具有故障檢測功能的霍爾開關信號采集電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有故障檢測功能的霍爾開關信號采集電路。
【背景技術】
[0002]霍爾開關是一種利用霍爾效應的磁感應式電子開關，屬于有源磁電轉換器件，當外部磁場變化時此器件可以輸出電脈沖信號。
[0003]由于霍爾開關具有無觸點、低功耗、長壽命、響應頻率尚等諸多優(yōu)點，能夠在惡劣環(huán)境下可靠的工作。機電設備一般使用霍爾開關實現(xiàn)位置和轉速的檢測，并根據(jù)檢測的狀態(tài)實現(xiàn)自動控制，一旦霍爾開關出現(xiàn)故障，將會導致設備無法正常運行。
[0004]當檢測點多且分布較散時，霍爾開關與主控電路一般通過排線連接，針對霍爾開關因接線端子接觸不良、線斷、損壞而出現(xiàn)的故障，目前一般采用人工排查的方法進行故障診斷，費時費力。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是:提供一種具有故障檢測功能的霍爾開關信號采集電路，能夠解決現(xiàn)有霍爾開關信號采集電路由于霍爾開關分布位置散亂、有可能導致故障的接線數(shù)量多而造成故障定位慢的問題。
[0006]解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案如下:
[0007]—種具有故障檢測功能的霍爾開關信號采集電路，其特征在于:所述的霍爾開關信號采集電路包括主控電路和N個霍爾開關電路，其中，N為正整數(shù)；每一個所述霍爾開關電路均設有一個霍爾開關和一個異或門，其中，所述霍爾開關用于檢測霍爾開關電路所在檢測點的磁場變化，所述霍爾開關的輸出端與所述異或門的第一輸入端連接；所述主控電路對應每一個霍爾開關電路設有一個控制端口和一個檢測端口，所述主控電路的每一個控制端口均通過一根控制線與對應霍爾開關電路的異或門第二輸入端連接、每一個檢測端口均通過一根檢測線與對應霍爾開關電路的異或門輸出端連接；
[0008]所述主控電路預設有常規(guī)采集時間和故障檢測時間，其交替工作在常規(guī)采集狀態(tài)和故障檢測米集狀態(tài)下，其中:
[0009]進入常規(guī)采集狀態(tài)時，所述主控電路在常規(guī)采集時間內按以下方式分別采集每一個所述霍爾開關的輸出電平狀態(tài):保持所述控制端口向所述異或門第二輸入端輸出的電平狀態(tài)不變、并用所述檢測端口檢測所述異或門輸出端的電平狀態(tài)，按照異或門的邏輯關系式判斷出所述異或門第一輸入端的電平狀態(tài)即所述霍爾開關的輸出電平狀態(tài)；
[0010]進入故障檢測采集狀態(tài)時，所述主控電路在故障檢測時間內按以下方式分別采集每一個所述霍爾開關的輸出電平狀態(tài)并檢測該霍爾開關所在的霍爾開關電路是否發(fā)生故障:翻轉所述控制端口向所述異或門第二輸入端輸出的電平狀態(tài)、并用所述檢測端口分別檢測該翻轉前所述異或門輸出端的電平狀態(tài)Ci和該翻轉后所述異或門輸出端的電平狀態(tài)Di，按照異或門的邏輯關系式判斷出所述異或門第一輸入端的電平狀態(tài)即所述霍爾開關的輸出電平狀態(tài)，并且，如果電平狀態(tài)Ci與Di相異，則判斷所述霍爾開關電路無故障，如果電平狀態(tài)Ci與Di相同，則判斷所述霍爾開關電路出現(xiàn)故障，其中，i為取值1至N的正整數(shù)，其表不霍爾開關電路的序號。
[0011]其中，所述故障檢測時間的取值，使得所述霍爾開關的輸出電平狀態(tài)能夠在該故障檢測時間內保持不變，并且，使得所述檢測端口足以分別檢測出所述異或門輸出端在所述控制端口輸出電平翻轉前后的電平狀態(tài)Ci和Di。
[0012]作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述主控電路通過總線方式與外部設備連接，所述主控電路在常規(guī)采集狀態(tài)下將所述N個霍爾開關的輸出電平狀態(tài)打包傳送給外部設備、并在故障檢測采集狀態(tài)下將所述N個霍爾開關的輸出電平狀態(tài)和每一個霍爾開關對應的霍爾開關電路的故障檢測結果打包傳送給外部設備。
[0013]為了便于提醒故障位置，作為本發(fā)明的一種改進，所述的霍爾開關信號采集電路還包括報警電路；所述報警電路設有蜂鳴器并對應每一個所述霍爾開關電路設有一盞故障指示燈，所述主控電路與報警電路的控制端連接，所述主控電路在檢測到任意一個或以上所述霍爾開關電路出現(xiàn)故障時控制所述蜂鳴器開啟報警聲音、在檢測到所述N個霍爾開關電路均無故障時控制所述蜂鳴器關閉報警聲音，并且，所述主控電路點亮出現(xiàn)故障的霍爾開關電路所對應的故障指示燈、熄滅無故障的霍爾開關電路所對應的故障指示燈。
[0014]其中，每一個所述霍爾開關電路均設有電源端和地端，每一個所述霍爾開關電路的電源端均通過一條電源線與所述主控電路的電源端連接、地端通過一條地線與所述主控電路的地端連接，所述主控電路通過各條電源線為對應霍爾開關電路的霍爾開關和異或門供電。
