一种通讯转换系统的制作方法

一种通讯转换系统
【技术领域】
1.本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种通讯转换系统。


背景技术：

2.在现代工业控制中，上位机(例如计算机、微型电脑)和下位机(例如电机设备、传感器设备)之间的通信尤为重要，上位机需要给下位机发送控制指令或接受下位机发送上来的执行进程数据，但现在因控制下位机成本，网口通讯模块并不普及，取而代之的是控制器域网(controller area network，can)通讯模块。
3.目前，普通的上位机没有can通讯接口，只有网口通讯接口，并且在同类型系统设计中，一方面由于can通讯模块的带载能力小，节点数少，接口不足的问题，导致能控制的下位机的数量少并且会影响下位机的工作性能；另一方面由于网口通讯模块的电源模块设计缺陷问题，会导致上位机断连或上位机给下位机发送指令失败的问题，在生产中将造成重大损失。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供了一种通讯转换系统，用于通过将网口通讯转换为can通讯实现上位机和下位机之间的通信，提高通信的质量，并增加对下位机控制的数量，从而降低生产的损失。
5.第一方面，本实用新型提供了一种通讯转换系统，所述系统包括用于下发控制信号的上位机；用于将所述上位机发送的控制信号转换为串行信号的百兆网口通讯模块，所述百兆网口通讯模块和所述上位机通过百兆网口连接，所述百兆网口通讯模块包括百兆网口通讯芯片和网口驱动电路；用于将所述百兆网口通讯模块发送的串行信号转换为控制器域网can信号的主控模块，所述主控模块和所述百兆网口通讯模块通过串行外设接口连接，所述主控模块包括单片机和主控配置电路；用于接收所述主控模块发送的can信号的can通讯模块，所述can通讯模块和所述主控模块连接，所述can通讯模块包括第一can通讯模块和第二can通讯模块；用于接收所述can通讯模块发送的can信号的下位机，所述下位机和所述can通讯模块通过can总线连接；所述can通讯模块接收下位机发送的执行进程数据，并将所述执行进程数据发送给所述主控模块。
6.可选地，所述系统还包括用于提供电源的供电模块和用于功能性指示的指示模块，所述指示模块和百兆网口通讯模块连接；其中，所述指示模块包括连接状态指示、传输速度指示和传输方式指示。
7.可选地，所述供电模块包括第一电源转换电路，所述第一电源转换电路包括第一供电电源vcc1、保险丝f1、第一磁珠l1、第二磁珠l2、第三电感l3、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第一有极电容e1、开关电源降压稳压器u1、第二电阻r2、第三电阻r3和第二二极管d2；
8.所述保险丝f1的一端和所述第一供电电源vcc1的输出端连接，所述保险丝f1的另
一端和所述第一磁珠l1的一端连接，所述第一磁珠l1的另一端和所述开关电源降压稳压器u1的vin引脚连接；所述第二电容c2的一端连接于所述第一磁珠l1和开关电源降压稳压器u1的公共端，所述第二电容c2的另一端接地；所述第三电容c3的一端连接于所述第一磁珠l1和开关电源降压稳压器u1的公共端，所述第三电容c3的另一端接地；所述第一电容c1的一端和所述开关电源降压稳压器u1的boot引脚连接，所述第一电容c1的另一端和所述第三电感l3的一端连接，所述第三电感l3的另一端和所述第二磁珠l2的一端连接，所述第二磁珠l2的另一端输出5伏特(v)电压；所述第二电阻r2的一端和所述第二磁珠l2输出5v电压的一端连接，所述第二电阻r2的另一端和所述开关电源降压稳压器u1的vsns引脚连接；所述第三电阻r3的一端连接于所述第二电阻r2和所述开关电源降压稳压器u1的公共端，所述第三电阻r3的另一端接地；所述第二二极管d2的负极连接于所述第一电容c1和第三电感l3的公共端，所述第二二极管d2的正极接地；所述开关电源降压稳压器u1的ph引脚和所述第二二极管d2的负极连接；所述第一有极电容e1的正极连接于所述第二磁珠l2和第三电感l3的公共端，所述第一有极电容e1的负极接地。
9.可选地，所述第一电源转换电路还包括第一电阻r1和第一发光二极管d1；
10.所述第一电阻r1的一端接入所述第二磁珠l2的一端输出的5v电压，所述第一电阻r1的另一端和所述第一发光二极管d1的正极连接，所述第一发光二极管d1的负极接地。
11.可选地，所述供电模块还包括第二电源转换电路，所述第二电源转换电路包括第二供电电源vcc2、第四磁珠l4、第五磁珠l5、第四电容c4、第五电容c5、第二有极电容e2、第三有极电容e3和低压差线性稳压器v1；
