[0004] 本发明是针对目前清纱器器件老化所造成的纱线检测故障以及设置复杂和检测精度过低。设计一种带显示功能的低功耗自适应光源调整检测电路。
[0005] 本发明采用的技术方案是：控制器给出驱动外部光源模块所需要的电压值，控制器将光电传感器采集处理得到的最高模拟电压值经内部A/D模块转换成数字量，该值与系统设定的光亮值进行比较处理，来判断当前的光亮值是否符合预期的设定值，并根据此依据适当的调整输出的PWM方波的占空比，以调整光源模块的电压值，在一定程度上解决由于器件老化光亮减弱造成的测量精度下降的问题。
[0006] 同时信号采集模块将光信号转化为电压信号，经过控制器内部A/D模块转换为数字信号，在控制器内进行处理，得出当前纱线的直径，依据纱线直径的变化判断纱疵的出现，输入输出模块用来显示出现大量纱线疵点时的报警类型信息以便提示操作人员及时的进行相应处理，同时通讯模块中的485接口用于接收上位机的配置信息以及传输纱线质量信息。
[0007] 本发明解决技术问题所采取的具体技术方案为：
[0008] 本发明包括电源管理模块、控制模块、RS485通讯模块、信号检测与接口模块、外部光源模块、报警显示与操作模块。
[0009] 电源管理模块包括第一电源模块和第二电源模块。第一电源模块包括第一电源管理芯片IC1（LM2596），第一保险熔断器F1,第一滤波电解电容C1,第二滤波电容C2，第一防反接二极管VD1，第一滤波电感L1，第三滤波电解电容C3，第四滤波电容C4，第一分压电阻R1和第一发光二极管LED1。
[0010] 第一保险熔断器F1的一端接给定的24V总供电电源，第一保险熔断器F1的另一端接第一滤波电解电容C1的正极、第二滤波电容C2的一端以及第一电源管理芯片IC1的1号引脚；第一滤波电解电容C1的负极接地，第二滤波电容C2的另外一端接地；第一电源管理芯片IC1的3号引脚以及第一电源管理芯片IC1的5号引脚接地；第一电源管理芯片IC1的4号引脚接第一滤波电感L1的一端、第三滤波电解电容C3的正极、第四滤波电容C4的一端以及第一分压电阻R1的一端；第一滤波电感L1的另外一端接第一电源管理芯片IC1的2号引脚以及第一防反接二极管VD1的阴极，第一防反接二极管VD1的阳极接地；第三滤波电解电容C3的负极以及第四滤波电容C4的另外一端接地；第一分压电阻R1的另外一端接第一发光二极管LED1的阳极，第一发光二极管LED1的阴极接地。
[0011] 第二电源模块包括第五滤波电解电容C5，第六滤波电容C6，第二电源管理芯片IC3(AMS1117-3.3)，第七滤波电解电容C7，第八滤波电容C8，第二分压电阻R2以及第二发光二极管LED2。
[0012] 第五滤波电解电容C5的正极接由第一电源模块所提供的5V工作电压、第六滤波电容C6的一端以及第二电源管理芯片IC3的3号引脚；第五滤波电解电容C5的负极接地，第六滤波电容C6的另外一端以及第二电源管理芯片IC3的1号引脚也接地；第二电源管理芯片IC3的2号引脚接连第七滤波电解电容C7的正极、第八滤波电容C8的一端以及第二分压电阻R2的一端，第七滤波电解电容C7的负极接地；第八滤波电容C8的另外一端接地，第二分压电阻R2的另外一端接第二发光二极管LED2的阳极，第二发光二极管LED2的阴极接地。
[0013] 控制模块包括控制芯片IC4（STC12C54），第二十滤波电容C20，第二十一滤波电容C21，第二十二滤波电容C22，第十三滤波电解电容C13，第十四滤波电容C14，第十五滤波电解电容C15，第十分压电阻R10，第十一分压电阻R11，第十二分压电阻R12，第十六滤波电容C16，第十七滤波电容C17，时钟晶振XTAL1以及串行接口J1。
[0014] 串行接口J1的1号脚接3.3V电源，串行接口J1的2号脚接第十一分压电阻R11的一端以及RS485通讯模块中芯片IC5的1号引脚，串行接口J1的3号引脚接第十二分压电阻R12的一端以及RS485通讯模块中芯片IC5的4号引脚，串行接口J1的4号引脚接地；第二十滤波电容C20、第二十一滤波电容C21以及第二十二滤波电容C22的一端接3.3V电源，第二十滤波电容C20、第二十一滤波电容C21以及第二十二滤波电容C22的另外一端均接地；第十三滤波电解电容C13的正极接3.3V电源、控制芯片IC4的32号引脚以及第十四滤波电容C14的一端，第十三滤波电解电容C13的负极接地；第十四滤波电容的另外一端接地；时钟晶振XTAL1的一端接控制芯片IC4的7号引脚以及第十六滤波电容C16的一端，时钟晶振XTAL1的另外一端接控制芯片IC4的8号引脚以及第十七滤波电容C17的一端；
