专利名称：智能化总线接口的多功能模板的制作方法
技术领域：
本实用新型属于信号检测技术领域，具体地说，是指一种智能化总线接口的多功能模板，该模板是一种对旋转变压器与自整角机输出的模拟信号进行采集、处理、传输一体处理的灵活的解决方案，主要面向工业现场的电机转速、转角和位置检测，具备智能总线通信并带多种高端接口，使用更加灵活，方便。
背景技术：
旋转变压器，自整角机的输出为正交的正余弦模拟角位信号，通常不能直接使用， 需要进行RD/SD转换成数字量信息。对于实际应用而言，单纯的数字量信息依旧不能直接与现代具备高端接口的设备进行数据通信。而现代高智能化的生产过程都是通过现场总线进行控制，比较典型的有ftx)fibuS-DP总线、工业以太网、MODBUS总线和CAN总线等，这就要求不仅要将传感器送出的模拟信号转化为单纯数字量信号，还要将数字量信号，进一步加工成符合相应总线协议规范的数据包才能将信息传输给上位机，以进行实时监控。同时， 很多现有产品具备的通信接口是单一的或有限的，或者是信号的采集处理与数据的智能总线传输是相分离的，而不能方便的满足工业现场的不同要求。
发明内容本实用新型的目的是为冶金、纺织、造船等工业现场提供一种灵活的，多功能的信号采集、处理和数据传输并带多种高端接口为一体化的智能化总线接口的多功能模板。本实用新型通过专用的正交信号处理模块，可以将旋转变压器、自整角机输出的正交模拟信号解码为数字量信息；并将该数字量信息送入DSP控制模块，采用以DSP控制模块与VPC3+C芯片构成ibus-DP接口，采用DSP芯片与DM9000D芯片构成工业以太网接口，CAN总线接口，MODBUS总线接口等通信总线模块，将数据编码成符合相应协议的数据包，并通过相应的总线模块将数据包传输出给数据需求方。本实用新型提供的智能化总线接口的多功能模板，主要包括正交信号处理模块、 LED显示模块、DSP专用供电模块、DSP控制模块、Profibus-DP接口、CAN总线接口、工业以太网接口和MODBUS接口，以及为上述各模块供电的开关电源模块，还可以包括UART接口、 JTAG程序调试接口和多级隔离电路，所述的开关电源模块用于将MVDC降为5VDC输出，并通过多级隔离电路之后，经5VDC电压供电给DSP专用供电模块和其余模块；所述的DSP专用供电模块将5VDC电压降为3. 3VDC和1. 8VDC后为DSP控制模块供电。所述的DSP控制模块通过内部集成的SPI串行数据总线与正交信号处理模块相连，正交信号处理模块用于采集旋转变压器或自整角机输出的正交模拟信号，并将所采集的正交模拟信号解码为数字量信号，然后将数字量信号送入DSP控制模块；DSP控制模块通过ibus-DP接口、CAN总线接口、UART接口、JTAG程序调试接口、工业以太网接口和MODBUS接口将数据传输给数据需求方。所述的LED显示模块通过DSP控制模块中集成的MCBSP串行总线与DSP控制模块连接，通过LED或IXD数码显示器显示速度、角度、位置信息和模板运行信息。
3[0006]本发明提出的智能化总线接口的多功能模板主要包括正交信号处理模块、LED显示电路、DSP控制模块、Profibus-DP接口、CAN总线接口、工业以太网接口和MODBUS接口， 以及为上述的多功能模板中各模块和接口供电的开关电源模块；所述的DSP控制模块通过内部集成的SPI串行数据总线与正交信号处理模块相连，通过内部集成的CAN总线控制器与CAN总线接口连接，所述的ftx)fibUS-DP接口连接DSP控制模块的数据总线和地址总线，所述的工业以太网接口通过DSP的数据总线和地址总线与DM9000A芯片链接构成，采用 M0DBUSTCP通讯协议；所述的LED显示模块通过DSP控制模块中集成的MCBSP串行总线与 DSP控制模块连接。