一種sercos或can總線接口卡的製作方法

2023-04-22 22:23:26

一種sercos或can總線接口卡的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種SERCOS/CAN總線接口卡，包括：本體、控制器、SERCOS總線控制器、光纖發送器、光纖接收器、CAN總線控制器、CAN總線收發器、USB接口和電源。本實用新型將DSP控制技術、SERCOS光纖總線技術、CAN總線技術和USB接口技術融合在一起，構造了一種高速、高精度的總線轉USB的接口卡，幾乎能夠與所有PC或帶有USB接口的運動控制器相連，提高了通訊系統的通用性和開放。
【專利說明】一種SERCOS或CAN總線接口卡
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及數控領域，具體涉及一種SERCOS或CAN總線和上位機的接口卡。【背景技術】
[0002]目前，伺服系統中現場總線控制技術使用得越來越多，利用SERCOS或CAN總線技術構成的網絡化伺服系統能實現較高的調節精度，具有較高的可靠性和信號再現能力。上位機將主站控制指令數據通過SERCOS或CAN總線發送到各個伺服從站驅動器，伺服從站接收命令並完成全部控制任務，再將伺服電報周期性地反饋回給主站同步運動控制器。
[0003]通常主站所用的總線接口卡一般是通過PCI總線和上位機進行通信，但是PCI總線由於其架構本身有很多缺陷:(1)可擴展性差=PCI總線結構限制了其掛接設備的數量；
(2)安全性差:由於設備共享總線，系統難以區分不同數據流；(3)容錯性差:當總線設備發生故障時，對故障設備的隔離和定位非常困難，任何單個連接點的錯誤都可能導致整個系統的崩潰；(4)系統整體I/O吞吐量較低:這種基於共享總線的I/O結構中，所有設備共享單一總線帶寬，造成外設越多，可用帶寬就越少，從而帶來更為嚴重的系統I/O瓶頸；同時大量的引腳數目也帶來了電氣特性和機械特性問題，使得PCI空間、信號頻率以及傳輸距離都受到了很大制約。
實用新型內容
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種基於DSP控制技術、SERCOS光纖總線技術、CAN總線技術和USB接口技術的高速、高精度的總線轉USB接口卡。
[0005]本實用新型的目的是提供一種SERCOS或CAN總線接口卡，包括本體、DSP控制器、SERCOS總線控制器、光纖發送器、光纖接收器、CAN總線控制器、CAN總線收發器、USB接口和電源，SERCOS總線控制器和CAN總線控制器以及USB接口連接在DSP控制器上，光纖發送器、光纖接收器連接在SERCOS總線控制器上，CAN總線收發器連接在CAN總線控制器上。
[0006]進一步改進在於:所述DSP控制器採用TMS320LF2407控制器來實現總線控制器SERCOS總線控制器/或CAN總線控制器的初始化，完成各種數據格式之間的轉換。
[0007]進一步改進在於:所述USB接口為USB1.1的傳輸速度為12Mbit/s高速接口，用於連接上位機和DSP控制器，接受上位機的控制命令並反饋總線上接收的運行狀態。
[0008]進一步改進在於:所述電源是通過電平轉換晶片轉換後輸出3.3V和5V的直流電源分別供給上述各個部分使用。
[0009]進一步改進在於:所述CAN總線控制器包括一塊CAN總線控制控制器SJA1000及其一些外圍電路，由SJA1000晶片驅動CAN總線收發器接收和發送數據信息；驅動CAN總線收發器實現總線的通訊；CAN總線收發器採用PCA82C250T控制器，實現與CAN總線上數據的發送和接受。
[0010]進一步改進在於:所述SERCOS總線控制器包括一塊SERCOS總線控制器SERC0N816及其一些外圍電路，由SERC0N816控制器驅動光纖發送器發送控制指令信息，通過光纖接收器接收反饋數據信息。
[0011]進一步改進在於:所述光纖發送器為HFBR-1506AMZ發送器，光纖接收器為HFBR-1506AMZ接收器，二者均帶有F-SMA標準螺紋接頭，可與光纖傳輸線連接。
[0012]本實用新型的有益效果:本實用新型將DSP控制技術、SERCOS光纖總線技術、CAN總線技術和USB總線技術融合在一起，構造了一種高速、高精度的總線轉USB接口卡；本實用新型使得SERC0S/CAN總線幾乎能夠與所有PC或帶有USB接口的運動控制器相連，提高了通訊系統的通用性和開放性；本實用新型加入USB接口模塊，使PC機可以通過USB通訊中斷的方式向DSP處理器發送運動控制指令，DSP也可以以中斷方式向PC發送反饋狀態數據，滿足了控制實時性的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0014]圖2為本實用新型實施例中控制器和SERC0N816控制器的連接示意圖。
[0015]圖3為本實用新型實施例中控制器和SJA1000控制器的連接示意圖。
[0016]其中:1-本體，2-DSP控制器，3-SERC0S總線控制器，4-CAN總線控制器，5_光纖發送器，6-光纖接收器，7- CAN總線收發器，8- USB接口，9-電源。
【具體實施方式】
[0017]為了加深對本實用新型的理解，下面將結合實施例對本實用新型作進一步詳述，該實施例僅用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型保護範圍的限定。
