一种色选机接口板系统

本技术涉及色选机控制系统领域，具体为一种色选机接口板系统。

背景技术：

1、色选机是一种用于分选物体或物料中的不同颜色的设备，色选机广泛应用于食品加工行业，用于去除不符合质量标准的食材，例如坏的谷物、异物、腐烂的水果等。它们还用于废物处理、矿业和塑料回收等领域。色选机的核心功能是根据事先设定的颜色标准，将不符合标准的物体或物料分离出来。

2、传统的色选机的各个命令通过上位机下发给下位机各个模块，但是，上位机并没有那么多的接口与下位机各个模块直接连接，因此需要通过一块接口板充当桥梁，连接上位机与下位机各个模块。但是，现有的色选机电路板之间的连接混乱，条理不清晰，且出现故障时不易排查。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种色选机接口板系统，该接口板系统克服了传统的色选机设备中上位机没有那么多的接口无法满足下位机各个模块直接连接的需求，导致电路板之间连接混乱且条理不清晰的缺陷，且同时解决了由于电路板较多，若色选机设备发生故障无法快速发现故障点的弊端，既而使得电路板连接条理清晰、故障巡查迅速。

2、为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种色选机接口板系统，包括：上位机和fpga模块，所述上位机通过rs485模块与fpga模块连接，其中所述rs485模块的数据输入引脚(r)、使能引脚(de)、数据输出引脚(d)分别连接到fpga模块的h4号引脚(io/diffio_l7p)、e2号引脚(io/diffio_l8p/flash_nce/ncso)、h3号引脚(io/diffio_l7n)；所述上位机用于接收并分析fpga模块回传的图像数据，并通过图像识别算法分析该图像数据，得到坏物料的位置数据并传送给fpga模块；所述fpga模块还分别连接有led板接口模块、相机板接口模块、dc电源模块、喷阀驱动板接口模块、指示灯模块；

3、所述led板接口模块将由fpga模块接收到的命令下发给led板使其发光提示喷阀的工作状态是否正常；所述指示灯模块用于显示电源是否正常以及fpga模块、各接口模块、上位机之间数据传输是否正常；所述指示灯模块包括5组led显示灯d5、d4、d3、d2、d1,且该5组led显示灯分别与fpga模块的p3号引脚(io/diffio_l23n)、u2号引脚(io/diffio_l24p)、u1号引脚(io/diffio_l24n)、v2号引脚(io/diffio_l25p)、v1号引脚(io/diffio_l25n)；

4、所述fpga模块上的时钟引脚(clk12/diffclk_7n)与晶振模块上的数据输出引脚(out)连接，所述晶振模块为整个色选机接口板系统提供稳定的时间基准信号。

5、进一步地，5组所述led显示灯d5、d4、d3、d2、d1彼此之间相互并联且每一个led显示灯所在的支路均分别串联有一个电阻r16、r17、r18、r19、r20，所述led显示灯分别与dc电源模块、喷阀驱动板接口模块、rs485模块、相机板接口模块程序关联并通过不断闪烁提示电源以及数据交互传输正常。

6、进一步地，所述rs485模块包括电容c20和rs485芯片sn65hvd33；所述电容c20的两端分别与rs485芯片sn65hvd33上的13号引脚(vcc)和3号引脚(re#)连接。

