一种微型DI输入检测方法和装置与流程

一种微型di输入检测方法和装置
技术领域
1.本发明涉及信号检测技术领域，尤其涉及一种微型di输入检测方法和装置。


背景技术：

2.di表示plc模块中数字信号输入模块，因此di输入检测是指对plc中输入开关量进行检测。然而，目前现有技术中的开关量检测方法仍存在一些缺陷，如功耗高、可靠性低、成本高、封装体积较大，以及无法同时兼顾无源开关量和有源开关量的输入检测的问题
3.因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供了一种微型di输入检测方法和装置，旨在解决现有技术方法中所存在的检测功耗大、成本高，无法同时兼顾无源开关量和有源开关量的输入检测的问题。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种微型di输入检测装置，所述装置包括输入模块、输入检波寄防护模块、供电模块和输出控制模块，
6.所述输入模块的第一输入接线端子与输入开关量连接，用于获取有源或无源开关量信号；
7.所述输入检波寄防护模块与所述供电模块连接，用于对开关量信号进行信号转换和检测；
8.所述供电模块的一端与所述输入检波寄防护模块连接，另一端与所述输出控制模块连接，用于给整个装置供电；
9.所述输出控制模块与所述供电模块连接，用于输出获取当前开关量转换输出结果的电平。
10.第二方面，本发明实施例提供了一种微型di输入检测方法，应用于微型di输入检测装置中，所述装置包括输入模块、输入检波寄防护模块、供电模块和输出控制模块，所述方法包括：
11.所述输入模块获取无源或有源开关量信号，并传输到所述输入检波寄防护模块；
12.所述输入检波寄防护模块对开关量信号进行信号转换和检测，并根据输入的开关量信号的不同，获取不同的电压输出到所述输出控制模块；
13.根据输出到所述输出控制模块的不同电压值，所述输出控制模块输出获取当前开关量转换输出结果的电平。
14.本发明实施例提供了一种微型di输入检测方法和装置，装置包括输入模块、输入检波寄防护模块、供电模块和输出控制模块，输入模块获取无源或有源开关量信号，并传输到输入检波寄防护模块；输入检波寄防护模块对开关量信号进行信号转换和检测，并根据输入的开关量信号的不同，获取不同的电压输出到输出控制模块；根据输出到输出控制模块的不同电压值，输出控制模块输出获取当前开关量转换输出结果的电平。
15.上述方法中，通过简单的分离元器件搭建了一套低功耗、高可靠性、低成本、小体积的微型di输入检测装置，并通过该装置实现了无源开关量和有源开关量的兼容输入检测。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明实施例提供的微型di输入检测装置的结构示意图；
18.图2为本发明实施例提供的微型di输入检测方法的流程示意图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
21.还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
22.还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
23.本发明实施例提供一种微型di输入检测装置，图1为本发明实施例提供的微型di输入检测装置的结构示意图，如图1所示，该装置包括输入模块11、输入检波寄防护模块12、供电模块13和输出控制模块14。
24.在一实施例中，该装置还包括电源模块，电源模块用于给装置提供3.3v电源电压。
25.具体地，输入模块11的第一输入接线端子与输入开关量di连接，用于获取有源或无源开关量信号；在一实施例中，输入模块11还包括第二输入接线端子，第二输入接线端子与参考地gnd连接。
26.输入检波寄防护模块12与供电模块13连接，用于对输入的开关量信号进行信号转换和检测；
27.在一实施例中，输入检波寄防护模块12包括：参考地gnd、tvs管d13和检波二极管d15，其中，tvs管d13的正极接参考地gnd，负极接输入开关量di和检波二极管d15的负极；检波二极管d15的负极接输入开关量di和tvs管d13的负极，正极接供电模块13。需要说明的是，本实施例中采用的tvs管d13的型号为smaj26a-13-f，检波二极管d15的型号为rb521s30
28.供电模块13的一端与输入检波寄防护模块12连接，另一端与输出控制模块14连接，用于给装置模块供电；