12.所述第四磁珠l4的一端和所述第二供电电源vcc2的输出端连接，所述第四磁珠l4的另一端和所述低压差线性稳压器v1的vin引脚连接；所述第三有极电容e3的正极连接于所述第四磁珠l4和低压差线性稳压器v1的公共端，所述第三有极电容e3的负极接地；所述第四电容c4的一端连接于所述第四磁珠l4和低压差线性稳压器v1的公共端，所述第四电容c4的另一端接地；所述第五磁珠l5的一端和所述低压差线性稳压器v1的vout引脚连接，所述第五磁珠l5的另一端输出3.3v电压；所述第五电容c5的一端连接于所述第五磁珠l5和低压差线性稳压器v1的公共端，所述第五电容c5的另一端接地；所述第二有极电容e2的正极连接于所述第五磁珠l5和低压差线性稳压器v1的公共端，所述第二有极电容e2的负极接地。
13.可选地，所述第二电源转换电路还包括第四电阻r4和第三发光二极管d3；
14.所述第四电阻r4的一端接入所述第五磁珠l5的一端输出的3.3v电压，所述第四电阻r4的另一端和所述第三发光二极管d3的正极连接，所述第三发光二极管d3的负极接地。
15.可选地，所述第一can通讯模块包括第一can驱动电路，所述第一can驱动电路包括第二供电电源vcc2、第五电阻r5、第六电阻r6和第一can驱动芯片u2；
16.所述第五电阻r5的一端和所述第二供电电源vcc2的输出端连接，所述第五电阻r5的另一端和所述can驱动芯片u2的txd引脚连接；所述第六电阻r6的一端和所述第二供电电源vcc2的输出端连接，所述第六电阻r6的另一端和所述can驱动芯片u2的rxd引脚连接，所述can驱动芯片u2的s引脚和gnd引脚分别接地，所述can驱动芯片u2的vcc引脚和所述第二供电电源vcc2的输出端连接。
17.可选地，所述第一can通讯模块还包括第一can去耦电路；所述第一can去耦电路包
括第二供电电源vcc2、第四有极电容e4和第六电容c6；
18.所述第四有极电容e4的正极和所述第二供电电源vcc2的输出端连接，所述第四有极电容e4的负极接地；所述第六电容c6的一端连接于所述第四有极电容e4和第二供电电源vcc2的公共端，所述第六电容c6的另一端接地。
19.可选地，所述百兆网口通讯芯片的型号为w5100s。
20.可选地，所述can驱动芯片u2的型号为tja1050t。
21.本实用新型提供的技术方案中，该系统包括用于下发控制信号的上位机；用于将上位机发送的控制信号转换为串行信号的百兆网口通讯模块，百兆网口通讯模块和上位机通过百兆网口连接，百兆网口通讯模块包括百兆网口通讯芯片和网口驱动电路；用于将百兆网口通讯模块发送的串行信号转换为can信号的主控模块，主控模块和百兆网口通讯模块通过串行外设接口连接，主控模块包括单片机和主控配置电路；用于接收主控模块发送的can信号的can通讯模块，can通讯模块和主控模块连接，can通讯模块包括第一can通讯模块和第二can通讯模块；用于接收can通讯模块发送的can信号的下位机，下位机和can通讯模块通过can总线连接，can通讯模块接收下位机发送的执行进程数据，并将执行进程数据发送给主控模块，通过将网口通讯转换为can通讯实现了上位机和下位机之间的通信，提高了通信的质量，并且通过同时搭载了第一can通讯模块和第二can通讯模块，增加了对下位机控制的数量，提升了系统的带载能力，从而降低了生产的损失。
【附图说明】
22.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
23.图1为本实用新型提供的一种通讯转换系统的结构示意图；
24.图2为本实用新型提供的主控模块的电路原理图；
25.图3为本实用新型提供的第一电源转换电路的电路原理图；
26.图4为本实用新型提供的第二电源转换电路的电路原理图；
27.图5为本实用新型提供的第一can驱动电路的电路原理图；
28.图6为本实用新型提供的第一can去耦电路的电路原理图；
29.图7为本实用新型提供的第二can驱动电路的电路原理图；
30.图8为本实用新型提供的第二can去耦电路的电路原理图。
【具体实施方式】
31.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施
例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.在本实用新型中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
34.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，甲和/或乙，可以表示：单独存在甲，同时存在甲和乙，单独存在乙这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
35.取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
