CN113067591B - 一种通信控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通信控制系统,该通信控制系统包括通信电路,所述通信电路包括输入单元、输出单元,该通信电路还包括第一连接端、第二连接端以及第三连接端,通信控制系统的通信电路设置有第一电源、第二电源,该第二电源的电压小于第一电源的电压,能够相对减少输入到第二连接端的电压,从而减少输入到微控制单元的电压。
Description
【技术领域】
本申请涉及通信控制技术领域,尤其涉及一种通信控制系统。
【背景技术】
车载空调系统,主要用于给汽车发动机仓内的设备降温或者提高乘客仓乘客的舒适度。其中,起调节空气温度作用的冷却液的循环是由水泵的运转实现的,水泵的运转状态需要根据工况的不同进行调节,所以,需要一种通信方式实现与上位机的交互,比如通信方式为PWM实现与上位机的交互,然而在应用中,当通信电路接收的上位机信号为高电平时,电压超过微控制单元的可承受电压。
【发明内容】
本申请的目的在于提供一种通信控制系统,能够相对减少输入到微控制器的电压。
为实现上述目的,本申请采用如下技术方案:一种通信控制系统,该通信控制系统包括通信电路,所述通信电路包括输入单元、输出单元,该通信电路包括第一连接端、第二连接端以及第三连接端,所述第一连接端与所述输入单元连接,所述第一连接端与所述输出单元连接,所述第二连接端与所述输入单元连接,所述第三连接端与所述输出单元连接,所述通信控制系统还包括第一电源,所述第一电源的一端与第一二极管的一端连接,所述通信电路包括第一二极管和第七电阻,所述第一二极管的一端与第七电阻连接,第七电阻的另一端与第一连接端连接,所述通信电路还包括第二电源和第六电阻,所述第二电源的电压小于所述第一电源的电压,所述第六电阻的一端与所述第二电源连接,第六电阻的另一端与所述第二连接端连接。
本申请通信控制系统的通信电路设置有第一电源、第二电源,该第二电源的电压小于第一电源的电压,第二电源通过第六电阻的另一端与所述第二连接端连接,能够相对减少输入到第二连接端的电压,从而减少输入到微控制单元的电压。
【附图说明】
图1是通信控制系统的一种系统的示意框图;
图2是图1中通信电路图的连接结构的一种实施方式;
图3是图1中驱动模块的第一种实施方式;
图4是图1中驱动模块的第二种实施方式;
图5是图1中驱动模块的第三种实施方式;
图6是图1中驱动模块的第四种实施方式;
图7是图1中驱动模块的第五种实施方式;
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明:
参见图1是通信控制系统的示意框图,控制系统包括上位机10、通信模块20、微控制单元30、驱动模块40、电机M以及信号通道,其中信号通道信号通道包括第一信号通道101、第二信号通道102以及第三信号通道103,在上位机10、通信模块20、微控制单元30、驱动模块40之间建立信号传输通道;本方案通信模块20包括输入模块21以及输出模块22,上位机发出控制信号,控制信号通过第一信号通道101送至输入模块21中,输入模块21接收控制信号后通过第二信号通道102传送至微控制单元30,微控制单元30发送控制信号至驱动模块,驱动模块接收控制信号并驱动电机M转动,从而控制电机M所驱动的执行部件,具体地可以控制电动泵的叶轮、电动阀的阀针等运动元件转动;
微控制单元30采集到来自电机M的反馈信号,比如电动泵的电机当前运转状态的反馈信号,反馈信号通过第三信号通道103传递到输出模块,输出模块22采集到反馈信号后通过第一信号通道101传递至上位机中。上位机10根据反馈信号判断电机M连接的执行部件的实时运行状态发出对应的控制信号。如此,通信模块通过设置输入模块、输出模块22,并通过第一信号通道101与上位机建立信号传输,信号通道可将来自上位机的控制发送给输入模块、将输出模块22采集到的电机M的反馈信号传输给上位机,这样的通信控制系统能够减少接口端,电路相对简单。
参见图2是通信模块的实施方式连接示意图,通信模块包括通信电路,本方案提供的通信电路包括输入单元21和输出单元22,该通信电路包括第一连接端11、第二连接端12以及第三连接端13,第一连接端11的一端与输入单元21连接,且该第一连接端11也与输出单元22连接,第二连接端12与输入单元21连接,第三连接端13与输出单元22连接,从而在输入单元、输出单元之间建立电连接或信号连接;
具体地,如图2所示,输入单元21包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第一三极管Q1,能够实现宽电压的输入;输出单元22包括第四电阻R4、第五电阻R5以及第一MOS管Q2,能够实现宽电压的输出,并且第一MOS管Q2的一端接地,可减少电路被第一电源击穿的可能;
