一种sercos或can总线接口卡的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种SERCOS/CAN总线接口卡，包括：本体、控制器、SERCOS总线控制器、光纤发送器、光纤接收器、CAN总线控制器、CAN总线收发器、USB接口和电源。本实用新型将DSP控制技术、SERCOS光纤总线技术、CAN总线技术和USB接口技术融合在一起，构造了一种高速、高精度的总线转USB的接口卡，几乎能够与所有PC或带有USB接口的运动控制器相连，提高了通讯系统的通用性和开放。
【专利说明】一种SERCOS或CAN总线接口卡
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及数控领域，具体涉及一种SERCOS或CAN总线和上位机的接口卡。【背景技术】
[0002]目前，伺服系统中现场总线控制技术使用得越来越多，利用SERCOS或CAN总线技术构成的网络化伺服系统能实现较高的调节精度，具有较高的可靠性和信号再现能力。上位机将主站控制指令数据通过SERCOS或CAN总线发送到各个伺服从站驱动器，伺服从站接收命令并完成全部控制任务，再将伺服电报周期性地反馈回给主站同步运动控制器。
[0003]通常主站所用的总线接口卡一般是通过PCI总线和上位机进行通信，但是PCI总线由于其架构本身有很多缺陷:(1)可扩展性差=PCI总线结构限制了其挂接设备的数量；
(2)安全性差:由于设备共享总线，系统难以区分不同数据流；(3)容错性差:当总线设备发生故障时，对故障设备的隔离和定位非常困难，任何单个连接点的错误都可能导致整个系统的崩溃；(4)系统整体I/O吞吐量较低:这种基于共享总线的I/O结构中，所有设备共享单一总线带宽，造成外设越多，可用带宽就越少，从而带来更为严重的系统I/O瓶颈；同时大量的引脚数目也带来了电气特性和机械特性问题，使得PCI空间、信号频率以及传输距离都受到了很大制约。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于DSP控制技术、SERCOS光纤总线技术、CAN总线技术和USB接口技术的高速、高精度的总线转USB接口卡。
[0005]本实用新型的目的是提供一种SERCOS或CAN总线接口卡，包括本体、DSP控制器、SERCOS总线控制器、光纤发送器、光纤接收器、CAN总线控制器、CAN总线收发器、USB接口和电源，SERCOS总线控制器和CAN总线控制器以及USB接口连接在DSP控制器上，光纤发送器、光纤接收器连接在SERCOS总线控制器上，CAN总线收发器连接在CAN总线控制器上。
[0006]进一步改进在于:所述DSP控制器采用TMS320LF2407控制器来实现总线控制器SERCOS总线控制器/或CAN总线控制器的初始化，完成各种数据格式之间的转换。
[0007]进一步改进在于:所述USB接口为USB1.1的传输速度为12Mbit/s高速接口，用于连接上位机和DSP控制器，接受上位机的控制命令并反馈总线上接收的运行状态。
[0008]进一步改进在于:所述电源是通过电平转换芯片转换后输出3.3V和5V的直流电源分别供给上述各个部分使用。
[0009]进一步改进在于:所述CAN总线控制器包括一块CAN总线控制控制器SJA1000及其一些外围电路，由SJA1000芯片驱动CAN总线收发器接收和发送数据信息；驱动CAN总线收发器实现总线的通讯；CAN总线收发器采用PCA82C250T控制器，实现与CAN总线上数据的发送和接受。
[0010]进一步改进在于:所述SERCOS总线控制器包括一块SERCOS总线控制器SERC0N816及其一些外围电路，由SERC0N816控制器驱动光纤发送器发送控制指令信息，通过光纤接收器接收反馈数据信息。
[0011]进一步改进在于:所述光纤发送器为HFBR-1506AMZ发送器，光纤接收器为HFBR-1506AMZ接收器，二者均带有F-SMA标准螺纹接头，可与光纤传输线连接。
[0012]本实用新型的有益效果:本实用新型将DSP控制技术、SERCOS光纤总线技术、CAN总线技术和USB总线技术融合在一起，构造了一种高速、高精度的总线转USB接口卡；本实用新型使得SERC0S/CAN总线几乎能够与所有PC或带有USB接口的运动控制器相连，提高了通讯系统的通用性和开放性；本实用新型加入USB接口模块，使PC机可以通过USB通讯中断的方式向DSP处理器发送运动控制指令，DSP也可以以中断方式向PC发送反馈状态数据，满足了控制实时性的要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的结构示意图。
[0014]图2为本实用新型实施例中控制器和SERC0N816控制器的连接示意图。
[0015]图3为本实用新型实施例中控制器和SJA1000控制器的连接示意图。
[0016]其中:1-本体，2-DSP控制器，3-SERC0S总线控制器，4-CAN总线控制器，5_光纤发送器，6-光纤接收器，7- CAN总线收发器，8- USB接口，9-电源。
【具体实施方式】
[0017]为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例对本实用新型作进一步详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。
