專利名稱：基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種智能網(wǎng)橋，尤其涉及一種基于現(xiàn)場總線進行數(shù)據(jù)信號處理的智能網(wǎng)橋。
背景技術(shù)：
基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋是在一條現(xiàn)場總線上由于驅(qū)動能力有限和節(jié)點數(shù)的限止，無法連接非常多的節(jié)點數(shù)，因此必須使用現(xiàn)場總線網(wǎng)橋，使現(xiàn)場總線上數(shù)據(jù)能可靠地進行數(shù)據(jù)交換。但是，目前來說，還沒有開發(fā)類似的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型是為了解決上述問題而提供的一種現(xiàn)場總線上數(shù)據(jù)能可靠地進行數(shù)據(jù)交換的基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋。
本實用新型采取的技術(shù)方案是基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋，其特點是，包括復(fù)位電路模塊、中斷處理模塊、微處理器模塊、地址鎖存模塊、地址譯碼模塊、存儲器模塊、四個總線隔離驅(qū)動模塊、功能指示模塊、三個現(xiàn)場總線接口模塊、以及電源處理模塊；其中復(fù)位電路模塊用于本基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋上電可靠復(fù)位，其輸出端分別與微處理器模塊、功能指示模塊及三個現(xiàn)場總線接口模塊相連接；中斷處理模塊，用于連接兩個現(xiàn)場總線接口的中斷信號進入微處理器即時處理通訊的數(shù)據(jù)，其輸入端連接現(xiàn)場總線接口模塊之一、現(xiàn)場總線接口模塊之二，輸出端與微處理器相連接；微處理器模塊，用于控制整個基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋內(nèi)部程序的協(xié)調(diào)運行，其輸入端與復(fù)位電路模塊和中斷處理模塊連接，并與地址鎖存模塊、地址譯碼模塊、存儲器模塊、功能指示模塊、總線隔離驅(qū)動模塊之一及三個現(xiàn)場總線接口模塊雙向連接；地址鎖存模塊，用于地址線鎖存，受微處理器控制，其輸出端與存儲器模塊相連接；地址譯碼模塊，用于微處理器與其它接口芯片的數(shù)據(jù)在不同的地址上可靠地進行數(shù)據(jù)交換，其輸出端與存儲器模塊、功能指示模塊及三個現(xiàn)場總線接口模塊相連接。
存貯器模塊，它將程序或數(shù)據(jù)在某一地址線與地址譯碼線選通的情況下有效進行讀或?qū)?，其輸入端與地址鎖存模塊相連接，并與微處理器模塊及三個現(xiàn)場總線接口模塊雙向連接；四個總線隔離驅(qū)動模塊，都用于驅(qū)動數(shù)據(jù)上總線，并確保數(shù)據(jù)的可靠性；各總線隔離驅(qū)動模塊的輸入端分別與對應(yīng)的各外接現(xiàn)場總線連接；并且該四個總線隔離驅(qū)動模塊中總線隔離驅(qū)動模塊之一與微處理器雙向連接，總線隔離驅(qū)動模塊之二與現(xiàn)場總線接口模塊之三雙向連接，總線隔離驅(qū)動模塊之三與現(xiàn)場總線接口模塊之二雙向連接，總線隔離驅(qū)動模塊指四與現(xiàn)場總線接口模塊之一雙向連接；功能指示模塊，用于指示每路現(xiàn)場總線通訊數(shù)據(jù)處于正常與否的狀態(tài)，它與微處理器模塊、復(fù)位電路模塊和各現(xiàn)場總線接口模塊雙向連接，該功能指示模塊的輸入端與地址譯碼模塊相連接；各現(xiàn)場總線接口模塊分別與復(fù)位電路模塊、微處理器模塊、功能指示模塊、存儲器模塊雙向連接；電源處理模塊，它與外部輸入電源和基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋的所有模塊相連接。
上述基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋，其中，所述的存儲器模塊包括程序存貯器和數(shù)據(jù)存貯器。
上述基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋，其中，所述的每個總線隔離驅(qū)動模塊包括互連的直流/直流隔離模塊和總線驅(qū)動芯片，它們分別通過各自的光電耦合器與微處理器和現(xiàn)場總線接口模塊相連接。