7、进一步地，所述相机板接口模块包括两个差分信号接收芯片sn65lvds048adr、差分信号驱动芯片sn65lvds047d；所述差分信号驱动芯片sn65lvds047d上的7号引脚(din4)、6号引脚(din3)、3号引脚(din2)、2号引脚(din1)分别与fpga模块上的g4号引脚(io/diffio_l1p)、g3号引脚(io/diffio_l1n)、b2号引脚(io/diffio_l2p)、b1号引脚(io/diffio_l2n)连接；所述差分信号驱动芯片sn65lvds047d上的9号引脚(dout4-)和10号引脚(dout4+)分别连接在排针板p5的3号引脚和4号引脚上、11号引脚(dout3+)和12号引脚(dout3-)分别连接在排针板p6的4号引脚和3号引脚上、13号引脚(dout2-)和14号引脚(dout2+)分别连接在排针板p7的3号引脚和4号引脚上、15号引脚(dout1+)和16号引脚(dout1-)分别连接在排针板p8的4号引脚和3号引脚上；所述排针板p5上的5号、6号、7号、8号引脚分别连接所述一号差分信号接收芯片sn65lvds048adr上的5号引脚(rin3-)、6号引脚(rin3+)、7号引脚(rin4+)、8号引脚(rin4-)；所述排针板p6上的5号、6号、7号、8号引脚分别连接所述一号差分信号接收芯片sn65lvds048adr上的1号引脚(rin1-)、2号引脚(rin1+)、3号引脚(rin2+)、4号引脚(rin2-)；所述排针板p7上的5号、6号、7号、8号引脚分别连接所述二号差分信号接收芯片sn65lvds048adr上的5号引脚(rin3-)、6号引脚(rin3+)、7号引脚(rin4+)、8号引脚(rin4-)；所述排针板p8上的5号、6号、7号、8号引脚分别连接所述二号差分信号接收芯片sn65lvds048adr上的1号引脚(rin1-)、2号引脚(rin1+)、3号引脚(rin2+)、4号引脚(rin2-)；所述二号差分信号接收芯片sn65lvds048adr上的15号引脚(rout1)、14号引脚(rout2)、11号引脚(rout3)、10号引脚(rout4)、一号差分信号接收芯片sn65lvds048adr上的15号引脚(rout1)、14号引脚(rout2)、11号引脚(rout3)、10号引脚(rout4)分别顺次连接在所述fpga模块上的g5号引脚(io/vrefb1no)、e4号引脚(io/diffio_l3p/nreset)、e3号引脚(io/diffio_l3n)、c2号引脚(io/diffio_l4p)、c1号引脚(io/diffio_l4n)、d2号引脚(io/diffio_l5p)、d1号引脚(io/diffio_l5n/data1/asdo)、h7号引脚(io)；所述一号差分信号接收芯片sn65lvds048adr与所述二号差分信号接收芯片sn65lvds048adr上每一路差分信号之间均分别连接有电阻r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12。

8、进一步地，所述喷阀驱动板接口模块和led板接口模块均分别包括一个电阻、一个电容以及两个差分信号驱动芯片sn65lvds047d；

9、其中，所述喷阀驱动板接口模块中一号差分信号驱动芯片sn65lvds047d的9号引脚(dout4-)、10号引脚(dout4+)、11号引脚(dout3+)、12号引脚(dout3-)、13号引脚(dout2-)、14号引脚(dout2+)、15号引脚(dout1+)、16号引脚(dout1-)分别与排针板p1上的8号引脚、7号引脚、6号引脚、5号引脚、4号引脚、3号引脚、2号引脚、1号引脚连接；所述排针板p1上的9号引脚、10号引脚并联接地；所述喷阀驱动板接口模块中一号差分信号驱动芯片sn65lvds047d的2号引脚(din1)、3号引脚(din2)、6号引脚(din3)、7号引脚(din4)分别连接所述fpga模块上的j7号引脚(io/diffio_l11p)、k7号引脚(io/diffio_l11n)、j4号引脚(io/diffio_l12p)、h2号引脚(io/diffio_l12n)；所述喷阀驱动板接口模块中一号差分信号驱动芯片sn65lvds047d上的4号引脚(vcc)与5号引脚(gnd)之间并联电容c1、2号引脚(din1)并联有电阻r1；

10、所述喷阀驱动板接口模块中二号差分信号驱动芯片sn65lvds047d的9号引脚(dout4-)、10号引脚(dout4+)、11号引脚(dout3+)、12号引脚(dout3-)、13号引脚(dout2-)、14号引脚(dout2+)、15号引脚(dout1+)、16号引脚(dout1-)分别与排针板p2上的8号引脚、7号引脚、6号引脚、5号引脚、4号引脚、3号引脚、2号引脚、1号引脚连接；所述排针板p2上的9号引脚、10号引脚并联接地；所述喷阀驱动板接口模块中二号差分信号驱动芯片sn65lvds047d的2号引脚(din1)、3号引脚(din2)、6号引脚(din3)、7号引脚(din4)分别连接所述fpga模块上的h1号引脚(io/diffio_l13n)、j3号引脚(io/diffio_l14n)、j2号引脚(io/diffio_l15p)、j1号引脚(io/diffio_l15n)；所述喷阀驱动板接口模块中二号差分信号驱动芯片sn65lvds047d上的4号引脚(vcc)与5号引脚(gnd)之间并联电容c2、2号引脚(din1)并联有电阻r2；

