CN111800906A - 一种检测光源参数的控制电路和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于半导体集成电路的技术领域，具体涉及一种检测光源参数的控制电路，包括光源控制器和光源，光源控制器设置有主控模块、驱动模块和通信模块，光源设置有光源控制模块和LED模块，驱动模块分别与主控模块和LED模块连接，通信模块分别与主控模块和光源控制模块连接，光源控制模块用于储存和输出光源的电压参数、电流参数、占空比参数。本发明增加了光源参数检测项目，提高了光源参数的检测精度。同时，本发明还提供了一种检测光源参数的控制方法。

Description

一种检测光源参数的控制电路和控制方法

技术领域

本发明属于半导体集成电路的技术领域，具体涉及一种检测光源参数的控制电路和控制方法。

背景技术

光源是机器视觉行业的核心部件，随着机器视觉行业的发展，人们对机器视觉设备中的光源的要求变得越来越高，并且，随着光源功能逐渐增多，发明人发现了现有的光源参数标注额定电压、电流已经不能满足使用需求，还需要标注瞬间超额电压电流及占空比等参数。

现有的光源控制器是通过ADC检测光源的电压电流，这种检测方式精度不高且受温度影响很大，而且，目前的光源控制器的控制电路响应速度慢。此外，现有的光源控制器无法检测光源的超额电压电流及占空比等参数，只能靠人工手动的方式进行设置。

为此，亟需提出一种新型的光源控制电路和控制方法以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种检测光源参数的控制电路，解决了如何提高光源参数的检测精度的技术问题，增加了检测项目，提高对光源参数的检测能力。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种检测光源参数的控制电路，包括光源控制器和光源，所述光源控制器设置有主控模块、驱动模块和通信模块，所述光源设置有光源控制模块和LED模块，所述驱动模块分别与所述主控模块和所述LED模块连接，所述通信模块分别与所述主控模块和所述光源控制模块连接，所述光源控制模块用于储存和输出所述光源的电压参数、电流参数、占空比参数。

进一步地，所述主控模块设置有第一控制单元，所述第一控制单元与所述通信模块连接，所述通信模块为RS485芯片。

进一步地，所述光源控制模块设置有电压调节单元和第二控制单元，所述电压调节单元与所述光源控制器的供电端连接，所述第二控制单元与所述通信模块连接，所述第二控制单元用于储存所述光源的电压参数、电流参数、占空比参数。

进一步地，所述第一控制单元和所述第二控制单元均为STM32F103芯片，所述电压调节单元为LM1117芯片。

进一步地，所述光源控制模块设置有信号处理单元，所述信号处理单元分别与所述通信模块和所述第二控制单元连接，所述信号处理单元用于输出所述光源的电压参数、电流参数、占空比参数。

进一步地，所述信号处理单元为RS485芯片，所述RS485芯片分别与所述通信模块和所述第二控制单元连接。

进一步地，所述驱动模块设置有运放单元和功率调控单元，所述运放单元连接于所述功率调控单元，所述运放单元和所述功率调控单元形成负反馈恒流电路。

进一步地，所述运放单元与所述第一控制单元连接，所述功率调控单元与所述LED模块连接，所述功率调控单元用于增加输出功率和增大驱动电流，所述LED模块包括电阻和若干个LED灯，电阻和若干个LED灯串联连接。

进一步地，所述运放单元为LM258运放芯片，所述功率调控单元为N沟道MOS管，N沟道MOS管的型号为IRLZ44N。

本发明的目的之二在于：提供一种检测光源参数的控制方法，包括以下步骤：

S1：主控模块使驱动模块关闭输出，并使通信模块的输入和输出均为髙阻状态；

S2：使所述通信模块的输出为正常输出状态，并使所述通信模块发送信号给光源，使所述通信模块的输入为正常输入状态，等待所述光源发送过来的信号；

S3：判断所述光源发送过来的信号的类型，所述主控模块根据接收到的信号控制所述驱动模块的输出，并控制LED模块的运行。

进一步地，在所述S3中，如果所述主控模块能正常接收信号指令，则所述主控模块根据接收到的信号指令进行解析，并根据解析出来的信息控制所述驱动模块，所述驱动模块控制所述LED模块运行。

进一步地，在所述S3中，如果所述主控模块在预设时间内没有收到所述光源的返回信号，则控制所述驱动模块关闭输出。

本发明的有益效果在于；1)本发明的光源控制器设置有主控模块、驱动模块和通信模块，光源设置有光源控制模块和LED模块，光源控制模块用于储存和输出光源的电压参数、电流参数、占空比参数，有效地检测了光源的超额电压电流及占空比等参数；2)驱动模块分别与主控模块和LED模块连接，通信模块分别与主控模块和光源控制模块连接，在主控模块的控制下，光源控制模块通过通信模块将光源的参数发送给主控模块，主控模块、通信模块和光源控制模块的运行稳定性好、响应速度快，显著地提高了光源参数的检测精度；3)主控模块通过解析参数进而控制驱动模块，驱动模块根据主控模块的指令控制LED模块的运行，满足了对光源参数的控制需求；4)本发明的检测光源参数的控制方法，提高了对光源参数进行检测的控制能力。

