一種基於CANOpen總線的IO模塊的製作方法
2023-10-08 23:45:24 1
專利名稱：一種基於CANOpen總線的IO模塊的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種IO模塊，尤其涉及一種基於CANOpen總線的IO模塊。
背景技術：
CAN總線被稱為控制器區域網現場總線，它是現場總線技術的一種，是一種架構開放、廣播式的新一代網絡通信技術。CAN總線系統採用直接連接的方式，不僅提供了設備級故障診斷方法，而且提高了通信效率和設備的互換性。CAN總線的數據通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性。CANopen是基於CAN總線的分布式工業控制技術的標準。它是由生產廠商和用戶聯合CiA共同開發的，並於2002年成為CENELEC EN 50325-4標準。CANopen是一種基於 CAN的高層協議，是一種具有靈活配置功能的標準嵌入式網絡。CANopen已經在廣泛的工業通信上建立了其標準(例如機械工程，驅動系統和組件，醫療設備，樓宇自動化，交通工具等等)。CANopen也是基於CAL(CAN應用層協議)的子協議，採用面向對象的思想設計，具有很好的模塊化特性和很高的適應性，通過擴展的CANopen可以適用於大量的應用領域。 CANopen不僅定義了應用層和通信子協議，而且為可編程系統、不同器件、接口、應用子協議定義了大量的行規，遵循這些行規開發出的CANopen設備將能夠實現不同公司產品間的相互操作。CANopen具有很多優點，其中包括靈活配置功能；很好的模塊化特性和很高的適應性；抗幹擾性強、高速、實時性等；成本低、容易過渡。憑藉這些優點CANopen在很多領域得到廣泛的應用。目前CANopen的應用已從汽車、火車、輪船迅速擴展到機械工業、紡織機械、農用機械、機器人、數控工具機、醫療器械、家用電器及傳感器等領域。但是，目前市場上並沒有一種基於CANopen的IO模塊。現有的IO模塊往往提供的埠資源普遍偏少且針對性不強。由於存在上述缺陷，為了應對在機械行業中控制功能日益增多的現象，廠商一般的做法就是通過增加PLC的方式來解決。同時，由於現有的IO 模塊不是基於CANopen的，因此在CAN總線日益發展的今天已經不能滿足工業生產的需要。
發明內容
本發明的目的是提供一種支持CANOpen總線的IO模塊。為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供了一種基於CANOpen總線的IO模塊，包括控制單元，控制單元分別連接AD轉換模塊、DA轉換模塊及電源電路，其特徵在於， 控制單元還連接PWM模塊、脈衝輸入模塊及CAN總線模塊。進一步，所述AD轉換模塊包括AD轉換電路及第一開關量輸入電路。所述電源電路包括系統電源保護模塊，系統電源保護模塊分別連接電源反接保護模塊、電源調整電路及 PWM模塊，在系統電源保護模塊與電源反接保護模塊之間跨接過壓檢測模塊，電源調整模塊的一個輸出端直接連接所述的控制單元，另一個輸出端通過線性穩壓器連接所述的控制單元。所述PWM模塊包括PWM輸出電路、開關量輸出電路、第二開關量輸入電路及電流反饋電路。所述脈衝輸入模塊包括高速脈衝輸入電路及第三開關量輸入電路。所述CAN總線模塊包括相互連接的CAN總線保護模塊及CAN總線驅動模塊，CAN總線保護模塊連接所述的控制單元。所述控制單元為MCU。本發明的優點是工業防護等級高(IP67)；通訊協議可以使用CANOpen進行通訊； 使用埠資源豐富；大電流過壓、反接保護。
圖1為本發明提供的一種基於CANOpen總線的IO模塊的電路原理圖。