[0015]作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，每一個所述霍爾開關電路與所述主控電路之間的控制線、檢測線、電源線和地線均由一條四芯排線實現(xiàn)。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0017]第一，本發(fā)明通過主控電路交替工作在常規(guī)采集狀態(tài)和故障檢測采集狀態(tài)下，從而能夠確保在全工作過程中對N個霍爾開關的輸出電平狀態(tài)進行檢測的基礎上，以常規(guī)采集時間為間隔對N個霍爾開關電路進行故障檢測；因此，本發(fā)明能夠在不影響對N個霍爾開關輸出電平狀態(tài)的情況下對N個霍爾開關電路進行故障檢測，一旦霍爾開關電路出現(xiàn)故障，即可快速定位故障點，大大提高了故障的查找效率。
[0018]第二，本發(fā)明能夠將故障檢測采集狀態(tài)下的N個霍爾開關輸出電平狀態(tài)和每一個霍爾開關對應的霍爾開關電路的故障檢測結果打包傳送給外部設備，以提高外部設備接收到霍爾開關輸出電平狀態(tài)信號的可靠性。
【附圖說明】
[0019]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明:
[0020]圖1為本發(fā)明的霍爾開關信號采集電路的電路原理框圖；
[0021]圖2為本發(fā)明的主控電路和任意一個霍爾開關電路的接線不意圖；
[0022]圖3為主控電路在故障檢測采集狀態(tài)下的軟件流程框圖。
【具體實施方式】
[0023]如圖1和圖2所示，本發(fā)明具有故障檢測功能的霍爾開關信號采集電路，包括主控電路和N個霍爾開關電路，其中，N為正整數(shù)；每一個霍爾開關電路均設有一個霍爾開關和一個異或門，其中，霍爾開關用于檢測霍爾開關電路所在檢測點的磁場變化，霍爾開關的輸出端與異或門的第一輸入端A連接；主控電路對應每一個霍爾開關電路設有一個控制端口和一個檢測端口，主控電路的每一個控制端口均通過一根控制線與對應霍爾開關電路的異或門第二輸入端B連接、每一個檢測端口均通過一根檢測線與對應霍爾開關電路的異或門輸出端Y連接。
[0024]其中，每一個霍爾開關電路均設有電源端和地端，每一個霍爾開關電路的電源端均通過一條電源線與主控電路的電源端連接、地端通過一條地線與主控電路的地端連接，主控電路通過各條電源線為對應霍爾開關電路的霍爾開關和異或門供電。每一個霍爾開關電路與主控電路之間的控制線、檢測線、電源線和地線均由一條四芯排線實現(xiàn)。
[0025]上述主控電路預設有常規(guī)采集時間和故障檢測時間，其交替工作在常規(guī)采集狀態(tài)和故障檢測米集狀態(tài)下，其中:
[0026]進入常規(guī)采集狀態(tài)時，主控電路在常規(guī)采集時間內按以下方式分別采集每一個霍爾開關的輸出電平狀態(tài):保持控制端口向異或門第二輸入端B輸出的電平狀態(tài)不變、并用檢測端口檢測異或門輸出端Y的電平狀態(tài)，按照異或門的邏輯關系式判斷出異或門第一輸入端A的電平狀態(tài)即霍爾開關的輸出電平狀態(tài)；
[0027]進入故障檢測采集狀態(tài)時，主控電路在故障檢測時間內按以下方式分別采集每一個霍爾開關的輸出電平狀態(tài)并檢測該霍爾開關所在的霍爾開關電路是否發(fā)生故障:翻轉控制端口向異或門第二輸入端B輸出的電平狀態(tài)、并用檢測端口分別檢測該翻轉前異或門輸出端Y的電平狀態(tài)Ci和該翻轉后異或門輸出端Y的電平狀態(tài)Di，按照異或門的邏輯關系式判斷出異或門第一輸入端A的電平狀態(tài)即霍爾開關的輸出電平狀態(tài)，并且，如果電平狀態(tài)Ci與Di相異，則判斷霍爾開關電路無故障，如果電平狀態(tài)Ci與Di相同，則判斷霍爾開關電路出現(xiàn)故障，其中，i為取值1至N的正整數(shù)，其表示霍爾開關電路的序號。
[0028]上述故障檢測時間的取值，應使得霍爾開關的輸出電平狀態(tài)能夠在該故障檢測時間內保持不變，以確保故障檢測的正確性，并且，使得檢測端口足以分別檢測出異或門輸出端Y在控制端口輸出電平翻轉前后的電平狀態(tài)Ci和Di。
[0029]上述主控電路可以通過總線方式與外部設備連接，主控電路在常規(guī)采集狀態(tài)下將N個霍爾開關的輸出電平狀態(tài)打包傳送給外部設備、并在故障檢測采集狀態(tài)下將N個霍爾開關的輸出電平狀態(tài)和每一個霍爾開關對應的霍爾開關電路的故障檢測結果打包傳送給外部設備。
[0030]上述霍爾開關信號采集電路還包括報警電路；報警電路設有蜂鳴器并對應每一個霍爾開關電路設有一盞故障指示燈，主控電路與報警電路的控制端連接，主控電路在檢測到任意一個或以上霍爾開關電路出現(xiàn)故障時控制蜂鳴器開啟報警聲音、在檢測到N個霍爾開關電路均無故障時控制蜂鳴器關閉報警聲音，并且，主控電路點亮出現(xiàn)故障的霍爾開關電路所對應的故障指示燈、