本发明涉及电路领域，具体涉及一种用于机床控制的集成系统。
背景技术
在激光机床应用中，很多机床上的操作面板都会用到profibus协议电路，它主要是以单片机芯片为核心来控制profibus协议芯片实现数据通信，最终实现操作面板上的按键控制机床切割运行。
由于profibus协议电路比较特殊，对板上数字地与外界机床地的隔离要求非常高，所以对布线布局控制也非常严格。而profibus协议芯片引脚数量较多，与主控机的布线较为复杂，导致了整个电路设计的难度，经过统计，一般的激光机床操作面板使用该电路的设计时间约占整个电路的三分之一。例如，现在有几种不同型号的操作面板，每种型号的操作面板上都有相同的profibus协议电路，pcb设计人员在设计每一种不同型号操作面板时都需要对profibus协议电路进行重新设计，导致了设计工作的重复性；另外，若电路出现故障，操作人员需要对每个部件进行检测，方能找出故障位置，工作效率低。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种用于机床控制的集成系统，解决profibus协议电路和主控机布线复杂的问题。
为解决该技术问题，本发明提供一种用于机床控制的集成系统，包括电路主板，所述集成系统还包括arm控制模块以及与arm控制模块相互之间传输数据信息的profibus协议模块，所述arm控制模块连接profibus协议模块，并且，所述arm控制模块和profibus协议模块集成设置在电路主板上。
其中，较佳方案是：所述电路主板上设有多个用于与电路主板进行信号传输的连接端子，所述连接端子包括用于连接arm控制模块的arm控制端子，以及用于连接profibus协议模块的profibus协议端子。
其中，较佳方案是：所述集成系统还包括设在电路主板上并与外部io模块连接的24pin数据传输模块，所述连接端子包括用于连接24pin数据传输模块的24pin数据传输端子，所述24pin数据传输模块还分别与arm控制模块和profibus协议模块连接，并将io模块的数据分别传输到arm控制模块和profibus协议模块。
其中，较佳方案是：所述集成系统还包括设在电路主板上的电压转换模块，所述连接端子包括用于连接电压转换模块的电压转换端子，所述电压转换模块分别连接arm控制模块和24pin数据传输模块，所述io模块为24pin数据传输模块提供5v电压，所述24pin数据传输模块将5v电压传输到电压转换模块，所述电压转换模块将5v转换为3.3v，并传输到arm控制模块。
其中，较佳方案是：所述集成系统还包括设在电路主板上的电平转换模块，所述连接端子包括用于连接电平转换模块的电平转换端子，所述电平转换模块分别连接profibus协议模块和24pin数据传输模块，所述profibus协议模块将arm控制模块发送的数据信号转换为profibus数据信号，并将profibus数据信号发送到电平转换模块，所述电平转换模块将profibus数据信号转换为差分信号，并将差分信号发送到24pin数据传输模块。
其中，较佳方案是：所述集成系统还包括设在电路主板上的8m晶振模块以及48m晶振模块，所述连接端子包括用于连接8m晶振的8m晶振端子以及用于连接48m晶振模块的48m晶振端子，所述8m晶振模块连接arm控制模块，并为arm控制模块提供第一时钟信号，所述48m晶振模块连接profibus协议模块，并为profibus协议模块提供第二时钟信号。
其中，较佳方案是：所述集成系统还包括设在电路主板上的boot0上电自检模块，所述连接端子包括用于连接boot0上电自检模块的boot0上电自检端子，当所述boot0上电自检模块处于下拉状态时，进入工作模式。
其中，较佳方案是：所述集成系统还包括设在电路主板上的boot1上电自检模块，所述连接端子包括用于连接boot1上电自检模块的boot1上电自检端子，当所述boot1上电自检模块处于下拉状态时，进入工作模式；当所述boot1上电自检模块处于上拉状态时，进入串口下载模式。
其中，较佳方案是：所述集成系统还包括用于下载外部数据信息的串口烧录模块，所述连接端子包括用于连接串口烧录模块的串口烧录端子，所述串口烧录模块设在电路主板上。
其中，较佳方案是：所述集成系统还包括用于下载外部数据信息的jlink下载调试模块，所述连接端子包括用于连接jlink下载调试模块的jlink下载调试端子，所述jlink下载调试模块设在电路主板上。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过设计一种用于机床控制的集成系统，将arm控制模块和profibus协议模块集成设置在同一电路主控上，在机床上使用profibus协议电路时，只需直接将该集成系统插接在整个电路上，无需重新考虑接线问题，大大缩短了整个电路的设计时间；另外，在使用过程中若出现问题时，可直接对该集成系统进行替换，以实现快速排除问题的效果。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明集成系统的示意图；
图2是本发明集成系统的流程框图；
图3是本发明arm控制模块和profibus协议模块的原理图；
图4是本发明24pin数据传输模块的原理图；
图5是本发明电压转换模块的原理图；
图6是本发明电平转换模块的原理图；
图7是本发明复位模块的原理图；
图8是本发明boot0上电自检模块和boot1上电自检模块的原理图；
