專利名稱：基于ft3150的數(shù)字量輸入板卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字量輸入板卡，尤其涉及應(yīng)用于L0NW0RKS總線上簡(jiǎn)單的數(shù)字 量輸入板卡。
背景技術(shù)：
L0NW0RKS控制網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前較為流行的現(xiàn)場(chǎng)總線之一，它是由美國(guó)Echelon公司推 出并與Motorol^Toshiba公司共同倡導(dǎo)，于1992年正式公布而形成的。其網(wǎng)絡(luò)芯片Neuron 芯片集成了 IS0/0SI的全部七層協(xié)議，同時(shí)具有通信和控制功能，提供了 34種常見的1/0 控制對(duì)象，工作溫度范圍寬；L0NW0RKS控制網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)傳輸介質(zhì)可為雙絞線、電力線、無線、紅外線、光纜，支持 總線型、環(huán)型、自由拓?fù)湫偷染W(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问?，網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器有直接驅(qū)動(dòng)、EIA-485型、變壓器耦 合接口三種形式，滿足了不同要求同時(shí)傳輸信號(hào)采用差分曼徹斯特編碼，使網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng) 的抗干擾能力。在采用雙絞線、波特率為78bps的通信網(wǎng)時(shí)的直接通信距離可達(dá)到2700m， 加上其功能強(qiáng)大的硬件支持使得很容易在一定的空間范圍內(nèi)構(gòu)成功能繁多的系統(tǒng)；L0NW0RKS控制網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)存取控制(MAC)采用了可預(yù)測(cè)P堅(jiān)持CSMA (Predictive P-Persistent CSMA)，使得在網(wǎng)絡(luò)超載時(shí)仍保持很高的吞吐量；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)既可采用主從式和對(duì)等式。具有配套的節(jié)點(diǎn)、路由器、網(wǎng)關(guān)等設(shè)備的開 發(fā)、調(diào)試和安裝設(shè)備，集成化的開發(fā)環(huán)境使得系統(tǒng)的開發(fā)調(diào)試簡(jiǎn)單易行，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的離 線、在線設(shè)計(jì)、在線調(diào)試或通過IP網(wǎng)的遠(yuǎn)程調(diào)試。L0NW0RKS控制網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)通信采用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，應(yīng)用編程時(shí)不用花時(shí) 間考慮通信部分的繁瑣編程；而且它具有集成化的開發(fā)環(huán)境，易于開發(fā)、安裝和調(diào)試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種基于FT3150的數(shù)字量輸入板卡，該板卡具有 L0NW0RKS總線接口、RS232接口，通訊協(xié)議為L(zhǎng)onTalk協(xié)議，適合各種類型的鐵路機(jī)車 L0NW0RKS總線上的數(shù)字量輸入采集。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的包括L0NW0RKS智能收發(fā)器、以及分別與 其相連的L0NW0RKS總線物理接口、外部存儲(chǔ)器、數(shù)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(jiān)控和數(shù)據(jù)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(fā)器核心器 件為FT3150，所述的外部存儲(chǔ)器核心器件為29C512，所述的數(shù)字量輸入通道核心器件為 HCPL-0630。本發(fā)明的有益效果該板卡借助簡(jiǎn)易的L0NW0RKS控制網(wǎng)絡(luò)，適用于簡(jiǎn)單功能的數(shù) 字量輸入采集并需要L0NW0RKS接口的應(yīng)用場(chǎng)合?？梢宰鳛長(zhǎng)0NW0RKS總線上的一個(gè)簡(jiǎn)單的 數(shù)字量采集設(shè)備節(jié)點(diǎn)，符合鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB/T 3021-2001《鐵道機(jī)車車輛電子裝置》。