本发明提出的智能化总线接口的多功能模板还包括JTAG程序调试接口，所述的 JTAG程序调试接口连接DSP控制模块。本发明提出的智能化总线接口的多功能模板还包括UART接口，所述的UART接口连接在DSP控制模块与上位PC机之间。所述的MODBUS接口以DSP控制模块为协议实现核心，物理层采用RS485接口，通过MODBUS总线将数据包传输给需求方。在所述的开关电源模块和DSP控制模块之间还设置有DSP专用供电模块。在所述的开关电源模块的输出端连接有一个多级隔离电路。本实用新型可以作为旋转变压器或自整角机等其它角位置检测传感器的信号处理模板，同时具备将处理后的信息进一步加工成符合ftOfibus-DPWANJODBUS RTU和工业以太网等协议包的功能，并将加工后的协议包通过相应的总线模式进行数据传输。因此，本实用新型集信号的采集、处理和数据高速高可靠性的传输为一体，更为方便的满足工业现场的不同需求。本实用新型概念新颖，技术超前，应用方便，具有实际推广使用价值，用户可应用本实用新型方便的对现有工业现场总线升级以及对新的设计作出解决方案。本实用新型的优点在于1 集正交正余弦角位信号采集、处理和传输为一体；2 使用灵活，接口丰富，满足工业现场多种总线并存的要求；3 通信速率高，满足工业控制实时性的要求；4 多种智能化高端接口集为一体，具备高兼容性；5 模板硬件全部采用军标芯片，具备高可靠性；6 电源采用多级隔离技术，有效的降低了噪声和发热等问题。


图1为本实用新型的智能化总线接口的多功能模板结构示意图< 图中
1.正交信号处理模块2.显示电路
3.开关电源模块4.多级隔离电路
5. DSP专用供电模块6. DSP控制模块7. Profibus-DP 接口 8. CAN总线接口 9. UART 接口 10. JTAG程序调试接口11.工业以太网接口 12. MODBUS 接口具体实施方式
以下结合附图1，对本实用新型进行较为详细的介绍。本实用新型提供一种智能化总线接口的多功能模板，所述的多功能模板包括正交信号处理模块1、LED显示电路2、开关电源模块3、多级隔离电路4、DSP专用供电模块5、 DSP控制模块6、Profibus-DP接口 7、CAN总线接口 8、UART接口 9、JTAG程序调试接口 10、 工业以太网接口 11、MODBUS接口 12，所述的DSP控制模块6采用芯片TMS320F2812型号， 通过内部集成的SPI串行数据总线与正交信号处理模块1相连，正交信号处理模块1用于采集旋转变压器或自整角机输出的正交模拟信号，并将所采集的正交模拟信号解码为数字量信号，然后将数字量信号送入DSP控制模块6。所述的正交模拟信号包括旋转变压器或自整角机输出的角位或速度信息。DSP控制模块6对数字量信号进一步处理，再将处理后的数据送入其他模块。所述的DSP控制模块上还连接有DSP专用供电模块5 Jrofibus-DP 接口 7、CAN总线接口 8、UART接口 9、JTAG程序调试接口 10、工业以太网接口 11和MODBUS 接口 12。所述的ibus-DP接口 7通过DSP的数据总线和地址总线与VPC3+C相连构成， Profibus-DP接口 7将DSP控制模块6输出的数据加工为符合ibus_DP总线协议的数据包，通过ftx)fibUS-DP接口 7总线将所述的数据包传送给信息的需求方。所述的工业以太网接口 11通过DSP的数据总线和地址总线与DM9000A芯片链接构成，该工业以太网接口 11采用MODBUS TCP通讯协议，完成通过工业以太网将DSP控制模块6输出的数据传输给需求方。通过DSP控制模块6集成的CAN总线控制器直接可以将采集到的信息加工为符合 CAN总线协议的数据包，并通过专用的CAN总线接口 8中的传输驱动芯片将数据传输给需求方。