开关量采集电路原理
基于stc单片机的8路开关量采集电路设计
图 1 基于 CH340G 芯片的 USB 接口电路李虹静，华中科技大学工程实训中心，研究方向：电工电子与PLC。
集成电路应用 第 37 卷 第 1 期（总第 316 期）2020 年 1 月 21开关量采集电路则采用的是 EL357N 光耦芯片来实现，其电路原理图如图 4 所示。
当 IN1 的电压为高于 5 V DC 时，U5 的管脚 1 和管脚 2 之间产生电势差，则其内部的发光二极管导通，从而使得 U5 的管脚 3 和管脚 4 之间导通，最终 INPT1 为低电平；当 IN1 的电压低于 5 时，U5 的管脚 1 和管脚 2 之间的电势差不足以点亮其内部的发光二极管，从而使得 U5 的管脚 3 和管脚 4 之间断开，最终 INPT1 为高电平。
二极管 D5 起到反向保护作用。
R11 为限流电阻。
依据 EL357N 的特性，IN1 的高电压极限值在 50 3 STC 单片机的软件设计STC 单片机的程序开发，则使用 Keil 5 开发工具。
依据开关量采集电路系统的硬件设计，其软件设计主要可以分为状态指示灯、UART 通信、开关量采集、蜂鸣器驱动等部分。
图 2 MCU 控制电路原理图图 3 CH340G 芯片 UART 口防电流倒灌电路图 4 基于 EL357N 光耦芯片的开关量采集电路图 5 系统状态指示灯和蜂鸣器驱动电路图 6 定时器 4 初始化及中断服务程序代码图 7 蜂鸣器驱动程序代码图像进行验证，选择另一张图片如图 5 所示。
Pytesseract 进行识别，识别后的结果如表 2 所示。
从识别结果中可以看到，经过预处理后数据的识别成功率可以达到 100%。
4 结语随着智能时代的来临和 Python 的日益普及，走进了实验室，将工程师从烦琐单调的数据处理中解放出来。
智能化测试和数据处理已经成为不可阻挡的趋势，人工智能逐步渗透到人们的工作和生活当中，给我们带来了高效准确的工作模式，也给我们带来了更多的思索。
开关量采集电路设计
开关量采集电路设计开关量采集电路适用于对开关量信号进行采集，如循环泵的状态信号、进出仓阀门的开关状态等开关量。
污染源在线监控仪可采集16路开关信号，输入24V 直流电压；设定当输入范围为18~24VDC时，认为是高电平，被监视的设备处于工作状态；当输入低于18VDC时，认为是低电平，被监视的设备处于停止状态。
为了避免电气特性及恶劣工作环境带来的干扰，该电路采用光电耦合器TLP521对信号实现了一次电-光-电的转换，从而起到输入输出隔离的作用。
同时，还安装有LED工作指示灯，可以使用户对每一通路的工作情况一目了然。
其中一路的开关量采集电路如图1所示：图1开关量采集电路光耦TLP521将红外发光二极管和发光三级管相互绝缘的组合在一起，发光二极管为输入回路，它将电能转换成光能；发光三极管为输出回路，它将光能再转换成电能，实现了两部分电路的电气隔离。
当输入范围为18 ~24VDC时，认为是高电平，此时光耦导通，电阻R10 R14和发光二极管共同构成输入回路。
根据光耦导通时电流为4 ~10mA,当输入最高电压24V时，24V 24VR10 R14 ，即2.4k R10 R14 6k10mA 4mA当输入低于18V时认为是低电平，此时光耦的工作电流肯定低于4m A,此时光耦不导通，电阻R10、R14和R12共同构成输入回路，所以：18V4mA，即R10+R14+R12>Q。
在设计中，选择R10=R12=2 k Q ,R12=1 k Q。
