專利名稱：基于PLCcore-CF54模塊的模擬量輸出板卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)車車輛的網(wǎng)絡(luò)控制，尤其涉及一種基于PLCcore-CF54模塊的 模擬量輸出板卡。本板卡CAN總線應(yīng)用層協(xié)議采用CANopen，可以作為遵循 CANopen協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)控制平臺(tái)上的從設(shè)備。該板卡符合鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB/T 3021-2001《鐵道機(jī)車車輛電子裝置》。
背景技術(shù)：
控制器局域網(wǎng)CAN (Controller Area Network)是二十世紀(jì)八十年代初德國 Bosch公司為解決現(xiàn)代汽車中眾多控制單元、測試儀器之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換而開 發(fā)的一種串行通信網(wǎng)絡(luò)，是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。CAN總線采用 雙線差分信號(hào)、廢除傳統(tǒng)的站地址編碼，采用多主方式工作、短幀結(jié)構(gòu)和非破 壞性總線仲裁，保證了數(shù)據(jù)通信的高可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。CAN總線具有 較高的性能價(jià)格比，它結(jié)構(gòu)簡單，CAN控制器在大量的微處理器中得到集成， 開發(fā)平臺(tái)簡單。
CANopen協(xié)議是基于CAN總線的一種高層協(xié)議，在歐洲應(yīng)用較為廣泛，適 合于電梯電氣、越野汽車、航海電子、醫(yī)療電器、工程機(jī)械、鐵路機(jī)車等領(lǐng)域， 目前很多歐洲城軌車、輕軌和地鐵均采用CANopen協(xié)議。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種基于PLCcore-CF54模塊的模擬量輸出板卡，該 板卡具有CAN總線接口、 RS232接口和以太網(wǎng)接口，是具有CANopen應(yīng)用層 協(xié)議的從設(shè)備，適合各種類型的鐵路機(jī)車模擬量輸出。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種基于PLCcore-CF54模塊的模擬量輸出板卡，其特征在于包括由 MAX3243構(gòu)成的RS232串口配置單元和RS232串行總線接口、工業(yè)以太網(wǎng)物 理接口、 CAN總線物理接口、 PLCcore-CF54模塊驅(qū)動(dòng)緩沖接口和模擬量輸出通 道，所述的RS232串口配置單元和RS232串行總線接口、工業(yè)以太網(wǎng)物理接口、CAN總線物理接口以及模擬量輸出通道均通過PLCcore-CF54模塊驅(qū)動(dòng)緩沖接 口實(shí)現(xiàn)；其中所述的串口配置單元和串行總線接口，具有單片雙串口功能，串 口發(fā)送TxD0、 TxDl連接到MAX3243芯片的13和14腳T1IN、 T2IN，串口接 收RxD0、 RxDl連接到芯片的18和19腳R10UT、 R20UT;所述的CAN總線 物理接口由HCPL0661和PCA82C250構(gòu)成，CAN總線發(fā)送信號(hào)CAN—TxO經(jīng)過 74ABT04D緩沖驅(qū)動(dòng)光耦輸入3腳，輸出信號(hào)經(jīng)過電阻連接到物理層芯片 PCA82C250的1腳TXD，最終變成差分信號(hào)驅(qū)動(dòng)管腳7的CANH和管腳6的 CANL;總線上的接收信號(hào)經(jīng)過物理層芯片變換成數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)4腳RXD， RXD 輸入連接光耦l腳，7腳輸出送到緩沖芯片；所述的模擬量通過串行總線控制通 道輸出，串行時(shí)鐘信號(hào)SCL連接到MAX521芯片的7腳，串行數(shù)據(jù)線SDA連 接到MAX521的8腳，8路輸出通道分別連接到電流源運(yùn)放輸入管腳5上。
所述的模擬量輸出通道由模數(shù)轉(zhuǎn)換器MAX521和恒流源MC33078構(gòu)成，模 數(shù)轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，恒流源將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成所需的恒流信 號(hào)，輸出端加壓敏電阻以利提高電流輸出的可靠性。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，木發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用了 PLCcore-CF54模塊作主控芯 片，以數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片MAX521和恒流源電路作模擬量輸出通道，配置有RS232， CAN物理接口，完成了正常的串口通訊和調(diào)試參數(shù)的配置，同時(shí)還具備了較高 的抗干擾能力。


本發(fā)明有7幅附圖，其中
圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是RS232物理接口電路圖。
圖3是以太網(wǎng)接口電路圖。
圖4是CAN總線物理接口電路圖。
圖5是模擬量輸出電路圖。
圖6是PLCcore-CF54物理接口電氣定義。
圖7是PLCcore-CF54接UI緩沖驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)電路圖。
在圖中l(wèi)、 PLCcore-CF54模塊，2、 PLCcore-CF54驅(qū)動(dòng)緩沖接口 ， 3、模擬 量輸出物理接口， 4、 CAN總線物理接口， 5、以太網(wǎng)接口， 6、 RS232物理接口。
具體實(shí)施例方式