29.在一实施例中，供电模块13包括电压偏置电阻r25和限流电阻r27，其中，电压偏置电阻r25一端接电源模块，另一端接检波二极管d15的正极和限流电阻r27；限流电阻r27一端接检波二极管d15的正极和电压偏置电阻r25，另一端接输出控制模块14。需要说明的是，本实施例中采用的电压偏置电阻r25的电阻值为47千欧和限流电阻r27的电阻值为1千欧。
30.输出控制模块14与供电模块13连接，用于输出获取当前开关量转换输出结果di1的电平。
31.在一实施例中，输出控制模块14包括：开关三极管q4、取样电阻r28和参考地gnd，其中，开关三极管q4的e极接电源模块，b极接限流电阻r27的一端，c极接开关量转换输出结果di1和取样电阻r28的一端，取样电阻r28的电阻值为10千欧；取样电阻r28的一端接开关量转换输出结果di1和开关三极管q4的c极，另一端接参考地gnd。
32.通过上述装置，不仅实现了对输入的di开关量信号的低成本、低功耗的快速检测，还实现了无源开关量和有源开关量的兼容输入检测。
33.本实施例还提供了一种微型di输入检测方法，应用于上述一种微型di输入检测装置中，图2为本发明实施例提供的微型di输入检测方法的流程示意图，如图2所示，具体步骤如下：
34.s210、输入模块获取无源或有源开关量信号，并传输到输入检波寄防护模块。
35.输入模块接收无源开关量信号或0～24v的有源开关量信号，并将接收到的信号传输到输入检波寄防护模块
36.s220、输入检波寄防护模块对开关量信号进行信号转换和检测，并根据输入的开关量信号的不同，获取不同的电压输出到输出控制模块。
37.通过输入检波寄防护模块中的二极管可对接收到的开关量信号进行隔离检波和信号转换。当接收到的开关量信号不同时，在不同的情况下，检波二极管d15会导通或截止，从而供电模块会产生不同的电压输出到输出控制模块。
38.具体的，当输入的开关量信号为无源开关量信号时，若外部开关断开或悬空，检波二极管截止，则供电模块的电压偏置电阻r25提供3.3v电压输出到输出控制模块的开关三极管q4；
39.若外部开关闭合或对地短接，检波二极管导通，则0.2v的检波电压输出到输出控制模块的开关三极管q4。
40.当输入的开关量信号为有源开关量信号时，若开关量信号小于0.4v，检波二极管导通，检波电压和开关量电压之和输出到输出控制模块的开关三极管q4；
41.若开关量信号大于3.3v和小于24v时，检波二极管截止，则供电模块的电压偏置电阻r25提供3.3v电压输出到输出控制模块的开关三极管q4。
42.s230、根据输出到输出控制模块的不同电压值，输出控制模块输出获取当前开关量转换输出结果的电平。
43.根据s220中输出到输出控制模块的不同电压值，输出控制模块会输出不同的开关量转换输出结果di1。
44.具体的，当输出到开关三极管q4的电压值小于0.6v时，开关三极管q4导通，输出控制模块的开关量转换输出结果di1为3.3v电源电压，电平为高。因此，当无源开关量闭合或接地以及有源开关量输入信号小于0.4v时，输出控制模块的开关量转换输出结果di1的取
样检测为高电平。
45.当输出到开关三极管q4的电压值大于0.7v时，开关三极管q4截止，输出控制模块的开关量转换输出结果di1为参考地电压，电平为低。因此无源开关量断开或悬空以及有源开关量输入信号大于3.3v且小于24v时，输出控制模块的开关量转换输出结果di1是取样检测为低电平。
46.在一实施例中，输出控制模块输出获取当前开关量转换输出结果di1的电平之后，当检测到输出结果为高电平时，采样单片机取反，从而可以获取输入开关量信号为低电平；当检测到输出结果为低电平时，采样单片机取反，从而可以获取输入开关量信号为高电平。
47.上述方法中，通过简单的分离元器件搭建了一套低功耗、高可靠性、低成本、小体积的微型di输入检测装置，并通过该装置实现了无源开关量和有源开关量的兼容输入检测。
