专利名称：基于PLCcore-CF54模块的模拟量输出板卡的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机车车辆的网络控制，尤其涉及一种基于PLCcore-CF54模 块的模拟量输出板卡。本板卡CAN总线应用层协议采用CANopen，可以作为遵 循CANopen协议的网络控制平台上的从设备。该板卡符合铁道行业标准TB/T 3021-2001《铁道机车车辆电子装置》。
背景技术：
控制器局域网CAN (Controller Area Network)是二十世纪八十年代初德国 Bosch公司为解决现代汽车中众多控制单元、测试仪器之间的实时数据交换而开 发的一种串行通信网络，是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN总线采用 双线差分信号、废除传统的站地址编码，采用多主方式工作、短帧结构和非破 坏性总线仲裁，保证了数据通信的高可靠性、实时性和灵活性。CAN总线具有 较高的性能价格比，它结构简单，CAN控制器在大量的微处理器中得到集成， 开发平台简单。
CANopen协议是基于CAN总线的一种高层协议，在欧洲应用较为广泛，适 合于电梯电气、越野汽车、航海电子、医疗电器、工程机械、铁路机车等领域， 目前很多欧洲城轨车、轻轨和地铁均采用CANopen协议。 发明内容
本实用新型的目的在于设计一种基于PLCcore-CF54模块的模拟量输出板 卡，该板卡具有CAN总线接口、 RS232接口和以太网接口，是具有CANopen 应用层协议的从设备，适合各种类型的铁路机车模拟量输出。
本实用新型的技术解决方案是这样实现的
一种基于PLCcore-CF54模块的模拟量输出板卡，包括由MAX3243构成的 RS232串口配置单元和RS232串行总线接口、工业以太网物理接口、 CAN总线 物理接口和PLCcore-CF54模块驱动缓冲接口，所述的RS232串口配置单元和 RS232串行总线接口、工业以太网物理接口、 CAN总线物理接口以及模拟量输出通道均通过PLCcore-CF54模块驱动缓冲接口实现；其中所述的串口配置单元 和串行总线接口，具有单片双串口功能，串口发送TxD0、TxDl连接到MAX3243 芯片的13和14脚T1IN、 T2IN，串口接收RxDO、 RxDl连接到芯片的18和19 脚RIOUT、 R20UT;所述的CAN总线物理接口由HCPL0661和PCA82C250 构成，CAN总线发送信号CAN一TxO经过74ABT04D缓冲驱动光耦输入3脚， 输出信号经过电阻连接到物理层芯片PCA82C250的1脚TXD，最终变成差分信 号驱动管脚7的CANH和管脚6的CANL;总线上的接收信号经过物理层芯片 变换成数字信号驱动4脚RXD， RXD输入连接光耦1脚，7脚输出送到缓冲芯 片，其特征在于所述的模拟量通过串行总线控制通道输出，串行时钟信号SCL 连接到MAX521芯片的7胆P，串行数据线SDA连接到MAX521的8脚，8路输 出通道分别连接到电流源运放输入管脚5上。
所述的模拟量输出通道由模数转换器MAX521和恒流源MC33078构成，模 数转换器将数字信号转换成电压信号，恒流源将电压信号转换成所需的恒流信 号，输出端加压敏电阻以利提高电流输出的可靠性。
与现有技术相比较，本实用新型的优点在于采用了 PLCcore-CF54模块作主 控芯片，以数模转换芯片MAX521和恒流源电路作模拟量输出通道，配置有 RS232, CAN物理接口，完成了正常的串口通讯和调试参数的配置，同时还具 备了较高的抗干扰能力。
本实用新型有7幅附图，其中 图l是本实用新型的结构框图。
图2是RS232物理接口电路图。
图3是以太网接口电路图。
图4是CAN总线物理接口电路图。
图5是模拟量输出电路图。
图6是PLCcore-CF54物理接口电气定义。
图7是PLCcore-CF54接口缓冲驱动设计电路图。
在图中l、 PLCcore-CF54模块，2、 PLCcore-CF54驱动缓冲接口 ， 3、模拟 量输出物理接口， 4、 CAN总线物理接口， 5、以太网接口， 6、 RS232物理接口。
具体实施方式
