8通道110v數字量pc104控制卡及控制方法
2023-06-02 16:38:31 3
8通道110v數字量pc104控制卡及控制方法
【專利摘要】本發明涉及一種8通道110V數字量PC104控制卡及控制方法，PC104控制卡包括現場可編程邏輯陣列、保護電路單元、控制電路單元、隔離電路單元和通信接口電平轉換電路單元，現場可編程邏輯陣列輸出接口通過一隔離電路單元連接到一控制電路單元，現場可編程邏輯陣列通信接口連接至一通信接口電平轉換電路單元；控制電路單元上級聯有一或多個保護電路單元；現場可編程邏輯陣列還連接一設備PC104接口，用於8通道110V數字量信號進行並行控制。採用高性能的現場可編程邏輯陣列對8路110V數字量信號進行實時並行控制，實時性高、可靠性高。本發明可以在任何具有PC104接口的設備上直接使用，實用性、通用性強。
【專利說明】8通道110V數字量PC104控制卡及控制方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種數字量信號控制卡，特別涉及一種具有PC104接口，可進行8路I1v數字量控制工作的數位訊號控制卡及控制方法。
【背景技術】
[0002]目前，公知的PC104接口的數字量信號控制卡最高僅支持24V數字量信號控制，無法實現I1v高壓數字量信號接入，進而也無法進行IlOV數字量信號控制。
【發明內容】
[0003]為了克服現有PC104數字量控制卡不能實現I1V數字量信號輸入，本發明提供一種新型PC104接口的數字量控制卡，不僅採用了標準的PC104通信協議，而且能夠實現I1V
數字量控制工作。
[0004]為了實現上述目的，本發明的技術方案為:一種8通道I1V數字量PC104控制卡，其特徵在於，包括現場可編程邏輯陣列、保護電路單元、控制電路單元、隔離電路單元和通信接口電平轉換電路單元，
[0005]所述現場可編程邏輯陣列輸出接口通過一隔離電路單元連接到一控制電路單元，所述現場可編程邏輯陣列通信接口連接至一通信接口電平轉換電路單元；
[0006]所述控制電路單元上級聯有一或多個保護電路單元；
[0007]所述現場可編程邏輯陣列還連接一設備PC104接口，用於8通道IlOV數字量信號進行並行控制。
[0008]更進一步，所述輸出控制電路單元優選由電阻、電容、二極體、場效應管組成的控制電路。
[0009]更進一步，所述保護電路單元優選由TVS管組成的保護電路。
[0010]更進一步，所述可編程邏輯陣列內置FLASH功能的FPGA組成的可編程邏輯門陣列。
[0011 ] 更進一步，所述通信接口電平轉換電路單元優選由電平轉換晶片、電阻、電容組成的電平轉換電路。
[0012]更進一步，所述隔離電路單元優選由光耦、電阻以及隔離電源組成的隔離電路。
[0013]可選地，所述通信接口電平轉換電路單元優選電壓範圍5v?3v的雙向電平轉換電路。
[0014]可選地，所述控制卡採用標準PC104通信協議接口並通過連接一背板接口與主機連接。
[0015]可選地，所述可編程邏輯陣列採用FPGA或FPLA的PLD可編程器件。
[0016]本發明還提出一種8通道IlOV數字量PC104控制方法，步驟如下，
[0017]I)主機控制信息通過設備PC104接口與現場可編程邏輯陣列通信，經與現場可編程邏輯陣列通信接口連接的電平轉換電路單元轉換後進入現場可編程邏輯陣列；
[0018]2 )在所述現場可編程邏輯陣列產生輸出控制信號，控制信號由隔離電路單元進入控制電路單元；在控制電路單元上級聯有一或多個保護電路單元；
[0019]3)根據現場可編程邏輯陣列對所述8通道IlOV數字量信號進行並行控制。
[0020]本發明的有益效果是:本發明結構簡單、成本低。採用高性能的現場可編程邏輯陣列對8路IlOV數字量信號進行實時並行控制，實時性高、可靠性高。本發明可以在任何具有PC104接口的設備上直接使用，實用性、通用性強
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021 ] 圖1為本發明具體實施例的電路原理框圖；
[0022]圖2是本發明具體實施例的電路原理圖；
[0023]圖3是本發明具體實施例的電路原理框圖。
【具體實施方式】
[0024]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，可以理解的是，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0025]在一實施例中本發明8通道IlOV數字量PC104控制卡，包括現場可編程邏輯陣列FPLA或FPGA、保護電路單元、控制電路單元、隔離電路單元和通信接口電平轉換電路單元。其中，現場可編程邏輯陣列FPLA或FPGA輸出接口通過隔離電路單元連接到控制電路單元，現場可編程邏輯陣列FPLA或FPGA通信接口連接至通信接口電平轉換電路單元，同時在控制電路單元上級聯有保護電路單元。現場可編程邏輯陣列FPLA或FPGA通過PC104接口接收來自主機的控制信息，進行分析、處理，然後現場可編程邏輯陣列FPLA或FPGA產生輸出控制信號經過隔離電路單元進入到I1V控制電路中，實現對I1V信號進行控制，從而實現主控機通過PC104接口進行I1V數字量信號控制工作。