48.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种微型di输入检测装置，其特征在于，所述装置包括输入模块、输入检波寄防护模块、供电模块和输出控制模块，所述输入模块的第一输入接线端子与输入开关量连接，用于获取有源或无源开关量信号；所述输入检波寄防护模块与所述供电模块连接，用于对开关量信号进行信号转换和检测；所述供电模块的一端与所述输入检波寄防护模块连接，另一端与所述输出控制模块连接，用于给装置模块供电；所述输出控制模块与所述供电模块连接，用于输出获取当前开关量转换输出结果的电平。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括电源模块，所述电源模块用于给装置提供电源电压。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输入检波寄防护模块包括：参考地、tvs管和检波二极管，所述tvs管的正极接所述参考地，负极接所述输入开关量和所述检波二极管的负极；所述检波二极管的负极接所述输入开关量和所述tvs管的负极，正极接所述供电模块。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述供电模块包括电压偏置电阻和限流电阻，所述电压偏置电阻一端接电源模块，另一端接检波二极管的正极和所述限流电阻；所述限流电阻一端接检波二极管的正极和电压偏置电阻，另一端接所述输出控制模块。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述输出控制模块包括：开关三极管、取样电阻和参考地，所述开关三极管的e极接所述电源模块，b极接所述限流电阻的一端，c极接开关量转换输出结果和所述取样电阻的一端；所述取样电阻的一端接开关量转换输出结果和所述开关三极管的c极，另一端接所述参考地。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输入模块还包括第二输入接线端子，所述第二输入接线端子与参考地连接。7.一种微型di输入检测方法，应用于微型di输入检测装置中，其特征在于，所述装置包括输入模块、输入检波寄防护模块、供电模块和输出控制模块，所述方法包括：所述输入模块获取无源或有源开关量信号，并传输到所述输入检波寄防护模块；所述输入检波寄防护模块对开关量信号进行信号转换和检测，并根据输入的开关量信号的不同，获取不同的电压输出到所述输出控制模块；根据输出到所述输出控制模块的不同电压值，所述输出控制模块输出获取当前开关量转换输出结果的电平。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据输入的开关量信号的不同，获取不同的电压输出到输出控制模块，包括：当输入的开关量信号为无源开关量信号时，若外部开关断开或悬空，检波二极管截止，
则供电模块输出3.3v电压到输出控制模块的开关三极管；若外部开关闭合或对地短接，检波二极管导通，则0.2v检波电压输出到输出控制模块的开关三极管；当输入的开关量信号为有源开关量信号时，若开关量信号小于0.4v，检波二极管导通，检波电压和开关量电压之和输出到输出控制模块的开关三极管；若开关量信号大于3.3v和小于24v时，检波二极管截止，则供电模块输出3.3v电压到输出控制模块的开关三极管。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据输出到所述输出控制模块的不同电压值，所述输出控制模块输出获取当前开关量转换输出结果的电平，包括：当输出到开关三极管的电压值小于0.6v时，开关三极管导通，输出控制模块的开关量转换输出结果为3.3v电源电压，电平为高；当输出到开关三极管的电压值大于0.7v时，开关三极管截止，输出控制模块的开关量转换输出结果为参考地电压，电平为低。10.根据权利要求7-9任一项所述的方法，其特征在于，所述输出控制模块输出获取当前开关量转换输出结果的电平之后，所述方法包括：当检测到输出结果为高电平时，采样单片机取反，获取输入开关量信号为低电平；当检测到输出结果为低电平时，采样单片机取反，获取输入开关量信号为高电平。

技术总结
本发明公开了一种微型DI输入检测方法和装置，方法包括：输入模块获取无源或有源开关量信号，并传输到输入检波寄防护模块；输入检波寄防护模块对开关量信号进行信号转换和检测，并根据输入的开关量信号的不同，获取不同的电压输出到输出控制模块；根据输出到输出控制模块的不同电压值，输出控制模块输出获取当前开关量转换输出结果的电平。本发明通过简单的分离元器件搭建了一套低功耗、高可靠性、低成本、小体积的微型DI输入检测装置，并通过该装置实现了无源开关量和有源开关量的兼容输入检测。入检测。入检测。


技术研发人员：田鑫辉 陈超 郑新春 周碧文 张东方
受保护的技术使用者：安吉交投数智科技有限公司
技术研发日：2023.05.06
技术公布日：2023/8/4