專利名稱：串行口txd線管理核對(duì)指令式8組家用電器自動(dòng)化接線座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于應(yīng)用電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種計(jì)算機(jī)與家用電子電器的接
口裝置。
背景技術(shù)：
2010年9月中旬提交國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局審查的實(shí)用新型專利“串行口發(fā)送數(shù) 據(jù)線管理的家用電子電器自動(dòng)化接線座”以計(jì)算機(jī)為主機(jī)，在其RS232C接口的兩根輸出聯(lián) 絡(luò)線的配合下，從串行口的T)(D 口線發(fā)送出串行數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)經(jīng)過十進(jìn)制計(jì)數(shù)器CD4017轉(zhuǎn) 換成并行數(shù)據(jù)指令，管理4對(duì)家用電子和電器，還通過RS232C接口的四根輸入聯(lián)絡(luò)線檢測(cè) 3個(gè)開關(guān)量輸出型傳感器的狀態(tài)以及1個(gè)傳感器的狀態(tài)的變化。而最近提交審查的實(shí)用新 型專利“串行口 T)(D線管理的8組家用電子電器自動(dòng)化接線座”卻把T)(D 口線發(fā)送出的串 行數(shù)據(jù)經(jīng)過二進(jìn)制計(jì)數(shù)器與4-16譯碼器轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)指令，管理8對(duì)電子和電器。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種串行口 T)(D線管理核對(duì)指令式8組家用電器自動(dòng) 化接線座，它以計(jì)算機(jī)為主機(jī)，從其RS232C接口的T)(D 口線發(fā)送出指令數(shù)據(jù)，通過比較器核 對(duì)指令數(shù)據(jù)，管理8組家用電子電器，還通過串行口的四根輸出聯(lián)絡(luò)線檢測(cè)3個(gè)開關(guān)量輸出 型傳感器的狀態(tài)以及1個(gè)傳感器的狀態(tài)的變化；包括9針RS232C接口、USB接口、USB轉(zhuǎn)串 行口電路、4對(duì)傳感器接口接線端、RS232 — TTL/CM0S電平轉(zhuǎn)換電路、二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、16塊4 位比較器、數(shù)據(jù)輸出使能電路、數(shù)據(jù)鎖存電路、8組電子開關(guān)電路、穩(wěn)壓電源電路、防雷擊和 浪涌電路以及市電電源線及其插頭。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是USB接口連接到USB轉(zhuǎn)串行口電路的相應(yīng)的信號(hào)輸入端，后者的信號(hào)輸出端與 RS232C接口的相應(yīng)端口線并聯(lián)；RS232C接口的第一針⑶、第六針DSR、第八針CTS與第九針 RI分別連接一個(gè)上拉電阻到電源正極，這四針與電源負(fù)極分別構(gòu)成了 4對(duì)傳感器接口接線 端；RS232C接口的第三針T)(D、第四針DTR、第七針RTS分別連接到RS232 — TTL/CM0S電平 轉(zhuǎn)換電路的三個(gè)信號(hào)輸入端，相應(yīng)的電平轉(zhuǎn)換電路的三個(gè)信號(hào)輸出端分別連接到二進(jìn)制計(jì) 數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)輸入端及其清零端、數(shù)據(jù)輸出使能電路的輸出使能端；二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的四 個(gè)信號(hào)輸出端分別連接到16塊4位比較器各自的1組比較信號(hào)輸入端A3A2A1A0，16塊4 位比較器各自的輸出端A = B分別連接到數(shù)據(jù)輸出使能電路的16個(gè)信號(hào)輸入端，數(shù)據(jù)輸出 使能電路的16個(gè)信號(hào)輸出端各自連接一個(gè)下拉電阻到電源負(fù)極，還分別連接到數(shù)據(jù)鎖存 電路的8對(duì)置1端S與復(fù)位端R，數(shù)據(jù)鎖存電路的8個(gè)信號(hào)輸出端分別連接到1組電子開關(guān) 電路的控制信號(hào)輸入端；穩(wěn)壓電源電路的交流輸入端與防雷擊和浪涌電路并聯(lián)，通過市電 電源線及其插頭接到市電，穩(wěn)壓電源電路的輸出負(fù)極與RS232C接口的第五針GND相連。