[发明专利]基于FPGA的GPIO输出状态的控制装置、控制方法及应用

权利要求书

1.一种基于FPGA的GPIO输出状态的控制装置，该FPGA用于控制被控负载，其特征在于：还包括MOS管、继电器和锁存器；可编程逻辑器件FPGA的CONFIG DONE管脚通过MOS管、继电器与锁存器连接，可编程逻辑器件FPGA的GPIO引脚与锁存器连接，锁存器与被控负载连接；

当所述可编程逻辑器件FPGA在上电配置时，可编程逻辑器件FPGA的CONFIG DONE管脚输出低电平信号，MOS管栅极为低电平，MOS管不导通，后级的继电器不工作，锁存器的使能OE为高电平，锁存器使能无效，被控负载不工作；

当所述所述可编程逻辑器件FPGA配置完成后，可编程逻辑器件FPGA的CONFIG DONE管脚输出高电平信号，MOS管的栅极为高电平，MOS管导通，继电器工作，锁存器的使能OE为低电平，锁存器使能有效，被控负载开始响应工作；

所述可编程逻辑器件FPGA的GPIO引脚与锁存器的DO引脚连接，可编程逻辑器件FPGA的CONFIGDONE引脚分别通过电阻R690和电阻R691与可编程逻辑器件FPGA的VCCPGM引脚和MOS管Q3的栅极连接，MOS管Q3的源极接地，MOS管Q3的漏极分别与继电器LS的线圈接线端8和二极管D25的阳极连接，二极管D25的阴极与继电器LS的线圈接线端1和电感L11的一端连接，电感L11的另一端与电源VCC端连接，所述继电器LS的触点端3与锁存器U122的OE引脚连接，继电器LS的触点4与GND相连，锁存器的1Q引脚、2Q引脚分别通过DO Latch1引线、DO Latch2引线与后级被控负载连接。

2.一种基于权利要求1所述的控制装置的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：在可编程逻辑器件FPGA为上电配置阶段时，可编程逻辑器件FPGA的CONFIGDONE信号为低电平，不驱动MOS管及继电器，锁存器使能无效，不输出，后级被控负载不工作；

在可编程逻辑器件FPGA上电配置完成后，可编程逻辑器件FPGA的CONFIGDONE信号变为高电平，驱动MOS管及继电器输出，锁存器使能有效，输出，后级受控负载开始响应工作。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于：在可编程逻辑器件FPGA为上电配置阶段时，可编程逻辑器件FPGA的CONFIGDONE管脚输出的信号为低电平，MOS管栅极为低电平，不驱动MOS管导通，后级的继电器不动作，继电器的后级锁存器的使能OE为高电平，为无效状态，锁存器不使能，后级的被控负载不工作；

在可编程逻辑器件FPGA上电配置完成之后，可编程逻辑器件FPGA的CONFIGDONE管脚输出的信号由低电平转变为高电平，MOS管的栅极由低电平变成高电平，MOS管导通，使MOS管后级的继电器管脚8pin被拉到GND，继电器控制管脚生效，动作并切换触点，使触点3与触点4相连均为GND，继电器的后级锁存器的使能OE为低电平，锁存器使能有效，DO_1与DO_2从输入端输入，由DO_Latch1、DO_Latch2输出，与之相连接的后级被控负载开始响应工作。

4.权利要求1所述的控制装置在船用变频器控制系统、大电流继电器控制系统以及接触器控制系统中的应用。

5.权利要求2或3所述的控制方法在船用变频器控制系统、大电流继电器控制系统以及接触器控制系统中的应用。