[0026]如圖1所示，是本發明一種8通道I1V數字量PC104控制卡一實施例中電路結構示意圖，包括現場可編程邏輯陣列、保護電路單元、控制電路單元、隔離電路單元和通信接口電平轉換電路單元。其中，現場可編程邏輯陣列輸出接口通過隔離電路單元連接到控制電路單元，現場可編程邏輯陣列通信接口連接至通信接口電平轉換電路單元，同時在控制電路單元上級聯有保護電路單元，控制過載。現場可編程邏輯陣列FPLA通過PC104接口接收來自主機的控制信息，進行分析、處理，然後現場可編程邏輯陣列產生輸出控制信號經過隔離電路單元進入到IlOV控制電路中，實現對IlOV信號進行控制。
[0027]如圖2所示是本發明一種8通道IlOV數字量PC104控制卡的一實施例中控制控制電路單元示意圖，包括現場可編程邏輯門陣列FPGA、保護電路、控制電路、隔離電路和通信接口電平轉換電路。現場可編程邏輯門陣列FPGA輸出接口通過隔離電路連接到控制電路，現場可編程邏輯陣列通信接口連接至通信接口電平轉換電路，在控制電路上級聯有保護電路。現場可編程邏輯陣列通過PC104接口接收來自主機的控制信息，進行分析、處理，然後現場可編程邏輯陣列產生輸出控制信號經過隔離電路進入到IlOV控制電路中，實現對IlOV信號進行控制，從而實現主控機通過PC104接口進行IlOV數字量信號控制工作。
[0028]輸出控制電路優選由電阻、電容、二極體、場效應管組成的控制電路。
[0029]保護電路優選由120VTVS管組成的保護電路。
[0030]可編程邏輯陣列採用內置FLASH的FPGA組成的可編程邏輯門陣列。
[0031 ] 通信接口電平轉換電路優選由電平轉換晶片、電阻、電容組成的電平轉換電路。
[0032]隔離電路優選由光耦、電阻、隔離電源組成的隔離電路。
[0033]如圖3所示，通信接口電平轉換電路單元優選為5v?3v的雙向電平轉換電路，實現主控機通過PC104接口進行電源模塊IlOV數字量信號控制工作，TTL電平的輸出控制信號為8路獨立110輸出信號。
【權利要求】
1.一種8通道IlOV數字量PC104控制卡，其特徵在於，包括現場可編程邏輯陣列、保護電路單元、控制電路單元、隔離電路單元和通信接口電平轉換電路單元， 所述現場可編程邏輯陣列輸出接口通過一隔離電路單元連接到一控制電路單元，所述現場可編程邏輯陣列通信接口連接至一通信接口電平轉換電路單元； 所述控制電路單元上級聯有一或多個保護電路單元； 所述現場可編程邏輯陣列還連接一設備PC104接口，用於8通道I1V數字量信號進行並7TT控制。
2.如權利要求1所述的8通道IlOV數字量PC104控制卡，其特徵在於，所述輸出控制電路單元優選由電阻、電容、二極體、場效應管組成的控制電路。
3.如權利要求1所述的8通道IlOV數字量PC104控制卡，其特徵在於，所述保護電路單元優選由TVS管組成的保護電路。
4.如權利要求1所述的8通道IlOV數字量PC104控制卡，其特徵在於，所述可編程邏輯陣列是內置FLASH功能的FPGA組成的可編程邏輯門陣列。
5.如權利要求1所述的8通道IlOV數字量PC104控制卡，其特徵在於，所述通信接口電平轉換電路單元優選由電平轉換晶片、電阻、電容組成的電平轉換電路。
6.如權利要求1所述的8通道IlOV數字量PC104控制卡，其特徵在於，所述隔離電路單元優選由光耦、電阻以及隔離電源組成的隔離電路。
7.如權利要求1所述的8通道IlOV數字量PC104控制卡，其特徵在於，所述通信接口電平轉換電路單元優選電壓範圍5v?3v的雙向電平轉換電路。
8.如權利要求1所述的8通道IlOV數字量PC104控制卡，其特徵在於，所述控制卡採用標準PC104通信協議接口並通過連接一背板接口與主機連接。
9.如權利要求1所述的8通道IlOV數字量PC104控制卡，其特徵在於，所述可編程邏輯陣列採用FPGA或FPLA的PLD可編程器件。
10.一種如權利要求1所述的8通道IlOV數字量PC104控制卡對應的控制方法，其步驟為: 1)主機控制信息通過設備PC104接口與現場可編程邏輯陣列通信，經與現場可編程邏輯陣列通信接口連接的電平轉換電路單元轉換後進入現場可編程邏輯陣列； 2)在所述現場可編程邏輯陣列產生輸出控制信號，所述控制信號由隔離電路單元進入控制電路單元；在控制電路單元上級聯有一或多個保護電路單元； 3)根據現場可編程邏輯陣列對所述8通道IlOV數字量信號進行並行控制。
【文檔編號】G05B19/042GK104181834SQ201310195577
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月23日 優先權日:2013年5月23日
【發明者】楊洪陶, 黃東, 於佳晨, 韓超, 郭亮 申請人:中國科學院軟體研究所