上述基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋，其中，所述的各現(xiàn)場總線接口模塊由現(xiàn)場總線接口芯片構(gòu)成，每個接口芯片帶有各自晶振電路。
上述基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋，其中，所述的電源處理模塊是將外部直流24V通過轉(zhuǎn)換成直流5V穩(wěn)壓的電源提供給基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋工作電源。
由于采用了上述技術(shù)解決方案，即基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋技術(shù)，使在多節(jié)點的現(xiàn)場總線(CAN)數(shù)據(jù)傳輸、可靠性增強、總線上的危害性小，提高了整個系統(tǒng)的可靠性和安全性。
以下結(jié)合附圖對實用新型作進一步說明。


圖1是本實用新型的電方框圖。
圖2是本實用新型電路連接線路圖。
具體實施方式
請參見圖1。本實用新型基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋，它連接外圍四路現(xiàn)場總線(CAN)信號進行數(shù)據(jù)交換，它包括復(fù)位電路模塊1、中斷處理模塊2、微處理器模塊3、地址鎖存模塊4、地址譯碼模塊5、存儲器模塊6、CAN隔離驅(qū)動模塊之一71、CAN隔離驅(qū)動模塊之二72、CAN隔離驅(qū)動模塊之三73、CAN隔離驅(qū)動模塊之四74、功能指示模塊8、CAN接口模塊之一91、CAN接口模塊之二92、CAN接口模塊之三93、以及電源處理模塊10。
請參見圖2。本實用新型基于CAN(現(xiàn)場總線)的智能網(wǎng)橋中復(fù)位電路模塊1主要由集成電路74LS123芯片和三極管(3DK4)及外圍若干電阻、電容組成。該復(fù)位電路模塊1用于本基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋上電可靠復(fù)位，使基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋上電后，程序從頭開始執(zhí)行；或程序死鎖時，能進行復(fù)位。該復(fù)位電路模塊1與微處理器3、功能指示模塊8和CAN接口模塊91、92、93相連接。
中斷處理模塊2主要由集成電路74LS08組成。該中斷處理模塊2用于將兩個微處理器外圍擴展的CAN接口芯片的中斷信號連接后進入微處理器即時處理通訊的數(shù)據(jù)。其輸入端與CAN接口模塊91、92相連接，輸出端與微處理器3相連接。
微處理器模塊3主要由微處理器芯片80C592、晶振和電容組成。該微處理器模塊3用于控制整個基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋內(nèi)部程序的協(xié)調(diào)運行。其輸入端與復(fù)位電路模塊1、中斷處理模塊2連接，其還與地址鎖存模塊4、地址譯碼模塊5、存儲器模塊6、功能指示模塊8、CAN隔離驅(qū)動模塊之一71及CAN接口模塊91、92、93相連接。
地址鎖存模塊4主要由兩片集成芯片74LS373組成。該地址鎖存模塊4用于地址線鎖存，受微處理器控制，它與微處理器模塊3雙向連接，其輸出端與存儲器模塊6相連接。
地址譯碼模塊5主要由集成芯片74LS138和74LS32組成。該地址譯碼模塊5是微處理器3與其它接口芯片在微處理器有效的地址譯碼下，數(shù)據(jù)在不同的地址上可靠地進行數(shù)據(jù)交換。該地址譯碼模塊5與微處理器3雙向連接，其輸出端與存儲器模塊6、功能指示模塊8和CAN接口模塊91、92、93相連接。
存貯器模塊6包括程序存貯器(EPROM)和數(shù)據(jù)存貯器(RAM)，主要由程序存貯芯片(27128)和數(shù)據(jù)存貯芯片(6264)組成。該存貯器模塊6將程序或數(shù)據(jù)在某一地址線與地址譯碼線選通的情況下有效進行讀或?qū)憽Ｆ漭斎攵伺c地址鎖存模塊4連接，它還與微處理器模塊3及三個現(xiàn)場總線接口模塊雙向連接。