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理框圖。圖2本發(fā)明的L0NW0RKS總線物理接口電路圖。圖3本發(fā)明的L0NW0RKS智能收發(fā)器電路圖。圖4本發(fā)明的外部存儲(chǔ)器接口電路圖。圖5本發(fā)明的數(shù)字量輸入通道電路圖。圖6本發(fā)明的RS232物理接口電路圖。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例設(shè)計(jì)的一種如圖1-6所示的基于FT3150的數(shù)字量輸入板卡，包括 由RS232組成的串口監(jiān)控和數(shù)據(jù)配置單元即RS232物理接口、L0NW0RKS總線物理接口、 L0NW0RKS智能收發(fā)器、外部存儲(chǔ)器、數(shù)字量輸入通道。作為一個(gè)實(shí)施例，該板卡包括一路 RS232物理接口、一個(gè)L0NW0RKS通信接口、外部存儲(chǔ)器、L0NW0RKS智能收發(fā)器和6路數(shù)字量 輸入通道。一路RS232物理接口監(jiān)控板卡啟動(dòng)和工作時(shí)運(yùn)行狀態(tài)信息，配置板卡運(yùn)行參數(shù)。 外部存儲(chǔ)器用于板卡存放運(yùn)行配置參數(shù)以及保存特定必要的數(shù)字量輸入數(shù)據(jù)。該板卡適合 電力機(jī)車、輕軌等數(shù)字量輸入采集，板卡具有L0NW0RKS總線接口，通訊協(xié)議為L(zhǎng)onTalk。該 板卡的L0NW0RKS智能收發(fā)器除了能滿足基本的L0NW0RKS通訊需求，同時(shí)也能作為處理器， 完成簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集和串口通訊功能。所述的RS232物理接口即RS232組成的串口監(jiān)控和數(shù)據(jù)配置單元核心器件為 MAX232，其中智能收發(fā)器FT3150的管腳14和管腳16，除了能作為基本的數(shù)字量輸入和數(shù) 字量輸出管腳之外，還能作為串口通訊的數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)發(fā)送管腳，F(xiàn)T3150的管腳14連接 到芯片MAX232的管腳12，串行總線上的數(shù)據(jù)通過MAX232的管腳13接收，通過MAX232芯 片內(nèi)部變換處理成滿足FT3150的電氣特性的信號(hào)，由MAX232的管腳12送到FT3150處理； FT3150的管腳16連接到芯片MAX232的管腳11，串口發(fā)送數(shù)據(jù)通過FT3150的管腳16發(fā)送 到MAX232的管腳11，通過MAX232芯片內(nèi)部變換處理成滿足實(shí)際串口物理總線上需求的電 氣特性信號(hào)。所述的L0NW0RKS總線物理接口，核心器件為FT-X2，其中智能收發(fā)器FT3150的管 腳28連接到芯片F(xiàn)T-X2的管腳5，F(xiàn)T3150的管腳連接到芯片F(xiàn)T-X2的管腳6，F(xiàn)T-X2，F(xiàn)T-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(fā)器核心器件為FT3150，智能收發(fā)器FT3150除了能滿足 基本的L0NW0RKS通訊需求，同時(shí)也能作為處理器，完成簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集功能，F(xiàn)T3150智能 收發(fā)器外圍主要包括監(jiān)控芯片DS1233Z-5、外圍存儲(chǔ)器接口、數(shù)據(jù)采集接口等。所述的外部存儲(chǔ)器核心器件為29C512，存儲(chǔ)器29C512的數(shù)據(jù)線管腳和地址線管 腳直接與智能收發(fā)器相應(yīng)的數(shù)據(jù)線管腳和地址線管腳連接，芯片29C512的管腳31、管腳 24、管腳22分別為寫信號(hào)、使能信號(hào)、片選信號(hào)，這些信號(hào)的邏輯關(guān)系是基于智能收發(fā)器的 讀寫信號(hào)、使能信號(hào)、地址信號(hào)的邏輯或和邏輯與非變換出來的。所述的數(shù)字量輸入通道核心器件為HCPL-0630，數(shù)字量輸入采用光耦隔離設(shè)計(jì)，每路數(shù)字量輸入通道采用冗余設(shè)計(jì)，提高數(shù)字量采樣的可靠性。所述的數(shù)字量輸入通道包括 輸入浪涌保護(hù)、分壓電阻網(wǎng)絡(luò)、光耦隔離部分、施密特反相器。