[发明专利]基于CPLD的开关量采集装置

说明书

一种基于CPLD技术的开关量采集装置，包括开关量输入、光电耦合器、总线驱动器、CPLD、CPU、RS232收发器、RS485收发器；所述光电耦合器的输入端连接到开关量输入端子，所述总线驱动器的输入端连接到光电耦合器的输出端；所述总线驱动器的输出端连接到CPLD的输入端；所述CPLD通过并行总线(数据总线DB[15:0]、地址总线AD[25:23]、nRD读使能信号、nCS0片选信号)连接到CPU。CPU通过集成UART0和UART1实现RS232和RS485通讯把开关量数据信息传送到主机，开关量采样装置可以作为电气自动化设备开关量信号的采集，为电力设备实现自动化功能提供高可靠性的实时数据采集。本发明技术成熟、可靠性高。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，主要用于电气自动化设备开关量信号采集，为电气自动化设备常用装置。

背景技术

对于电力自动化领域,常有采集多路开关量的。信号直接传送方式是使用信号的有或者无来代表信号的有效性和无效性。这种方式有一个明显的缺点：当信号路径中断时，信号的接收端将无法确定信号的状态。而使用复杂可编程逻辑器件CPLD可方便地实现高可靠性的有线实时数据传输。在发送端，需要传送的数据先通过CPU编码后，由光纤、电缆等有线网络发送；在接收端，经过前端接收调整电路后的信号送入CPLD，由解码电路解码后输出到CPU。解码电路同时还对接收到的数据进行滤波，滤除毛刺，从而保证输出的数据真实可靠。

为了更好地兼容电气自动化设备，采用基于CPLD技术的开关量信号采样控制板，可以很好的解决设备的扩容需求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术上的不足，提出基于CPLD的开关量采集装置填补了国内外相关技术领域的空白。

本发明的技术方案如下：

一种基于CPLD的开关量采集装置，包括多个开关量输入端、多个光电耦合器、与光电耦合器对应的多个总线驱动器、CPLD、CPU、RS232收发器、RS485收发器；其特征为：

每一光电耦合器从与其对应连接的开关量输入端中获取开关量的开断信号，将开关量开断信号转换成5V电平信号，送入到对应连接的总线驱动器中；

每一总线驱动器从对应连接的光电耦合器中获取转换后的5V电平信号，并将所述5V电平信号转换成3.3V电平信号后送入到CPLD中；

所述CPLD接收各个总线驱动器上送的3.3V电平信号，将各电平信号转换成二进制开关量数据信息，然后将所述开关量数据信息保存到CPLD的寄存器中；

所述CPU把开关量数据信息通过并行总线(数据总线DB[15:0]、地址总线AD[25:23]、nRD读使能信号、nCS0片选信号)从CPLD中读入到CPU中。

所述CPU通过所集成的UART0以CMOS电平输出开关量数据信息，然后再通过与之连接的RS232收发器将CMOS电平转换成RS232电平信号，将开关量数据信息传输给主机。主机将收到的二进制数据信息解码生成开关量数据信息。

所述CPU通过所集成的UART1以CMOS电平输出开关量数据信息，然后再通过与之连接的RS485收发器将CMOS电平转换成RS485差分信号，将开关量数据信息传输给主机。

本发明进一步包括以下优选方案：

所述光电耦合器通过将开关量开断信号转换为5V电平信号，把5V电平信号通过总线驱动器转换为3.3V电平接入CPLD。

所述CPU通过16位并行总线(数据总线DB[15:0]、地址总线AD[25:23]、nRD读使能信号、nCS0片选信号)读取CPLD中数据信息。

本发明的技术效果如下：