通信电路还包括第一电源V_Motor、第一二极管D1和第七电阻R7,第一二极管D1的一端与第一电源的一端连接,第一二极管D1的另一端与第七电阻R7的一端连接,第七电阻R7的另一端与第一连接端11连接,该第七电阻R7是上位机的输出接口的上拉电阻,二极管D1用于防止反馈信号输出到第一电源,影响总线信号的电平;第一电源的电压范围为9-16V,可以选择该电压范围的任一电压值。
通信电路还包括第二电源VCC和第六电阻R6,第六电阻R6的一端与第二电源VCC连接,第六电阻R6的另一端与第二连接端12连接;该第六电阻R6还与第一三极管Q1连接,第六电阻R6作为第一三极管Q1的集电极的上拉电阻,第二电源VCC通过第六电阻R6给第一三极管Q1供电;其中第二电源的电压范围为4.5-5.5V,可以选择该电压范围的任一电压值;
本方案设置第一电源、第二电源,该第二电源的电压小于第一电源的电压,第二电源通过第六电阻的另一端与所述第二连接端连接,能够相对减少输入到第二连接端的电压,具体地,第二电源可以将电路输出的电压值不大于微控制单元30所接收的最大电压值,进而防止微控制单元30的I/O引脚因电压过高而造成的损坏,有利于保护I/O引脚。
进一步地第一连接端11另一端与上位机连接,具体地该第一连接端11与上位机电连接或信号连接,第二连接端12和第三连接端13与微控制单元30连接。
本方案的输入单元21包括宽电压输入模块,宽电压输入模块包括第一三极管Q1、第一电阻R1和第三电阻R3,第一电阻R1和第三电阻R3串联设置,通过设置第一电阻R1和第三电阻R3的阻值实现宽电压的输入功能;输入单元21还包括第二电阻R2,第二电阻R2的一端与第一电阻R1连接,第二电阻R2的另一端与第一三极管Q1的基极连接,能够实现限流到第一三极管Q1的基极,自第二连接端12输出控制信号到微控制单元30。
第一三极管Q1的集电极与第六电阻R6连接,第三电阻R3的另一端与第一三极管Q1的发射极连接后接地,第一信号通道101与第一连接端11连接,控制信号通过第一电阻R1和第三电阻R3分压。
第一电阻R1和第三电阻R3形成宽电压输入模块的作用过程如下:当控制信号为低电平时,控制信号通过第一电阻R1和第三电阻R3分压到第一三极管Q1基极,通过设置分压到第一三极管基极的电压小于第一三极管Q1的导通电压VBE,使第一三极管Q1处于截止状态,在这种情况下,第二连接端12为VCC。
当控制信号为高电平时,控制信号通过第一电阻R1和第三电阻R3分压到第一三极管Q1的基极,第一三极管Q1的基极的电压大于第一三极管Q1的导通电压VBE,第一三极管Q1导通,在这种情况下,第二连接端12为低电平。
对于本方案的输出单元22,第四电阻R4的一端与第一连接端11连接,第四电阻R4的另一端与第一MOS管Q2的源极连接,第四电阻R4是第一MOS管Q2的源极的上拉电阻,第一电源V_Motor通过第四电阻R4给第一MOS管Q2供电;第五电阻R5的一端与第三连接端13连接,第五电阻R5的另一端与第一MOS管Q2的栅极连接,第一MOS管的漏极接地,其中第五电阻R5为限流电阻,第五电阻串联连接第一MOS管Q2的栅极,微控制单元30与通信电路的第三连接端13连接,并将反馈信号发送到第三连接端13。
输出单元的工作过程如下:当反馈信号为高电平时,第一MOS管Q2导通,输出到第一连接端11的信号为低电平;当反馈信号为低电平时,第一MOS管Q2导通,输出到第一连接端11的信号为高电平。
参见图3是驱动模块的连接实施方式的一种示意图,驱动模块包括左臂驱动模块、右臂驱动模块、线圈、连接端以及取样电阻RS,连接端包括第四连接端、第五连接端、第六连接端以及第七连接端。左臂驱动模块包括第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第二三极管Q5、第一电容C1以及第二MOS管。I/O引脚自第四连接端输出电平,第四连接端与第八电阻R8以及第九电阻R9连接,第八电阻R8与第九电阻R9并联连接,第九电阻R9的另一端与第二三极管Q5发射极和地连接,第八电阻R8的另一端与第二三极管Q5的基极连接。第二三极管的集电极与第十电阻R10的一端连接。第十电阻的另一端与第十一电阻、第一电容以及第二MOS管的栅极连接。第一电容C1的另一端接地,第一电容的作用为延缓MOS管的关断时间,第十一电阻R11的另一端与第一电源V_Motor和第二MOS管Q3的源极连接,第一电源V_Motor与上述通信模块的第一电源V_Motor共用一个电源,其他实施方式中也可以分开设置为两个对应的第一电源。
当I/O引脚输出的电平为高电平时,第二三极管导通,此时第二MOS管的栅极电压为低,第二MOS管导通;当I/O引脚输出的电平为低电平时,第二三极管截止,此时第二MOS管的栅极电压为高,第二MOS管关断。