R10 R14 R12光耦导通的最小电流为4mA,根据光耦的电流传输比CTR(Current Transfer Ratio) 为50%,指当管压降U CE足够大时，集电极电流l c与发光二极管输入电流I F的百分比，所以集电极电流I c=l F*50%=4mA* 50%=2mA,同时为了使光电三极管尽快进入饱和区，选取上拉电阻R8为Q。
最后，为了保护光耦，防止大的输入电压突变，在限流电阻R12的两端并联肖特基二极管IN5819。
开关电源取样原理
开关电源取样原理
开关电源的取样原理是利用控制芯片对输入电压进行周期性采样和比较，以确定输出电压是否达到设定值。
其取样原理如下：
1. 输入电压取样：开关电源通过将输入电压进行采样，获取其幅值大小。
一般使用电压分压器将输入电压进行降压采样，然后通过模拟-数字转换器（ADC）将模拟电压信号转换为数字
信号。
2. 输出电压取样：通过电流变压器或其他方式，将输出电压进行采样，获取其幅值大小。
同样使用电压分压器和ADC将输
出电压转换为数字信号。
3. 比较测量：控制芯片将输入电压和输出电压的采样值进行比较，判断两者之间的差异。
如果输出电压低于设定值，控制芯片会发出信号，调整开关管的导通时间，使得输出电压逐渐增加。
4. 反馈控制：控制芯片根据比较测量的结果，通过调整开关管的导通时间，控制开关电源输出电压的稳定性。
当输出电压接近设定值时，控制芯片会减小或停止开关管的导通时间，以保持输出电压稳定在设定值附近。
通过以上的取样原理和反馈控制，开关电源能够实现对输入电压的快速调整和稳定输出，从而满足各种电子设备对电源的要求。
开关量输入电路原理
开关量输入电路原理
开关量输入电路原理是指使用开关来控制电路的开闭状态的一种电路设计方案。
开关量输入电路通常由一个开关、电源和负载组成。
在闭合状态下，开关连接到电源，从而产生一定的电压或电流信号，被称为“高电平”或“高逻辑位”。
相反，在断开状态下，开关断开电路连接，电压或电流信号为零，被称为“低电平”或“低逻辑位”。
开关量输入电路的设计原理是通过检测开关的状态来确定电路的工作方式。
当开关处于闭合状态时，电流或电压信号能够流经电路，从而使负载工作。
而当开关处于断开状态时，电流或电压信号无法流经电路，导致负载停止工作。
开关量输入电路的应用广泛，常见于各种电子设备中，如电子开关、遥控器等。
它们可以通过简单地控制开关的状态来实现电路的切换，从而实现不同的功能和操作。
另外，开关量输入电路还可以与其他电路相结合，形成更复杂的电路系统。
例如，可以通过开关量输入电路来触发其他电路的开关行为，实现自动控制或触发器的功能。
总的来说，开关量输入电路原理通过开关的开闭状态来控制电路的工作状态，实现电路的开关和切换功能，具有简单、可靠、灵活等特点，在电子设备和自动控制系统中得到广泛应用。
plc输出公共端是开关量原理
PLC输出公共端是开关量原理一、什么是PLC？PLC，全称为Programmable Logic Controller，中文名为可编程逻辑控制器，是一种用于自动化控制的电子器件。
PLC的主要功能是接收输入信号，经过逻辑运算后，输出相应的控制信号，实现对工业过程的控制和自动化。
二、PLC输出公共端PLC的输出部分由多个输出端口组成，这些端口通常被分为多个组，每个组都有一个公共端。
当PLC输出信号时，电流将流经公共端，然后根据逻辑运算的结果决定是否激活电路中的其他设备。
三、开关量原理1. 开关量定义开关量，也称为离散量，是指只有两个状态的量。
在PLC中，开关量通常用来表示设备的状态，如开关、按钮的状态等。
开关量可以是开或闭的状态。
2. 开关量输入PLC的输入端接收外部信号，用来检测设备的状态。
当外部设备处于开或闭状态时，输入信号会改变相应的状态。
PLC对输入信号进行采样，并根据输入信号的状态进行逻辑运算，用来决定输出信号的开闭状态。