如图1 图7所示。 一种基于PLCcore-CF54模块的模拟量输出板卡，包括 RS232串口配置单元和RS232串行总线接口、工业以太网物理接口、 CAN总线 物理接口、模拟量输出和PLCcore-CF54模块驱动缓冲接口 。所述的RS232串口 配置单元和RS232串行总线接口、工业以太网物理接口、 CAN总线物理接口、 模拟量输出通道均通过PLCcore-CF54模块驱动缓冲接口实现；其中所述的串口 配置单元和串行总线接口，具有单片双串口功能，串口发送TxD0、 TxDl连接 到MAX3243芯片的13禾B 14脚T1IN、 T2IN，串口接收RxD0、 RxDl连接到芯 片的18和19脚RIOUT、 R20UT;所述的CAN总线物理接口由HCPL0661和 PCA82C250构成，CAN总线发送信号CAN—TxO经过74ABT04D缓冲驱动光耦 输入3脚，输出信号经过电阻连接到物理层芯片PCA82C250的1脚TXD，最终 变成差分信号驱动管脚7的CANH和管脚6的CANL;总线上的接收信号经过 物理层芯片变换成数字信号驱动4脚RXD， RXD输入连接光耦1脚，7脚输出 送到缓冲芯片，其特征在于所述的模拟量通过串行总线控制通道输出，串行时 钟信号SCL连接到MAX521芯片的7脚，串行数据线SDA连接到MAX521的 8脚，8路输出通道分别连接到电流源运放输入管脚5上。
作为一个实施例，该板卡包括两路RS232串行通信接口、 一个以太网通信 接口、 一路CAN总线通信接口和6路模拟量输出通道。 一路RS232串口配置以 太网IP地址、网关和子网掩码， 一路RS232串口用于配置网关应用层参数。以 太网用于下载应用层程序和以太网通信。所述模拟量输出板卡具有6通道模拟 量输出，每通道具有20mA电流输出。PLCcore-CF54模块能够进行复杂的运算 和逻辑处理功能，能满足高端CANopen从设备的应用需求。
权利要求1、一种基于PLCcore-CF54模块的模拟量输出板卡，包括由MAX3243构成的RS232串口配置单元和RS232串行总线接口、工业以太网物理接口、CAN总线物理接口和PLCcore-CF54模块驱动缓冲接口，所述的RS232串口配置单元和RS232串行总线接口、工业以太网物理接口、CAN总线物理接口以及模拟量输出通道均通过PLCcore-CF54模块驱动缓冲接口实现；其中所述的串口配置单元和串行总线接口，具有单片双串口功能，串口发送TxD0、TxD1连接到MAX3243芯片的13和14脚T1IN、T2IN，串口接收RxD0、RxD1连接到芯片的18和19脚R1OUT、R2OUT；所述的CAN总线物理接口由HCPL0661和PCA82C250构成，CAN总线发送信号CAN_Tx0经过74ABT04D缓冲驱动光耦输入3脚，输出信号经过电阻连接到物理层芯片PCA82C250的1脚TXD，最终变成差分信号驱动管脚7的CANH和管脚6的CANL；总线上的接收信号经过物理层芯片变换成数字信号驱动4脚RXD，RXD输入连接光耦1脚，7脚输出送到缓冲芯片，其特征在于所述的模拟量通过串行总线控制通道输出，串行时钟信号SCL连接到MAX521芯片的7脚，串行数据线SDA连接到MAX521的8脚，8路输出通道分别连接到电流源运放输入管脚5上。
2、 根据权利要求1所述的基于PLCcore-CF54模块的模拟量输出板卡，其 特征在于所述的模拟量输出通道由数模转换器MAX521和恒流源MC33078构 成，驱动能力+20mA，输出通道加压敏电阻以提高输出抗干扰能力。
专利摘要本实用新型公开了一种基于PLCcore-CF54模块的模拟量输出板卡，包括由MAX3243构成的RS232串口调试配置单元和RS232串行总线接口、工业以太网物理接口、CAN总线物理接口和PLCcore-CF54模块驱动缓冲接口，所述的RS232串口配置单元和RS232串行总线接口、工业以太网物理接口以及CAN总线物理接口均通过PLCcore-CF54模块驱动缓冲接口实现；所述的CAN总线物理接口由PCA82C250构成，其特征在于还包括模拟量输出通道，该通道由数模转换器MAX521和恒流源MC33078构成。该网关设计基于PLCcore-CF54模块，具有多种外设通讯接口，模块本身资源丰富，适宜在现场应用情况复杂，工作环境恶劣的机车网络系统中应用。
文档编号G05B19/05GK201255827SQ20082001524
公开日2009年6月10日 申请日期2008年8月26日 优先权日2008年8月26日
发明者王忠福 申请人:中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心