具體實施例方式以下結合實施例來具體說明本發明。實施例如圖1所示，為本發明提供的一種基於CANOpen總線的IO模塊的結構示意圖，包括控制單元，在本實施例中控制單元採用16位的MCU。控制單元分別連接AD轉換模塊、DA 轉換模塊、電源電路、PWM模塊、脈衝輸入模塊及CAN總線模塊。所述電源電路包括系統電源保護模塊，系統電源保護模塊分別連接電源反接保護模塊、電源調整電路及PWM模塊，在系統電源保護模塊與電源反接保護模塊之間跨接過壓檢測模塊，+5V電源調整模塊的一個輸出端直接連接所述的控制單元，另一個輸出端通過 +2. 5V線性穩壓器連接所述的控制單元。在該電路中，加入了多個電源保護措施，使得整個 IO模塊的工業防護等級較高。所述AD轉換模塊包括AD轉換電路及第一開關量輸入電路1。所述PWM模塊包括PWM輸出電路、開關量輸出電路、第二開關量輸入電路2及電流反饋電路。所述脈衝輸入模塊包括高速脈衝輸入電路及第三開關量輸入電3。上述電路為IO模塊提供了多個埠，相比於現有的IO模塊埠數量大大增加了。所述CAN總線模塊包括相互連接的CAN總線保護模塊及CAN總線驅動模塊，CAN總線保護模塊連接所述的控制單元。上述CAN總線模塊使得本IO模塊通過CANOpen協議進行通訊成為可能，使其能使用與現在工業發展的趨勢。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵及其優點。本行業的技術人士應該了解，本發明不受上述實施條例的限制，上述實施條例和說明書中描述的只是用於說明本發明的原理，在不脫離本發明原理和範圍的前提下，本發明還可有各種變化和改進，這些變化和改進都屬於要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍同所附的權利要求書及其它等效物界定。
權利要求
1.一種基於CANOpen總線的IO模塊，包括控制單元，控制單元分別連接AD轉換模塊、 DA轉換模塊及電源電路，其特徵在於，控制單元還連接PWM模塊、脈衝輸入模塊及CAN總線模塊。
2.如權利要求1所述的一種基於CANOpen總線的IO模塊，其特徵在於，所述AD轉換模塊包括AD轉換電路及第一開關量輸入電路(1)。
3.如權利要求1所述的一種基於CANOpen總線的IO模塊，其特徵在於，所述電源電路包括系統電源保護模塊，系統電源保護模塊分別連接電源反接保護模塊、電源調整電路及 PWM模塊，在系統電源保護模塊與電源反接保護模塊之間跨接過壓檢測模塊，電源調整模塊的一個輸出端直接連接所述的控制單元，另一個輸出端通過線性穩壓器連接所述的控制單兀。
4.如權利要求1所述的一種基於CANOpen總線的IO模塊，其特徵在於，所述PWM模塊包括PWM輸出電路、開關量輸出電路、第二開關量輸入電路(2)及電流反饋電路。
5.如權利要求1所述的一種基於CANOpen總線的IO模塊，其特徵在於，所述脈衝輸入模塊包括高速脈衝輸入電路及第三開關量輸入電路(3)。
6.如權利要求1所述的一種基於CANOpen總線的IO模塊，其特徵在於，所述CAN總線模塊包括相互連接的CAN總線保護模塊及CAN總線驅動模塊，CAN總線保護模塊連接所述的控制單元。
7.如權利要求1至6中任一項所述的一種基於CANOpen總線的IO模塊，其特徵在於， 所述控制單元為MCU。
全文摘要
本發明提供了一種基於CANOpen總線的IO模塊，包括控制單元，控制單元分別連接AD轉換模塊、DA轉換模塊及電源電路，其特徵在於，控制單元還連接PWM模塊、脈衝輸入模塊及CAN總線模塊。本發明的優點是工業防護等級高(IP67)；通訊協議可以使用CANOpen進行通訊；使用埠資源豐富；大電流過壓、反接保護。
文檔編號H04L12/40GK102571517SQ20101061371
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月24日 優先權日2010年12月24日
發明者劉洋, 周世忠, 張衛東, 王智, 黃贇 申請人:赫斯默(上海)電子科技有限公司