3. 开关量输出根据逻辑运算的结果，PLC会将输出信号发送到相应的输出端口。
其中，公共端是一个重要的概念，它连接了相同组的输出端。
公共端提供电流路径，使得其他设备可以通过触点与公共端连接，从而实现对设备的控制。
四、应用案例为了更好地理解PLC输出公共端是开关量原理，让我们通过一个简单的应用案例来说明。
1. 集水泵控制系统在一座大楼的地下室，有一个集水泵控制系统，用来控制地下室排水设备的启动和停止。
步骤一：传感器检测水位PLC的输入端接收来自水位传感器的信号，用于检测地下室的水位。
当水位超过一定高度时，传感器输出信号通知PLC。
步骤二：逻辑运算PLC接收到传感器的信号后，进行逻辑运算。
设定一个阈值，当水位超过阈值时，PLC会进行下一步的操作。
步骤三：控制输出信号根据逻辑运算的结果，PLC将输出信号发送到相应的输出端口。
这些输出端口都与公共端相连。
步骤四：设备控制输出信号经过公共端，进一步通过触点连接集水泵控制设备。
开关量输入电路工作原理
开关量输入电路工作原理
开关量输入电路是一种电路，用于接收开关信号作为输入，并
将其转换为数字信号或者用于控制其他电路或设备。
这种电路的工
作原理可以从几个方面来解释。
首先，当开关处于打开状态时，电路中的电流可以流通，导致
电路中的电压发生变化。
这个变化可以被接收电路检测到，并被转
换为数字信号。
这样，开关的状态就可以被准确地传达到其他电路
或设备中。
其次，开关量输入电路通常会使用数字逻辑门或触发器来处理
开关信号。
当开关打开或关闭时，逻辑门或触发器会相应地改变其
输出状态，从而实现对其他电路或设备的控制。
这种方式可以实现
电路的自动化控制，提高系统的可靠性和稳定性。
另外，开关量输入电路还可以通过使用电阻、电容或电感等元
件来实现滤波和去抖动的功能，以确保开关信号的稳定性和可靠性。
这些元件可以帮助电路在受到干扰或者开关在打开和关闭过程中产
生的抖动时，保持稳定的工作状态。
总的来说，开关量输入电路的工作原理是利用开关信号的变化
来控制电路的状态或者输出数字信号，通过逻辑门、触发器和滤波
器等元件来实现对开关信号的处理和控制。
这种电路在自动化控制
系统中有着广泛的应用，能够实现对设备和系统的精确控制和监测。
一种通用开关量信号采集电路及该电路故障判断方法与流程
一种通用开关量信号采集电路及该电路故障判断方法与流程摘要：一、引言二、通用开关量信号采集电路概述1.电路组成2.工作原理三、故障判断方法与流程1.故障判断方法a.外观检查b.信号分析c.功能测试2.故障判断流程a.电源故障检查b.信号输入故障检查c.信号处理故障检查d.输出故障检查四、故障处理与预防措施1.电源故障处理与预防2.信号输入故障处理与预防3.信号处理故障处理与预防4.输出故障处理与预防五、结论正文：一、引言随着现代自动化技术的不断发展，通用开关量信号采集电路在各种自动化设备和系统中得到了广泛应用。
然而，在使用过程中，电路故障难以避免。
为了提高电路的稳定性和可靠性，降低故障发生率，本文详细介绍了通用开关量信号采集电路及该电路故障判断方法与流程。
二、通用开关量信号采集电路概述1.电路组成通用开关量信号采集电路主要由电源、信号输入、信号处理和输出四部分组成。
电源部分为电路提供稳定的工作电压；信号输入部分负责将外部开关信号转换为电信号；信号处理部分对输入信号进行处理，如放大、滤波等；输出部分将处理后的信号转换为驱动执行器的信号。
2.工作原理通用开关量信号采集电路的工作原理如下：当外部开关状态发生变化时，信号输入部分将变化转换为电信号，然后经过信号处理部分进行处理。
处理后的信号被传输到输出部分，转换为执行器可识别的信号，从而实现对执行器的控制。