所述穩(wěn)壓電源電路由電源變壓器、二極管橋式整流電路、電容濾波電路以及三端 穩(wěn)壓集成電路7815組成，7815的兩個(gè)輸出端分別構(gòu)成了本裝置的電源正極與電源負(fù)極。[0007]所述防雷擊和浪涌電路由一只熔斷器和一個(gè)壓敏電阻串連組成。所述RS232 —TTL/CM0S電平轉(zhuǎn)換電路分成三路，各自的結(jié)構(gòu)相同，包括一只三極 管、一個(gè)基極電阻、一個(gè)集電極電阻、一只施密特反相器以及工作狀態(tài)指示燈電路；其中，基 極電阻的一端作為該路電平轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸入端，另一端連接到三極管的基極，電源正 極與集電極電阻、三極管的集電極、發(fā)射極以及電源負(fù)極組成串聯(lián)電路，三極管的集電極還 連接到施密特反相器的輸入端，施密特反相器的輸出端作為該路電平轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸出 端；工作狀態(tài)指示燈電路包括一個(gè)限流電阻與一個(gè)發(fā)光二極管，施密特反相器的輸出端、限 流電阻、發(fā)光二極管以及電源正極組成串聯(lián)電路。所述8組電子開關(guān)電路的結(jié)構(gòu)相同，各自包括1路固態(tài)繼電器電子開關(guān)電路和1 路直流繼電器電子開關(guān)電路。所述固態(tài)繼電器電子開關(guān)電路包括1只NPN三極管、1只PNP三極管、1個(gè)基極電 阻、1個(gè)基極偏置電阻、1個(gè)集電極電阻、1個(gè)限流用集電極電阻和一塊固態(tài)繼電器；其中，基 極電阻的一端接NPN三極管的基極，另一端作為該電子開關(guān)電路的控制信號(hào)輸入端，基極 偏置電阻并聯(lián)在PNP三極管的發(fā)射結(jié)上，該P(yáng)NP三極管的發(fā)射極接電源正極，其基極串聯(lián)一 個(gè)集電極電阻連接到NPN三極管的集電極，NPN三極管的發(fā)射極連接到電源負(fù)極，PNP三極 管的集電極串聯(lián)一個(gè)限流用集電極電阻連接到固態(tài)繼電器的控制信號(hào)輸入端中的正極，固 態(tài)繼電器的控制信號(hào)輸入端中的負(fù)極連接到電源負(fù)極；固態(tài)繼電器的兩個(gè)輸出端構(gòu)成該固 態(tài)繼電器電子開關(guān)電路的輸出端。所述直流繼電器電子開關(guān)電路包括一只三極管及其基極電阻、一只二極管、一只 發(fā)光二極管和一個(gè)直流繼電器；其中，基極電阻的一端接三極管的基極，另一端作為該電子 開關(guān)電路的控制信號(hào)輸入端，三極管的發(fā)射極連接到電源負(fù)極，其集電極連接到發(fā)光二極 管的負(fù)極，發(fā)光二極管的正極分別連接到二極管的正極和直流繼電器的線圈的一端，二極 管的負(fù)極與直流繼電器的線圈的另一端都連接到電源正極；直流繼電器的兩對(duì)單刀雙擲開 關(guān)的六個(gè)接線端構(gòu)成了該直流繼電器電子開關(guān)電路的輸出端。所述二進(jìn)制計(jì)數(shù)器由⑶4516組成，其預(yù)置數(shù)據(jù)裝載控制端與進(jìn)位信號(hào)輸入端都 接電源負(fù)極，計(jì)數(shù)模式控制端接電源正極。所述16塊4位比較器由16塊⑶4585組成，它們各自的另一組比較信號(hào)輸入端 B3B2B1B0的電平由開關(guān)設(shè)置，它們的級(jí)聯(lián)信號(hào)輸入端(A > B) in, (A < B) in都接到電源負(fù) 極，(A = B) in都接到電源正極。所述數(shù)據(jù)輸出使能電路由三塊非反相三態(tài)緩沖器⑶4503并列組成。所述數(shù)據(jù)鎖存電路由8個(gè)RS觸發(fā)器或D觸發(fā)器并列組成。本實(shí)用新型構(gòu)成了計(jì)算機(jī)與家用電子或電器之間的接口，在計(jì)算機(jī)軟件的管理 下，自動(dòng)檢測(cè)和運(yùn)行所連接的家用電子或電器，傳感器與家用電器的組合適應(yīng)于多種場(chǎng)合； 其特點(diǎn)是利用T)(D線配合DTR線發(fā)送出正確的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，用比較器與各組電子開關(guān)電路 所對(duì)應(yīng)的預(yù)置的操作碼作比較，用RTS保證正確的比較結(jié)果傳送給8組電子開關(guān)電路。