第十六滤波电容C16的另外一端以及第十七滤波电容C17的另外一端接地；第十五滤波电解电容C15的正极接3.3V供电电源，第十五滤波电解电容C15的负极接第十分压电阻R10的一端以及控制芯片IC4的3号引脚，第十分压电阻R10的另外一端接地；第十一分压电阻R11的另外一端接控制芯片IC4的4号引脚，第十二分压电阻R12的另外一端接控制芯片IC4的5号引脚；控制芯片IC4的1号引脚接RS485通讯模块中芯片IC5的3号引脚，控制芯片IC4的6号引脚接RS485通讯模块中芯片IC5的2号引脚，控制芯片IC4的12号引脚接检测与接口模块中接口J0的4号引脚，控制芯片IC4的13号引脚接检测与接口模块中接口J0的2号引脚，控制芯片IC4的14号引脚接外部光源模块中分压电阻R3的一端；控制芯片IC4的15号引脚接报警与操作模块中电阻R20的一端；控制芯片IC4的16号引脚接地；控制芯片IC4的17号引脚、18号引脚、19号引脚分别接报警与操作模块中分压电阻R19的一端，分压电阻R18的一端以及分压电阻R17的一端；控制芯片IC4的20号引脚和
21号引脚均连接检测与接口模块中接口J0的7号引脚；控制芯片IC4的22号引脚接外部光源模块中限流电阻R8和限流电阻R9的一端；控制芯片IC4的23号引脚至30号引脚分别接显示模块中分压电阻R21的一端，分压电阻R22的一端，分压电阻R23的一端，分压电阻R24的一端，分压电阻R25的一端，分压电阻R26的一端，分压电阻R27的一端和分压电阻R28的一端。
[0015] RS485通讯模块包括RJ45接口J2，RS485通讯芯片IC5（SN75176），第十三分压电阻R13，第十四分压电阻R14，第十五上拉电阻R15，第十六下拉电阻R16，第十八滤波电容C18，第一瞬态电压抑制二极管TVS1，第二瞬态电压抑制二极管TVS2和第三瞬态电压抑制二极管TVS3。
[0016] RJ45接口J2的1号脚和8号脚接5V的工作电源，RJ45接口J2的2号脚和7号脚接地，RJ45接口J2的3号脚和4号脚接第十三分压电阻R13的一端以及第十六下拉电阻R16的一端，RJ45接口J2的5号脚和6号脚接第十四分压电阻R14的一端以及第十五上拉电阻R15的一端；RS485通讯芯片IC5的1号引脚接控制模块中分压电阻R11的一端，RS485通讯芯片IC5的4号引脚接控制模块中分压电阻R12的一端，RS485通讯芯片IC5的2号脚接控制芯片IC4的6号引脚，RS485通讯芯片IC5的3号脚接控制芯片IC4的1号引脚；RS485通讯芯片IC5的5号引脚，第十六下拉电阻R16的另外一端以及第十八滤波电容C18的一端接地，RS485通讯芯片IC5的6号引脚接第十四分压电阻R14的另外一端，RS485通讯芯片IC5的7号引脚接第十三分压电阻R13的另外一端，第十五上拉电阻R15的另外一端以及RS485通讯芯片IC5的8号引脚接5V的工作电源以及第十八滤波电容C18的另外一端；第一瞬态电压抑制二极管TVS1的阳极，第二瞬态电压抑制二极管TVS2的阳极和第三瞬态电压抑制二极管TVS3阳极均接地，第一瞬态电压抑制二极管TVS1的阴极接RJ45接口J2的3号脚和4号脚，第二瞬态电压抑制二极管TVS2的阴极接RJ45接口J2的5号脚和6号脚，第三瞬态电压抑制二极管TVS3的阴极接5V工作电源。
[0017] 信号检测与接口模块包括第一接口J0，第十九滤波电容C19，光电传感芯片IC0（P358PLCC），第三十一分压电阻R31，第三十二分压电阻R32，第三十三分压电阻R33，第二十三滤波电容C23，第二十四滤波电容C24，第二十五滤波电容C25。
[0018] 光电传感芯片IC0的2号引脚接第三十二分压电阻R32的一端，第三十二分压电阻R32的另外一端接地；光电传感芯片IC0的3号引脚接第三十一分压电阻R31的一端；第三十一分压电阻R31的另外一端、光电传感芯片IC0的4号引脚和7号引脚、第二十四滤波电容C24的一端以及第二十五滤波电容C25的一端均接3.3V工作电源；第二十四滤波电容C24的另外一端以及第二十五滤波电容C25的另外一端均接地；光电传感芯片IC0的5号引脚接第二十三滤波电容C23的一端，第二十三滤波电容C23的另外一端接地；光电传感芯片IC0的6号引脚和9号引脚接地；光电传感芯片IC0的8号引脚接接口J0的7号脚，光电传感芯片IC0的10号引脚接第三十三分压电阻R33的一端，第三十三分压电阻R33的另外一端接地；光电传感芯片IC0的11号引脚接接口J0的2号脚，光电传感芯片IC0的12号引脚接接口J0的4号脚。第一接口J0的1号脚和5号脚接3.3V电源，第一接口J0的3号脚、6号脚和8号脚接地，第一接口J0的2号脚接控制芯片IC4的13号引脚，第一接口J0的4号脚接控制芯片IC4的12号引脚；第一接口J0的7号脚接控制芯片IC4的20号引脚、21号引脚以及第十九滤波电容C19的一端；第十九滤波电容C19的另外一端接地。