[0018]如圖1所示，本實施例提供一種SERCOS或CAN總線接口卡，包括:本體1、DSP控制器2、SERCOS總線控制器3、光纖發送器5、光纖接收器6、CAN總線控制器4、CAN總線收發器7、USB接口 8和電源9 ；SERCOS總線控制器3通過光纖發送器5和光纖接受器6負責SERCOS光纖環路上的數據傳輸；CAN總線控制器4通過CAN總線收發器7負責CAN總線上的數據傳輸，DSP控制器2將SERC0S/CAN總線控制器接收到的數據進行處理，轉換成USB數據格式，通過USB接口傳送至上位機；上位機也可通過USB接口 8向DSP晶片發送控制指令，DSP控制器2進行處理後，轉換成總線數據格式，通過SERC0S/CAN總線控制器傳送至各個伺服從站，從而完成運動控制。
[0019]本實施例中，DSP控制器2是整個通信系統的控制載體，實現總線控制器SERCOS/CAN的初始化，完成各種數據格式之間的轉換。所述的DSP控制器2採用TMS320LF2407控制器。
[0020]本實施例中，USB接口 8用於和上位機進行通訊，包括接受控制命令和反饋運行狀態，採用USB1.1高速接口，傳輸速度為12Mbit/s。
[0021]本實施例中，電源9採用LMl 117電平轉換晶片轉換得到5V和3.3V的直流電源供給各個部分使用。
[0022]本實施例中，SERCOS總線控制器3採用SERC0N816控制器，SERC0N816是第二代SERCOS總線控制器，驅動光纖發送、光纖接受實現總線的通訊。
[0023]本實施例中，CAN總線控制器4採用SJA1000控制器，驅動CAN總線收發器實現總線的通訊。[0024]本實施例中，所述的光纖收發器分別採用HFBR-1506AMZ (發送器)HFBR-1506AMZ(接收器)，二者均帶有F-SMA標準螺紋接頭，可與光纖傳輸線連接，SERC0N816控制器提供了 6個輸出引腳，可通過設置控制寄存器的相應位，控制同時使用的輸出線數量，從而控制輸出的光能量。當傳輸距離較遠時，應使用較強的光能量，避免光信號失真。通過光纖收發器，實現了主站與從站的通訊連接。
[0025]本實施例中，所述的CAN總線收發器7採用PCA82C250T控制器，實現與CAN總線上數據的發送和接受。
[0026]如圖2所示，為本實用新型實施例中DSP控制器2和SERC0N816晶片的連接示意圖，DSP控制器2通過控制總線、地址總線和數據總線對SERC0N816總線控制器進行操作，並響應來自SERC0N816的中斷信號。控制總線包括片選信號CS2、讀寫控制信號RDN和WRN以及復位信號RSTN ;地址總線包括13根地址線A0-A12 ;數據總線包括16根數據線D0-D15 ；中斷信號INTO通過中斷連接到DSP控制器上，DSP控制器2可以及時響應中斷，滿足了控制實時性的要求。
[0027]如圖3所示，為本實用新型實施例中DSP控制器2和SJA1000控制器的連接示意圖，SJA1000的AD0-AD7連接到DSP的10PB0-10PB7，通過DSP的PB 口交換數據。讀允許輸入端(RD)接DSP的10PA3，:寫允許端(WR)接DSP的10PA2，地址選通輸入腳(ALE)接DSP的IOPAl，片選端CS接DSP的IOPAO端，INT腳接DSP的XINT2，由DSP控制器控制SJA1000的各個控制引腳。
[0028]以上所述僅為本實用新型的優選實施方式，本實用新型的保護範圍並不僅限於上述實施方式，凡是屬於本實用新型原理的技術方案均屬於本實用新型的保護範圍。對於本領域的技術人員而言，在不脫離本實用新型的原理的前提下進行的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種SERCOS或CAN總線接口卡，包括本體(I)，DSP控制器(2)，其特徵在於:所述DSP控制器(2)設置在本體(I)的中間，並且分別連接有SERCOS總線控制器(3)和CAN總線控制器(4);SERC0S總線控制器(3)連接有光纖發送器(5)和光纖接收器(6);CAN總線控制器(3)連接有CAN總線收發器(7);所述DSP控制器(2)還連接有USB接口(8);所述本體(I)上位於DSP控制器(2 )下方還設置有電源(9 )。
2.如權利要求1所述一種SERCOS或CAN總線接口卡，其特徵在於:所述DSP控制器(2)採用TMS320LF2407控制器。
3.如權利要求1所述一種SERCOS或CAN總線接口卡，其特徵在於:所述USB接口(8)採用USB1.1高速接口，傳輸速度為12Mbit/s。
4.如權利要求1所述一種SERCOS或CAN總線接口卡，其特徵在於:所述電源(9)採用LMl 117電平轉換晶片。
5.如權利要求1所述一種SERCOS或CAN總線接口卡，其特徵在於:所述CAN總線控制器(4)採用SJA1000控制器，CAN總線收發器(7)採用PCA82C250T控制器。
6.如權利要求1所述一種SERCOS或CAN總線接口卡，其特徵在於:所述SERCOS總線控制器(3)採用SERC0N816控制器，SERC0N816控制器設置有6個輸出引腳。
7.如權利要求1所述一種SERCOS或CAN總線接口卡，其特徵在於:所述光纖發送器(5)採用HFBR-1506AMZ發送器，光纖接收器(6)採用HFBR-1506AMZ接收器。
【文檔編號】G05B19/418GK203761420SQ201420121249
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月18日 優先權日:2014年3月18日
【發明者】陳孟元, 曹龍, 金沁, 陶明, 謝義建, 朱楓, 汪鵬, 呂亞運, 章穎怡 申請人:安徽工程大學