如圖1 圖8所示。 一種基于PLCcore-CF54模塊的模擬量輸出板卡，其特征 在于包括RS232串口配置單元和RS232串行總線接口、工業(yè)以太網(wǎng)物理接口、 CAN總線物理接口、模擬量輸出和PLCcore-CF54模塊驅(qū)動(dòng)緩沖接口。所述的 RS232串口配置單元和RS232串行總線接口、工業(yè)以太網(wǎng)物理接口、 CAN總線 物理接口、模擬量輸出通道均通過PLCcore-CF54模塊驅(qū)動(dòng)緩沖接口實(shí)現(xiàn)；其中 所述的串口配置單元和串行總線接口，具有單片雙串口功能，串口發(fā)送TxD0、 TxDl連接到MAX3243芯片的13和14腳T1IN、 T2IN，串口接收RxD0、 RxDl 連接到芯片的18禾Q 19腳RIOUT、 R20UT;所述的CAN總線物理接口由 HCPL0661和PCA82C250構(gòu)成，CAN總線發(fā)送信號(hào)CAN—TxO經(jīng)過74ABT04D 緩沖驅(qū)動(dòng)光耦輸入3腳，輸出信號(hào)經(jīng)過電阻連接到物理層芯片PCA82C250的1 腳TXD，最終變成差分信號(hào)驅(qū)動(dòng)管腳7的CANH和管腳6的CANL;總線上的 接收信號(hào)經(jīng)過物理層芯片變換成數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)4腳RXD， RXD輸入連接光耦1 腳，7腳輸出送到緩沖芯片；所述的模擬量通過串行總線控制通道輸出，串行時(shí) 鐘信號(hào)SCL連接到MAX521芯片的7腳，串行數(shù)據(jù)線SDA連接到MAX521的 8腳，8路輸出通道分別連接到電流源運(yùn)放輸入管腳5上。
作為一個(gè)實(shí)施例，該板卡包括兩路RS232串行通信接口、 一個(gè)以太網(wǎng)通信 接口 、 一路CAN總線通信接口和6路模擬量輸出通道。 一路RS232串口配置以 太網(wǎng)IP地址、網(wǎng)關(guān)和子網(wǎng)掩碼， 一路RS232串口用于配置網(wǎng)關(guān)應(yīng)用層參數(shù)。以 太網(wǎng)用于下載應(yīng)用層程序和以太網(wǎng)通信。所述模擬量輸出板卡具有6通道模擬 量輸出，每通道具有20mA電流輸出。PLCcore-CF54模塊能夠進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算 和邏輯處理功能，能滿足高端CANopen從設(shè)備的應(yīng)用需求。
權(quán)利要求
1、一種基于PLCcore-CF54模塊的模擬量輸出板卡，其特征在于包括由MAX3243構(gòu)成的RS232串口配置單元和RS232串行總線接口、工業(yè)以太網(wǎng)物理接口、CAN總線物理接口、PLCcore-CF54模塊驅(qū)動(dòng)緩沖接口和模擬量輸出通道，所述的RS232串口配置單元和RS232串行總線接口、工業(yè)以太網(wǎng)物理接口、CAN總線物理接口以及模擬量輸出通道均通過PLCcore-CF54模塊驅(qū)動(dòng)緩沖接口實(shí)現(xiàn)；其中所述的串口配置單元和串行總線接口，具有單片雙串口功能，串口發(fā)送TxD0、TxD1連接到MAX3243芯片的13和14腳T1IN、T2IN，串口接收RxD0、RxD1連接到芯片的18和19腳R1OUT、R2OUT；所述的CAN總線物理接口由HCPL0661和PCA82C250構(gòu)成，CAN總線發(fā)送信號(hào)CAN_Tx0經(jīng)過74ABT04D緩沖驅(qū)動(dòng)光耦輸入3腳，輸出信號(hào)經(jīng)過電阻連接到物理層芯片PCA82C250的1腳TXD，最終變成差分信號(hào)驅(qū)動(dòng)管腳7的CANH和管腳6的CANL；總線上的接收信號(hào)經(jīng)過物理層芯片變換成數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)4腳RXD，RXD輸入連接光耦1腳，7腳輸出送到緩沖芯片，所述的模擬量通過串行總線控制通道輸出，串行時(shí)鐘信號(hào)SCL連接到MAX521芯片的7腳，串行數(shù)據(jù)線SDA連接到MAX521的8腳，8路輸出通道分別連接到電流源運(yùn)放輸入管腳5上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PLCcore-CF54模塊的模擬量輸出板卡，其 特征在于所述的模擬量輸出通道由數(shù)模轉(zhuǎn)換器MAX521和恒流源MC33078構(gòu) 成，驅(qū)動(dòng)能力+20mA，輸出通道加壓敏電阻以提高輸出抗干擾能力。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于PLCcore-CF54模塊的模擬量輸出板卡，其特征在于包括由MAX3243構(gòu)成的RS232串口調(diào)試配置單元和RS232串行總線接口、工業(yè)以太網(wǎng)物理接口、CAN總線物理接口、PLCcore-CF54模塊驅(qū)動(dòng)緩沖接口和模擬量輸出通道，所述的RS232串口配置單元和RS232串行總線接口、工業(yè)以太網(wǎng)物理接口、CAN總線物理接口和模擬量輸出通道均通過PLCcore-CF54模塊驅(qū)動(dòng)緩沖接口實(shí)現(xiàn)；所述的CAN總線物理接口由HCPL0661和PCA82C250構(gòu)成；所述模擬量輸出通道由數(shù)模轉(zhuǎn)換器MAX521和恒流源MC33078構(gòu)成。該網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)基于PLCcore-CF54模塊，具有多種外設(shè)通訊接口，模塊本身資源豐富，適宜在現(xiàn)場應(yīng)用情況復(fù)雜，工作環(huán)境惡劣的機(jī)車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中應(yīng)用。
文檔編號(hào)H04L29/10GK101344771SQ20081001297
公開日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月26日
發(fā)明者王忠福 申請(qǐng)人:中國北車股份有限公司