图9是本发明串口烧录模块的原理图；
图10是本发明jlink下载调试模块的原理图。
具体实施方式
现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。
如图1至图10所示，本发明提供一种用于机床控制的集成系统的优选实施例。
具体地，参考图1和图2，一种用于机床控制的集成系统，包括用于承载所有部件的电路主板100，所述集成系统还包括起着主控功能的arm控制模块1以及与arm控制模块1连接的profibus协议模块2，所述profibus协议模块2遵从profibus协议，可将数据信息转换为遵从profibus协议的数据信息，所述arm控制模块1和profibus协议模块2集成设置在电路主板100上，并且相互进行数据传输，即是实现双向数据传输。所述集成系统用于机床控制，而在机床控制上使用profibus协议模块2，常需要考虑如何与arm控制模块1布线，对此，所述集成系统将arm控制模块1和profibus协议模块2集成设置在同一电路主板100上，在不同型号上的机床产品上使用，只需要直接利用所述集成系统，即可实现profibus协议的数据传输；另外，所述集成系统单独设计成一通用的电路模块，在设计时，已将集成系统的体积压缩到最小，布局采用传统的四周延伸拓扑布线结构，最大程度的节省了外设io模块布局空间，实现了小型化设计，同时能直接供外围板卡调用，提高了外围板卡整个电路的设计效率。需要说明的是，上述的外设io模块即是常规的io电路板。
值得一提的是，profibus协议，是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准，profibus协议的传送速度可在9.6kbaud至12mbaud范围内选择且当总线系统启动时，所有连接到总线上的装置应该被设成相同的速度。profibus协议广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通电力等其他领域自动化，是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术，可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。
进一步地，参考图1，所述集成系统还包括螺丝孔13，在电路主板100的左上端和左下端各设有一个，所述螺丝孔13采用铜柱与外设io模块连接，主要起固定支撑作用，使用所述集成系统时，可以先根据所述集成系统的结构，即是根据开孔尺寸在电路主板100上预留相应的开孔位置。
其中，参考图1，所述arm控制模块1即是设在电路主板100上的arm单片机，所述profibus协议模块2即是设在电路主板100上的profibus协议芯片；参考图3，图3示出了arm控制模块1和profibus协议模块2的原理图，u2为arm控制模块1，u1为profibus协议模块2，所述arm控制模块1在整个电路中起到主控作用，h1和h2均为螺丝孔13，它与电路主板100上的pe地相连接,采用铜柱作为导体与另一块外设io模块共地。
再进一步地，参考图1，所述集成系统还包括与外部io模块连接的24pin数据传输模块3，所述24pin数据传输模块3即是呈相同间距排列的插针，所述24pin数据传输模块3还分别与arm控制模块1和profibus协议模块2连接，并将io模块的数据分别传输到arm控制模块1和profibus协议模块2。所述24pin数据传输模块3是唯一与外设io模块互联的接口，其功能引脚已经自定义，外设io模块与24pin数据传输模块3相互之间进行数据传输时，必须按照引脚功能定义来进行电路设计，与外设io模块对接时，我们一般设计成公针与母座对插方式，这样有利于在现场发生问题时对模块的快速替换。参考图4，图4示出了24pin数据传输模块3的原理图，可以看出，所述24pin数据传输模块3的引脚功能是特定的，外设io模块与24pin数据传输模块3相互之间进行数据传输时，必须遵循其引脚功能定义来进行设计。
具体地，参考图2，所述集成系统还包括电压转换模块4，所述电压转换模块4即是设在电路主板100上的电压转换芯片，所述电压转换模块4分别连接arm控制模块1和24pin数据传输模块3，所述io模块为24pin数据传输模块3提供5v电压，所述24pin数据传输模块3将5v电压传输到电压转换模块4，所述电压转换模块4将5v电压转换为3.3v电压，并将3.3v电压传输到arm控制模块1。参考图5，图5示出了电压转换模块4的原理图，u2的3脚为5v电源输入，4脚与2脚为3.3v电压输出，c20和c21均为滤波电容。
更具体地，参考图1，所述集成系统还包括电平转换模块5，所述电平转换模块5即是rs485电平转换芯片，所述电平转换模块5分别连接profibus协议模块2和24pin数据传输模块3，所述profibus协议模块2将arm控制模块1发送的数据信号转换为profibus数据信号，并将profibus数据信号发送到电平转换模块5，所述电平转换模块5将profibus数据信号转换为差分信号，并将差分信号发送到24pin数据传输模块3。参考图6，图6示出了电平转换模块5的原理图，c6和c8均为u3芯片电源供电的退耦电容，u3芯片的12脚和13脚为差分信号，信号为双向，其数据类型为半双工，10脚为数据使能信号。
