本實用新型屬于海洋觀測技術(shù)領(lǐng)域的集成開關(guān)控制電路的范疇，具體涉及一種用于高密度電阻率探針的多路切換開關(guān)控制電路。

背景技術(shù)：

為了更深入的研究海水入侵情況，越來越多的高密度電阻率探針被部署在近海進行長期觀測，而當(dāng)前在已經(jīng)部署一系列高密度電阻率探針中，往往需要人工切換探針方法，監(jiān)測探針之間的海水的電阻率，或者按照部署情況依次監(jiān)測探針之間的海水的電阻率，不能實現(xiàn)按專業(yè)人士需求智能監(jiān)測探針之間的海水的電阻率；另一方面當(dāng)前高密度電阻率探針大部分采用的單路開關(guān)控制電路，故整個控制系統(tǒng)需要的控制電路更多，功耗也就更大，則不利于進行長期海水入侵觀察。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種用于高密度電阻率探針的多路切換開關(guān)控制電路，以克服以往單一監(jiān)控探針之間的海水電阻率，實現(xiàn)多路切換開關(guān)控制電路。

本實用新型包括電源供電電路，切換開關(guān)控制電路，串口通信電路和主控電路。

所述的電源供電電路包括一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1、二級電源轉(zhuǎn)換芯片IC2、第一電解電容C1、第二電解電容C2、第三鉭電容C3、第七鉭電容C7、第八瓷片電容C8、第一穩(wěn)壓二級管D1、第一發(fā)光二極管LED1、第一功率電感L1、第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3；

第一接口Power1的第2管腳直接接地，第1管腳與一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1的第1管腳、第一電解電容C1的正極連接，第一電解電容C1的負(fù)極與一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1的第3管腳、一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1的第5管腳連接并接地，第一穩(wěn)壓二極管D1的正極接地，第一穩(wěn)壓二極管D1的負(fù)極與第一功率電感L1的一端、一級電源轉(zhuǎn)化芯片IC1的第2管腳相連，第一功率電感L1的另一端與第二電解電容C2的正極、第一電阻R1的一端、一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1的第4管腳相連并作為5V電源輸出端，第二電解電容C2的負(fù)極與第三鉭電容C3的負(fù)極、二級電源轉(zhuǎn)換芯片IC2的第1管腳相連并接地，第一電阻R1的另一端與第三鉭電容C3的正極、二級電源轉(zhuǎn)換芯片IC2的第3管腳相連，第七鉭電容C7的正極與第八瓷片電容C8的一端、第二電阻R2的一端、二級電源轉(zhuǎn)換芯片IC2的第2管腳、二級電源轉(zhuǎn)換芯片IC2的第4管腳相連，第七鉭電容C7的負(fù)極與第八瓷片電容C8的另一端相連并接地，第二電阻R2的另一端與第三電阻R3的一端相連作為3.3V電源輸出端，第三電阻R3的另一端與第一發(fā)光二極管LED1的正極相連，第一發(fā)光二極管LED1的負(fù)極直接與地相連。電源供電電路通過一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1輸出一個+5V電壓，通過二級電源芯片IC2輸出一個+3.3V電壓給單片機及其外圍設(shè)備供電。

切換開關(guān)控制電路包括恒流源輸出電路和多路開關(guān)控制電路，每一路開關(guān)控制電路結(jié)構(gòu)完全相同，每一路開關(guān)控制電路與恒流源輸出電路的連接方式完全相同，一路開關(guān)控制電路包括切換多路開關(guān)控制芯片IC4、第九瓷片電容C9和第十瓷片電容C10；恒流源輸出電路包括恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3、第四瓷片電容C4、第五瓷片電容C5和第六瓷片電容C6；

