块和输入光耦模块对连接于gpio模块的外部设备进行驱动隔离输出，控制模块的信号电路不直接与gpio模块及其上连接的外部设备交互，从而在实现控制模块端输出的较低电平对外部设备端较高电平的驱动回路进行导通控制的同时(也即实现对大功率外部设备驱动控制的同时)，能够有效隔离例如plc、继电器等外部设备高频率开启和关断时的电磁干扰，提升驱动电路的抗电磁干扰能力。上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

技术特征：

1.一种驱动电路，其特征在于，包括控制模块、输出光耦模块、输入光耦模块以及通用输入输出端口gpio模块，所述控制模块、所述输出光耦模块及所述gpio模块依次连接，所述gpio模块、所述输入光耦模块及所述控制模块依次连接，所述gpio模块用于连接外部设备；

2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述输出光耦模块具有第一电平引脚和第一输出引脚，所述第一电平引脚呈固定电平值，所述第一输出引脚与所述控制模块连接；所述输出光耦模块在所述第一电平引脚和所述第一输出引脚之间串联有第一发光单元，所述第一发光单元被配置为在默认状态下不发光，在所述第一输出引脚接收到所述控制模块发送的所述第一电平信号时发光，其中，所述第一电平信号的电平值和所述第一电平引脚的电平值中，一个为高电平，另一个为低电平；

3.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，

4.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述第一电平信号呈低电平，所述第一电平引脚与电源连接以呈高电平。

5.根据权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，所述控制模块与所述第一输出引脚之间串联有第一限流电阻，所述第一电平引脚与所述电源之间串联有第二限流电阻。

6.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述第二电平引脚接地以呈低电平，使得所述第三电平信号呈低电平；

7.根据权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，所述gpio模块和所述第一输入引脚之间串联有第三限流电阻。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的驱动电路，其特征在于，所述控制模块包括主控单元、系统管理总线和子控制单元，所述主控单元通过所述系统管理总线与所述子控制单元连接，所述子控制单元通过通用输出线路与所述输出光耦模块连接，所述子控制单元通过通用输入线路与所述输入光耦模块连接。

9.根据权利要求8所述的驱动电路，其特征在于，所述系统管理总线上设置有mos管，以将所述系统管理总线上与所述主控单元连接一端的电平和与所述子控制单元连接一端相互隔离，所述系统管理总线上在所述mos管和与所述子控制单元连接一端之间设置有第一上拉电阻，以将所述系统管理总线上位于所述mos管和所述子控制单元之间的信号的电平拉高为所述子控制单元的工作电平。

10.一种工控机，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的驱动电路，所述工控机用于通过所述驱动电路驱动与其连接的外部设备工作。

技术总结本申请涉及设备驱动技术领域，公开了一种驱动电路及工控机，该驱动电路包括控制模块、输出光耦模块、输入光耦模块以及GPIO模块；控制模块用于向输出光耦模块发送第一电平信号，输出光耦模块用于在接收到第一电平信号后，基于光电耦合导通外部设备通过GPIO模块连接于输出光耦模块上的驱动回路，以驱动外部设备工作；GPIO模块用于将外部设备工作时反馈的第二电平信号发送至输入光耦模块，输入光耦模块用于在接收到第二电平信号后，基于光电耦合导通控制模块与输入光耦模块之间的反馈线路，以使控制模块获取到用于表征外部设备处于工作状态的第三电平信号。通过上述方式，本申请能够增强驱动电路的抗电磁干扰能力，保障驱动电路的正常工作。技术研发人员：黄海潮,程传阳,罗俊杰,陈志列受保护的技术使用者：研祥高科技控股集团有限公司技术研发日：20231113技术公布日：2024/7/15