进一步地，参考图1，所述集成系统还包括8m晶振模块6以及48m晶振模块7，所述8m晶振模块6即是8m石英晶振，所述48m晶振模块7即是48m石英晶振，所述8m晶振模块6连接arm控制模块1，并为arm控制模块1提供固定频率的第一时钟信号，所述48m晶振模块7连接profibus协议模块2，并为profibus协议模块2提供固定频率的第二时钟信号。
再进一步地，参考图1，所述集成系统还包括复位模块8，所述复位模块8即是设在电路主板100上的复位芯片，所述复位模块8连接arm控制模块1，所述复位模块8为arm控制模块1提供复位信号。参考图7，图7示出了复位模块8的原理图，采用电阻与电容串联方式，取中间连接点与arm控制模块1连接，上电后，电流经电阻向电容充电，达到特定充电时间后，电容电量充满，电压变化由低变高，从而实现复位功能。
更进一步地，参考图1，所述集成系统还包括boot0上电自检模块9，所述boot0上电自检模块9即是设在电路主板100上的boot0上电自检芯片，当所述boot0上电自检模块9处于下拉状态时，进入工作模式；亦或者，当所述boot0上电自检模块9处于上拉状态时，进入工作模式。所述集成系统还包括boot1上电自检模块10，所述boot1上电自检模块10即是设在电路主板100上的boot1上电自检芯片，当所述boot1上电自检模块10处于下拉状态时，进入工作模式；当所述boot1上电自检模块10处于上拉状态时，进入串口下载模式。图8示出了boot0上电自检模块9和boot1上电自检模块10的原理图，所述boot0上电自检模块9和boot1上电自检模块10用于检测电路主板100上的其他芯片是否正常运行。
其中，参考图1，所述集成系统还包括用于下载外部数据信息的串口烧录模块11，以及用于下载外部数据信息的jlink下载调试模块12，所述串口烧录模块11即是设在电路主板100上的串口烧录接口，所述jlink下载调试模块12即是设在电路主板100上的jlink下载调试接口。参考图9和图10，图9示出了串口烧录模块11的示意图，图10示出了jlink下载调试模块12的示意图，所述串口烧录模块11是为了批量生产烧录进行而预留的下载接口，所述jlink下载调试模块12是为了出厂前作为样机进行调试而预留的下载接口。
具体地，在此描述上述模块设在电路主板上的方式。所述电路主板上设有多个用于与电路主板100进行信号传输的连接端子，所述连接端子包括用于连接arm控制模块1的arm控制端子，用于连接profibus协议模块2的profibus协议端子，用于连接24pin数据传输模块3的24pin数据传输端子，用于连接电压转换模块4的电压转换端子，用于连接电平转换模块5的电平转换端子，用于连接8m晶振6的8m晶振端子以及用于连接48m晶振模块7的48m晶振端子，用于连接复位模块8的复位端子，用于连接boot0上电自检模块9的boot0上电自检端子，用于连接boot1上电自检模块10的boot1上电自检端子，用于连接串口烧录模块11的串口烧录端子，用于连接jlink下载调试模块12的jlink下载调试端子，通过端子实现上述模块设于电路主板上。
在本实施例中，参考图2，外部的io模块为24pin数据传输模块3提供固定的5v电源，所述24pin数据传输模块3将5v电源传输到电压转换模块4，所述电压转换模块4将5v转换为3.3v，并提供给arm控制模块1；有了电源供电后，所述arm控制模块1与profibus协议模块2实现数据互联，此时，所述8m晶振模块6还为arm控制模块1提供固定频率的第一时钟信号，所述复位模块8还为arm控制模块1提供复位信号；所述profibus协议模块2在接收到arm控制模块1传输的数据信息后，将数据信息转换为遵从profibus协议的数据信息，再通过电平转换模块5直连到24pin数据传输模块3上，再与外部的profibus协议主站端口连接，此时，所述48m晶振模块7还为profibus协议模块2提供固定频率的第二时钟信号；所述串口烧录模块11与jlink下载调试模块12均是软件程序烧录接口，与arm控制模块1连接后，在arm控制模块1的控制下，所述串口烧录模块11在集成系统批量生产时烧录使用，所述jlink下载调试模块12在样品调试时烧录使用。常规来说，所述arm控制模块1与profibus协议模块2之间线路相对密集且信号复杂，而两者的电路属于比较通用的核心控制电路，将此种复杂的电路合并绘制在一块单独的电路主板100上，通过预留自定义功能引脚的对外接口，直接可供外外设板卡对插使用，这种方法能直接提升外部模块pcb的设计效率，通用性也高，能够有效降低外设板卡进行pcb设计时emc(电磁兼容性)出错率；更主要的是，方便分析或排除问题，当集成系统出现问题时，可直接对集成系统进行替换，以达到快速排除问题的效果，无需对每一部件进行检查；以及，所述集成系统形成单独模块，有利于后期技术资料归档管理，以及减少资料升级电路升级频率；另外，通过合理布线布局将pcb布线空间压缩到最小，使用该集成系统的外设板卡提升了布线布局空间；并且，所述集成系统面积较小，在涂覆工业三防漆时，有利于移动摆放和风干，方便生产作业；同时，可以对该模块进行批量生产与管理，可以根据市场需要进行加工生产；而且，增强了技术图纸内容的保密性，不易泄露；通过将上述模块合并在一起，封装元件后进行使用，简化了外设板卡的设计难度。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本发明的保护范围内。