基於ft3150的數字量輸入板卡的製作方法
2023-06-04 11:59:26 1
專利名稱：基於ft3150的數字量輸入板卡的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種數字量輸入板卡，尤其涉及應用於L0NW0RKS總線上簡單的數字 量輸入板卡。
背景技術：
L0NW0RKS控制網絡是當前較為流行的現場總線之一，它是由美國Echelon公司推 出並與Motorol^Toshiba公司共同倡導，於1992年正式公布而形成的。其網絡晶片Neuron 晶片集成了 IS0/0SI的全部七層協議，同時具有通信和控制功能，提供了 34種常見的1/0 控制對象，工作溫度範圍寬；L0NW0RKS控制網絡的信號傳輸介質可為雙絞線、電力線、無線、紅外線、光纜，支持 總線型、環型、自由拓撲型等網絡拓撲形式，網絡收發器有直接驅動、EIA-485型、變壓器耦 合接口三種形式，滿足了不同要求同時傳輸信號採用差分曼徹斯特編碼，使網絡具有很強 的抗幹擾能力。在採用雙絞線、波特率為78bps的通信網時的直接通信距離可達到2700m， 加上其功能強大的硬體支持使得很容易在一定的空間範圍內構成功能繁多的系統；L0NW0RKS控制網絡的介質存取控制(MAC)採用了可預測P堅持CSMA (Predictive P-Persistent CSMA)，使得在網絡超載時仍保持很高的吞吐量；網絡結構既可採用主從式和對等式。具有配套的節點、路由器、網關等設備的開 發、調試和安裝設備，集成化的開發環境使得系統的開發調試簡單易行，可實現網絡的離 線、在線設計、在線調試或通過IP網的遠程調試。L0NW0RKS控制網絡的網絡通信採用了面向對象的設計方法，應用編程時不用花時 間考慮通信部分的繁瑣編程；而且它具有集成化的開發環境，易於開發、安裝和調試。
發明內容
本發明的目的在於設計一種基於FT3150的數字量輸入板卡，該板卡具有 L0NW0RKS總線接口、RS232接口，通訊協議為LonTalk協議，適合各種類型的鐵路機車 L0NW0RKS總線上的數字量輸入採集。本發明的技術解決方案是這樣實現的包括L0NW0RKS智能收發器、以及分別與 其相連的L0NW0RKS總線物理接口、外部存儲器、數字量輸入通道、RS232物理接口。所 述的RS232物理接口即由RS232組成的串口監控和數據配置單元核心器件為MAX232， 所述的L0NW0RKS總線物理接口核心器件為FT-X2，所述的L0NW0RKS智能收發器核心器 件為FT3150，所述的外部存儲器核心器件為29C512，所述的數字量輸入通道核心器件為 HCPL-0630。本發明的有益效果該板卡藉助簡易的L0NW0RKS控制網絡，適用於簡單功能的數 字量輸入採集並需要L0NW0RKS接口的應用場合。可以作為L0NW0RKS總線上的一個簡單的 數字量採集設備節點，符合鐵道行業標準TB/T 3021-2001《鐵道機車車輛電子裝置》。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明。圖1本發明的結構原理框圖。圖2本發明的L0NW0RKS總線物理接口電路圖。圖3本發明的L0NW0RKS智能收發器電路圖。圖4本發明的外部存儲器接口電路圖。圖5本發明的數字量輸入通道電路圖。圖6本發明的RS232物理接口電路圖。
具體實施例方式本實施例設計的一種如圖1-6所示的基於FT3150的數字量輸入板卡，包括 由RS232組成的串口監控和數據配置單元即RS232物理接口、L0NW0RKS總線物理接口、 L0NW0RKS智能收發器、外部存儲器、數字量輸入通道。作為一個實施例，該板卡包括一路 RS232物理接口、一個L0NW0RKS通信接口、外部存儲器、L0NW0RKS智能收發器和6路數字量 輸入通道。一路RS232物理接口監控板卡啟動和工作時運行狀態信息，配置板卡運行參數。 外部存儲器用於板卡存放運行配置參數以及保存特定必要的數字量輸入數據。該板卡適合 電力機車、輕軌等數字量輸入採集，板卡具有L0NW0RKS總線接口，通訊協議為LonTalk。該 板卡的L0NW0RKS智能收發器除了能滿足基本的L0NW0RKS通訊需求，同時也能作為處理器， 完成簡單的數據採集和串口通訊功能。所述的RS232物理接口即RS232組成的串口監控和數據配置單元核心器件為 MAX232，其中智能收發器FT3150的管腳14和管腳16，除了能作為基本的數字量輸入和數 字量輸出管腳之外，還能作為串口通訊的數據接收和數據發送管腳，FT3150的管腳14連接 到晶片MAX232的管腳12，串行總線上的數據通過MAX232的管腳13接收，通過MAX232芯 片內部變換處理成滿足FT3150的電氣特性的信號，由MAX232的管腳12送到FT3150處理； FT3150的管腳16連接到晶片MAX232的管腳11，串口發送數據通過FT3150的管腳16發送 到MAX232的管腳11，通過MAX232晶片內部變換處理成滿足實際串口物理總線上需求的電 氣特性信號。所述的L0NW0RKS總線物理接口，核心器件為FT-X2，其中智能收發器FT3150的管 腳28連接到晶片FT-X2的管腳5，FT3150的管腳連接到晶片FT-X2的管腳6，FT-X2，FT-X2 是L0NW0RKS總線接口的通訊變壓器，為了能夠提高總線電磁兼容性能，在通訊線路上添加 輔助器件BAV99、電容、壓敏電阻。