電磁流量計報警輸出(小流量報警、流量上下限報警、反向流量報警),脈沖/頻率信號輸出,導通時最大電流為250mA;而MSP430單片機I/O輸出端口輸出VOH(高電平)或VOL(低電平)時,所有輸出端口的IOH(拉電流)、IOL(灌電流)總和必須小于6mA,不能滿足輸出電流要求,因此需要在輸出通道加入電流放大電路。
晶體管是最常用的電流放大器件,但多個輸出通道會增加較多的分立元件,給控制電路板面積增加困難。ULN2003集成了7個達林頓管,每個達林頓管有95V的耐壓,最大可以提供500mA的電流,一共可以支持230W負載。2003的輸入通道,輸入電流不超過1.35mA,輸入電壓兼容TTL和CMOS電平,因此特別適合低電壓邏輯電路支持大功率負載。
ULN2003每個通道為集電極開路輸出,正常工作需要外部提供電源和上拉電阻。電磁流量計變送器輸出通道可以選擇外部供電模式,系統接入外部電源與嵌入式主機電源功率不在一個等級,可能會造成不同電源系統的相互干擾,由于2003輸入和輸出采用不同的參考地,又可能造成輸出信號錯誤;更嚴重的是一旦外部電源發生故障,可能使整個變送器損壞。工業現場又存在電場、磁場等各種干擾。因此,在輸出通道中需要加入隔離器件,以抑制干擾的影響。
如前所述,輸出通道的結構包括：電流放大電路,隔離電路,驅動電路。電流放大電路由ULN2003構成,MCU的IO端口作為輸入端,輸出端為隔離電路提供有一定電流驅動能力的輸出信號,最后由驅動電路驅動負載。驅動電路仍由ULN2003組成,為了提高帶負載能力,可以將ULN2003的兩個通道并聯使用,可以提高導通電流。輸出通道原理框圖如下：
|
