D55_BMS_IntefaceBoard_RevA接口板电路设计图

一、电源设计
1、供电电路 24V&5V，电路设计图如下：

J1用作24个电源插件V和5V直流电源输入只需提供直流稳压电源(24V&5V）或者24V控制板供电可通过开关电源完成。
2、24V和5V电源反接电路设计
2.1 输入24V直流电源防反接电路设计图
Q1点检测到的电压为12V2.2 输入5V直流电源防反接电路设计图
Q22位置点检测到电压.5V

• 电路设计目的：防止电源正负输入端接导致负载电路烧毁等事故
• 防反接电路设计设备选择：二极管和场效应管。
• 二极管防反接电路，利用二极管单向导通的特点。如果电源正负极反转，电流不能通过二极管保护，但二极管的导压降压较大，一般为0.3V~0.7V，会占用电源较多的压降，对电源压降要求较低的应用可采用二极管设计防反接电路。电路只需串口一根二极管即可。
• 最大的优点是几乎零压降，而二极管的压降一般为0.5V~1V左右。

2.3 直流电压5V转换为3.3V

• 说明上述电路将输入的直流电压5V转化为直流电压3.3V,然后通过滤波获得稳定的直流电源3.3V，最后，向单片机提供输入。
• AMS1117-3.输出电压为3.3V正向低压降压器
• 电路解析：C1、C二是电源输入滤波。 C3、C输出电源滤波器。
• TP1作为3.3V电源，供数字电路使用 3V3是3.3V电源，供模拟电路使用。

2.电源输入状态指示电路设计

用电路指示24V和5V供电后的状态指示。

二、MCU 控制电路
1.1 复位电路

• 复位功能：使系统从当前状态切换到初始状态。
• STM32 是低电平复位，我们设计的电路也是低电平复位，在这里 R7 和 C12构成上电复位电路。
  1.2 设置接口的启动模式
  
• 必须配置串口下载代码 BOOT0 为 1，BOOT1为 0，所以J3位置点设置跳冒。
• BOOT0、BOOT1 启动模式表
  1.3 MCU集成电路组成电路图
  
  电路解析
• 基于其压电效应，石英晶体自激振荡。
• 不使用外部电池，VBAT必须连接到VDD在引脚上，如果没有外部电池，这个引脚必须和100nF陶瓷电容器连接在一起VDD电源，当VDD > VBAT 0.6V当电流可能通过时VDD和VBAT注入内部二极管之间的内部二极管VBAT中
• 电源端通过电容器接地：电容器的特点是通过交流电阻直流，电流不稳定，通过电容器，可避免高压脉冲STM32误动作。

三、安全光栅防护电路设计

电磁继电器

• 定义:电磁继电器是一种应用于自动控制电路的电子控制器，实际上是使用的电流小，电压低去控制电流大，电压高一种自动开关。因此，它在电路中起着自动调节、安全保护和转换电路的作用。
• 工作原理： 只要在线圈的两端增加一定的电压，一定的电压就会流过线圈电流，由此产生电磁效应，在电磁吸引的作用下，凝聚力将克服返回弹簧的拉力吸入芯，从而驱动凝聚力的动态接触点和静态接触点（常开接触点）当线圈断电时，电磁吸力也消失，凝聚力将在弹簧的反应力中返回到原始位置，释放动态触点和原始静态触点（常闭触点）。
• 继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。【http://www.baidu.com】
• 续流二极管都是并联在线圈的两端，线圈在通过电流时，会在其两端产生感应电动势。当电流消失时，其感应电动势会对电路中的元件产生反向电压。当反向电压高于元件的反向击穿电压时，会使元件如三极管、晶闸管等造成损坏。
• 续流二极管需要反向接入正好，保持反向电动势方向相一致，通过续流二极管以电流的形式将线圈电流消失产生的反向电动势中和掉，从而保护了其他电路元器件。

安全光栅

• 一般情况下，安全光栅，保护人用常闭，检测物体用常开。通常我们国内一般默认的就是NPN常闭保护人的安全。光栅保护是一种利用感应器，人手伸入非工作区，被感应器感应到，气压机结束下压的动作，立马上升，充分保护人身安全。
• 常闭：就是指控制器连接安全光栅的线路处于连接状态，光栅在通电正常工作后输出信号 当检测区域有物体遮挡住光线之后，光栅就会停止输出信号，电路自行关闭，从而实现控制后面电路通断。
• G6S双刀双掷继电器动作原理：继电器通入电流后，线圈得电→软铁铁芯帯磁吸合衔铁运动→衔铁带动动触头运动→常闭触点断开→常开触点闭合。（引用）
• 光栅保护电路工作的流程：继电器正常上压和下压工作时该电路工作，只有当手伸入到工作区时，被感应器感应到，然后K1和K2继电器吸合，将24‘和直流电源24V特性的电源断开，上压和下压时控制的继电器线圈电流消失，停止工作，从而起到防护作用和效果。

四、RS232 接口电路

• RS232 电平不能直接连接到 STM32，所以需要一个电平转换芯片。这里我们选择的
  是 SP3232（也可以用 MAX3232）来做电平转接，通过电路方案设计电路图。

五、驱动电路

驱动芯片ULN2803作用
ULN2803用来功率放大的驱动芯片，单片机输出的电流信号特别小无法直接驱动大的负载,所以可以用ULN2803来实现单片机与负载的连接。

六、产品上电

• 保险丝的作用：保护电力设备不受过电流、过热的伤害，过电流保护与过热保护
• G6B-2214：功率继电器，使用串口发送指令让商品进行供电。

七、输入检测电路设计

TLP521-4：

• 光耦合器件，在电路中使用可增强电路的安全性，减小电压的干扰。
• 光耦输入端是一个二极管，加电阻为了限流，防止烧坏，加入二极管是为了保护光耦。
  本控制板使用光耦合器件的作用，一方面是提高电路抗干扰能力，另一方面可以很好地对输入电路检测，在光耦合器件接入感应器，通过数字逻辑电路判断，可以很好地获取到感应器的对应状态。

八、烧录切换电路图

• 继电器分为两个作用，作用一：当做继电器使用，但电路设置了四路继电器。 作用二：作为产品烧录器使用，前提要将烧录的引脚接入对应的连接器上面才能实现。DOUT_1对应连接到测试产品。

九、连接器

电路解析：

• 图1：OUT19—OUT24外部连接一些电磁阀，控制核心板设置了光栅保护电路，当测试时人不小心将手伸进里面，可以及时将24V电源切断，立刻停止进行的动作。
• 图2：DIN_1 ---- DIN_10对应连接产品引出来的线。
• 图3：OUTPUT05—OUTPUT18对应连接三色灯。
• 图4：外部烧录接口预留。