一種應(yīng)用于航電軟件功能驗(yàn)證基礎(chǔ)平臺的io接口模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種接口裝置，具體的說，是涉及一種航電軟件功能驗(yàn)證基礎(chǔ)平臺接口裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航電軟件規(guī)模的增大，應(yīng)用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)和面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)都無法滿足日益增長的航電軟件設(shè)計(jì)開發(fā)需求，而且系統(tǒng)驗(yàn)證一般需要在相應(yīng)目標(biāo)硬件平臺上進(jìn)行驗(yàn)證，這種驗(yàn)證方法效率較低，且涉及問題因素較多，無法快速的驗(yàn)證航電軟件功能。
[0003]現(xiàn)有的接口ESD靜電容易對電子元器件造成突發(fā)性損傷和潛在性損傷，突發(fā)性損傷造成器件被嚴(yán)重?fù)p壞，功能喪失，而潛在性損傷會使器件變得不穩(wěn)定，時(shí)好時(shí)壞，因而對產(chǎn)品質(zhì)量構(gòu)成更大的危害。
[0004]RS-422接口是一種單機(jī)發(fā)送、多機(jī)接收的單向、平衡傳輸規(guī)范，被命名為TIA/EIA-422-A標(biāo)準(zhǔn)。
[0005]RS422接口標(biāo)準(zhǔn)全稱是“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性”，它定義了接口電路的特性。實(shí)際上還有一根信號地線，共5根線。由于接收器采用高輸入阻抗和發(fā)送驅(qū)動(dòng)器，比RS232更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，故允許在相同傳輸線上連接多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)，最多可接10個(gè)節(jié)點(diǎn)。即一個(gè)主設(shè)備(Master)，其余為從設(shè)備(Salve)，從設(shè)備之間不能通信，所以RS422接口支持點(diǎn)對多的雙向通信。接收器輸入阻抗為4k，發(fā)端最大負(fù)載能力是10X4k+100Q (終接電阻)。RS422接口四線接口由于采用單獨(dú)的發(fā)送和接收通道，因此不必控制數(shù)據(jù)方向，各裝置之間任何必須的信號交換均可以按軟件方式(X0N/X0FF握手)或硬件方式(一對單獨(dú)的雙絞線)。
[0006]RS422接口的最大傳輸距離為約1200米，最大傳輸速率為10Mb/s。其平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100kb/S速率以下，才可能達(dá)到最大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為IMb/
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[0007]長距離傳輸時(shí)，RS422接口需要終接電阻，要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗。在矩距離傳輸時(shí)可不需終接電阻，即一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸電纜的最遠(yuǎn)端。
[0008]EIA于1983年在RS422接口基礎(chǔ)上制定了 RS-485標(biāo)準(zhǔn)，增加了多點(diǎn)、雙向通信能力，即允許多個(gè)發(fā)送器連接到同一條總線上，同時(shí)增加了發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)能力和沖突保護(hù)特性，擴(kuò)展了總線共模范圍，后命名為TIA/EIA-485-A標(biāo)準(zhǔn)。
[0009]RS485采用差分信號負(fù)邏輯，-2V?-6V表示“O”，+2V?+6V表示“I” AS485有兩線制和四線制兩種接線，兩線制接線方式為總線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在同一總線上最多可以掛接32個(gè)結(jié)點(diǎn)。