11、所述led板接口模块中一号差分信号驱动芯片sn65lvds047d的9号引脚(dout4-)、10号引脚(dout4+)、11号引脚(dout3+)、12号引脚(dout3-)、13号引脚(dout2-)、14号引脚(dout2+)、15号引脚(dout1+)、16号引脚(dout1-)分别与排针板p3上的8号引脚、7号引脚、6号引脚、5号引脚、4号引脚、3号引脚、2号引脚、1号引脚连接；所述排针板p3上的9号引脚、10号引脚并联接地；所述led板接口模块中一号差分信号驱动芯片sn65lvds047d的2号引脚(din1)、3号引脚(din2)、6号引脚(din3)、7号引脚(din4)分别连接所述fpga模块上的l6号引脚(io/diffio_l16p)、m6号引脚(io/diffio_l16n)、m2号引脚(io/diffio_l17p)、m1号引脚(io/diffio_l17n)；所述led板接口模块中一号差分信号驱动芯片sn65lvds047d上的4号引脚(vcc)与5号引脚(gnd)之间并联电容c3、2号引脚(din1)并联有电阻r3；

12、所述led板接口模块中二号差分信号驱动芯片sn65lvds047d的9号引脚(dout4-)、10号引脚(dout4+)、11号引脚(dout3+)、12号引脚(dout3-)、13号引脚(dout2-)、14号引脚(dout2+)、15号引脚(dout1+)、16号引脚(dout1-)分别与排针板p4上的8号引脚、7号引脚、6号引脚、5号引脚、4号引脚、3号引脚、2号引脚、1号引脚连接；所述排针板p4上的9号引脚、10号引脚并联接地；所述led板接口模块中二号差分信号驱动芯片sn65lvds047d的2号引脚(din1)、3号引脚(din2)、6号引脚(din3)、7号引脚(din4)分别连接所述fpga模块上的m4号引脚(io/diffio_l18p)、m3号引脚(io/diffio_l18n)、n2号引脚(io/diffio_l19p)、n1号引脚(io/diffio_l19n)；所述led板接口模块中二号差分信号驱动芯片sn65lvds047d上的4号引脚(vcc)与5号引脚(gnd)之间并联电容c4、2号引脚(din1)并联有电阻r4。

13、进一步地，所述dc电源模块包括两个ams1117-3.3稳压芯片、一个ams1117-2.5稳压芯片和一个adp1715armz-r7稳压芯片；两个所述ams1117-3.3稳压芯片分别输出3.3c、3.3d两个3.3v的电压，分别给所述led板接口模块和所述fpga模块供电；所述ams1117-2.5稳压芯片输出2.5v电压；所述adp1715armz-r7输出1.2v电压。

14、本实用新型能够达到的有益效果是：

15、1.本实用新型通过fpga模块作为上位机与下位机之间的连接桥梁，使得下位机中的多个模块可以集中连接到fpga模块上，再通过单一的fpga模块与上位机连接，如此，不仅克服上位机接口较少无法满足较多模块直接连接的缺陷，而且还使得各个模块的电路板之间连接更加清晰，简化了接线流程。

16、2.本实用新型通过指示灯模块分别与dc电源模块、喷阀驱动板接口模块、rs485模块、相机板接口模块程序关联，继而通过不断闪烁来提示电源以及模块之间的数据交互传输是否正常，若色选机设备发生故障，可以通过观察led显示灯或led板的亮灭快速寻找、定位故障的模块，便于维修人员快速检修，保证生产效率。

技术特征：

1.一种色选机接口板系统，其特征在于，包括：上位机和fpga模块，所述上位机通过rs485模块与fpga模块连接，其中所述rs485模块的数据输入引脚r、使能引脚de、数据输出引脚d分别连接到fpga模块的h4号引脚io/diffio_l7p、e2号引脚io/diffio_l8p/flash_nce/ncso和h3号引脚io/diffio_l7n；所述上位机用于接收并分析fpga模块回传的图像数据，并通过图像识别算法分析该图像数据，得到坏物料的位置数据并传送给fpga模块；所述fpga模块还分别连接有led板接口模块、相机板接口模块、dc电源模块、喷阀驱动板接口模块、指示灯模块；

2.根据权利要求1所述的一种色选机接口板系统，其特征在于，5组所述led显示灯d1、d2、d3、d4、d5彼此之间相互并联且每一个led显示灯所在的支路均分别串联有一个电阻r16、r17、r18、r19、r20，所述led显示灯分别与dc电源模块、喷阀驱动板接口模块、rs485模块、相机板接口模块程序关联。