附图说明

图1为本发明控制电路的框架示意图。

图2为本发明光源控制器的主控模块的电路示意图。

图3为本发明光源控制器的驱动模块和通信模块的电路示意图。

图4为本发明光源的电路示意图。

图5为本发明控制方法的流程图。

其中：1-光源控制器；2-光源；11-主控模块；12-驱动模块；13-通信模块；21-光源控制模块；22-LED模块。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件，本领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图1～5和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。

实施例1

一种检测光源参数的控制电路，包括光源控制器1和光源2，光源控制器1设置有主控模块11、驱动模块12和通信模块13，光源2设置有光源控制模块21和LED模块22，驱动模块12分别与主控模块11和LED模块22连接，通信模块13分别与主控模块11和光源控制模块21连接，光源控制模块21用于储存和输出光源2的电压参数、电流参数、占空比参数。

优选地，主控模块11设置有第一控制单元，光源控制模块21设置有电压调节单元和第二控制单元，电压调节单元与光源控制器1的供电端连接，第一控制单元和第二控制单元均与通信模块13连接，通信模块13为RS485芯片。

优选地，第一控制单元和第二控制单元均为STM32F103芯片，电压调节单元为LM1117芯片，LM1117芯片能够输出固定的电压。

优选地，光源控制模块21设置有信号处理单元，信号处理单元为RS485芯片，RS485芯片分别与通信模块13和第二控制单元连接。

优选地，驱动模块12设置有运放单元和功率调控单元，运放单元连接于功率调控单元。

优选地，运放单元与第一控制单元连接，功率调控单元与LED模块22连接。

优选地，运放单元为LM258运放芯片，所述功率调控单元为N沟道MOS管，N沟道MOS管的型号为IRLZ44N。

本发明的运行过程包括：

信号说明：

LED+/LED-：光源控制器1给光源2中的LED模块22提供电能的正负极；

Power+/Power-：光源控制器1给光源主控制模块21提供电能的正负极，电压调节单元与光源控制器1的Power+/Power-供电端连接；

Data-p/Data-n：光源控制器1和光源2的一对差分通信线；

RX/TX：光源控制器1的主控模块11与通信模块13间数据总线的接收/发送线；

RE-1...N/TE-1...N：通信模块13的输出状态控制线，上电默认使输入输出为髙阻状态。

1、光源控制器端的运行过程包括：

(1)光源控制器1的主控模块11使N个驱动模块12关闭输出；主控模块11的STM32F103芯片控制RE-1...N/TE-1...N分别为高电平和低电平使N个通信模块13输入输出为髙阻状态；其中，主控模块11的STM32F103芯片能够使其内部两个DAC1和DAC2通道输出0V，从而使所有驱动模块12的输出电流为0。

(2)主控模块11的STM32F103芯片控制RE-1/TE-1分别输出低电平和高电平使第一个通信模块13输出有效，并通过通信模块13的串口1发送信号给与第一个通信模块13连接的光源2；控制RE-1/TE-1都输出低电平使第一个通信模块13输入有效，通信模块13的串口1等待光源2发送过来的信号，如果能正常接收指令，则表示光源2连接到了第一个通信模块13，这时光源控制器1的主控模块11根据接收到的指令解析指令，并根据解析出来的电压、电流和占空比等信息控制第一个驱动模块12输出的电压、电流和占空等参数，从而实现精准检测和控制光源参数，其中，主控模块11根据解析出来的电流信息使STM32F103芯片的DAC1通道输出相应电压，第一个驱动模块12在主控模块11的控制下输出对应的电流；如果等待了一段时间没有收到光源2的返回信号，则表示没有插入光源，主控模块11的STM32F103芯片的DAC1通道输出0V，第一个驱动模块12的电流为0，从而控制第一个驱动模块12关闭输出。

(3)光源控制器1的主控模块11控制RE-1...N/TE-1...N分别为高电平和低电平使N个通信模块13输入输出为髙阻状态。

(4)主控模块11的STM32F103芯片控制RE-2/TE-2分别输出低电平和高电平使第二个通信模块13输出有效，并发送信号给与第二个通信模块13连接的光源2；控制RE-2/TE-2都输出低电平使与第二个通信模块13输入有效，等待光源2发送过来的信号，如果能正常接收指令，则表示光源2连接到了第二个通信模块13，这时光源控制器1的主控模块11根据接收到的指令解析指令，并根据解析出来的电压、电流和占空比等信息控制第二个驱动模块12输出的电压、电流和占空等参数，从而实现精准检测和控制光源参数，其中，主控模块11根据解析出来的电流信息使STM32F103芯片的DAC2通道输出相应电压，第二个驱动模块12在主控模块11的控制下输出对应的电流；如果等待了一段时间没有收到光源2的返回信号，则表示没有插入光源，主控模块11的STM32F103芯片的DAC2通道输出0V，第二个驱动模块12的电流为0，并控制第二个驱动模块12关闭输出。

