基於stc89c58rd+晶片的mvb-rs485網關的製作方法

2023-05-12 08:12:41 2

專利名稱：基於stc89c58rd+晶片的mvb-rs485網關的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種通過STC89C58RD+晶片實現的基於TCN技術的MVB網關。
背景技術：
基於工業控制領域的控制方式，一般地還是採用直通導線式的控制方式居 多，由於導線數量極多，接點處發生故障的機率很大，因此系統的可靠性很低， 故障率高，維修難度很大。採用工業總線控制方式則越來越受到重視。
MVB是列車通信網絡TCN (Train Communication Network)的一種構成， 即多功能車輛總線MVB。作為TCN的推薦方案，車輛內部總線MVB主要用作有 互操作性和互換性要求的互連設備之間的串行數據通信總線。
TCN網絡是一種專門為列車通信設計的網絡，目前已成為一種在國外和國內 大量使用的高可靠性列車通信網絡之一，但由於專業性太強，對外接口還不是 特別方便，應用難度較大。由於目前列車上的很多配套設備都採用RS485接口， 如何將這些設備與列車通信網絡相連從而構成統一的系統則成為了一個重要的 問題。 發明內容
本實用新型的目的在於通過STC89C58RD+晶片來實現這種協議轉換功能，提 出一種基於STC89C58RD+晶片的MVB-RS485網關。 本實用新型的技術解決方案是這樣實現的
一種基於STC89C58RD+晶片的MVB-RS485網關，其特徵在於包括由 MAX3088ESA和T60403-Y4021-X123構成的MVB總線物理接口 (2)、由MAX1480 構成的RS485物理接口 (5)和板位信號配置接口；其中所述的MVB信號通道(2) 和RS485信號通道(5)均連接到控制晶片STC89C58RD+ (4)上，通過 T60403-Y4021-X123隔離變壓器的1.10管腳與外部MVB總線相連，通過 MAX2088ESA的2、 3、 4管腳與內部系統相連，完成電平的轉換；MVB總線物理接口與MVB協議控制晶片XC2350-5TQ144I通過SF、 ICA、 ICB互聯交換數據， MVB協議控制晶片的數據線MD0-MD7與主控晶片STC89C58RD+的PO接口對應相 連；地址線MAO-MA2與STC89C58RD+的Pl. 0、 Pl. 1、 Pl. 2管腳相連；控制線-MRD、 -MCS、 -MRST、-麗R、 MTEM與主控晶片PIR的其它管腳相連；主控晶片通過RXD、 TXD引腳與RS485協議晶片MAX1480的DI和RO相連，並通過P3. 2管腳控制DE 管腳，使能RS485信號的發送和接收；供電單元則將+5V電壓送入主控晶片 STC89C58RD+、 MAX1480和MVB總線物理接口的VCC引腳，+3. 3V、 +2. 5V電壓加 到FP6A晶片的相應電源管腳；供電單元的參考地輸出GND與隔離變壓器前端的 所有GND引腳相連。
所述的基於STC89C58RD+晶片的MVB-RS485網關，其特徵在於包括由 MAX3088ESA和T60403-Y4021-X123實現的匿B總線物理接口，其埠使用了 LCDA05晶片進行保護，所加入的終端電阻可保證通信質量，共同提高了系統的 抗幹擾能力。
所述的基於STC89C58RD+晶片的MVB-RS485網關，其特徵在於RS485物理接 口由MAX1480構成，區X1480內部有電氣隔離的工業級RS485總線收發器，可以 直接掛在485總線上通訊。
與現有技術相比較，本實用新型的優點在於具有高可靠性，信息量大，好 的通用性及可維護性和成本低的特點，為克服目前存在的問題提供了一種新的 途徑。MAX1480內部電氣隔離的工業級RS485總線收發器，可以直接掛接在485 總線上通訊。

