通用输入输出扩展系统的制作方法

    技术2026-07-07  15


    本申请涉及输入输出扩展装置,具体涉及控制器通用输出输入的扩展装置。


    背景技术:

    1、在密室逃脱游戏环境中,控制器的内部通用输入输出(gpio)接口可能无法满足需求,需要更多的gpio用于进行输入输出。现有技术中有专用外部gpio扩展芯片,但其灵活性较低,不能通过简单的硬件连接实现gpio扩展,对于开发人员来说比较复杂,也不能实现远距离通信。而并行的io扩展芯片例如74hc595、74hc165等占用较多的引脚,不能实现远距离通信,抗干扰能力不强,通信速率不高。此外,虽然可以采用可编程逻辑控制器(plc)通过排线扩展实现远距离通信,但线材使用较多,布线复杂,线与线之间会引入干扰,抗干扰能力弱。


    技术实现思路

    1、本申请的目的在于提供一种通用输入输出扩展系统,其至少具有支持远距离通信,抗干扰能力强,可节省密室房间内的线路布局等优势之一。

    2、为此,本申请提出的通用输入输出扩展系统包括,核心板,所述核心板包括主控制器以及耦合于主控制器的第三rs-485输入输出单元;至少一个输入扩展板,所述输入扩展板包括第一微控制器,耦合于所述第一微控制器的第一rs-485输入输出单元,第一供电单元,以及输入接口单元;以及至少一个输出扩展板,所述输出扩展板包括第二微控制器,耦合于所述第二微控制器的第二rs-485输入输出单元和第二供电单元,以及通过隔离单元耦合于所述第二微控制器的输出接口单元;其中,所述第一rs-485输入输出单元、所述第二rs-485输入输出单元以及所述第三rs-485输入输出单元的采用手拉手的方式连接。

    3、在一些实施例中,所述第一供电单元包括第一5v电源模块为所述第一rs-485输入输出单元供电,包括第一3.3v电源模块为所述第一微控制器供电;所述第二供电单元包括第二5v电源模块为所述第二rs-485输入输出单元供电,包括第二3.3v电源模块为所述第二微控制器供电。

    4、在一些实施例中,所述第一供电单元包括第一电流采集模块用于探测所述第一rs-485输入输出单元和所述第一微控制器的工作电流;所述第二供电单元包括第二电流采集模块用于探测所述第二rs-485输入输出单元和所述第二微控制器的工作电流。

    5、在一些实施例中,所述输入接口单元是三十二路输入接口。

    6、在一些实施例中,所述隔离单元是三十二路两级mos隔离,所述输出接口单元是三十二路输出接口。

    7、在一些实施例中,采用rj45标准网线实现所述第一rs-485输入输出单元、所述第二rs-485输入输出单元以及所述第三rs-485输入输出单元之间的连接。

    8、本申请的有益效果在于:本发明的实施例提供的扩展系统可减少房间内的布线:核心板与各扩展板之间通过rs-485协议通信,各个房间到主控制器直接只需一个网线连接。本申请的一些实施例提出的扩展系统的抗干扰能力强,这是由于各个房间的扩展板到核心板只需要一根网线相连,减少线与线直接的干扰,同时利用rs-485协议进行传输,提高抗干扰能力。本申请的一些实施例的扩展系统可减少密室的装修与线材成本,通过更少接线,减少了施工过程中的困难,以及减少了昂贵的线材成本。本申请的一些实施例提出的扩展系统可用于远距离布设:例如不同房间距离允许在600米内进行核心板与扩展板的通信,这使得扩展板与核心板直接无空间限制可以分布于不同的房间与位置。



    技术特征:

    1.一种通用输入输出扩展系统,其特征在于:包括核心板,至少一个输入扩展板以及至少一个输出扩展板;所述核心板包括主控制器以及耦合于主控制器的第三rs-485输入输出单元;所述输入扩展板包括第一微控制器,耦合于所述第一微控制器的第一rs-485输入输出单元,第一供电单元,以及输入接口单元;所述输出扩展板包括第二微控制器,耦合于所述第二微控制器的第二rs-485输入输出单元和第二供电单元,以及通过隔离单元耦合于所述第二微控制器的输出接口单元;其中,所述第一rs-485输入输出单元、所述第二rs-485输入输出单元以及所述第三rs-485输入输出单元的采用手拉手的方式连接。

    2.根据权利要求1所述的通用输入输出扩展系统,其特征在于:所述核心板的第三rs-485输入输出接口的输出端连接所述输入扩展板的第一rs-485输入输出接口的输入端,所述第一rs-485输入输出接口的输出端连接所述第二rs-485输入输出接口的输出端。

    3.根据权利要求1所述的通用输入输出扩展系统,其特征在于:所述核心板首先连接一个输出扩展板,再连接该输出扩展板对应的输入扩展板。

    4.根据权利要求1所述的通用输入输出扩展系统,其特征在于:所述核心板首先逐个连接所有输入扩展板,再逐个连接所有输出扩展板。

    5.根据权利要求1所述的通用输入输出扩展系统,其特征在于:所述第一供电单元包括第一5v电源模块为所述第一rs-485输入输出单元供电,包括第一3.3v电源模块为所述第一微控制器供电;所述第二供电单元包括第二5v电源模块为所述第二rs-485输入输出单元供电,包括第二3.3v电源模块为所述第二微控制器供电。

    6.根据权利要求1所述的通用输入输出扩展系统,其特征在于:所述第一供电单元包括第一电流采集模块用于探测所述第一rs-485输入输出单元和所述第一微控制器的工作电流;所述第二供电单元包括第二电流采集模块用于探测所述第二rs-485输入输出单元和所述第二微控制器的工作电流。

    7.根据权利要求1所述的通用输入输出扩展系统,其特征在于:所述输入接口单元是三十二路输入接口。

    8.根据权利要求1所述的通用输入输出扩展系统,其特征在于:所述隔离单元是三十二路两级mos隔离,所述输出接口单元是三十二路输出接口。

    9.根据权利要求1所述的通用输入输出扩展系统,其特征在于:采用rj45标准网线实现所述第一rs-485输入输出单元、所述第二rs-485输入输出单元以及所述第三rs-485输入输出单元之间的连接。


    技术总结
    本申请提出了一种通用输入输出扩展系统,其包括核心板,至少一个输入扩展板以及至少一个输出扩展板;所述核心板包括第三RS‑485输入输出单元;所述输入扩展板包括第一RS‑485输入输出单元;所述输出扩展板包括第二RS‑485输入输出单元其中,所述第一RS‑485输入输出单元、所述第二RS‑485输入输出单元以及所述第三RS‑485输入输出单元的采用手拉手的方式连接。本发明的实施例提供的扩展系统可减少房间内的布线:核心板与各扩展板之间通过RS485协议通信,各个房间到主控制器直接只需一个网线连接。

    技术研发人员:王凡,王振宇,王慧慧
    受保护的技术使用者:青岛意想意创技术发展有限公司
    技术研发日:20240414
    技术公布日:2024/10/24
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