左臂驱动模块还包括第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第二电容C2、第三电容、第四电容以及第三MOS管。I/O引脚自第五连接端输出电平。第十二电阻一端与电源电源VC1连接,另一端与第五连接端、第十三电阻、第十四电阻以及第十五电阻连接。第十三电阻的一端与第十二电阻、第十四电阻、第十五电阻以及第五连接端连接,第十三电阻的另一端与第五三极管的发射极以及地连接。第十二电阻与第十三电阻的作用为当第五连接端悬空时保证第三MOS管为关断状态。第十四电阻的另一端与第五三极管的基极连接,第十五电阻的另一端与第三三极管的基极连接。第三三极管的发射极与地GND相连接,第三三极管的集电极与第四三极管的基极以及第十六电阻相连接。电源VC1与第十六电阻的另一端以及第四三极管的集电极相连接。第四三极管的发射极与第十七电阻以及第五三极管的基极连接。第五三极管的发射极与第十三电阻以及地相连接。第十七电阻与第三MOS管的栅极、第十八电阻以及第二电容相连接。第十八电阻与第二电容并联连接,第三MOS管的源极与第十八电阻以及第二电容相连接,第三MOS管的漏极与第二MOS管的漏极相连接,且第三MOS管的漏极与第二MOS管的漏极均与线圈的一端相连接。第三电容与第四电容串联连接,且与第三MOS管并联连接,第三电容与第四电容的作用为减小了电机线圈和MOS管的漏极,源极间的电压波动,改善了EMI,并且使用两个电容,降低了失效的风险。
当I/O引脚输出的电平为低电平时,第四三极管导通,第三三极管和第五三极管截止,此时第三MOS管的栅极电压为高,第三MOS管导通;当I/O引脚输出的电平为非低电平时,第四三极管截止,第三三极管和第五三极管导通,此时第三MOS管的栅极电压为低,第三MOS管关断。
右臂驱动模块包括第十九电阻R8、第二十电阻R9、第二十一电阻R10、第二十二电阻R11、第六三极管Q5、第五电容C1以及第四MOS管。I/O引脚自第六连接端输出电平,第六连接端与第十九电阻R8以及第二十电阻R9连接,第十九电阻R8与第二十电阻R9并联连接,第二十电阻R9的另一端与第六三极管Q5发射极和地连接,第十九电阻R8的另一端与第六三极管Q5的基极连接。第六三极管的集电极与第二十一电阻R10的一端连接。第二十一电阻的另一端与第二十二电阻、第五电容以及第四MOS管的栅极连接。第五电容C1的另一端接地,第五电容的作用为延缓MOS管的关断时间,第二十二电阻R11的另一端与第一电源V_Motor和第四MOS管Q3的源极连接。
当I/O引脚输出的电平为高电平时,第六三极管导通,此时第四MOS管的栅极电压为低,第四MOS管导通;当I/O引脚输出的电平为低电平时,第六三极管截止,此时第四MOS管的栅极电压为高,第四MOS管关断。
右臂驱动模块还包括第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第二十九电阻、第七三极管、第八三极管、第九三极管、第六电容、第七电容、第八电容以及第五MOS管。I/O引脚自第七连接端输出电平。第二十三电阻一端与电源电源VC1连接,另一端与第七连接端、第二十四电阻、第二十五电阻以及第二十六电阻连接。第二十四电阻的一端与第二十三电阻、第二十五电阻、第二十六电阻以及第七连接端连接,第二十四电阻的另一端与第九三极管的发射极以及地连接。第二十三电阻与第二十四电阻的作用为当第七连接端悬空时保证第五MOS管为关断状态。第二十五电阻的另一端与第九三极管的基极连接,第二十六电阻的另一端与第七三极管的基极连接。第七三极管的发射极与地GND相连接,第七三极管的集电极与第八三极管的基极以及第二十七电阻相连接。电源VC1与第二十七电阻的另一端以及第八三极管的集电极相连接。第八三极管的发射极与第二十八电阻以及第九三极管的基极连接。第九三极管的发射极与第二十四电阻以及地相连接。第二十八电阻与第五MOS管的栅极、第二十九电阻以及第六电容相连接。第二十九电阻与第六电容并联连接,第五MOS管的源极与第二十九电阻以及第六电容相连接,第五MOS管的漏极与第四MOS管的漏极相连接,且第五MOS管的漏极与第四MOS管的漏极均与线圈的另一端相连接。第七电容与第八电容串联连接,且与第五MOS管并联连接,第七电容与第八电容的作用为减小了电机线圈和MOS管的漏极,源极间的电压波动,改善了EMI,并且使用两个电容,降低了失效的风险。
当I/O引脚输出的电平为低电平时,第八三极管导通,第七三极管和第九三极管截止,此时第五MOS管的栅极电压为高,第五MOS管导通;当I/O引脚输出的电平为非低电平时,第八三极管截止,第七三极管和第九三极管导通,此时第五MOS管的栅极电压为低,第五MOS管关断。
其中,本实施例中第二MOS管为PMOS管,第三MOS管为NMOS管,第四MOS管为PMOS管,第五MOS管为NMOS管。取样电阻位于电路的底部。当第四连接端与第五连接端输出的信号为高电平,第六连接端与第七连接端输出的信号为低电平时,第二MOS管与第五MOS管导通,第三MOS管与第四MOS管截止;当第四连接端与第五连接端输出的信号为低电平,第六连接端与第七连接端输出的信号为高电平时,第二MOS管与第五MOS管截止,第三MOS管与第四MOS管导通。另外,驱动模块中还可以包括四个二极管:第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管,以减少反向电动势对电机的影响。