圖l為本實用新型的連接框圖2為本實用新型的電源及對外接口電路連接圖3為本實用新型的處理器及RS485原理圖4為本實用新型的FPGA電路連接圖5為本實用新型MVB接口電路連接圖。
在圖中1、 MVB接口 。 2、 MVB信號通道MAX3088ESA和T60403-Y4021-X123， 3、 MVB協議晶片，4、主控晶片STC89C58RD+， 5 RS485通信晶片MAX1480， 6、 對外接口。如圖1 5所示， 一種基於STC89C58RD+晶片的MVB-RS485網關，其特徵 在於包括由MAX3088ESA和T60403-Y4021-X123構成的MVB總線物理接口、由 MAX1480構成的RS485物理接口和板位信號配置接口 ；其中所述的MVB信號通 道和RS485信號通道均連接到控制晶片STC89C58RD+上，通過STC89C58RD+晶片 及MVB協議晶片實現了 MVB與RS485之間的協議轉換。其中RS485與MVB均為 隔離設計，MVB採用協議的EMD隔離方式；RS485中的MAX1480晶片的電源和信 號實現了完全的電氣隔離防止對內部信號的幹擾。可通過專門的控制線控制信 號的發送和接收，為保證通信質量晶片設計了外圍電路，具體見圖2所示。MVB 側接口需加入終端電阻保障通信。STC89C58RD+主控晶片的輸入輸出口經過特殊 處理，每個埠均有對VCC和GND的二極體鉗位保護。
所述的MAX1480為RS485數據接口晶片，負責RS485數據的發送和接收， 同時具有隔離作用。
所述的XC2S50-5TQ144I為FPGA晶片，存儲MVB相關數據。 所述的MAX3088ESA為MVB接口晶片，負責MVB數據的發送和接收。 所述的T60403-Y4021-X123為MVB接口隔離變壓器，可防止外部對系統的 幹擾。
具有隔離作用的MVB總線物理接口通過T60403-Y4021-X123型隔離變壓器 和內部的MAX3088ESA晶片採集MVB總線信號或向MVB總線發送數據，其中通過 隔離變壓器的1、 10管腳與外部MVB總線相連，通過MAX3088ESA的2、 3、 4管 腳與內部系統相連，完成電平的轉換。MVB總線物理接口與MVB協議控制晶片 XC2S50-5TQ144I通過SF、 0C、 ICA、 ICB互連交換數據。MVB協議控制晶片的數 據線MD0-MD7與主控晶片STC89C58RD+的P0接口對應相連；地址線MA0-MA2與 STC89C58RD+的Pl. 0、 Pl. 1、 Pl. 2管腳相連;控制線-MRD、 -MCS、 -MRST、-麗R、 MTEM與主控晶片Pl 口的其他管腳相連；二者之間還有備用連線BAK0-BAK4可保 證通信的可靠。主控晶片通過RXD、 TXD引腳與RS485協議晶片MAX1480的DI 和R0相連，並通過P3.2管腳控制DE管腳，使能RS485信號的發送和接收。系 統產生的電壓等級包括+5V電壓、+3. 3V電壓和+2. 5V電壓。供電單元部分將+5V 電壓送入到主控晶片、MAX1480和MVB總線物理接口的VCC引腳，+3. 3V 、 +2. 5V電壓加到FPGA晶片的相應電源管腳，其中，供電單元的參考地輸出GND與隔離 變壓器前端的的所有GND引腳相連。
權利要求1、一種基於STC89C58RD+晶片的MVB-RS485網關，其特徵在於包括由MAX3088ESA和T60403-Y4021-X123構成的MVB總線物理接口(2)、由MAX1480構成的RS485物理接口(5)和板位信號配置接口；其中所述的MVB信號通道(2)和RS485信號通道(5)均連接到控制晶片STC89C58RD+(4)上，通過T60403-Y4021-X123隔離變壓器的1.10管腳與外部MVB總線相連，通過MAX2088ESA的2、3、4管腳與內部系統與內部系統相連，完成電平的轉換；MVB總線物理接口與MVB協議控制晶片XC2350-5TQ144I通過SF、ICA、ICB互聯交換數據，MVB協議控制晶片的數據線MD0-MD7與主控晶片STC89C58RD+的PO接口對應相連；地址線MA0-MA2與STC89C58RD+的P1.0、P1.1、P1.2管腳相連；控制線-MRD、-MCS、-MRST、-MWR、MTEM與主控晶片PIR的其它管腳相連；主控晶片通過RXD、TXD引腳與RS485協議晶片MAX1480的DI和RO相連，並通過P3.2管腳控制DE管腳，使能RS485信號的發送和接收；供電單元則將+5V電壓送入主控晶片STC89C58RD+、MAX1480和MVB總線物理接口的VCC引腳，+3.3V、+2.5V電壓加到FP6A晶片的相應電源管腳；供電單元的參考地輸出GND與隔離變壓器前端的所有GND引腳相連。
2、 根據權利要求1所述的基於STC89C58RD+晶片的MVB-RS485網關，其特徵在於包括由MAX3088ESA和T60403-Y4021-X123實現的MVB總線物理接口 ，其埠使用了LCDA05晶片進行保護，所加入的終端電阻可保證通信質量，共同提高了系統的抗幹擾能力。
3、 根據權利要求2所述的基於STC89C58RD+晶片的MVB-RS485網關，其特徵在於RS485物理接口由MAX1480構成，MAX1480內部有電氣隔離的工業級RS485總線收發器，可以直接掛接在485總線上通訊。
專利摘要本實用新型公開了一種基於STC89C58RD+晶片的MVB-RS485網關，其特徵在於由STC89C58RD+作為主控晶片，包括由MAX3088ESA和T60403-Y4021-X123構成的MVB總線物理接口、由MAX1480構成的RS485物理接口和板位信號配置接口；所述的MVB信號通道和RS485信號通道均連接到控制晶片STC89C58RD+上，通過STC89C58RD+晶片與MVB協議晶片的控制轉換後，經T60403-Y4021-X123變壓器的隔離由MVB接口輸出MVB信號和/或由MVB接口輸入並轉換成RS485信號後由對外輸出接口輸出。該網關適合在我國機車車輛領域廣泛應用。
文檔編號H04L29/06GK201274499SQ20082001517
公開日2009年7月15日 申請日期2008年8月22日 優先權日2008年8月22日
發明者董笑辰, 馬晨普 申請人:中國北車股份有限公司