所述的MODBUS接口 12以DSP控制模块6为协议实现核心，物理层采用RS485接口，通过MODBUS总线将数据包传输给需求方。所述的开关电源模块3、多级隔离电路4和DSP专用供电模块5三部分构成了电源电路部分，其中的开关电源模块3以LM3256芯片为降压核心，将MVDC降为5VDC ；多级隔离电路4以B0505芯片为核心，5VDC输入5VDC输出，为除DSP控制模块6外的其它部分直接供电；DSP专用供电模块5以TPS767D318芯片为核心，将5VDC降为3. 3VDC和1. 8VDC, JA 而为DSP控制模块6供电。调试用JTAG程序调试接口 10主要是留给用户拓展使用以及将来的软件升级使用，通过该JTAG程序调试接口 10，可以重新编写DSP控制模块6的控制程序。UART接口 9用于连接上位PC机，通过该UART接口 9监控整个DSP控制模块6的运作情况；DSP控制模块6通过内部集成的MCBSP串行总线与LED显示电路2相连，LED显示模块2通过LED或IXD数码显示器显示速度、角度、位置信息和模板运行信息。
权利要求1.智能化总线接口的多功能模板，其特征在于主要包括正交信号处理模块、LED显示电路、DSP控制模块、Prof ibus-DP接口、CAN总线接口、工业以太网接口和MODBUS接口，以及为上述的多功能模板中各模块和接口供电的开关电源模块；所述的DSP控制模块通过内部集成的SPI串行数据总线与正交信号处理模块相连，通过内部集成的CAN总线控制器与CAN 总线接口连接，所述的ibus-DP接口连接DSP控制模块的数据总线和地址总线，所述的工业以太网接口通过DSP的数据总线和地址总线与DM9000A芯片链接构成，采用MODBUS TCP通讯协议；所述的LED显示模块通过DSP控制模块中集成的MCBSP串行总线与DSP控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的智能化总线接口的多功能模板，其特征在于还包括JTAG程序调试接口，所述的JTAG程序调试接口连接DSP控制模块。
3.根据权利要求1所述的智能化总线接口的多功能模板，其特征在于还包括UART接口，所述的UART接口连接在DSP控制模块与上位PC机之间。
4.根据权利要求1所述的智能化总线接口的多功能模板，其特征在于所述的MODBUS 接口以DSP控制模块为协议实现核心，物理层采用RS485接口，通过MODBUS总线将数据包传输给需求方。
5.根据权利要求1所述的智能化总线接口的多功能模板，其特征在于在所述的开关电源模块和DSP控制模块之间还设置有DSP专用供电模块。
6.根据权利要求1所述的智能化总线接口的多功能模板，其特征在于在所述的开关电源模块的输出端连接有一个多级隔离电路。
专利摘要本实用新型公开了一种智能化总线接口的多功能模板，主要包括正交信号处理模块、LED显示电路、DSP控制模块、Profibus-DP接口、CAN总线接口、工业以太网接口和MODBUS接口，以及为上述的多功能模板中各模块和接口供电的开关电源模块，通过正交信号处理模块采集、处理旋转变压器、自整角机输出的正交正余弦信号，并将其转换生成的数字量信息送入以DSP为核心的主处理部分；DSP主处理部分控制整个模板的工作。本实用新型为冶金，纺织，船舶，汽车等行业的工业现场提供了一种灵活的、多功能的、集信号采集、处理、智能监控、数据传输为一体化的产品。
文档编号G01B21/22GK201974184SQ20102054732
公开日2011年9月14日 申请日期2010年9月29日 优先权日2010年9月29日
发明者王敏, 邹凤欣, 高增雪 申请人:北京金自天正智能控制股份有限公司