36.图1为本实用新型提供的一种通讯转换系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：用于下发控制信号的上位机1；用于将上位机1发送的控制信号转换为串行信号的百兆网口通讯模块3，百兆网口通讯模块3和上位机1通过百兆网口2连接，百兆网口通讯模块3包括百兆网口通讯芯片31和网口驱动电路32；用于将百兆网口通讯模块3发送的串行信号转换为can信号的主控模块5，主控模块5和百兆网口通讯模块3通过串行外设接口4连接，主控模块5包括单片机51和主控配置电路52；用于接收主控模块5发送的can信号的can通讯模块6，can通讯模块6和主控模块5连接，can通讯模块6包括第一can通讯模块61和第二can通讯模块62；用于接收can通讯模块6发送的can信号的下位机8，下位机8和can通讯模块6通过can总线7连接；can通讯模块6接收下位机8发送的执行进程数据，并将执行进程数据发送给主控模块5。
37.本实用新型中，第一can通讯模块61和第二can通讯模块62分别对外引出两个接口，增加了对下位机控制的数量，实现了上位机和多组下位机进行通讯的功能，避免了对外接口数不足的问题，提升了系统的带载能力。
38.图2为本实用新型提供的主控模块的电路原理图，如图2所示，主控模块增加了去耦电容和旁路电容，提升了该系统的抗干扰能力。
39.本实用新型中，该系统还包括用于提供电源的供电模块9和用于功能性指示的指示模块10，指示模块10和百兆网口通讯模块3连接；其中，指示模块10包括连接状态指示101、传输速度指示102和传输方式指示103。
40.本实用新型中，该系统中的指示模块10为用户带来了良好的使用体验。
41.图3为本实用新型提供的第一电源转换电路的电路原理图，如图3所示，供电模块9包括第一电源转换电路，第一电源转换电路包括第一供电电源vcc1、保险丝f1、第一磁珠l1、第二磁珠l2、第三电感l3、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第一有极电容e1、开关电源降压稳压器u1、第二电阻r2、第三电阻r3和第二二极管d2。
42.保险丝f1的一端和第一供电电源vcc1的输出端连接，保险丝f1的另一端和第一磁珠l1的一端连接，第一磁珠l1的另一端和开关电源降压稳压器u1的vin引脚连接；第二电容c2的一端连接于第一磁珠l1和开关电源降压稳压器u1的公共端，第二电容c2的另一端接地；第三电容c3的一端连接于第一磁珠l1和开关电源降压稳压器u1的公共端，第三电容c3
的另一端接地；第一电容c1的一端和开关电源降压稳压器u1的boot引脚连接，第一电容c1的另一端和第三电感l3的一端连接，第三电感l3的另一端和第二磁珠l2的一端连接，第二磁珠l2的另一端输出5伏特(v)电压；第二电阻r2的一端和第二磁珠l2输出5v电压的一端连接，第二电阻r2的另一端和开关电源降压稳压器u1的vsns引脚连接；第三电阻r3的一端连接于第二电阻r2和开关电源降压稳压器u1的公共端，第三电阻r3的另一端接地；第二二极管d2的负极连接于第一电容c1和第三电感l3的公共端，第二二极管d2的正极接地；开关电源降压稳压器u1的ph引脚和第二二极管d2的负极连接；第一有极电容e1的正极连接于第二磁珠l2和第三电感l3的公共端，第一有极电容e1的负极接地。
43.本实用新型中，第一电源转换电路还包括第一电阻(r1)和第一发光二极管d1。
44.第一电阻r1的一端接入第二磁珠l2的一端输出的5v电压，第一电阻r1的另一端和第一发光二极管d1的正极连接，第一发光二极管d1的负极接地。
45.图4为本实用新型提供的第二电源转换电路的电路原理图，如图4所示，供电模块9还包括第二电源转换电路，第二电源转换电路包括第二供电电源vcc2、第四磁珠l4、第五磁珠l5、第四电容c4、第五电容c5、第二有极电容e2、第三有极电容e3和低压差线性稳压器v1。
46.第四磁珠l4的一端和第二供电电源vcc2的输出端连接，第四磁珠l4的另一端和低压差线性稳压器v1的vin引脚连接；第三有极电容e3的正极连接于第四磁珠l4和低压差线性稳压器v1的公共端，第三有极电容e3的负极接地；第四电容c4的一端连接于第四磁珠l4和低压差线性稳压器v1的公共端，第四电容c4的另一端接地；第五磁珠l5的一端和低压差线性稳压器v1的vout引脚连接，第五磁珠l5的另一端输出3.3v电压；第五电容c5的一端连接于第五磁珠l5和低压差线性稳压器v1的公共端，第五电容c5的另一端接地；第二有极电容e2的正极连接于第五磁珠l5和低压差线性稳压器v1的公共端，第二有极电容e2的负极接地。
47.本实用新型中，第二电源转换电路还包括第四电阻r4和第三发光二极管d3。
48.第四电阻r4的一端接入第五磁珠l5的一端输出的3.3v电压，第四电阻r4的另一端和第三发光二极管d3的正极连接，第三发光二极管d3的负极接地。
49.本实用新型中，供电模块采用了低压差线性稳压器为主的电路设计，在为该系统提供电源的同时，保证了百兆网口通讯模块的工作性能，从而提升了通讯转换系统整体的工作性能。
50.图5为本实用新型提供的第一can驱动电路的电路原理图，如图5所示，第一can通讯模块61包括第一can驱动电路，第一can驱动电路包括第二供电电源vcc2、第五电阻r5、第六电阻r6和第一can驱动芯片u2。