参见图4是驱动模块的连接实施方式的另一种示意图,驱动模块包括左臂驱动模块、右臂驱动模块、线圈、连接端以及取样电阻RS,连接端包括第四连接端、第五连接端、第六连接端以及第七连接端。左臂驱动模块包括第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第二三极管Q2、第一电容C1以及第二MOS管。I/O引脚自第四连接端输出电平,第四连接端与第八电阻R8以及第九电阻R9连接,第八电阻R8与第九电阻R9并联连接,第九电阻R9的另一端与第二三极管Q2发射极和地连接,第八电阻R8的另一端与第二三极管Q2的基极连接。第二三极管的集电极与第十电阻R10的一端连接。第十电阻的另一端与第十一电阻、第一电容以及第二MOS管的栅极连接。第一电容C1的另一端接地,第一电容的作用为延缓MOS管的关断时间,第十一电阻R11的另一端与第一电源V_Motor和第二MOS管M1的源极连接。
当I/O引脚输出的电平为高电平时,第二三极管导通,此时第二MOS管的栅极电压为低,第二MOS管导通;当I/O引脚输出的电平为低电平时,第二三极管截止,此时第二MOS管的栅极电压为高,第二MOS管关断。
左臂驱动模块还包括第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第三三极管、第二电容C2、第三电容、第四电容以及第三MOS管。I/O引脚自第五连接端输出电平,第五连接端与第十二电阻、第十三电阻以及第十四电阻连接,第十二电阻一端与电源电压VC1连接,另一端与第五连接端、第十三电阻以及第十四电阻连接。第十三电阻的一端与第十二电阻、第十四电阻、第十五电阻以及第五连接端连接,第十三电阻的另一端与第三三极管的发射极以及地连接。第十二电阻与第十三电阻的作用为当第五连接端悬空时保证第三MOS管为关断状态。第十四电阻的另一端与第三三极管的基极连接,第三三极管的发射极与地相连接,第三三极管的集电极与第十五电阻的一段连接,第十五电阻的另一端与第十六电阻、第二电容以及第三MOS管的栅极连接,第十六电阻的另一端与第一电源V_Motor连接,第二电容的另一端与第三MOS管的漏极连接,第三电容与第四电容串联连接,且与第三MOS管并联连接,第三电容与第四电容的作用为减小了电机线圈和MOS管的漏极,源极间的电压波动,改善了EMI,并且使用两个电容,降低了失效的风险,第三MOS管的源极与第二MOS管的漏极连接。
当I/O引脚输出的电平为高电平时,第三三极管导通,此时第三MOS管的栅极电压为低,第三MOS管导通;当I/O引脚输出的电平为低电平时,第三三极管截止,此时第三MOS管的栅极电压为高,第三MOS管关断。
右臂驱动模块包括第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第四三极管、第五电容以及第四MOS管。I/O引脚自第六连接端输出电平,第六连接端与第十七电阻以及第十八电阻连接,第十七电阻与第十八电阻R9并联连接,第十八电阻的另一端与第四三极管发射极和地连接,第十七电阻的另一端与第四三极管的基极连接。第四三极管的集电极与第十九电阻的一端连接。第十九电阻的另一端与第二十电阻、第五电容以及第四MOS管的栅极连接。第五电容的另一端接地,第五电容的作用为延缓MOS管的关断时间,第二十电阻的另一端与第一电源V_Motor和第二MOS管M1的源极连接。
当I/O引脚输出的电平为高电平时,第四三极管导通,此时第四MOS管的栅极电压为低,第四MOS管导通;当I/O引脚输出的电平为低电平时,第四三极管截止,此时第四MOS管的栅极电压为高,第四MOS管关断。
右臂驱动模块还包括第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第五三极管、第六电容以及第五MOS管。I/O引脚自第七连接端输出电平,第七连接端与第二十一电阻、第二十二电阻以及第二十三电阻连接,第二十一电阻一端与电源VC1连接,另一端与第七连接端、第二十二电阻以及第二十三电阻连接。第二十二电阻的一端与第二十一电阻、第二十三电阻、第二十四电阻以及第七连接端连接,第二十二电阻的另一端与第五三极管的发射极以及地连接。第二十一电阻与第二十二电阻的作用为当第五连接端悬空时保证第五MOS管为关断状态。第二十三电阻的另一端与第五三极管的基极连接,第五三极管的发射极与地相连接,第五三极管的集电极与第二十四电阻的一段连接,第二十四电阻的另一端与第二十五电阻、第六电容以及第五MOS管的栅极连接,第二十五电阻的另一端与第一电源V_Motor连接,第六电容的另一端与第五MOS管的漏极连接,第七电容与第八电容串联连接,且与第五MOS管并联连接,第七电容与第八电容的作用为减小了电机线圈和MOS管的漏极,源极间的电压波动,改善了EMI,并且使用两个电容,降低了失效的风险,第五MOS管的源极与第四MOS管的漏极连接。
