[发明专利]一种可编程开关量输出端口装置

说明书

技术领域

本发明涉及到开关量控制装置领域，尤其涉及到在多媒体控制领域的一种能够对开关量控制输出端口的工作模式进行可编程设置的控制装置。

背景技术

在多媒体应用领域，常常会使用一种开关量控制器来控制一个特定的电气支路状态，进而达到改变多媒体设备运行状态的目的。

由于需要控制的多媒体设备多种多样，所需要的控制方式也存在很大的差异，例如：有的设备需要一个具有“开”或者“关”的稳态来维持其正常运转，如灯光、系统主回路电源等；有的设备只需要一个维持一定时间的“开”或“关”的单稳态信号来触发其工作，如具有ATX电源的计算机就只需要使用开关量控制器模拟一个开机按钮按下的动作即可。

为了达到对上述控制对象进行控制的目的，目前所采用的主要有三种方式。

1、使用可编程控制器PLC，针对特定的控制需求专门编制PLC控制程序，使其满足受控设备的控制需求。

2、使用机械开关控制继电器，通过机械开关的开合控制继电器线圈的电流通路，进而使继电器状态发生改变，只要合理的选择继电器类型，可完成各种控制需求。

3、使用一个受控于上位PC机的继电器箱，该继电器箱中的继电器可根据上位机传送过来的命令吸合或断开，当需要一个非稳态的开关信号时，可由上位机发送命令，使某个继电器状态转换到指定状态，经过上位机一定时间的延迟，再将该继电器状态转换到另一个状态。

但上述三种方式使用中均存在不足，主要表现在以下方面。

1、PLC成本过高，并且由于控制对象多变，需要经过专门训练的人员根据控制对象进行较为复杂的编程。

2、利用机械开关控制继电器的方式使受控系统电气化、自动化程度降低，复杂的系统连线也导致系统可靠性能的下降。

3、继电器箱中的各个继电器的工作状态单一，多模式工作需要依赖上位机的控制，如果上位机出现故障或传送控制命令的线路出现故障，会导致特定连续动作执行不完全，这可能会导致系统控制得可靠性下降。例如，在使用该方式实现一个单稳态控制时，上位机需要向继电器箱发送两条命令，先发送继电器转换到“暂态”，然后再发送将继电器转换回“稳态”的命令，如果任何一个命令传输或执行过程出错，将会导致状态的混乱，从而导致控制的失败甚至受控设备的损坏。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种不依赖上位机利用开关量控制器中运行于CPU中的程序对开关量控制输出端口的工作模式及输出状态进行控制的可编程开关量输出端口装置。

本发明所采用的技术方案是：将开关量控制输出端口工作模式划分为双稳态工作模式及单稳态工作模式。工作于双稳态工作模式下的开关量控制输出端口可在微控制器程序控制下根据命令将状态置为持续的“开”或“关”的状态；工作于单稳态工作模式下的开关量控制输出端口具有一个可预设的稳态，与稳态相对应的状态为暂态，并且处于暂态的时间可预设，当处于单稳态工作模式下的端口被所接收到的命令触发时，受触发的端口输出状态在微控制器程序控制下由稳态改变为暂态，同时程序开始计时，当预设时间达到后，程序自动将受触发端口的状态恢复为稳态，完成单稳态工作模式的触发过程。

上述开关量控制输出端口工作模式可使用A、B、C三个参数来描述。A参数表示工作模式；在双稳态工作模式下，B表示其上电复位后默认状态，C为保留未用；在单稳态工作模式下，B参数表示其稳态状态，C参数表示受到触发后处于暂态的时间。

通过RS232控制接口可对开关量控制器写入各个开关量控制输出端口的工作模式参数，设定各个开关量控制输出端口的工作模式，将这些参数保存在非易失性存储器中，当需要触发某个开关量控制输出端口时，运行于微控制器中的程序根据预设的参数对开关量控制输出端口的状态进行转换、控制，最终实现对各个开关量控制输出端口的工作状态及工作模式的控制。

当用户需要改变各个端口的工作模式时，可以再次通过RS232接口对开关量控制器写入新的各个开关量控制输出端口的工作模式参数，重新设定各个开关量控制输出端口的工作模式，这样便实现了开关量输出端口工作模式的可编程化。

本发明方案具体说来包含一个硬件系统模块及系统程序控制模块。          

(1) 硬件系统模块的主要工作原理如下。

a、利用微控制器LPC2214的IO口扩展出具有一定容量的非易失性存储器，用于存储各个开关量控制输出端口的工作模式。

b、LPC2214的一路串口经过TTL-RS232电平转换后构成一个RS232控制接口。