三、故障判断方法与流程1.故障判断方法（1）外观检查：检查电路板表面是否有破损、短路、接触不良等现象。
（2）信号分析：通过对信号进行分析，判断是否存在异常信号，如噪声、失真等。
（3）功能测试：对电路进行功能测试，检查各部分是否正常工作。
2.故障判断流程（1）电源故障检查：检查电源电压、电流是否正常，是否存在电压不稳、电源线老化等问题。
（2）信号输入故障检查：检查信号输入端口是否正常，是否存在接触不良、信号干扰等问题。
（3）信号处理故障检查：检查信号处理部分元器件是否损坏、线路是否正常。
采样电路工作原理
采样电路工作原理
采样电路是一种电子电路，其主要功能是将模拟信号转换为离散的数字信号，以便进行数字信号处理和存储。
采样电路的工作原理可以概括为以下几个步骤：
1. 采样：采样电路通过一个开关控制，周期性地打开和关闭。
当开关打开时，输入的模拟信号通过采样保持电路传递到输出端；当开关关闭时，输入信号则被冻结在采样保持电路中。
2. 保持：采样保持电路会在开关关闭时将输入信号保持住，以便在下一个采样周期开始时进行处理。
保持电路通常由电容器和开关组成，当开关关闭时，电容器会将当前输入信号电压保持不变。
3. 转换：采样电路的输出为离散的数字信号，需要进行模数转换（ADC）来将连续的模拟信号转换为数字代码。
ADC将保持电路的电压值转换为数字数据，并输出到接收设备或存储器中。
通过以上的工作原理，采样电路能够实现将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
这样的数字信号在数字信号处理和存储中具有更好的可操作性，可广泛应用于通信系统、音频处理、仪器仪表等领域。
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开关量采集电路原理
开关量采集电路是用于检测和采集开关量信号的电路。
开关量信号是指只存在两个离散状态（通常是高电平和低电平）的信号。
开关量采集电路在工业控制、自动化、仪器仪表等领域广泛应用，常用于检测开关状态、控制电路、触发报警等。
开关量采集电路的原理是将开关量信号转换为相应的数字信号。
一般情况下，开关量信号通过接入电阻与电源相连接，当开关闭合或断开时，会在电路中产生一个高电平或低电平信号。
开关量采集电路需要对这个信号进行检测，并将其转换为数字信号输出。
一个简单的开关量采集电路可以由一个触发器、一个滤波电路和一个比较器组成。
首先，开关量信号经过滤波电路进行处理，以去除可能存在的噪声干扰。
滤波电路可以通过使用电容器和电阻器形成一个RC滤波器来实现。
该滤波器可以将信号的瞬时变化平滑化，以减少干扰。
然后，经过滤波后的信号进入比较器。
比较器是一个电路，它将输入信号与一个预设的阈值进行比较。
当输入信号超过或低于阈值时，比较器将输出一个相应的高电平或低电平信号。
这样，将开关量信号从模拟信号转换为数字信号。
在实际应用中，还可以使用微控制器或数字逻辑集成电路来实现开关量采集电路。
微控制器具有内置的数字输入/输出端口和专用的计数器/定时器功能，可以方便地检测和采集开关量信号。
数字逻辑集成电路可以使用逻辑门等元件来实现开关
量信号转换功能。
除了基本的开关量采集电路，还可以根据具体需求添加其他功能。
例如，可以通过添加扩展电路和多路开关等元件来实现多个开关量信号的采集和控制。
此外，还可以通过添加光电隔离电路和电压隔离电路等元件来提高系统的稳定性和安全性。
总之，开关量采集电路的原理是将开关量信号转换为数字信号。
通过滤波电路去除噪声干扰，比较器将模拟信号转换为数字信号。
根据具体应用的需求，还可以添加其他功能来满足系统的需求。
开关量采集电路在工业和自动化控制领域具有重要的应用价值。