当I/O引脚输出的电平为高电平时,第五三极管导通,此时第五MOS管的栅极电压为低,第五MOS管导通;当I/O引脚输出的电平为低电平时,第五三极管截止,此时第五MOS管的栅极电压为高,第五MOS管关断。
取样电阻位于电路的底部。线圈的一端与第二MOS管的漏极,第三MOS管的源极连接;另一端与第四MOS管的漏极,第五MOS管的源极连接。其中,本实施例中第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管均为PMOS管。当第四连接端与第七连接端输出的信号为高电平,第五连接端与第六连接端输出的信号为低电平时,第二MOS管与第五MOS管导通,第三MOS管与第四MOS管截止;当第四连接端与第七连接端输出的信号为低电平,第五连接端与第六连接端输出的信号为高电平时,第二MOS管与第五MOS管截止,第三MOS管与第四MOS管导通。另外,驱动模块中还可以包括四个二极管:第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管,以减少反向电动势对电机的影响。
参见图5是驱动模块的连接实施方式的另一种示意图,驱动模块包括左臂驱动模块、右臂驱动模块、线圈、连接端以及取样电阻RS,连接端包括第四连接端、第五连接端、第六连接端以及第七连接端。左臂驱动模块包括第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十九电阻、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第一电容以及第二MOS管。I/O引脚自第四连接端输出电平,第四连接端与第八电阻、第九电阻以及第十九电阻连接,第九电阻的另一端与第四三极管的基极连接,第四三极管的发射极与第十九电阻以及地GND相连接,第八电阻的另一端与第二三极管的基极连接,第二三极管的发射极与地GND连接,第二三极管的集电极与第十电阻以及第三三极管的基极连接,第十电阻的另一端以及第三三极管的集电极与电源电压VC1相连接,第三三极管的发射极与第四三极管的集电极相连接,且第三三极管的发射极以及第四三极管的集电极均与第十一电阻相连接,第十一电阻的另一端与第一电容以及第二MOS管的栅极连接,第一电容与第二MOS管的源极连接,第二MOS管的漏极与第一电源V_Motor连接。
当I/O引脚输出的电平为高电平时,第二三极管与第四三极管导通,第三三极管截止,第二MOS管的栅极电压为低,此时第二MOS管关断;当I/O引脚输出的电平为低电平时,第二三极管与第四三极管截止,第三三极管导通,第二MOS管的栅极电压为高,此时第二MOS管导通。
左臂驱动模块还包括第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第二电容、第三电容、第四电容以及第三MOS管。I/O引脚自第五连接端输出电平。第十二电阻一端与电源电源VC1连接,另一端与第五连接端、第十三电阻、第十四电阻以及第十五电阻连接。第十三电阻的一端与第十二电阻、第十四电阻、第十五电阻以及第五连接端连接,第十三电阻的另一端与第七三极管的发射极以及地连接。第十二电阻与第十三电阻的作用为当第五连接端悬空时保证第三MOS管为关断状态。第十四电阻的另一端与第七三极管的基极连接,第十五电阻的另一端与第五三极管的基极连接。第五三极管的发射极与地GND相连接,第五三极管的集电极与第六三极管的基极以及第十六电阻相连接。电源VC1与第十六电阻的另一端以及第六三极管的集电极相连接。第六三极管的发射极与第十七电阻以及第七三极管的基极连接。第七三极管的发射极与第十三电阻以及地相连接。第十七电阻与第三MOS管的栅极、第十八电阻以及第二电容相连接。第十八电阻与第二电容并联连接,第三MOS管的源极与第十八电阻以及第二电容相连接,第三MOS管的漏极与第二MOS管的漏极相连接,且第三MOS管的漏极与第二MOS管的漏极均与线圈的一端相连接。第三电容与第四电容串联连接,且与第三MOS管并联连接,第三电容与第四电容的作用为减小了电机线圈和MOS管的漏极,源极间的电压波动,改善了EMI,并且使用两个电容,降低了失效的风险。
当I/O引脚输出的电平为高电平时,第五三极管与第七三极管导通,第六三极管截止,第三MOS管的栅极电压为低,此时第三MOS管关断;当I/O引脚输出的电平为低电平时,第五三极管与第七三极管截止,第六三极管导通,第三MOS管的栅极电压为高,此时第三MOS管导通。
右臂驱动模块包括第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第三十一电阻、第八三极管、第九三极管、第十三极管、第五电容以及第四MOS管。I/O引脚自第六连接端输出电平,第六连接端与第二十电阻、第二十一电阻以及第三十一电阻连接,第二十一电阻的另一端与第十三极管的基极连接,第十三极管的发射极与第三十一电阻以及地GND相连接,第二十电阻的另一端与第八三极管的基极连接,第八三极管的发射极与地GND连接,第八三极管的集电极与第二十二电阻以及第九三极管的基极连接,第二十二电阻的另一端以及第九三极管的集电极与电源电压VC1相连接,第九三极管的发射极与第十三极管的集电极相连接,且第九三极管的发射极以及第十三极管的集电极均与第二十三电阻相连接,第二十三电阻的另一端与第五电容以及第四MOS管的栅极连接,第五电容与第四MOS管的源极连接,第四MOS管的漏极与第一电源V_Motor连接。
