[实用新型]矩阵式数字量信号采集器

说明书

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，属于自动化控制系统中的信号采集领域开放式控制的批量数字量输入技术，涉及一种矩阵式数字量信号采集器。

背景技术

目前机械设备的自动化程度越来越高，控制系统需要采集现场的状态量也越来越多，尤其是各种开关量，一个点就需要占用控制器的一个输入点，而硬件资源特别有限，在进行嵌入式系统开发时，很多情况下IO资源都不能满足使用需求。如采用PLC控制需要添加大量的输入模块，增加机架进行扩展，增加硬件成本和要求较大的安装空间，布线也十分复杂；另外，总线形式的分布式站点采集模块接口不开放，要求控制器具备相应总线资源，使用不灵活，增加成本。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种矩阵式数字量信号采集器，解决了现有技术中存在硬件IO资源有限，扩容采集现场的状态量时，需要增加机架进行扩展，增加硬件成本和要求较大的安装空间，布线十分复杂；在需要用到的大状态量输入时接线复杂，IO资源利用不充分的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种矩阵式数字量信号采集器，包括直流降压电路，直流降压电路的输出端分别与矩阵列扫描缓存驱动电路、矩阵逻辑电路、矩阵行信号读取电路和信号输入电路同时连接，矩阵列扫描缓存驱动电路的一个输出端与级联接口电路连接，矩阵列扫描缓存驱动电路的另一个输出端与矩阵逻辑电路连接，信号输入电路的输出端与矩阵逻辑电路连接，矩阵逻辑电路的输出端与矩阵行信号读取电路连接；

所述的直流降压电路包括DC-DC，DC-DC输入端同时与PRW和24V电源连接，DC-DC输出端与5V电源连接，DC-DC还设置有接地端。

本实用新型的有益效果是，基于矩阵式和同步串行列扫描的数字量信号采集器，实现采用单套该设备，利用控制器的8输入通道和3输出通道就能够读取64个数字量，同时可以将该采集器进行级联，在扫描周期允许的情况下实现128点、192点、256点甚至更多点数的读取，从而大大节约输入通道；同时远程采集时布线简洁，是一种分布式采集的低成本解决方案。

附图说明

图1是本实用新型装置的模块整体连接框图；

图2是本实用新型装置中的矩阵列扫描缓存驱动电路102、直流降压电路101及级联接口电路105原理图；

图3是本实用新型装置中的矩阵行信号读取电路104原理图；

图4是本实用新型装置中的矩阵逻辑电路103原理图；

图5是本实用新型装置中的信号输入电路106中的第一和第八组的原理图；

图6是本实用新型的矩阵列控制信号的时序控制示意图。

图中，101.直流降压电路，102.矩阵列扫描缓存驱动电路，103.矩阵逻辑电路，104.矩阵行信号读取电路，105.级联接口电路，106.信号输入电路，

另外，R1、R2…R203分别表示各个电阻；

OU1、OU2…OU20分别表示各个光电耦合器；

NA1、NA2、NA3、NA4…NA16分别表示各个与非门器件；

U1是串入并出移位芯片；

DI1、DI2…DI64分别表示各个数字量信号的输入端子；

DO1、DO2…DO8分别表示采集点信号的批量输出端子；

F1、F2…F8分别表示矩阵列扫描电路104的列输出信号与矩阵逻辑电路103的连接点；

Q0、Q2…Q7分别表示矩阵列扫描缓存驱动电路102与矩阵逻辑电路103的连接点；

P11、P12…P88分别表示矩阵行信号读取电路104与信号输入电路106的连接点；

PWR为24V电源端，SI、SCK、CLR分别控制端的串行数据信号，移位控制信号和缓存器、寄存器清除信号；

SRCK、SER、QH、RCK、Cache和Q0-Q7分别指74HC595的移位脉冲信号、串行数据信号、锁存脉冲信号、串行数据输出端信号、移位缓存器信号和输出口的信号。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。