以下結(jié)合附圖，進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。

圖1是傳感器接口電路與穩(wěn)壓電源電路的方框圖。[0019]圖2是RS232 — TTL/CM0S電平轉(zhuǎn)換電路的原理圖。圖3是二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、16塊4位比較器、數(shù)據(jù)輸出使能電路、數(shù)據(jù)鎖存電路、8組電 子開關(guān)電路的原理圖。圖4是一組電子開關(guān)電路的原理圖。圖中，01.-08.電子開關(guān)電路，5.穩(wěn)壓電源電路，51.防雷擊和浪涌電路，6. USB接 口，7. USB轉(zhuǎn)串行口電路，8. RS232C接口，21. 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，22. 16塊4位比較器，23.數(shù) 據(jù)輸出使能電路，24.數(shù)據(jù)鎖存電路，31.單刀雙擲直流電磁繼電器，32.固態(tài)繼電器SSR， 2201. -2216. 4 位比較器。
具體實(shí)施方式
傳感器的接口電路如圖1所示，其中，用Rsl，Rs2, Rs3, Rs4表示4個(gè)傳感器。通 過串行通信控件MSComm32. OCX的事件屬性來檢測(cè)傳感器感應(yīng)事件所輸出的信號(hào)，適應(yīng)多 類傳感器工作，包括輸出信號(hào)為開關(guān)量型、+3V +15V的電平型或脈沖信號(hào)型或電阻跳變 型的傳感器。串行通信控件MSComm32. OCX的事件屬性包括ComEvCTS :Clear_to_Send線 的狀態(tài)發(fā)生變化；ComEvDSR :Data_Set_Ready 線的狀態(tài)從 1 變到 0 ；ComEvCD :Carrier_ Detect線的狀態(tài)發(fā)生變化；ComEvRing 檢測(cè)到振鈴信號(hào)，但是，不具備串口通信控件的屬 性 MSComm32. CTSholding/. DSRholding/. DCDholding，無法查詢檢測(cè)其電平的高低情況，一 些UART (非同步接收-傳輸器)可能不支持此事件。參見圖3，二進(jìn)制計(jì)數(shù)器由⑶4516或其它的二進(jìn)制計(jì)數(shù)電路組成，由RS232C 接口(8)的輸出口線DTR=“1”使得其復(fù)位端有效Q3Q2Q1Q0 = 0000。通過串行口數(shù)據(jù)發(fā) 送口線T)(D使得CD4516的輸出端出現(xiàn)所需要的狀態(tài)，其技術(shù)如下串行口發(fā)送線平時(shí)處于高電平。串行通信控件MSComm32. OCX Wkttings屬性確 定異步串行通信的信息格式“(1位低電平的)起始位+傳送的字符+奇偶校驗(yàn)位+ (1、1.5 或2位高電平的)停止位”。使用控件MSComm32. OCX的Output屬性將字符串寫入輸出寄 存器中，就可以傳輸出該字符串。例如MSComml. Output = 〃 ABCDE"，此即將ABCDE五個(gè) 字符依序從串行端口傳送出去。字母“B”的ASCII碼為“42H = 0100 0010B”，每次傳送， TXD發(fā)出的波形是=11110010000101"，會(huì)產(chǎn)生3個(gè)上升沿正跳變脈沖；而傳送字母“A” = "41H =OiOO 000IB", TXD發(fā)出的波形是:ΠΠοο οοοοοΠ—，只產(chǎn)生2個(gè)上升沿正跳變脈沖。如此， 先設(shè)置⑶4516的輸出端為清零狀態(tài)Q3Q2Q1Q0 = 0000，再連續(xù)傳送若干個(gè)字母“B”，導(dǎo)致 CD4516 的四位輸出端依次發(fā)生的情況是:3、6、9、12、15、18 = 16+2,21 = 16+5,24 = 16+8、 27 = 16+11,30 = 16+14,33 = 32+1,36 = 32+4,39 = 32+7,42 = 32+10,45 = 32+13,48 = 48+0，以后又開始新的一輪循環(huán)。由此可見，CD4516的四位輸出端出現(xiàn)了四位二進(jìn)制數(shù)的 各種情況。計(jì)數(shù)器的一些中間計(jì)數(shù)結(jié)果會(huì)使得16塊4位比較器0201)42216)產(chǎn)生錯(cuò) 誤的指令數(shù)據(jù)，但是，只有當(dāng)計(jì)數(shù)器產(chǎn)生正確的數(shù)據(jù)以后才發(fā)生有效的RTS信號(hào)電平 “0”，使得數(shù)據(jù)輸出使能電路03)這時(shí)才放行16塊4位比較器02)的比較結(jié)果。數(shù)據(jù)輸出 使能電路03)采用CMOS電路而非74HC373J44，使得電源電壓可以高至15V，因?yàn)镠CM0S， CMOS電路的工作電壓分別為2V-6V和3V-15VG500B)-18V(4000B)；為了避免其輸出端的高阻態(tài)所帶來的電磁感應(yīng)干擾，它的16個(gè)輸出端分別連接了一個(gè)下拉電阻到電源負(fù)極。