所述的L0NW0RKS智能收發器核心器件為FT3150，智能收發器FT3150除了能滿足 基本的L0NW0RKS通訊需求，同時也能作為處理器，完成簡單的數據採集功能，FT3150智能 收發器外圍主要包括監控晶片DS1233Z-5、外圍存儲器接口、數據採集接口等。所述的外部存儲器核心器件為29C512，存儲器29C512的數據線管腳和地址線管 腳直接與智能收發器相應的數據線管腳和地址線管腳連接，晶片29C512的管腳31、管腳 24、管腳22分別為寫信號、使能信號、片選信號，這些信號的邏輯關係是基於智能收發器的 讀寫信號、使能信號、地址信號的邏輯或和邏輯與非變換出來的。所述的數字量輸入通道核心器件為HCPL-0630，數字量輸入採用光耦隔離設計，每路數字量輸入通道採用冗餘設計，提高數字量採樣的可靠性。所述的數字量輸入通道包括 輸入浪湧保護、分壓電阻網絡、光耦隔離部分、施密特反相器。輸入浪湧保護根據設計技術 指標選擇P6KE170CA型瞬變電壓抑制器；分壓電阻網絡由電阻、低通濾波和穩壓管組成；光 耦選擇高速HCPL-0630 ；施密特反相器包括低通濾波和SN74HC14。 本發明不局限於上述實施例，任何在本發明披露的技術範圍內的等同構思或者改 變，均列為本發明的保護範圍。
權利要求
一種基於FT3150的數字量輸入板卡，其特徵在於包括LONWORKS智能收發器、以及分別與其相連的LONWORKS總線物理接口、外部存儲器、數字量輸入通道、RS232物理接口；所述的RS232物理接口即由RS232組成的串口監控和數據配置單元核心器件為MAX232，所述的LONWORKS總線物理接口核心器件為FT X2，所述的LONWORKS智能收發器核心器件為FT3150，所述的外部存儲器核心器件為29C512，所述的數字量輸入通道核心器件為HCPL 0630。
2.如權利要求1所述的一種基於FT3150的數字量輸入板卡，其特徵在於所述的智能 收發器FT3150的管腳14和管腳16，除了能作為基本的數字量輸入和數字量輸出管腳之外， 還能作為串口通訊的數據接收和數據發送管腳，FT3150的管腳14連接到晶片MAX232的管 腳12，串行總線上的數據通過MAX232的管腳13接收，通過MAX232晶片內部變換處理成滿 足FT3150的電氣特性的信號，由MAX232的管腳12送到FT3150處理；FT3150的管腳16連 接到晶片MAX232的管腳11，串口發送數據通過FT3150的管腳16發送到MAX232的管腳11， 通過MAX232晶片內部變換處理成滿足實際串口物理總線上需求的電氣特性信號。
3.如權利要求1所述的一種基於FT3150的數字量輸入板卡，其特徵在於所述的 L0NW0RKS總線物理接口，核心器件為FT-X2，其中智能收發器FT3150的管腳28連接到晶片 FT-X2的管腳5，FT3150的管腳連接到晶片FT-X2的管腳6，FT-X2，FT-X2是L0NW0RKS總線 接口的通訊變壓器，在通訊線路上添加輔助器件BAV99、電容、壓敏電阻。
4.如權利要求1所述的一種基於FT3150的數字量輸入板卡，其特徵在於所述的智能 收發器FT3150除了能滿足基本的L0NW0RKS通訊需求，同時也能作為處理器，外圍主要包括 監控晶片DS1233Z-5、外圍存儲器接口、數據採集接口。
5.如權利要求1所述的一種基於FT3150的數字量輸入板卡，其特徵在於所述的外部 存儲器核心器件為29C512，存儲器29C512的數據線管腳和地址線管腳直接與智能收發器 相應的數據線管腳和地址線管腳連接。
6.如權利要求1所述的一種基於FT3150的數字量輸入板卡，其特徵在於所述的數字 量輸入通道核心器件為HCPL-0630，數字量輸入採用光耦隔離設計，每路數字量輸入通道採 用冗餘設計；所述的數字量輸入通道包括輸入浪湧保護、分壓電阻網絡、光耦隔離部分、施 密特反相器；輸入浪湧保護選擇P6KE170CA型瞬變電壓抑制器；分壓電阻網絡由電阻、低通 濾波和穩壓管組成；光耦選擇高速HCPL-0630 ；施密特反相器包括低通濾波和SN74HC14。
全文摘要
一種基於FT3150的數字量輸入板卡，RS232物理接口即由RS232組成的串口監控和數據配置單元核心器件為MAX232，所述的LONWORKS總線物理接口核心器件為FT-X2，所述的LONWORKS智能收發器核心器件為FT3150，所述的外部存儲器核心器件為29C512，所述的數字量輸入通道核心器件為HCPL-0630。該板卡藉助簡易的LONWORKS控制網絡，適用於簡單功能的數字量輸入採集並需要LONWORKS接口的應用場合。可以作為LONWORKS總線上的一個簡單的數字量採集設備節點，符合鐵道行業標準TB/T 3021-2001《鐵道機車車輛電子裝置》。
文檔編號G05B19/05GK101916083SQ20101024205
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月26日 優先權日2010年7月26日
發明者吳濤, 景海林, 李爍工, 王忠福 申請人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發中心