[0019] 外部光源模块包括第三分压电阻R3，第四分压电阻R4，第五分压电阻R5，第九滤波电容C9，第十滤波电容C10，第十一滤波电容C11，运算放大器芯片IC2（LM2904），第六分压电阻R6，第七分压电阻R7,第十二滤波电容C12，第一晶体三极管Q1（9013），第六发光二极管LED0，第八限流电阻R8，第九限流电阻R9。
[0020] 集成运算放大器IC2的5号引脚和6号引脚接地，第三分压电阻R3的一端接控制芯片IC4的14号引脚，第三分压电阻R3的另外一端接第九滤波电容C9的一端以及第四分压电阻的R4一端，第九滤波电容C9的另外一端接地；第四分压电阻R4的另外一端接第十滤波电容C10的一端以及第五分压电阻R5的一端，第十滤波电容C10的另外一端接地；第五分压电阻R5的另外一端接第十一滤波电容C11的一端以及IC2的3号引脚，第十一滤波电容C11的另外一端接地；集成运算放大器IC2的4号引脚接地，IC2的8号引脚接5V的工作电源；集成运算放大器IC2的2号引脚接第七分压电阻R7的一端以及第十二滤波电容C12的一端；第七分压电阻R7的另外一端和第十二滤波电容C12的另外一端接第六发光二极管LED0的阳极和第一晶体三极管Q1的发射极；集成运算放大器IC2的1号引脚接第六分压电阻R6的一端，第六分压电阻R6的另外一端接第一晶体三极管Q1的基极，第一晶体三极管Q1的集电极接5V工作电源；第六发光二极管LED0的阴极接第八限流电阻R8的一端、第九限流电阻R9的一端以及控制芯片IC4的22号引脚，第八限流电阻R8的另外一端和第九限流电阻R9的另外一端接地。
[0021] 报警显示与操作模块包括第二十分压电阻R20，第一按钮KEY1,第二十九上拉电阻R29，第三十下拉电阻R30，第十七分压电阻R17，第十八分压电阻R18，第十九分压电阻R19，第三发光二极管LED3，第四发光二极管LED4，第五发光二极管LED5，七段数码管DS1（CPS03211），第二十一分压电阻R21，第二十二分压电阻R22，第二十三分压电阻R23，第二十四分压电阻R24，第二十五分压电阻R25，第二十六分压电阻R26，第二十七分压电阻R27和第二十八分压电阻R28。
[0022] 第二十分压电阻R20的一端接控制芯片IC4的15号引脚，第二十分压电阻R20的另外一端接第一按钮KEY1的一端以及第三十下拉电阻R30的一端，第一按钮KEY1的另外一端接第二十九上拉电阻R29的一端，第二十九上拉电阻R29的另外一端接3.3V工作电源，第三十下拉电阻R30的另外一端接地；第十七分压电阻R17的一端接控制芯片IC4的19号引脚另外一端接第三发光二极管LED3的阳极，第十八分压电阻R18的一端接控制芯片IC4的18号引脚另外一端接第四发光二极管LED4的阳极，第十九分压电阻R19的一端接控制芯片IC4的17号引脚另外一端接第五发光二极管LED5的阳极；第三发光二极管LED3，第四发光二极管LED4，第五发光二极管LED5的阴极均接地；第二十一分压电阻R21的一端，第二十二分压电阻R22的一端，第二十三分压电阻R23的一端，第二十四分压电阻R24的一端，第二十五分压电阻R25的一端，第二十六分压电阻R26的一端，第二十七分压电阻R27的一端和第二十八分压电阻R28的一端分别接控制芯片IC4的23至30号引脚；第二十一分压电阻R21的另外一端接七段数码管DS1的1号脚，第二十二分压电阻R22的另外一端接七段数码管DS1的10号脚，第二十三分压电阻R23的另外一端接七段数码管DS1的8号脚，第二十四分压电阻R24的另外一端接七段数码管DS1的5号脚，第二十五分压电阻R25的另外一端接七段数码管DS1的4号脚，第二十六分压电阻R26的另外一端接七段数码管DS1的2号脚，第二十七分压电阻R27的另外一端接七段数码管DS1的3号脚，第二十八分压电阻R28的另外一端接七段数码管DS1的6号脚；七段数码管DS1的7号脚、七段数码管DS1的9号脚接3.3V工作电源。
[0023] 本发明中各模块均采用现有成熟技术，依据控制器给出驱动外部光源模块所需要的电压值，控制器根据光电传感器采集处理得到的最高模拟电压值，将其转换成数字量后与系统设定的光亮值进行比较处理，来判断当前的光亮值是否符合预期的设定值，使得外部光源稳定可靠，进一步提高采集准确度，同时芯片外围的报警显示电路给操作人员更加直观的信息。