四個CAN總線隔離驅(qū)動模塊71、72、73、74，都用于驅(qū)動數(shù)據(jù)上CAN總線，并確保數(shù)據(jù)的可靠性，每個CAN總線隔離驅(qū)動模塊包括互連的直流/直流隔離模塊和CAN總線驅(qū)動芯片。各總線隔離驅(qū)動模塊的輸入端分別與對應(yīng)的各外接現(xiàn)場總線連接；它們并分別通過各自的光電耦合器與微處理器3和現(xiàn)場總線(CAN)接口模塊91、92、93相連接，其中總線隔離驅(qū)動模塊71與微處理器3雙向連接，總線隔離驅(qū)動模塊72與現(xiàn)場總線接口模塊93雙向連接，總線隔離驅(qū)動模塊73與現(xiàn)場總線接口模塊92雙向連接，總線隔離驅(qū)動模塊74與現(xiàn)場總線接口模塊91雙向連接；每個CAN總線隔離驅(qū)動模塊主要由直流變直流模塊、二個光電耦合器(6N137)和CAN驅(qū)動芯片(82C250)以及若干電阻電容組成。
功能指示模塊8主要由集成芯片74LS374、8個發(fā)光二極管和一個排阻組成。該功能指示模塊8用于指示每路現(xiàn)場總線通訊數(shù)據(jù)正常于否的狀態(tài)，它與微處理器模塊3、復(fù)位電路模塊和各現(xiàn)場總線接口模塊雙向連接，該功能指示模塊8的輸入端與地址譯碼模塊相連接。
各CAN(現(xiàn)場總線)接口模塊91、92、93，它主要由CAN總線接口芯片(SJ1000)和晶振、電容組成，每個接口芯片帶有各自晶振電路。各CAN接口模塊分別與復(fù)位電路模塊1、微處理器模塊3、功能指示模塊8及存儲器模塊6雙向連接。
電源處理模塊10，它是將外部直流24V通過轉(zhuǎn)換成直流5V穩(wěn)壓的電源提供給基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋工作電源。它與外部輸入電源和基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋的所有模塊相連接。它主要由一個橋堆使輸入的直流電源信號隨意輸入也能正常工作，以及由一個直流24伏變成直流5伏變換器和幾個發(fā)光管作為電源指示用。
本實用新型的工作原理整個網(wǎng)橋通過三個現(xiàn)場總線接口模塊接收或發(fā)送數(shù)據(jù)后，再進行數(shù)據(jù)的不同組合，從另一個現(xiàn)場總線接口模塊發(fā)送或接收，它們之間的接收和發(fā)送的正常與否都在功能指示模塊中顯示。整個網(wǎng)橋在程序存儲器內(nèi)部的監(jiān)控程序下有序的正常進行。
本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，其能在一條現(xiàn)場總線節(jié)點非常多的情況下，假如其中有某一個節(jié)點因故障而影響到這條現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)交換的整個功能或者因為這個現(xiàn)場總線節(jié)點非常多而使整條現(xiàn)場總線驅(qū)動能力下降、以至數(shù)據(jù)交換不可靠的情況下，如果采用了本實用新型基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋，則可使整條現(xiàn)場總線上非常多的節(jié)點根據(jù)各個節(jié)點功能分類，將一條現(xiàn)場總線分成幾條現(xiàn)場總線，使現(xiàn)場總線的驅(qū)動能力增強，從而提高了整個現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)交換的可靠性。
權(quán)利要求1.基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋，其特征在于，包括復(fù)位電路模塊、中斷處理模塊、微處理器模塊、地址鎖存模塊、地址譯碼模塊、存儲器模塊、四個總線隔離驅(qū)動模塊、功能指示模塊、三個現(xiàn)場總線接口模塊、以及電源處理模塊；其中復(fù)位電路模塊用于本基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋上電可靠復(fù)位，其輸出端分別與微處理器模塊、功能指示模塊及三個現(xiàn)場總線接口模塊相連接；中斷處理模塊，用于連接兩個現(xiàn)場總線接口的中斷信號進入微處理器即時處理通訊的數(shù)據(jù)，其輸入端連接現(xiàn)場總線接口模塊之一、現(xiàn)場總線接口模塊之二，輸出端與微處理器相連接；微處理器模塊，用于控制整個基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋內(nèi)部程序的協(xié)調(diào)運行，其輸入端與復(fù)位電路模塊和中斷處理模塊連接，并與地址鎖存模塊、地址譯碼模塊、存儲器模塊、功能指示模塊、總線隔離驅(qū)動模塊之一及三個現(xiàn)場總線接口模塊雙向連接；地址鎖存模塊，用于地址線鎖存，受微處理器控制，其輸出端與存儲器模塊相連接；地址譯碼模塊，用于微處理器與其它接口芯片的數(shù)據(jù)在不同的地址上可靠地進行數(shù)據(jù)交換，其輸出端與存儲器模塊、功能指示模塊及三個現(xiàn)場總線接口模塊相連接。