第一恒流源接口Current1的第1管腳與第四瓷片電容C4的一端、恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第1管腳相連，第一恒流源接口Current1的第2管腳與切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第3管腳相連，恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第2管腳與第一輸出接口OUT1的第1管腳相連，第六瓷片電容C6的一端與第五瓷片電容C5的一端、恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第3管腳、恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第4管腳、恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第5管腳、恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第6管腳、恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第7管腳、恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第8管腳、恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第9管腳并接地，恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第10管腳與切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第1管腳、第九瓷片電容C9的一端相連，恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第11管腳與第六瓷片電容C6的另一端、第一輸出接口OUT1的第2管腳相連，恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第12管腳與主控芯片IC6的第7管腳相連，恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第13管腳與主控芯片IC6的第8管腳相連，恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第14管腳與第五瓷片電容C5的另一端相連并接電源供電電路的3.3V電源輸出端，切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第2管腳與切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第4管腳、切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第8管腳、切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第11管腳、第一電極接口COM1的第1管腳相連，切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第5管腳與主控芯片IC6的第25管腳相連，切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第6管腳與主控芯片IC6的第26管腳相連，第九瓷片電容C9的另一端與第10瓷片電容C10的一端、切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第7管腳相連并接地，切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第9管腳與第二輸出接口OUT2的第1管腳相連，切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第10管腳與第二輸出接口OUT2的第2管腳相連，切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第12管腳與主控芯片IC6的第24管腳相連，切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第13管腳與主控芯片IC6的第23管腳相連，切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第14管腳與第十瓷片電容C10的另一端相連并接電源供電電路的3.3V電源輸出端。多路切換開關(guān)控制電路的主要功能通過串口發(fā)送指令，使得恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3和切換多路開關(guān)控制芯片IC4其中的一個通道處于導(dǎo)通狀態(tài)，測出需要的電壓與電流的值，從而推算探針之間海水的電阻率。

串口通信電路包括串口通信芯片IC5、第二十一瓷片電容C21、第二十二瓷片電容C22、第二十三瓷片電容C23和第二十四瓷片電容C24；

第一串口通信接口USART1的第1管腳與串口通信芯片IC5的第8管腳相連，第一串口通信接口USART1的第2管腳與串口通信芯片IC5的第7管腳相連，第一串口通信接口USART1的第3管腳與第二十一瓷片電容C21的一端、串口通信芯片IC5的第15管腳相連并接地，第二十一瓷片電容C21的另一端與串口通信芯片IC5的第6管腳相連，第二十三瓷片電容C23的一端與串口通信芯片IC5的第2管腳相連，第二十三瓷片電容C23的另一端與串口通信芯片IC5的第16管腳相連并接電源供電電路5V電源輸出端，第二十二瓷片電容C22一端與串口通信芯片IC5的第5管腳相連，第二十二瓷片電容C22另一端與串口通信芯片IC5的第4管腳相連，第二十二瓷片電容C24一端與串口通信芯片IC5的第3管腳相連，第二十二瓷片電容C24另一端與串口通信芯片IC5的第1管腳相連，串口通信芯片IC5的第9管腳與主控芯片IC6的第69管腳相連，串口通信芯片IC5的第10管腳與主控芯片IC6的第68管腳相連，串口通信芯片IC5的第11、12、13、14管腳架空。串口通信電路主要的功能通過串口發(fā)送指令，主控芯片IC6接收指令后，切換控制多路開關(guān)電路。

主控電路包括主控芯片IC6、第三十一瓷片電容C31、第三十二瓷片電容C32、第三十五瓷片電容C35、第四十一鉭電容C41、第四十二鉭電容C42、第四十三鉭電容C43、第四十四瓷片電容C44、第四十五瓷片電容C45、第四十六瓷片電容C46、第五電阻R5、第四電阻R4和第一晶振XLAT；

