基於PLCcore-CF54模塊的模擬量輸出板卡的製作方法
2023-05-16 08:40:11 1
專利名稱：基於PLCcore-CF54模塊的模擬量輸出板卡的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及機車車輛的網絡控制，尤其涉及一種基於PLCcore-CF54模 塊的模擬量輸出板卡。本板卡CAN總線應用層協議採用CANopen，可以作為遵 循CANopen協議的網絡控制平臺上的從設備。該板卡符合鐵道行業標準TB/T 3021-2001《鐵道機車車輛電子裝置》。
背景技術：
控制器區域網CAN (Controller Area Network)是二十世紀八十年代初德國 Bosch公司為解決現代汽車中眾多控制單元、測試儀器之間的實時數據交換而開 發的一種串行通信網絡，是國際上應用最廣泛的現場總線之一。CAN總線採用 雙線差分信號、廢除傳統的站地址編碼，採用多主方式工作、短幀結構和非破 壞性總線仲裁，保證了數據通信的高可靠性、實時性和靈活性。CAN總線具有 較高的性能價格比，它結構簡單，CAN控制器在大量的微處理器中得到集成， 開發平臺簡單。
CANopen協議是基於CAN總線的一種高層協議，在歐洲應用較為廣泛，適 合於電梯電氣、越野汽車、航海電子、醫療電器、工程機械、鐵路機車等領域， 目前很多歐洲城軌車、輕軌和地鐵均採用CANopen協議。 發明內容
本實用新型的目的在於設計一種基於PLCcore-CF54模塊的模擬量輸出板 卡，該板卡具有CAN總線接口、 RS232接口和乙太網接口，是具有CANopen 應用層協議的從設備，適合各種類型的鐵路機車模擬量輸出。
本實用新型的技術解決方案是這樣實現的
一種基於PLCcore-CF54模塊的模擬量輸出板卡，包括由MAX3243構成的 RS232串口配置單元和RS232串行總線接口、工業乙太網物理接口、 CAN總線 物理接口和PLCcore-CF54模塊驅動緩衝接口，所述的RS232串口配置單元和 RS232串行總線接口、工業乙太網物理接口、 CAN總線物理接口以及模擬量輸出通道均通過PLCcore-CF54模塊驅動緩衝接口實現；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，串口發送TxD0、TxDl連接到MAX3243 晶片的13和14腳T1IN、 T2IN，串口接收RxDO、 RxDl連接到晶片的18和19 腳RIOUT、 R20UT;所述的CAN總線物理接口由HCPL0661和PCA82C250 構成，CAN總線發送信號CAN一TxO經過74ABT04D緩衝驅動光耦輸入3腳， 輸出信號經過電阻連接到物理層晶片PCA82C250的1腳TXD，最終變成差分信 號驅動管腳7的CANH和管腳6的CANL;總線上的接收信號經過物理層晶片 變換成數位訊號驅動4腳RXD， RXD輸入連接光耦1腳，7腳輸出送到緩衝芯 片，其特徵在於所述的模擬量通過串行總線控制通道輸出，串行時鐘信號SCL 連接到MAX521晶片的7膽P，串行數據線SDA連接到MAX521的8腳，8路輸 出通道分別連接到電流源運放輸入管腳5上。
所述的模擬量輸出通道由模數轉換器MAX521和恆流源MC33078構成，模 數轉換器將數位訊號轉換成電壓信號，恆流源將電壓信號轉換成所需的恆流信 號，輸出端加壓敏電阻以利提高電流輸出的可靠性。
與現有技術相比較，本實用新型的優點在於採用了 PLCcore-CF54模塊作主 控晶片，以數模轉換晶片MAX521和恆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試參數的配置，同時還具 備了較高的抗幹擾能力。
本實用新型有7幅附圖，其中 圖l是本實用新型的結構框圖。
圖2是RS232物理接口電路圖。
圖3是乙太網接口電路圖。
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接口緩衝驅動設計電路圖。
在圖中l、 PLCcore-CF54模塊，2、 PLCcore-CF54驅動緩衝接口 ， 3、模擬 量輸出物理接口， 4、 CAN總線物理接口， 5、乙太網接口， 6、 RS232物理接口。
具體實施方式