(5)光源控制器1的主控模块11控制RE-1...N/TE-1...N分别为高电平和低电平使N个通信模块13输入输出为髙阻状态。

(6)类似(2)-(5)控制方法完成电路中的是否有光源插入或者拔出的检测。

(7)光源控制器1的主控模块11控制RE-1...N/TE-1...N使N个通信模块输入输出为髙阻状态。返回第(2)循环。

2、光源端的运行过程包括：

(1)光源控制模块21的控制信号输入有效，其中，光源控制模块21设置有相连接的STM32F103芯片和RS485芯片，STM32F103芯片控制RS485的RE/DE都为低电平使信号输入有效。

(2)光源控制模块21的STM32F103芯片的串口1等待光源控制器1发送过来的信号。

(3)光源控制模块21的STM32F103芯片的串口1正确接收到光源控制器1发送过来的信号后，控制RS485的RE/DE分别为低电平和高电平使信号输出有效，并把光源2的电压、电流和占空比等参数发送给光源控制器1，返回第(1)。

实施例2

一种检测光源参数的控制方法，包括以下步骤：

S1：主控模块11使驱动模块12关闭输出，并使通信模块13的输入和输出均为髙阻状态；

S2：主控模块11使通信模块13的输出为正常输出状态，并使通信模块13发送信号给光源2，主控模块11使通信模块13输入为正常输入状态，等待光源2发送过来的信号；

S3：判断光源2发送过来的信号的类型，主控模块11根据接收到的信号控制驱动模块12的输出，并控制LED模块22的运行，从而有效地控制了检测光源参数的过程。

优选地，在S3中，如果主控模块11能正常接收信号指令，则主控模块11根据接收到的信号指令进行解析，并根据解析出来的信息控制驱动模块12，驱动模块12控制LED模块22运行，并且，光源2的光源控制模块21正确接收到通信模块13发送过来的信号后，能够把光源2的电压、电流和占空比参数发送给主控模块11。

优选地，在S3中，如果主控模块11在预设时间内没有收到光源2的返回信号，则控制驱动模块12关闭输出，LED模块22不运行。

显然，现有的电路已经不能满足对光源参数标注额定电压、电流的需求，还不能标注瞬间超额电压电流及占空比等参数，而本发明的光源控制模块21能够储存和输出光源2的电压参数、电流参数、占空比参数，有效地检测了光源2的超额电压电流及占空比等参数，并且，主控模块11、通信模块13和光源控制模块21的运行稳定性好、响应速度快，从而显著地提高了光源参数的检测精度，提高了对光源参数进行检测的控制能力。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种检测光源参数的控制电路，其特征在于：包括光源控制器(1)和光源(2)，所述光源控制器(1)设置有主控模块(11)、驱动模块(12)和通信模块(13)，所述光源(2)设置有光源控制模块(21)和LED模块(22)，所述驱动模块(12)分别与所述主控模块(11)和所述LED模块(22)连接，所述通信模块(13)分别与所述主控模块(11)和所述光源控制模块(21)连接，所述光源控制模块(21)用于储存和输出所述光源(2)的电压参数、电流参数、占空比参数。

2.一种检测光源参数的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：主控模块(11)使驱动模块(12)关闭输出，并使通信模块(13)的输入和输出均为髙阻状态；

S2：使所述通信模块(13)的输出为正常输出状态，并使所述通信模块(13)发送信号给光源(2)，使所述通信模块(13)的输入为正常输入状态，等待所述光源(2)发送过来的信号；

S3：判断所述光源(2)发送过来的信号的类型，所述主控模块(11)根据接收到的信号控制所述驱动模块(12)的输出，并控制LED模块(22)的运行。

3.如权利要求1所述的检测光源参数的控制电路，其特征在于：所述主控模块(11)设置有第一控制单元，所述第一控制单元与所述通信模块(13)连接。

4.如权利要求1所述的检测光源参数的控制电路，其特征在于：所述光源控制模块(21)设置有电压调节单元和第二控制单元。

5.如权利要求4所述的检测光源参数的控制电路，其特征在于：所述电压调节单元与所述光源控制器(1)的供电端连接，所述第二控制单元与所述通信模块(13)连接。

6.如权利要求5所述的检测光源参数的控制电路，其特征在于：所述光源控制模块(21)设置有信号处理单元，所述信号处理单元分别与所述通信模块(13)和所述第二控制单元连接。

7.如权利要求3所述的检测光源参数的控制电路，其特征在于：所述驱动模块(12)设置有运放单元和功率调控单元，所述运放单元连接于所述功率调控单元。

8.如权利要求7所述的检测光源参数的控制电路，其特征在于：所述运放单元与所述第一控制单元连接，所述功率调控单元与所述LED模块(22)连接。

9.如权利要求2所述的检测光源参数的控制方法，其特征在于：在所述S3中，如果所述主控模块(11)能正常接收信号指令，则所述主控模块(11)根据接收到的信号指令进行解析，并根据解析出来的信息控制所述驱动模块(12)，所述驱动模块(12)控制所述LED模块(22)运行。

10.如权利要求2所述的检测光源参数的控制方法，其特征在于：在所述S3中，如果所述主控模块(11)在预设时间内没有收到所述光源(2)的返回信号，则控制所述驱动模块(12)关闭输出。

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