程序下載接口JTAG的第2管腳與主控芯片IC6的第72管腳相連，程序下載接口JTAG的第1管腳接電源供電電路3.3V電源輸出端，程序下載接口JTAG的第3管腳與主控芯片IC6的第76管腳相連，程序下載接口JTAG的第4管腳、第四電阻R4的一端、主控芯片IC6的第94管腳相連并接地，第四電阻R4的另一端與主控芯片IC6的第37管腳相連，第三十一瓷片電容C31的一端與第一晶振XLAT一端、主控芯片IC6的第12管腳相連，第三十一瓷片電容C31的另一端與第三十二瓷片電容C32的一端相連并接地，第三十二瓷片電容C32的另一端與第一晶振XLAT另一端、主控芯片IC6的第13管腳相連，第五電阻R5的一端接電源供電電路3.3V電源輸出端，第五電阻R5的另一端與第三十五瓷片電容C35一端、主控芯片IC6的第14管腳相連，第三十五瓷片電容C35另一端與主控芯片IC6的第20管腳相連并接地，第四十一鉭電容C41的正極與第四十二鉭電容C42的正極、第四十三鉭電容C43的正極、第四十四瓷片電容C44的一端、第四十五瓷片電容C45的一端、第四十六瓷片電容C46的一端、主控芯片IC6的第50管腳、主控芯片IC6的第21管腳、主控芯片IC6的第75管腳、主控芯片IC6的第100管腳、主控芯片IC6的第28管腳、主控芯片IC6的第11管腳相連并接電源供電電路3.3V電源輸出端，第四十一鉭電容C41的負(fù)極與第四十二鉭電容C42的負(fù)極、第四十三鉭電容C43的負(fù)極、第四十四瓷片電容C44的另一端、第四十五瓷片電容C45的另一端、第四十六瓷片電容C46的另一端接地；主控芯片IC6的第49管腳、主控芯片IC6的第74管腳、主控芯片IC6的第99管腳、主控芯片IC6的第27管腳、主控芯片IC6的第10管腳、主控芯片IC6的第19管腳相連并接地；主控芯片IC6剩余管腳中，除了與其余開關(guān)控制電路連接的普通I/O腳以外的管腳皆架空。

本實用新型中的電源轉(zhuǎn)換芯片IC1、IC2，多路切換開關(guān)芯片IC3、IC4、串口通信芯片IC5，主控芯片IC6，均采用成熟產(chǎn)品。一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1采用LM2576，二級電源轉(zhuǎn)換芯片IC2采用AMS1117-3.3V，恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3、切換多路開關(guān)控制芯片IC4均采用TI公司的TS3A4751，串口通信芯片IC5采用的TI公司的MAX3232，主控芯片IC6采用ST公司的STM32F103VCT6。

本實用新型運用多路切換控制芯片控制同一根高密度電阻率探針的四個通道，實現(xiàn)四個通道隨意切換，并且延伸到多個高密度電阻率探針上，故可以按照專業(yè)人士需求檢測探針之間的海水電阻率，及時發(fā)現(xiàn)海水入侵情況；與背景技術(shù)相比，該電路為近海長期觀測海水入侵情況提供更有效的方法，使得專業(yè)人士能夠及時掌握海水入侵的信息。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體電路示意圖；

圖2為電源供電電路示意圖；

圖3為多路切換開關(guān)電路示意圖；

圖4為串口通信電路示意圖；

圖5為主控電路示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，包括主控電路1、多路切換開關(guān)電路2、電源供電電路3和串口通信電路4。

如圖2所示，所述的電源供電電路包括一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1、二級電源轉(zhuǎn)換芯片IC2、第一電解電容C1、第二電解電容C2、第三鉭電容C3、第七鉭電容C7、第八瓷片電容C8、第一穩(wěn)壓二級管D1、第一發(fā)光二極管LED1、第一功率電感L1、第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3；

第一接口Power1的第2管腳直接接地，第1管腳與一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1的第1管腳、第一電解電容C1的正極連接，第一電解電容C1的負(fù)極與一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1的第3管腳、一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1的第5管腳連接并接地，第一穩(wěn)壓二極管D1的正極接地，第一穩(wěn)壓二極管D1的負(fù)極與第一功率電感L1的一端、一級電源轉(zhuǎn)化芯片IC1的第2管腳相連，第一功率電感L1的另一端與第二電解電容C2的正極、第一電阻R1的一端、一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1的第4管腳相連并作為5V電源輸出端，第二電解電容C2的負(fù)極與第三鉭電容C3的負(fù)極、二級電源轉(zhuǎn)換芯片IC2的第1管腳相連并接地，第一電阻R1的另一端與第三鉭電容C3的正極、二級電源轉(zhuǎn)換芯片IC2的第3管腳相連，第七鉭電容C7的正極與第八瓷片電容C8的一端、第二電阻R2的一端、二級電源轉(zhuǎn)換芯片IC2的第2管腳、二級電源轉(zhuǎn)換芯片IC2的第4管腳相連，第七鉭電容C7的負(fù)極與第八瓷片電容C8的另一端相連并接地，第二電阻R2的另一端與第三電阻R3的一端相連作為3.3V電源輸出端，第三電阻R3的另一端與第一發(fā)光二極管LED1的正極相連，第一發(fā)光二極管LED1的負(fù)極直接與地相連。電源供電電路通過一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1輸出一個+5V電壓，通過二級電源芯片IC2輸出一個+3.3V電壓給單片機及其外圍設(shè)備供電。