存貯器模塊，它將程序或數(shù)據(jù)在某一地址線與地址譯碼線選通的情況下有效進行讀或?qū)懀漭斎攵伺c地址鎖存模塊相連接，并與微處理器模塊及三個現(xiàn)場總線接口模塊雙向連接；四個總線隔離驅(qū)動模塊，都用于驅(qū)動數(shù)據(jù)上總線，并確保數(shù)據(jù)的可靠性；各總線隔離驅(qū)動模塊的輸入端分別與對應(yīng)的各外接現(xiàn)場總線連接；并且該四個總線隔離驅(qū)動模塊中總線隔離驅(qū)動模塊之一與微處理器雙向連接，總線隔離驅(qū)動模塊之二與現(xiàn)場總線接口模塊之三雙向連接，總線隔離驅(qū)動模塊之三與現(xiàn)場總線接口模塊之二雙向連接，總線隔離驅(qū)動模塊指四與現(xiàn)場總線接口模塊之一雙向連接；功能指示模塊，用于指示每路現(xiàn)場總線通訊數(shù)據(jù)處于正常與否的狀態(tài)，它與微處理器模塊、復(fù)位電路模塊和各現(xiàn)場總線接口模塊雙向連接，該功能指示模塊的輸入端與地址譯碼模塊相連接；各現(xiàn)場總線接口模塊分別與復(fù)位電路模塊、微處理器模塊、功能指示模塊、存儲器模塊雙向連接；電源處理模塊，它與外部輸入電源和基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋的所有模塊相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋，其特征在于，所述的存儲器模塊包括程序存貯器和數(shù)據(jù)存貯器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋，其特征在于，所述的每個總線隔離驅(qū)動模塊包括互連的直流/直流隔離模塊和總線驅(qū)動芯片，它們分別通過各自的光電耦合器與微處理器和現(xiàn)場總線接口模塊相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋，其特征在于，所述的各現(xiàn)場總線接口模塊由現(xiàn)場總線接口芯片構(gòu)成，每個接口芯片帶有各自晶振電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋，其特征在于，所述的電源處理模塊是將外部直流24V通過轉(zhuǎn)換成直流5V穩(wěn)壓的電源提供給基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋工作電源。
專利摘要一種基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋，它外接四個現(xiàn)場總線和一路直流24V工作電源，其特點是，它包括復(fù)位電路模塊、中斷處理模塊、微處理器模塊、地址鎖存模塊、地址譯碼模塊、存儲器模塊、現(xiàn)場總線隔離驅(qū)動模塊、功能指示模塊、現(xiàn)場總線接口模塊、電源處理模塊。采用本實用新型基于現(xiàn)場總線的智能網(wǎng)橋，可使整條現(xiàn)場總線上非常多的節(jié)點根據(jù)各個節(jié)點的功能分類，將一條現(xiàn)場總線分成幾條現(xiàn)場總線，使現(xiàn)場總線的驅(qū)動能力增強，降低因某一個節(jié)點故障而影響其它節(jié)點的風(fēng)險，從而克服了在一條現(xiàn)場總線節(jié)點非常多的情況下，如果某一個節(jié)點因故障而影響到這條現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)交換的整個功能或者這個現(xiàn)場總線節(jié)點非常多使整條現(xiàn)場總線驅(qū)動能力下降，以至數(shù)據(jù)交換不可靠的缺陷，提高了整個現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)交換的可靠性。
文檔編號H04L12/40GK2579097SQ0226166
公開日2003年10月8日 申請日期2002年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月18日
發(fā)明者陸海春, 呂健, 韓華, 宋佩茜, 徐佩蓉, 朱之達, 李文杰, 聞國萍, 陸建強 申請人:中國船舶重工集團公司第七一一研究所