[0010]在RS485通信網(wǎng)絡(luò)中一般采用的是主從通信方式，即一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)從機(jī)。很多情況下，連接RS-485通信鏈路時(shí)只是簡單地用一對雙絞線將各個(gè)接口的“A”、“B”端連接起來。而忽略了信號地的連接，這種連接方法在許多場合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患，這有二個(gè)原因:
[0011 ] (I)共模干擾問題:RS-485接口采用差分方式傳輸信號方式，并不需要相對于某個(gè)參照點(diǎn)來檢測信號，系統(tǒng)只需檢測兩線之間的電位差就可以了。但人們往往忽視了收發(fā)器有一定的共模電壓范圍，RS-485收發(fā)器共模電壓范圍為-7?+12V，只有滿足上述條件，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)才能正常工作。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線路中共模電壓超出此范圍時(shí)就會影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。
[0012](2)EMI問題:發(fā)送驅(qū)動(dòng)器輸出信號中的共模部分需要一個(gè)返回通路，如沒有一個(gè)低阻的返回通道(信號地)，就會以輻射的形式返回源端，整個(gè)總線就會像一個(gè)巨大的天線向外輻射電磁波。
[0013]由于PC機(jī)默認(rèn)的只帶有RS232接口，有兩種方法可以得到PC上位機(jī)的RS485電路:
[0014](I)通過RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路將PC機(jī)串口 RS232信號轉(zhuǎn)換成RS485信號，對于情況比較復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境最好是選用防浪涌帶隔離柵的產(chǎn)品。
[0015](2)通過PCI多串口卡，可以直接選用輸出信號為RS485類型的擴(kuò)展卡。
[0016]航電軟件功能驗(yàn)證基礎(chǔ)平臺在工作時(shí)，需要進(jìn)行頻繁切換受到外界信號干擾嚴(yán)重，傳輸信號不穩(wěn)定。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0017]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于提供一種應(yīng)用于航電軟件功能驗(yàn)證基礎(chǔ)平臺的1接口模塊，該1接口模塊結(jié)構(gòu)簡單，在嚴(yán)重?cái)_動(dòng)和其它系統(tǒng)級噪聲存在的情況下不間斷、無差錯(cuò)的傳輸數(shù)據(jù)的航電軟件功能驗(yàn)證基礎(chǔ)平臺接口裝置。
[0018]本實(shí)用新型的發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0019]一種應(yīng)用于航電軟件功能驗(yàn)證基礎(chǔ)平臺的1接口模塊，包含RS422接口模塊、RS485接口模塊，所述RS422接口模塊、RS485接口模塊的數(shù)據(jù)輸出端分別與數(shù)據(jù)總線相連接，所述RS422接口模塊、RS485接口模塊均包含接口芯片、連接在接口芯片輸入端的電源隔離電路，所述電源隔離電路用于隔離、保護(hù)、電壓變換以及穩(wěn)壓降噪。
[0020]優(yōu)選地，所述電源隔離電路包括電源隔離器，電源隔離器的引腳I通過第三磁珠FB3與+5V電源相連接，電源隔離器的引腳I與電源隔離器的引腳2通過相互并聯(lián)的第二十六電容C26和第二十七電容C27相連接；電源隔離器的引腳2接地；電源隔離器的引腳4與電源隔離器的引腳3通過相互并聯(lián)的第二十八電容、第二十九電容和第十九電阻相連接;電源隔離器的引腳4與接口芯片的引腳8相連接；電源隔離器的引腳3接地;接口芯片的引腳8與+5V電源相連接;所述接口芯片的引腳8通過第二十五電容C25接地；
[0021]進(jìn)一步，所述接口芯片的輸入端還設(shè)置有用于提供靜電保護(hù)的靜電保護(hù)電路。
[0022]優(yōu)選地，所述靜電保護(hù)電路包括第一電壓抑制二極管Dl和第二電壓抑制二極管D2;接口芯片的引腳7與第一電壓抑制二極管Dl陰極相連接，第一電壓抑制二極管Dl陽極接地;接口芯片的引腳7通過第二^^一電阻R21接地;接口芯片的引腳7通過第二十三電阻與JPl相連接;JP與插座的引腳I相連接;接口芯片的引腳6與第二電壓抑制二極管D2陰極相連接;第二電壓抑制二極管D2陽極接地，接口芯片的引腳6與插座的引腳2相連接，接口芯片的引腳6通過第二十五電阻R25與接口芯片的引腳8相連接。