51.第五电阻r5的一端和第二供电电源vcc2的输出端连接，第五电阻r5的另一端和can驱动芯片u2的txd引脚连接；第六电阻r6的一端和第二供电电源vcc2的输出端连接，第六电阻r6的另一端和can驱动芯片u2的rxd引脚连接，can驱动芯片u2的s引脚和gnd引脚分别接地，can驱动芯片u2的vcc引脚和第二供电电源vcc2的输出端连接。
52.图6为本实用新型提供的第一can去耦电路的电路原理图，如图6所示，第一can通讯模块61还包括第一can去耦电路；第一can去耦电路包括第二供电电源vcc2、第四有极电容e4和第六电容c6。
53.第四有极电容e4的正极和第二供电电源vcc2的输出端连接，第四有极电容e4的负
极接地；第六电容c6的一端连接于第四有极电容e4和第二供电电源vcc2的公共端，第六电容c6的另一端接地。
54.图7为本实用新型提供的第二can驱动电路的电路原理图，如图7所示，第二can通讯模块62包括第二can驱动电路，第二can驱动电路包括第二供电电源vcc2、第七电阻r7、第八电阻r8和第二can驱动芯片u3。
55.第七电阻r7的一端和第二供电电源vcc2的输出端连接，第七电阻r7的另一端和第二can驱动芯片u3的txd引脚连接；第八电阻r8的一端和第二供电电源vcc2的输出端连接，第八电阻r8的另一端和第二can驱动芯片u3的rxd引脚连接，第二can驱动芯片u3的s引脚和gnd引脚分别接地，第二can驱动芯片u3的vcc引脚和第二供电电源vcc2的输出端连接。
56.图8为本实用新型提供的第二can去耦电路的电路原理图，如图8所示，第二can通讯模块62还包括第二can去耦电路；第二can去耦电路包括第二供电电源vcc2、第五有极电容e5和第七电容c7。
57.第五有极电容e5的正极和第二供电电源vcc2的输出端连接，第五有极电容e5的负极接地；第七电容c7的一端连接于第五有极电容e5和第二供电电源vcc2的公共端，第七电容c7的另一端接地。
58.本实用新型中，第一can去耦电路和第二can去耦电路有效的保证了can通讯模块的工作性能。
59.本实用新型中，can驱动芯片u2的型号为tja1050t。
60.本实用新型中，can通讯模块6的设计属于兼容式设计，若后期需要对can驱动芯片u2进行替换，此时并不需要更换pcb，缩短了开发周期，并且降低了成本。
61.本实用新型中，百兆网口通讯芯片的型号为w5100s。
62.本实用新型中，单片机的型号为stm32f207vct6vtr。
63.本实用新型中，第一供电电源vcc1提供24v电压；第二供电电源vcc2提供5v电压。
64.本实用新型中，第一磁珠l1、第二磁珠l2、第四磁珠l4和第五磁珠l5的型号均为cbw201209u310。
65.本实用新型中，在印制电路板(printed circuit board，pcb)布局上采用大面积敷铜的方式减少外部对该系统的电磁干扰，极大地提升了该系统的电磁兼容性。
66.本实用新型提供的通讯转换系统的技术方案中，该系统包括用于下发控制信号的上位机；用于将上位机发送的控制信号转换为串行信号的百兆网口通讯模块，百兆网口通讯模块和上位机通过百兆网口连接，百兆网口通讯模块包括百兆网口通讯芯片和网口驱动电路；用于将百兆网口通讯模块发送的串行信号转换为can信号的主控模块，主控模块和百兆网口通讯模块通过串行外设接口连接，主控模块包括单片机和主控配置电路；用于接收主控模块发送的can信号的can通讯模块，can通讯模块和主控模块连接，can通讯模块包括第一can通讯模块和第二can通讯模块；用于接收can通讯模块发送的can信号的下位机，下位机和can通讯模块通过can总线连接，can通讯模块接收下位机发送的执行进程数据，并将执行进程数据发送给主控模块，通过将网口通讯转换为can通讯实现了上位机和下位机之间的通信，提高了通信的质量，并且通过同时搭载了第一can通讯模块和第二can通讯模块，增加了对下位机控制的数量，提升了系统的带载能力，从而降低了生产的损失。
67.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示
例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
68.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
69.取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
70.在本实用新型所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
71.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。