[0018]如图1所示，本实施例提供一种SERCOS或CAN总线接口卡，包括:本体1、DSP控制器2、SERCOS总线控制器3、光纤发送器5、光纤接收器6、CAN总线控制器4、CAN总线收发器7、USB接口 8和电源9 ；SERCOS总线控制器3通过光纤发送器5和光纤接受器6负责SERCOS光纤环路上的数据传输；CAN总线控制器4通过CAN总线收发器7负责CAN总线上的数据传输，DSP控制器2将SERC0S/CAN总线控制器接收到的数据进行处理，转换成USB数据格式，通过USB接口传送至上位机；上位机也可通过USB接口 8向DSP芯片发送控制指令，DSP控制器2进行处理后，转换成总线数据格式，通过SERC0S/CAN总线控制器传送至各个伺服从站，从而完成运动控制。
[0019]本实施例中，DSP控制器2是整个通信系统的控制载体，实现总线控制器SERCOS/CAN的初始化，完成各种数据格式之间的转换。所述的DSP控制器2采用TMS320LF2407控制器。
[0020]本实施例中，USB接口 8用于和上位机进行通讯，包括接受控制命令和反馈运行状态，采用USB1.1高速接口，传输速度为12Mbit/s。
[0021]本实施例中，电源9采用LMl 117电平转换芯片转换得到5V和3.3V的直流电源供给各个部分使用。
[0022]本实施例中，SERCOS总线控制器3采用SERC0N816控制器，SERC0N816是第二代SERCOS总线控制器，驱动光纤发送、光纤接受实现总线的通讯。
[0023]本实施例中，CAN总线控制器4采用SJA1000控制器，驱动CAN总线收发器实现总线的通讯。[0024]本实施例中，所述的光纤收发器分别采用HFBR-1506AMZ (发送器)HFBR-1506AMZ(接收器)，二者均带有F-SMA标准螺纹接头，可与光纤传输线连接，SERC0N816控制器提供了 6个输出引脚，可通过设置控制寄存器的相应位，控制同时使用的输出线数量，从而控制输出的光能量。当传输距离较远时，应使用较强的光能量，避免光信号失真。通过光纤收发器，实现了主站与从站的通讯连接。
[0025]本实施例中，所述的CAN总线收发器7采用PCA82C250T控制器，实现与CAN总线上数据的发送和接受。
[0026]如图2所示，为本实用新型实施例中DSP控制器2和SERC0N816芯片的连接示意图，DSP控制器2通过控制总线、地址总线和数据总线对SERC0N816总线控制器进行操作，并响应来自SERC0N816的中断信号。控制总线包括片选信号CS2、读写控制信号RDN和WRN以及复位信号RSTN ;地址总线包括13根地址线A0-A12 ;数据总线包括16根数据线D0-D15 ；中断信号INTO通过中断连接到DSP控制器上，DSP控制器2可以及时响应中断，满足了控制实时性的要求。
[0027]如图3所示，为本实用新型实施例中DSP控制器2和SJA1000控制器的连接示意图，SJA1000的AD0-AD7连接到DSP的10PB0-10PB7，通过DSP的PB 口交换数据。读允许输入端(RD)接DSP的10PA3，:写允许端(WR)接DSP的10PA2，地址选通输入脚(ALE)接DSP的IOPAl，片选端CS接DSP的IOPAO端，INT脚接DSP的XINT2，由DSP控制器控制SJA1000的各个控制引脚。
[0028]以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本实用新型原理的技术方案均属于本实用新型的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理的前提下进行的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种SERCOS或CAN总线接口卡，包括本体(I)，DSP控制器(2)，其特征在于:所述DSP控制器(2)设置在本体(I)的中间，并且分别连接有SERCOS总线控制器(3)和CAN总线控制器(4);SERC0S总线控制器(3)连接有光纤发送器(5)和光纤接收器(6);CAN总线控制器(3)连接有CAN总线收发器(7);所述DSP控制器(2)还连接有USB接口(8);所述本体(I)上位于DSP控制器(2 )下方还设置有电源(9 )。
2.如权利要求1所述一种SERCOS或CAN总线接口卡，其特征在于:所述DSP控制器(2)采用TMS320LF2407控制器。
3.如权利要求1所述一种SERCOS或CAN总线接口卡，其特征在于:所述USB接口(8)采用USB1.1高速接口，传输速度为12Mbit/s。
4.如权利要求1所述一种SERCOS或CAN总线接口卡，其特征在于:所述电源(9)采用LMl 117电平转换芯片。
5.如权利要求1所述一种SERCOS或CAN总线接口卡，其特征在于:所述CAN总线控制器(4)采用SJA1000控制器，CAN总线收发器(7)采用PCA82C250T控制器。
6.如权利要求1所述一种SERCOS或CAN总线接口卡，其特征在于:所述SERCOS总线控制器(3)采用SERC0N816控制器，SERC0N816控制器设置有6个输出引脚。
7.如权利要求1所述一种SERCOS或CAN总线接口卡，其特征在于:所述光纤发送器(5)采用HFBR-1506AMZ发送器，光纤接收器(6)采用HFBR-1506AMZ接收器。
【文档编号】G05B19/418GK203761420SQ201420121249
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日
【发明者】陈孟元, 曹龙, 金沁, 陶明, 谢义建, 朱枫, 汪鹏, 吕亚运, 章颖怡 申请人:安徽工程大学