[实用新型]可扩展的开关矩阵板

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可扩展的开关矩阵板。

背景技术

开关矩阵卡和开关矩阵板广泛应用于工业自动化设备或测试设备，其主要功能，是通过继电器的开合，实现不同信号的切换传输，以节约硬件成本。例如，美国国家仪器公司的产品NI-PXle-2529就是一种典型的开关矩阵卡。这种板卡包含有128个继电器开关，并可通过软件设置，配置成为4×32或8×16的二维开关矩阵。但是这种开关矩阵卡只能应用于拥有PXle插槽的接口，并且矩阵配置固定为两种类型。

现有技术的矩阵开关板卡在应用时，通常需要特定的PC(个人电脑)或IPC(工业电脑)的高级接口以及相对应的特殊驱动程序。而对于PLC(可编程逻辑控制器)等低端逻辑控制设备而言，通常并不具有PCI(外部设备组件互连标准)、PXI(面向仪器系统的外部设备组件互连标准扩展)或PXIe(高速面向仪器系统的外部设备组件互连标准扩展)等高级接口，因此，此类板卡在不同的工业控制平台之间的通用性受到了限制。

此外，制造商为了尽可能满足不同用户的需要，在设计继电器矩阵板卡时，所使用的继电器模块数量往往会大大高于正常的需求，并将矩阵的规模配置进行预设限制，如NI-PXle-2529板卡被限制为只能在4×32和8×16两种规模的矩阵之间进行选择切换。这就使得在使用时造成了硬件成本的极大浪费。例如，参见图1，在构造图中所示的“L”型矩阵时，实现功能所需要的继电器数量为48个，但对于大规模固化结构的板卡，如NI-PXle-2529，则需要将一块板卡配置为如图2所示的8×16的矩阵，而图2右边的虚线框内的无效继电器模块在实际使用中只能被废弃不用而造成浪费，最终共耗费128个继电器以及一些无用的信号输入/输出点才能实现设计要求的图1所示的L型继电器矩阵，即由图2左边所示的虚线框外的48个继电器所构成。

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有技术的上述缺陷，提供一种可扩展的开关矩阵板，与控制平台连接，所述可扩展的开关矩阵板包括：

继电器矩阵，包括：若干个继电器，以矩阵形式组成，并适于连接其它一个或多个可扩展的开关矩阵板；

逻辑电平端口，连接所述控制平台；

扩展控制端口，连接所述其它一个或多个可扩展的开关矩阵板的逻辑电平端口；以及

控制电路，分别连接所述继电器矩阵、逻辑电平端口和扩展控制端口，用于接收来自所述控制平台的继电器控制信号，并向所述继电器提供所述控制信号，以控制所述继电器的开合。

根据本实用新型的实施例，所述逻辑电平端口包括至少两个逻辑电平端口，分别适于连接所述控制电路和至少两个具有不同输出逻辑电平的控制平台。

根据本实用新型的实施例，所述至少两个逻辑电平端口具有不同的输入逻辑电平；所述至少两个逻辑电平端口中的至少一个包括与所述控制电路相连的电平转换电路，用于将所述其输入逻辑电平转换成与所述控制电路的逻辑电平相一致。

根据本实用新型的实施例，所述继电器矩阵是4×4矩阵，包括16个继电器模块。

根据本实用新型的实施例，所述控制电路包括一个或多个晶体管-晶体管级(TTL)逻辑芯片。

根据本实用新型的实施例，所述不同的输入逻辑电平至少包括5V级逻辑电平和24V级逻辑电平。

根据本实用新型的实施例，所述逻辑电平端口和扩展控制端口中的每一个包括三个硬件引脚：锁定信号引脚、串行数据信号引脚和串行时钟信号引脚，分别用于传输锁定信号、串行数据信号和串行时钟信号。

根据本实用新型的实施例，所述锁定信号引脚的信号进入可扩展的开关矩阵板后，通过“与”门芯片与串行时钟信号引脚的信号进行逻辑“与”运算并作为读取串行数据信号引脚的信号的触发信号

根据本实用新型的实施例，所述继电器矩阵还包括：横轴输入/输出点，适于连接所述其它一个或多个可扩展的开关矩阵板的横轴输入/输出点；以及纵轴输入/输出点，适于连接所述其它一个或多个可扩展的开关矩阵板的纵轴输入/输出点。

根据本实用新型的实施例，所述控制电路包括：串行数据接收部分，适于通过所述逻辑电平端口以串行方式接收来自控制平台的继电器控制数据信息，并将其转换为并行输出的数字信号；继电器驱动电路，适于将所转换的数字信号转换为所述继电器的开合驱动信号。

本实用新型易于扩展并构建任意形式的二维继电器矩阵，通用性好，而且可以降低硬件成本的浪费。

附图说明

图1是一种L型继电器矩阵的构型示意图；