權(quán)利要求1.串行口T)(D線管理核對(duì)指令式8組家用電器自動(dòng)化接線座，其特征是，包括9針 RS232C接口、USB接口、USB轉(zhuǎn)串行口電路、4對(duì)傳感器接口接線端、RS232 — TTL/CM0S電平 轉(zhuǎn)換電路、二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、16塊4位比較器、數(shù)據(jù)輸出使能電路、數(shù)據(jù)鎖存電路、8組電子開 關(guān)電路、穩(wěn)壓電源電路、防雷擊和浪涌電路以及市電電源線及其插頭；其中，USB接口連接 到USB轉(zhuǎn)串行口電路的相應(yīng)的信號(hào)輸入端，后者的信號(hào)輸出端與RS232C接口的相應(yīng)端口線 并聯(lián)；RS232C接口的第一針⑶、第六針DSR、第八針CTS與第九針RI分別連接一個(gè)上拉電 阻到電源正極，這四針與電源負(fù)極分別構(gòu)成了 4對(duì)傳感器接口接線端；RS232C接口的第三 針T)(D、第四針DTR、第七針RTS分別連接到RS232 — TTL/CM0S電平轉(zhuǎn)換電路的三個(gè)信號(hào)輸 入端，相應(yīng)的電平轉(zhuǎn)換電路的三個(gè)信號(hào)輸出端分別連接到二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)輸入端 及其清零端、數(shù)據(jù)輸出使能電路的輸出使能端；二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的四個(gè)信號(hào)輸出端分別連接 到16塊4位比較器各自的1組比較信號(hào)輸入端A3A2A1A0，16塊4位比較器各自的輸出端 A = B分別連接到數(shù)據(jù)輸出使能電路的16個(gè)信號(hào)輸入端，數(shù)據(jù)輸出使能電路的16個(gè)信號(hào) 輸出端各自連接一個(gè)下拉電阻到電源負(fù)極，還分別連接到數(shù)據(jù)鎖存電路的8對(duì)置1端S與 復(fù)位端R，數(shù)據(jù)鎖存電路的8個(gè)信號(hào)輸出端分別連接到1組電子開關(guān)電路的控制信號(hào)輸入 端；穩(wěn)壓電源電路的交流輸入端與防雷擊和浪涌電路并聯(lián)，通過市電電源線及其插頭接到 市電，穩(wěn)壓電源電路的輸出負(fù)極與RS232C接口的第五針GND相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串行口T)(D線管理核對(duì)指令式8組家用電器自動(dòng)化接線座， 其特征是，所述RS232 — TTL/CM0S電平轉(zhuǎn)換電路分成三路，各自的結(jié)構(gòu)相同，包括一只三 極管、一個(gè)基極電阻、一個(gè)集電極電阻、一只施密特反相器以及工作狀態(tài)指示燈電路；其中， 基極電阻的一端作為該路電平轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸入端，另一端連接到三極管的基極，電源 正極與集電極電阻、三極管的集電極、發(fā)射極以及電源負(fù)極組成串聯(lián)電路，三極管的集電極 還連接到施密特反相器的輸入端，施密特反相器的輸出端作為該路電平轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸 出端；工作狀態(tài)指示燈電路包括一個(gè)限流電阻與一個(gè)發(fā)光二極管，施密特反相器的輸出端、 限流電阻、發(fā)光二極管以及電源正極組成串聯(lián)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串行口T)(D線管理核對(duì)指令式8組家用電器自動(dòng)化接線座， 其特征是，所述16塊4位比較器各自的另一組比較信號(hào)輸入端B3B2B1B0的電平由開關(guān)設(shè) 置，它們的級(jí)聯(lián)信號(hào)輸入端(A > B) in, (A < B) in都接到電源負(fù)極，(A = B) in都接到電源 正極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串行口T)(D線管理核對(duì)指令式8組家用電器自動(dòng)化接線座， 