輸入浪涌保護(hù)根據(jù)設(shè)計(jì)技術(shù) 指標(biāo)選擇P6KE170CA型瞬變電壓抑制器；分壓電阻網(wǎng)絡(luò)由電阻、低通濾波和穩(wěn)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(fā)明不局限于上述實(shí)施例，任何在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)的等同構(gòu)思或者改 變，均列為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種基于FT3150的數(shù)字量輸入板卡，其特征在于包括LONWORKS智能收發(fā)器、以及分別與其相連的LONWORKS總線物理接口、外部存儲(chǔ)器、數(shù)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(jiān)控和數(shù)據(jù)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(fā)器核心器件為FT3150，所述的外部存儲(chǔ)器核心器件為29C512，所述的數(shù)字量輸入通道核心器件為HCPL 0630。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于FT3150的數(shù)字量輸入板卡，其特征在于所述的智能 收發(fā)器FT3150的管腳14和管腳16，除了能作為基本的數(shù)字量輸入和數(shù)字量輸出管腳之外， 還能作為串口通訊的數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)發(fā)送管腳，F(xiàn)T3150的管腳14連接到芯片MAX232的管 腳12，串行總線上的數(shù)據(jù)通過MAX232的管腳13接收，通過MAX232芯片內(nèi)部變換處理成滿 足FT3150的電氣特性的信號(hào)，由MAX232的管腳12送到FT3150處理；FT3150的管腳16連 接到芯片MAX232的管腳11，串口發(fā)送數(shù)據(jù)通過FT3150的管腳16發(fā)送到MAX232的管腳11， 通過MAX232芯片內(nèi)部變換處理成滿足實(shí)際串口物理總線上需求的電氣特性信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于FT3150的數(shù)字量輸入板卡，其特征在于所述的 L0NW0RKS總線物理接口，核心器件為FT-X2，其中智能收發(fā)器FT3150的管腳28連接到芯片 FT-X2的管腳5，F(xiàn)T3150的管腳連接到芯片F(xiàn)T-X2的管腳6，F(xiàn)T-X2，F(xiàn)T-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(quán)利要求1所述的一種基于FT3150的數(shù)字量輸入板卡，其特征在于所述的智能 收發(fā)器FT3150除了能滿足基本的L0NW0RKS通訊需求，同時(shí)也能作為處理器，外圍主要包括 監(jiān)控芯片DS1233Z-5、外圍存儲(chǔ)器接口、數(shù)據(jù)采集接口。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于FT3150的數(shù)字量輸入板卡，其特征在于所述的外部 存儲(chǔ)器核心器件為29C512，存儲(chǔ)器29C512的數(shù)據(jù)線管腳和地址線管腳直接與智能收發(fā)器 相應(yīng)的數(shù)據(jù)線管腳和地址線管腳連接。
6.如權(quán)利要求1所述的一種基于FT3150的數(shù)字量輸入板卡，其特征在于所述的數(shù)字 量輸入通道核心器件為HCPL-0630，數(shù)字量輸入采用光耦隔離設(shè)計(jì)，每路數(shù)字量輸入通道采 用冗余設(shè)計(jì)；所述的數(shù)字量輸入通道包括輸入浪涌保護(hù)、分壓電阻網(wǎng)絡(luò)、光耦隔離部分、施 密特反相器；輸入浪涌保護(hù)選擇P6KE170CA型瞬變電壓抑制器；分壓電阻網(wǎng)絡(luò)由電阻、低通 濾波和穩(wěn)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
一種基于FT3150的數(shù)字量輸入板卡，RS232物理接口即由RS232組成的串口監(jiān)控和數(shù)據(jù)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(fā)器核心器件為FT3150，所述的外部存儲(chǔ)器核心器件為29C512，所述的數(shù)字量輸入通道核心器件為HCPL-0630。該板卡借助簡(jiǎn)易的LONWORKS控制網(wǎng)絡(luò)，適用于簡(jiǎn)單功能的數(shù)字量輸入采集并需要LONWORKS接口的應(yīng)用場(chǎng)合?？梢宰鳛長(zhǎng)ONWORKS總線上的一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字量采集設(shè)備節(jié)點(diǎn)，符合鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB/T 3021-2001《鐵道機(jī)車車輛電子裝置》。
文檔編號(hào)G05B19/05GK101916083SQ20101024205
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月26日
發(fā)明者吳濤, 景海林, 李爍工, 王忠福 申請(qǐng)人:中國(guó)北車股份有限公司大連電力牽引研發(fā)中心