如圖3所示，切換開關(guān)控制電路包括恒流源輸出電路和多路開關(guān)控制電路，每一路開關(guān)控制電路結(jié)構(gòu)完全相同，每一路開關(guān)控制電路與恒流源輸出電路的連接方式完全相同，一路開關(guān)控制電路包括切換多路開關(guān)控制芯片IC4、第九瓷片電容C9和第十瓷片電容C10；恒流源輸出電路包括恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3、第四瓷片電容C4、第五瓷片電容C5和第六瓷片電容C6；

第一恒流源接口Current1的第1管腳與第四瓷片電容C4的一端、恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第1管腳相連，第一恒流源接口Current1的第2管腳與切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第3管腳相連，恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第2管腳與第一輸出接口OUT1的第1管腳相連，第六瓷片電容C6的一端與第五瓷片電容C5的一端、恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第3管腳、恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第4管腳、恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第5管腳、恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第6管腳、恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第7管腳、恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第8管腳、恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第9管腳并接地，恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第10管腳與切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第1管腳、第九瓷片電容C9的一端相連，恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第11管腳與第六瓷片電容C6的另一端、第一輸出接口OUT1的第2管腳相連，恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第12管腳與主控芯片IC6的第7管腳相連，恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第13管腳與主控芯片IC6的第8管腳相連，恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3的第14管腳與第五瓷片電容C5的另一端相連并接電源供電電路的3.3V電源輸出端，切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第2管腳與切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第4管腳、切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第8管腳、切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第11管腳、第一電極接口COM1的第1管腳相連，切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第5管腳與主控芯片IC6的第25管腳相連，切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第6管腳與主控芯片IC6的第26管腳相連，第九瓷片電容C9的另一端與第10瓷片電容C10的一端、切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第7管腳相連并接地，切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第9管腳與第二輸出接口OUT2的第1管腳相連，切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第10管腳與第二輸出接口OUT2的第2管腳相連，切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第12管腳與主控芯片IC6的第24管腳相連，切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第13管腳與主控芯片IC6的第23管腳相連，切換多路開關(guān)控制芯片IC4的第14管腳與第十瓷片電容C10的另一端相連并接電源供電電路的3.3V電源輸出端。多路切換開關(guān)控制電路的主要功能通過串口發(fā)送指令，使得恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3和切換多路開關(guān)控制芯片IC4其中的一個通道處于導(dǎo)通狀態(tài)，測出需要的電壓與電流的值，從而推算探針之間海水的電阻率。