[0023]進(jìn)一步，所述接口芯片的輸出端與數(shù)據(jù)總線之間還設(shè)置用于提供數(shù)據(jù)保護(hù)的數(shù)據(jù)隔離電路。
[0024]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)隔離電路包括光電隔離器;光電隔離器的引腳I與第十八電阻R18與接口芯片腳I相連接;光電隔離器的引腳2與第二十二電阻R22與接口芯片引腳I相連接;光電隔離器的引腳3接地;光電隔離器的引腳4與數(shù)據(jù)總線相連接;光電隔離器的引腳4通過第二十電阻R20與+3V3電源相連接;光電隔離器的引腳5與+3V3電源相連接。
[0025]進(jìn)一步，所述的1接口模塊還包含以太網(wǎng)接口模塊，所述以太網(wǎng)接口模塊輸出信號端與數(shù)據(jù)總線相連接，太網(wǎng)接口模塊數(shù)據(jù)輸入端設(shè)置有靜電隔離電路。
[0026]優(yōu)選地，所述靜電隔離電路包含網(wǎng)絡(luò)濾波器。
[0027]進(jìn)一步，所述接口芯片的引腳6與插座的引腳2相連接;所述接口芯片的引腳8與+5V電源相連接;所述接口芯片的引腳8通過第二十五電容C25接地;所述接口芯片的引腳7通過第二十三電阻與JPI相連接;JPI的引腳JP2.54與插座的引腳I相連接;所述接口芯片的引腳6通過第二十五電阻R25與接口芯片的引腳8相連接。
[0028]本實(shí)用新型相對現(xiàn)有技術(shù)的有益效果在于:
[0029]本實(shí)用新型航電軟件功能驗(yàn)證基礎(chǔ)平臺接口裝置，RS485總線接口的電源及數(shù)據(jù)隔離，可以使RS485通信在嚴(yán)重?cái)_動(dòng)和其它系統(tǒng)級噪聲存在的情況下不間斷、無差錯(cuò)的傳輸數(shù)據(jù)。
[0030]本實(shí)用新型航電軟件功能驗(yàn)證基礎(chǔ)平臺接口裝置，在電路設(shè)計(jì)時(shí)，需要在各個(gè)接入端口設(shè)計(jì)了防靜電隔離、電源隔離或者串口信號隔離。在MAX485ESA與RS485總線插座之間增加雪崩瞬態(tài)電壓抑制二極管DI，D2，進(jìn)行ESD保護(hù)。
【附圖說明】
[0031]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0032]圖2是本實(shí)用新型的接口俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3是本實(shí)用新型中RS422接口模塊和RS485接口模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖4是本實(shí)用新型中以太網(wǎng)接口模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖5是本實(shí)用新型航電軟件功能驗(yàn)證基礎(chǔ)平臺接口裝置的靜電保護(hù)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖6是本實(shí)用新型航電軟件功能驗(yàn)證基礎(chǔ)平臺接口裝置的電源隔離電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖7是本實(shí)用新型航電軟件功能驗(yàn)證基礎(chǔ)平臺接口裝置的數(shù)據(jù)隔離電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]以下參照附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明:
[0039]附圖1-2可知，航電軟件功能驗(yàn)證基礎(chǔ)平臺包括中控模塊，中控模塊與1接口模塊相連接。所述1接口模塊包含RS422接口模塊、RS485接口模塊和以太網(wǎng)接口模塊。
[0040]如圖3所示，本實(shí)用新型中RS422接口模塊、RS485接口模塊的硬件結(jié)構(gòu)相同，均包含接口芯片、靜電保護(hù)電路、電源隔離電路和數(shù)據(jù)隔離電路，下面以RS485接口模塊為例作詳細(xì)介紹，對RS422接口模塊不作重述。
[0041]所述接口芯片U4的數(shù)據(jù)輸出端與數(shù)據(jù)總線相連接;接口芯片U4的電源輸入端設(shè)置有電源隔離電路;接口芯片U4的數(shù)據(jù)輸入端設(shè)置有靜電保護(hù)電路。
[0042]如圖4所示，所述靜電保護(hù)電路