YZY_C4-IO16硬件开发方案.docx

yzy-m1-pm02 硬件开发方案一、 v1.0版本：整体硬件框架 功能描述：电源：power supply： dc10v 30v/1a电源反接保护、过压保护通讯：rs-485（半双工）到主机rs-232 (全双工) 到主机速率：1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 bps传输距离：rs485(1公里)，rs232(30米)通讯进行时 led 显示rs485硬件支持最多可接256个模块输入参数：通道：16完全隔离数字输入数字量输入电平：逻辑电平0: 1.4v（最大） 逻辑电平1: +4 +30v隔离电压：5300 vrms输入阻抗：1.5k 0.25w输入进行时对应通道led亮 输出参数：输出ev端电压： dc 5 50v数字量输出：集电极开路输出（最大50v500ma）工作环境：工作温度：-40 85工作湿度：10% 95%（不结露）相关电路特性：电源电路特性：dc-dc芯片（l7985a）采用st半导体的buck dc dc降压模块（电源输入范围 dc4.5v 38v ,开关频率为 250khz 1mhz，输出电压可调，最大输出电流可达2a）。电路特性：输入反接、过流过压保护电路（由f1、d52、r68、cr1组成）保护阀值为（33v 1.5a）输出电压由r69、r73组成采样电路，将输出设定为dc5v。电源电路原理图：cpu电路特性：cpu（stm32f103rbt6）采用st半导体的cortex-m3控制器（32位 72mhz核心最高时钟频率 片内128kb flash, 20kb rom lqfp-64封装）电路特性：采用外部8mhz时钟源（通过内部pll配置为最高速72mhz），3.3v电源供电,32io（16i /16o）两路串口（rs485 + rs232）。mcu最小系统原理图：输入电路特性：可输入5 30v数字信号，硬件信号导通时间 tr（由低至高跳变） 5us,信号关闭时间ts（由高至低跳变）25us。（图片来源于ild615 datasheet）输入通道原理图（单通道）：输出电路特性：最大可输出50v/500ma数字驱动信号，硬件信号导通时间 tplh（由低至高跳变） 130ns,信号关闭时间tplh（由高至低跳变）20ns。输出通道原理图（八通道）：二、 v2.0版本：改版原因：1、因为设计外壳，需根据外壳尺寸从新定义pcb。另外电路设计的优化。整体框架及电气性能保持不变2、发现当输出端短路会损坏内部达灵顿驱动管，增加过流保护采样电路。相对版本v1.0原理图改变：1、 因为v1.0版本所有光耦价格比较贵，与采购周期较长（ilq615-2x017）改为isocom components公司的tlp521-4xsm，电气上与ilq615-2x017兼容价格便宜，采购周期短。2、 外观及结构要求，将led显示部分（1电源，2通讯，32io指示）。分离于另外一pcb设计3、 增加过流保护功能电路（可做到当过流时自动切断输出）。相对版本v1.0 pcb文件改变：外形尺寸及元器件布局根据外壳设计，增加部分电路。另外增加一块led板。文件更改项目：原理图更改、bom 更改、pcb文件更改、gerber文件更改三、 v2.1版本：改版原因：1、因为外壳发生变化，需根据外壳尺寸从新定义pcb。原理图稍作更改，整体框架及电气性能保持不变。文件更改项目： pcb文件更改、gerber文件更改四、 v3.0版本：改版原因：1、 因为外壳发生变化，需根据外壳尺寸从新定义pcb。整体框架及电气性能保持不变。2、 长时间测试，发现输