3.根据权利要求1所述的一种色选机接口板系统，其特征在于，所述rs485模块包括电容c20和rs485芯片sn65hvd33d；所述电容c20的两端分别与rs485芯片sn65hvd33上的13号引脚vcc和3号引脚re#连接。

4.根据权利要求1所述的一种色选机接口板系统，其特征在于，所述相机板接口模块包括两个差分信号接收芯片sn65lvds048adr、一个差分信号驱动芯片sn65lvds047d；所述差分信号驱动芯片sn65lvds047d上的7号引脚din4、6号引脚din3、3号引脚din2、2号引脚din1分别与fpga模块上的g4号引脚io/diffio_l1p、g3号引脚io/diffio_l1n、b2号引脚io/diffio_l2p、b1号引脚io/diffio_l2n连接；所述差分信号驱动芯片sn65lvds047d上的9号引脚dout4-和10号引脚dout4+分别连接在排针板p5的3号引脚和4号引脚上、11号引脚dout3+和12号引脚dout3-分别连接在排针板p6的4号引脚和3号引脚上、13号引脚dout2-和14号引脚dout2+分别连接在排针板p7的3号引脚和4号引脚上、15号引脚dout1+和16号引脚dout1-分别连接在排针板p8的4号引脚和3号引脚上；所述排针板p5上的5号、6号、7号、8号引脚分别连接一号差分信号接收芯片sn65lvds048adr上的5号引脚rin3-、6号引脚rin3+、7号引脚rin4+、8号引脚rin4-；所述排针板p6上的5号、6号、7号、8号引脚分别连接所述一号差分信号接收芯片sn65lvds048adr上的1号引脚rin1-、2号引脚rin1+、3号引脚rin2+、4号引脚rin2-；所述排针板p7上的5号、6号、7号、8号引脚分别连接二号差分信号接收芯片sn65lvds048adr上的5号引脚rin3-、6号引脚rin3+、7号引脚rin4+、8号引脚rin4-；所述排针板p8上的5号、6号、7号、8号引脚分别连接二号差分信号接收芯片sn65lvds048adr上的1号引脚rin1-、2号引脚rin1+、3号引脚rin2+、4号引脚rin2-；所述二号差分信号接收芯片sn65lvds048adr上的15号引脚rout1、14号引脚rout2、11号引脚rout3、10号引脚rout4、一号差分信号接收芯片sn65lvds048adr上的15号引脚rout1、14号引脚rout2、11号引脚rout3、10号引脚rout4分别顺次连接在所述fpga模块上的g5号引脚io/vrefb1no、e4号引脚io/diffio_l3p/nreset、e3号引脚io/diffio_l3n、c2号引脚io/diffio_l4p、c1号引脚io/diffio_l4n、d2号引脚io/diffio_l5p、d1号引脚io/diffio_l5n/data1/asdo、h7号引脚（io）；所述一号差分信号接收芯片sn65lvds048adr与所述二号差分信号接收芯片sn65lvds048adr上每一路差分信号之间均分别连接有电阻r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12。

5.根据权利要求1所述的一种色选机接口板系统，其特征在于，所述喷阀驱动板接口模块和led板接口模块均分别包括一个电阻、一个电容以及两个差分信号驱动芯片sn65lvds047d；

6.根据权利要求1所述的一种色选机接口板系统，其特征在于，所述dc电源模块包括两个ams1117-3.3稳压芯片、一个ams1117-2.5稳压芯片和一个adp1715armz-r7稳压芯片；两个所述ams1117-3.3稳压芯片分别输出3.3c、3.3d两个3.3v的电压，分别给所述led板接口模块和所述fpga模块供电；所述ams1117-2.5稳压芯片输出2.5v电压；所述adp1715armz-r7输出1.2v电压。

技术总结
本技术涉及色选机控制系统领域，具体为一种色选机接口板系统，包括：上位机；FPGA模块，所述FPGA模块通过接口分别与RS485模块、LED板接口模块、相机板接口模块、DC电源模块、喷阀驱动板接口模块连接并通过LED显示灯与各模块之间程序关联。既而通过FPGA模块将下位机中各个模块的接口集中之后，再通过单一的FPGA模块与上位机连接，既而使得各电路板之间的连接更加清晰，简化了接线流程。且当不同模块与FPGA模块之间数据交互出现异常时，能够通过观察LED显示灯灯光快速提示维修人员故障位置所在，既而为生产的高效进行提供保证。

技术研发人员：徐文豪,江永成,许经天,卜俊瑶,沙文
受保护的技术使用者：安徽大学
技术研发日：20231205
技术公布日：2024/9/23