如圖1 圖7所示。 一種基於PLCcore-CF54模塊的模擬量輸出板卡，包括 RS232串口配置單元和RS232串行總線接口、工業乙太網物理接口、 CAN總線 物理接口、模擬量輸出和PLCcore-CF54模塊驅動緩衝接口 。所述的RS232串口 配置單元和RS232串行總線接口、工業乙太網物理接口、 CAN總線物理接口、 模擬量輸出通道均通過PLCcore-CF54模塊驅動緩衝接口實現；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，串口發送TxD0、 TxDl連接 到MAX3243晶片的13禾B 14腳T1IN、 T2IN，串口接收RxD0、 RxDl連接到芯 片的18和19腳RIOUT、 R20UT;所述的CAN總線物理接口由HCPL0661和 PCA82C250構成，CAN總線發送信號CAN—TxO經過74ABT04D緩衝驅動光耦 輸入3腳，輸出信號經過電阻連接到物理層晶片PCA82C250的1腳TXD，最終 變成差分信號驅動管腳7的CANH和管腳6的CANL;總線上的接收信號經過 物理層晶片變換成數位訊號驅動4腳RXD， RXD輸入連接光耦1腳，7腳輸出 送到緩衝晶片，其特徵在於所述的模擬量通過串行總線控制通道輸出，串行時 鍾信號SCL連接到MAX521晶片的7腳，串行數據線SDA連接到MAX521的 8腳，8路輸出通道分別連接到電流源運放輸入管腳5上。
作為一個實施例，該板卡包括兩路RS232串行通信接口、 一個乙太網通信 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IP位址、網關和子網掩碼， 一路RS232串口用於配置網關應用層參數。以 太網用於下載應用層程序和乙太網通信。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模塊能夠進行複雜的運算 和邏輯處理功能，能滿足高端CANopen從設備的應用需求。
權利要求1、一種基於PLCcore-CF54模塊的模擬量輸出板卡，包括由MAX3243構成的RS232串口配置單元和RS232串行總線接口、工業乙太網物理接口、CAN總線物理接口和PLCcore-CF54模塊驅動緩衝接口，所述的RS232串口配置單元和RS232串行總線接口、工業乙太網物理接口、CAN總線物理接口以及模擬量輸出通道均通過PLCcore-CF54模塊驅動緩衝接口實現；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，串口發送TxD0、TxD1連接到MAX3243晶片的13和14腳T1IN、T2IN，串口接收RxD0、RxD1連接到晶片的18和19腳R1OUT、R2OUT；所述的CAN總線物理接口由HCPL0661和PCA82C250構成，CAN總線發送信號CAN_Tx0經過74ABT04D緩衝驅動光耦輸入3腳，輸出信號經過電阻連接到物理層晶片PCA82C250的1腳TXD，最終變成差分信號驅動管腳7的CANH和管腳6的CANL；總線上的接收信號經過物理層晶片變換成數位訊號驅動4腳RXD，RXD輸入連接光耦1腳，7腳輸出送到緩衝晶片，其特徵在於所述的模擬量通過串行總線控制通道輸出，串行時鐘信號SCL連接到MAX521晶片的7腳，串行數據線SDA連接到MAX521的8腳，8路輸出通道分別連接到電流源運放輸入管腳5上。
2、 根據權利要求1所述的基於PLCcore-CF54模塊的模擬量輸出板卡，其 特徵在於所述的模擬量輸出通道由數模轉換器MAX521和恆流源MC33078構 成，驅動能力+20mA，輸出通道加壓敏電阻以提高輸出抗幹擾能力。
專利摘要本實用新型公開了一種基於PLCcore-CF54模塊的模擬量輸出板卡，包括由MAX3243構成的RS232串口調試配置單元和RS232串行總線接口、工業乙太網物理接口、CAN總線物理接口和PLCcore-CF54模塊驅動緩衝接口，所述的RS232串口配置單元和RS232串行總線接口、工業乙太網物理接口以及CAN總線物理接口均通過PLCcore-CF54模塊驅動緩衝接口實現；所述的CAN總線物理接口由PCA82C250構成，其特徵在於還包括模擬量輸出通道，該通道由數模轉換器MAX521和恆流源MC33078構成。該網關設計基於PLCcore-CF54模塊，具有多種外設通訊接口，模塊本身資源豐富，適宜在現場應用情況複雜，工作環境惡劣的機車網絡系統中應用。
文檔編號G05B19/05GK201255827SQ20082001524
公開日2009年6月10日 申請日期2008年8月26日 優先權日2008年8月26日
發明者王忠福 申請人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發中心