其特征是，所述數(shù)據(jù)輸出使能電路由三塊非反相三態(tài)緩沖器CD4503并列組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串行口T)(D線管理核對(duì)指令式8組家用電器自動(dòng)化接線座， 其特征是，所述8組電子開關(guān)電路的結(jié)構(gòu)相同，各自包括1路固態(tài)繼電器電子開關(guān)電路和1 路直流繼電器電子開關(guān)電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的串行口T)(D線管理核對(duì)指令式8組家用電器自動(dòng)化接線座， 其特征是，所述固態(tài)繼電器電子開關(guān)電路包括1只NPN三極管、1只PNP三極管、1個(gè)基極 電阻、1個(gè)基極偏置電阻、1個(gè)集電極電阻、1個(gè)限流用集電極電阻和一塊固態(tài)繼電器；其中， 基極電阻的一端接NPN三極管的基極，另一端作為該電子開關(guān)電路的控制信號(hào)輸入端，基 極偏置電阻并聯(lián)在PNP三極管的發(fā)射結(jié)上，該P(yáng)NP三極管的發(fā)射極接電源正極，其基極串聯(lián) 一個(gè)集電極電阻連接到NPN三極管的集電極，NPN三極管的發(fā)射極連接到電源負(fù)極，PNP三極管的集電極串聯(lián)一個(gè)限流用集電極電阻連接到固態(tài)繼電器的控制信號(hào)輸入端中的正極， 固態(tài)繼電器的控制信號(hào)輸入端中的負(fù)極連接到電源負(fù)極；固態(tài)繼電器的兩個(gè)輸出端構(gòu)成該 固態(tài)繼電器電子開關(guān)電路的輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的串行口T)(D線管理核對(duì)指令式8組家用電器自動(dòng)化接線座， 其特征是，所述直流繼電器電子開關(guān)電路包括一只三極管及其基極電阻、一只二極管、一 只發(fā)光二極管和一個(gè)直流繼電器；其中，基極電阻的一端接三極管的基極，另一端作為該電 子開關(guān)電路的控制信號(hào)輸入端，三極管的發(fā)射極連接到電源負(fù)極，其集電極連接到發(fā)光二 極管的負(fù)極，發(fā)光二極管的正極分別連接到二極管的正極和直流繼電器的線圈的一端，二 極管的負(fù)極與直流繼電器的線圈的另一端都連接到電源正極；直流繼電器的兩對(duì)單刀雙擲 開關(guān)的六個(gè)接線端構(gòu)成了該直流繼電器電子開關(guān)電路的輸出端。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串行口T)(D線管理核對(duì)指令式8組家用電器自動(dòng)化接線座， 其特征是，所述數(shù)據(jù)鎖存電路由8個(gè)RS觸發(fā)器或D觸發(fā)器并列組成。
專利摘要串行口TXD線管理核對(duì)指令式8組家用電器自動(dòng)化接線座，屬于計(jì)算機(jī)與家電的接口裝置，從串行口的TXD線發(fā)送出二進(jìn)制數(shù)據(jù)，用比較器核對(duì)指令數(shù)據(jù)，管理8組家用電子電器，還通過串行口的輸入聯(lián)絡(luò)線檢測(cè)3個(gè)傳感器的狀態(tài)以及1個(gè)傳感器狀態(tài)的變化；包括RS232C接口、USB接口、USB轉(zhuǎn)串行口電路、4對(duì)傳感器接口接線端、RS232→TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換電路、二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、16塊4位比較器、數(shù)據(jù)輸出使能電路、數(shù)據(jù)鎖存電路、8組電子開關(guān)電路、穩(wěn)壓電源電路以及防雷擊和浪涌電路。其中，信號(hào)TXD、DTR、RTS分別送往計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端及其清零端、數(shù)據(jù)輸出使能電路的使能端；4位比較器的一組輸入信號(hào)來自計(jì)數(shù)器，另一組預(yù)置，其比較結(jié)果控制電子開關(guān)電路。用于家用電器自動(dòng)化。
文檔編號(hào)H03K19/0175GK201878126SQ201020556709
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月11日
發(fā)明者曾湘, 曾藝 申請(qǐng)人:重慶工商大學(xué)