当I/O引脚输出的电平为高电平时,第八三极管与第十三极管导通,第九三极管截止,第四MOS管的栅极电压为低,此时第四MOS管关断;当I/O引脚输出的电平为低电平时,第二三极管与第四三极管截止,第三三极管导通,第四MOS管的栅极电压为高,此时第四MOS管导通。
右臂驱动模块还包括第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻、第十一三极管、第十二三极管、第十三三极管、第六电容、第七电容、第八电容以及第五MOS管。I/O引脚自第七连接端输出电平。第二十四电阻一端与电源电源VC1连接,另一端与第七连接端、第二十五电阻、第二十六电阻以及第二十七电阻连接。第二十五电阻的一端与第二十四电阻、第二十六电阻、第二十七电阻以及第七连接端连接,第二十五电阻的另一端与第十三三极管的发射极以及地连接。第二十四电阻与第二十五电阻的作用为当第七连接端悬空时保证第五MOS管为关断状态。第二十六电阻的另一端与第十三三极管的基极连接,第二十七电阻的另一端与第十一三极管的基极连接。第十一三极管的发射极与地GND相连接,第十一三极管的集电极与第十二三极管的基极以及第二十八电阻相连接。电源VC1与第二十八电阻的另一端以及第十二三极管的集电极相连接。第十二三极管的发射极与第二十九电阻以及第十三三极管的基极连接。第十三三极管的发射极与第二十五电阻以及地相连接。第二十九电阻与第五MOS管的栅极、第三十电阻以及第六电容相连接。第三十电阻与第六电容并联连接,第五MOS管的源极与第三十电阻以及第六电容相连接,第五MOS管的漏极与第四MOS管的漏极相连接,且第五MOS管的漏极与第四MOS管的漏极均与线圈的一端相连接。第七电容与第八电容串联连接,且与第五MOS管并联连接,第七电容与第八电容的作用为减小了电机线圈和MOS管的漏极,源极间的电压波动,改善了EMI,并且使用两个电容,降低了失效的风险。
当I/O引脚输出的电平为高电平时,第十一三极管与第十三三极管导通,第十二三极管截止,第五MOS管的栅极电压为低,此时第五MOS管关断;当I/O引脚输出的电平为低电平时,第十一三极管与第十三三极管截止,第十二三极管导通,第五MOS管的栅极电压为高,此时第五MOS管导通。
取样电阻位于电路的底部。线圈的一端与第二MOS管的漏极,第三MOS管的源极连接;另一端与第四MOS管的漏极,第五MOS管的源极连接。其中,本实施例中第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管为PMOS管以及第五MOS管均为NMOS管。当第四连接端与第七连接端输出的信号为低电平,第五连接端与第六连接端输出的信号为高电平时,第二MOS管与第五MOS管导通,第三MOS管与第四MOS管截止;当第四连接端与第七连接端输出的信号为高电平,第五连接端与第六连接端输出的信号为低电平时,第二MOS管与第五MOS管截止,第三MOS管与第四MOS管导通。另外,驱动模块中还可以包括四个二极管:第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管,以减少反向电动势对电机的影响。
参见图6是驱动模块的连接实施方式的另一种示意图,驱动模块包括左臂驱动模块、右臂驱动模块、线圈、连接端以及取样电阻RS,连接端包括第四连接端、第五连接端、第六连接端以及第七连接端。左臂驱动模块包括第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十七电阻、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第一电容以及第二MOS管。I/O引脚自第四连接端输出电平,第四连接端与第八电阻、第九电阻以及第十七电阻连接,第九电阻的另一端与第四三极管的基极连接,第四三极管的发射极与第十七电阻以及地GND相连接,第八电阻的另一端与第二三极管的基极连接,第二三极管的发射极与地GND连接,第二三极管的集电极与第十电阻以及第三三极管的基极连接,第十电阻的另一端以及第三三极管的集电极与电源电压VC1相连接,第三三极管的发射极与第四三极管的集电极相连接,且第三三极管的发射极以及第四三极管的集电极均与第十一电阻相连接,第十一电阻的另一端与第一电容以及第二MOS管的栅极连接,第一电容与第二MOS管的源极连接,第二MOS管的漏极与第一电源V_Motor连接。