如圖4所示，串口通信電路包括串口通信芯片IC5、第二十一瓷片電容C21、第二十二瓷片電容C22、第二十三瓷片電容C23和第二十四瓷片電容C24；

第一串口通信接口USART1的第1管腳與串口通信芯片IC5的第8管腳相連，第一串口通信接口USART1的第2管腳與串口通信芯片IC5的第7管腳相連，第一串口通信接口USART1的第3管腳與第二十一瓷片電容C21的一端、串口通信芯片IC5的第15管腳相連并接地，第二十一瓷片電容C21的另一端與串口通信芯片IC5的第6管腳相連，第二十三瓷片電容C23的一端與串口通信芯片IC5的第2管腳相連，第二十三瓷片電容C23的另一端與串口通信芯片IC5的第16管腳相連并接電源供電電路5V電源輸出端，第二十二瓷片電容C22一端與串口通信芯片IC5的第5管腳相連，第二十二瓷片電容C22另一端與串口通信芯片IC5的第4管腳相連，第二十二瓷片電容C24一端與串口通信芯片IC5的第3管腳相連，第二十二瓷片電容C24另一端與串口通信芯片IC5的第1管腳相連，串口通信芯片IC5的第9管腳與主控芯片IC6的第69管腳相連，串口通信芯片IC5的第10管腳與主控芯片IC6的第68管腳相連，串口通信芯片IC5的第11、12、13、14管腳架空。串口通信電路主要的功能通過串口發(fā)送指令，主控芯片IC6接收指令后，切換控制多路開關(guān)電路。

如圖5所示，主控電路包括主控芯片IC6、第三十一瓷片電容C31、第三十二瓷片電容C32、第三十五瓷片電容C35、第四十一鉭電容C41、第四十二鉭電容C42、第四十三鉭電容C43、第四十四瓷片電容C44、第四十五瓷片電容C45、第四十六瓷片電容C46、第五電阻R5、第四電阻R4和第一晶振XLAT；

程序下載接口JTAG的第2管腳與主控芯片IC6的第72管腳相連，程序下載接口JTAG的第1管腳接電源供電電路3.3V電源輸出端，程序下載接口JTAG的第3管腳與主控芯片IC6的第76管腳相連，程序下載接口JTAG的第4管腳、第四電阻R4的一端、主控芯片IC6的第94管腳相連并接地，第四電阻R4的另一端與主控芯片IC6的第37管腳相連，第三十一瓷片電容C31的一端與第一晶振XLAT一端、主控芯片IC6的第12管腳相連，第三十一瓷片電容C31的另一端與第三十二瓷片電容C32的一端相連并接地，第三十二瓷片電容C32的另一端與第一晶振XLAT另一端、主控芯片IC6的第13管腳相連，第五電阻R5的一端接電源供電電路3.3V電源輸出端，第五電阻R5的另一端與第三十五瓷片電容C35一端、主控芯片IC6的第14管腳相連，第三十五瓷片電容C35另一端與主控芯片IC6的第20管腳相連并接地，第四十一鉭電容C41的正極與第四十二鉭電容C42的正極、第四十三鉭電容C43的正極、第四十四瓷片電容C44的一端、第四十五瓷片電容C45的一端、第四十六瓷片電容C46的一端、主控芯片IC6的第50管腳、主控芯片IC6的第21管腳、主控芯片IC6的第75管腳、主控芯片IC6的第100管腳、主控芯片IC6的第28管腳、主控芯片IC6的第11管腳相連并接電源供電電路3.3V電源輸出端，第四十一鉭電容C41的負(fù)極與第四十二鉭電容C42的負(fù)極、第四十三鉭電容C43的負(fù)極、第四十四瓷片電容C44的另一端、第四十五瓷片電容C45的另一端、第四十六瓷片電容C46的另一端接地；主控芯片IC6的第49管腳、主控芯片IC6的第74管腳、主控芯片IC6的第99管腳、主控芯片IC6的第27管腳、主控芯片IC6的第10管腳、主控芯片IC6的第19管腳相連并接地；主控芯片IC6剩余管腳中，除了與其余開關(guān)控制電路連接的普通I/O腳以外的管腳皆架空。

工作過程：在Power1接口輸入+12V的電源，一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1將+12V電壓轉(zhuǎn)成+5V，二級電源轉(zhuǎn)換芯片IC2再將+5V電壓轉(zhuǎn)換為+3.3V，供給主控芯片IC6，上電之后，主控芯片IC6開始初始化之后，完成之后，并在Current1接口上輸入10-20mA的恒流源給恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3和切換多路開關(guān)控制芯片IC4供電，由串口經(jīng)串口通信芯片IC5向主控芯片IC6發(fā)送指令，主控芯片IC6接收到指令后，對恒流源輸出開關(guān)控制芯片IC3和切換多路開關(guān)控制芯片IC4進行通道切換，從而測出高密度電阻率的探針之間的電壓和電流，竟而得出探針之間海水的電阻率。