当I/O引脚输出的电平为高电平时,第二三极管与第四三极管导通,第三三极管截止,第二MOS管的栅极电压为低,此时第二MOS管关断;当I/O引脚输出的电平为低电平时,第二三极管与第四三极管截止,第三三极管导通,第二MOS管的栅极电压为高,此时第二MOS管导通。
左臂驱动模块还包括第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻R15、第十六电阻、第五三极管、第二电容以及第三MOS管。I/O引脚自第五连接端输出电平,第五连接端与第十二电阻、第十三电阻以及第十四电阻连接,第十二电阻一端与电源电压VC1连接,另一端与第五连接端、第十三电阻以及第十四电阻连接。第十三电阻的一端与第十二电阻、第十四电阻、第十五电阻以及第五连接端连接,第十三电阻的另一端与第五三极管的发射极以及地连接。第十二电阻与第十三电阻的作用为当第五连接端悬空时保证第三MOS管为关断状态。第十四电阻的另一端与第五三极管的基极连接,第五三极管的发射极与地相连接,第五三极管的集电极与第十五电阻的一段连接,第十五电阻的另一端与第十六电阻、第二电容以及第三MOS管的栅极连接,第十六电阻的另一端与第一电源V_Motor连接,第二电容的另一端与第三MOS管的漏极连接,第三电容与第四电容串联连接,且与第三MOS管并联连接,第三电容与第四电容的作用为减小了电机线圈和MOS管的漏极,源极间的电压波动,改善了EMI,并且使用两个电容,降低了失效的风险,第三MOS管的源极与第二MOS管的漏极连接。
当I/O引脚输出的电平为高电平时,第五三极管导通,此时第三MOS管的栅极电压为低,第三MOS管导通;当I/O引脚输出的电平为低电平时,第五三极管截止,此时第三MOS管的栅极电压为高,第三MOS管关断。
右臂驱动模块包括第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十七电阻、第六三极管、第七三极管、第八三极管、第五电容以及第四MOS管。I/O引脚自第六连接端输出电平,第六连接端与第十八电阻、第十九电阻以及第二十七电阻连接,第十九电阻的另一端与第八三极管的基极连接,第八三极管的发射极与第二十七电阻以及地GND相连接,第十八电阻的另一端与第六三极管的基极连接,第六三极管的发射极与地GND连接,第六三极管的集电极与第二十电阻以及第七三极管的基极连接,第二十电阻的另一端以及第七三极管的集电极与电源电压VC1相连接,第七三极管的发射极与第八三极管的集电极相连接,且第七三极管的发射极以及第八三极管的集电极均与第二十一电阻相连接,第二十一电阻的另一端与第五电容以及第四MOS管的栅极连接,第五电容与第四MOS管的源极连接,第四MOS管的漏极与第一电源V_Motor连接。
当I/O引脚输出的电平为高电平时,第六三极管与第八三极管导通,第七三极管截止,第四MOS管的栅极电压为低,此时第四MOS管关断;当I/O引脚输出的电平为低电平时,第六三极管与第八三极管截止,第七三极管导通,第四MOS管的栅极电压为高,此时第四MOS管导通。
右臂驱动模块还包括第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第九三极管、第六电容以及第五MOS管。I/O引脚自第七连接端输出电平,第七连接端与第二十二电阻、第二十三电阻以及第二十四电阻连接,第二十二电阻一端与电源电压VC1连接,另一端与第七连接端、第二十三电阻以及第二十四电阻连接。第二十三电阻的一端与第二十二电阻、第二十四电阻、第二十五电阻以及第七连接端连接,第二十三电阻的另一端与第九三极管的发射极以及地连接。第二十二电阻与第二十三电阻的作用为当第七连接端悬空时保证第五MOS管为关断状态。第二十四电阻的另一端与第九三极管的基极连接,第九三极管的发射极与地相连接,第九三极管的集电极与第二十五电阻的一段连接,第二十五电阻的另一端与第二十六电阻、第六电容以及第五MOS管的栅极连接,第二十六电阻的另一端与第一电源V_Motor连接,第六电容的另一端与第五MOS管的漏极连接,第七电容与第八电容串联连接,且与第五MOS管并联连接,第七电容与第八电容的作用为减小了电机线圈和MOS管的漏极,源极间的电压波动,改善了EMI,并且使用两个电容,降低了失效的风险,第五MOS管的源极与第四MOS管的漏极连接。
当I/O引脚输出的电平为高电平时,第五三极管导通,此时第三MOS管的栅极电压为低,第三MOS管导通;当I/O引脚输出的电平为低电平时,第五三极管截止,此时第三MOS管的栅极电压为高,第三MOS管关断。
取样电阻位于电路的底部。线圈的一端与第二MOS管的漏极,第三MOS管的源极连接;另一端与第四MOS管的漏极,第五MOS管的源极连接。其中,本实施例中第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管为PMOS管以及第五MOS管均为NMOS管。当第四连接端与第七连接端输出的信号为低电平,第五连接端与第六连接端输出的信号为高电平时,第二MOS管与第五MOS管导通,第三MOS管与第四MOS管截止;当第四连接端与第七连接端输出的信号为高电平,第五连接端与第六连接端输出的信号为低电平时,第二MOS管与第五MOS管截止,第三MOS管与第四MOS管导通。另外,驱动模块中还可以包括四个二极管:第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管,以减少反向电动势对电机的影响。
上面主要是针对单向电机的驱动模块,另外也可以是三相电机,参见图7是针对三相电机的驱动模块的连接实施方式的一种示意图,驱动模块包括第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块、线圈、连接端以及取样电阻Rs。连接端包括第四连接端、第五连接端、第六连接端、第七连接端、第八连接端以及第九连接端。线圈包括第一线圈、第二线圈以及第三线圈。第一驱动模块与第二驱动模块可参见上述图二中左臂驱动模块,第三驱动模块可参见上述图二中右臂驱动模块。第一线圈的一端与第二MOS管的漏极以及第三MOS管的漏极连接。第二线圈的一端与第四MOS管的漏极以及第五MOS管的漏极连接。第三线圈的一端与第六MOS管的漏极以及第七MOS管的漏极连接。第一线圈的另一端与第二线圈的另一端以及第三线圈的另一端连接。第二线圈的一端与第三线圈的一端连接。
需要说明的是:以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案,尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明,但是,本领域的普通技术人员应当理解,所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换,而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进,均应涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (4)
1.一种通信控制系统,该通信控制系统包括通信电路,所述通信电路包括输入单元、输出单元,该通信电路包括第一连接端、第二连接端以及第三连接端,所述第一连接端与所述输入单元连接,所述第一连接端与所述输出单元连接,所述第二连接端与所述输入单元连接,所述第三连接端与所述输出单元连接,其特征在于:所述通信控制系统还包括第一电源,所述第一电源的一端与第一二极管的一端连接,所述通信电路包括第一二极管和第七电阻,所述第一二极管的一端与第七电阻连接,第七电阻的另一端与第一连接端连接,所述通信电路还包括第二电源和第六电阻,所述第二电源的电压小于所述第一电源的电压,所述第六电阻的一端与所述第二电源连接,另一端与所述第二连接端连接;所述输入单元包括宽电压输入模块,所述宽电压输入模块包括第一三极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻,所述第一电阻和所述第三电阻串联设置,所述第三电阻的另一端与第一三极管的发射极连接后接地;所述第二电阻的一端与所述第一电阻连接,所述第二电阻的另一端与所述第一三极管的基极连接,所述第一三极管的集电极与所述第六电阻连接,所述输出单元包括第四电阻、第五电阻以及第一MOS管,所述第四电阻的一端与第一连接端连接,所述第四电阻的另一端与第一MOS管的源极连接,所述第五电阻的一端与第三连接端连接,所述第五电阻的另一端与第一MOS管Q2的栅极连接,所述第一MOS管的漏极接地。
2.根据权利要求1所述的通信控制系统,其特征在于:所述第二电源的电压范围为4.5-5.5V,所述第一电源的电压范围为9-16V。
3.根据权利要求1所述的通信控制系统,其特征在于:所述控制系统包括上位机、微控制单元、通信模块、驱动模块、信号通道、电机,所述通信模块包括所述通信电路,所述上位机通过信号通道与所述通信电路连接,所述通信电路与所述微控制单元连接,所述上位机发出控制信号,所述控制信号通过所述信号通道传递至所述通信电路,所述控制信号经过所述通信电路形成控制信号,所述微控制单元采集所述控制信号,所述微控制单元将所述控制信号发送给所述驱动模块,所述驱动模块驱动所述电机,所述电机驱动对应设置的执行部件运行;
所述微控制单元采集来自电机的反馈信号,所述反馈信号通过所述通信电路发出至上位机,所述上位机接收所述反馈信号,所述上位机根据所述反馈信号发出对应的所述控制信号。
4.根据权利要求3所述通信控制系统,所述通信模块包括输入模块以及输出模块,所述信号通道包括第一信号通道、第二信号通道和第三信号通道,所述上位机发出控制信号,控制信号通过所述第一信号通道送至所述输入模块中,所述输入模块接收所述控制信号后通过所述第二信号通道传送至所述微控制单元,所述反馈信号通过所述第三信号通道传递到所述输出模块,所述输出模块采集到反馈信号后通过第一信号通道传递至上位机中。
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