一种基于总线式通讯的数控系统的制作方法

本实用新型涉及一种数控系统，具体涉及一种基于总线式通讯的数控系统，属于电学技术领域。

背景技术：

传统的数控系统都是通过发送脉冲信号来控制伺服电机的转角和速度的，当伺服电机的速度要求比较高时，需要发送脉冲信号的频率就比较高，而一般接收脉冲信号的元件有最高接收频率限制，所以很难提高伺服电机的速度，并且在接收脉冲信号的过程中脉冲信号容易丢步，抗干扰性差，另外，由于脉冲信号发送和接收都存在有一定的延时，所以同步性能也比较差。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于总线式通讯的数控系统。

为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：

一种基于总线式通讯的数控系统，其特征在于，包括：主控CPU单元、总线通讯芯片单元和总线物理层通讯单元，其中：

前述主控CPU单元通过数据总线与总线通讯芯片单元连接，数据总线采用并行的形式，总线协议为Mechatrolink-II；

前述总线通讯芯片单元采用专用的通讯芯片JL-098B，通讯芯片JL-098B将主控CPU单元写入的数据打包成数据帧结构，通过TXD引脚把数据串行的发送给总线物理层通讯单元，同时通过RXD引脚接收总线物理层通讯单元的数据并保存在寄存器中；

前述总线物理层通讯单元包含：485通讯芯片U3、滤波电感L1、变压器T1和插头CN1，其中，485通讯芯片U3通过TXD引脚、RXD引脚和TXEN引脚与通讯芯片JL-098B连接，485通讯芯片U3将TTL电平的数据转换成差分信号，差分信号经滤波电感L1滤波后接至变压器T1，变压器T1将信号调制成所需电压的电信号，调制后的电信号经插头CN1发送出去。

前述的基于总线式通讯的数控系统，其特征在于，前述主控CPU单元所采用的CPU的型号为S3C2416X。

前述的基于总线式通讯的数控系统，其特征在于，前述总线物理层通讯单元所采用的485通讯芯片U3的型号为SN65HVD05D。

前述的基于总线式通讯的数控系统，其特征在于，前述总线物理层通讯单元还包含：电阻R1，电阻R1并联在插头CN1的A2脚与A3脚之间。

前述的基于总线式通讯的数控系统，其特征在于，前述总线物理层通讯单元还包含：电容C2，电容C2的一端与变压器T1的2脚和7脚连接，另一端与插头CN1的A4脚和B4脚连接。

前述的基于总线式通讯的数控系统，其特征在于，前述总线物理层通讯单元还包含：电容C3，电容C3的一端与插头CN1的外壳连接，另一端与GND连接。

本实用新型的有益之处在于：

(1)使用总线通讯，直接发送数据给伺服单元，不存在脉冲频率限制、脉冲丢失、抗干扰性能差等问题；

(2)总线具有协议简单、容错能力强、安全性好等特点，不仅能使系统与伺服单元之间高速传输大量数据，满足高精高速的加工要求，而且能简化系统，便于扩展；

(3)通过总线通讯，数控系统可以读取每个伺服单元的工作状态，并实时的在显示屏上显示出来，让用户能更直观的了解设备的运转情况。

附图说明

图1是本实用新型的基于总线式通讯的数控系统的电路图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。

参照图1，本实用新型的数控系统是基于总线式通讯设计而成的，其包括：主控CPU单元、总线通讯芯片单元和总线物理层通讯单元。

下面我们分别详细介绍上述三个单元。

一、主控CPU单元

主控CPU单元通过数据总线与总线通讯芯片单元连接，数据总线采用并行的形式，主控CPU单元可以对总线通讯芯片单元进行高速的读写，总线协议为Mechatrolink-II。

作为一种优选的方案，主控CPU单元所采用的CPU的型号为S3C2416X。

二、总线通讯芯片单元

由于主控CPU单元与总线通讯芯片单元之间采用的总线协议是Mechatrolink-II，所以总线通讯芯片单元采用专用的通讯芯片JL-098B。

CPU数据总线的地址信号ADDR0至ADDR16连接至通讯芯片JL-098B的CA0至CA16，CPU的数据信号RDAT0至RDAT15连接至通讯芯片JL-098B的CD0至CD15，CPU的写使能nRWE接至通讯芯片JL-098B的nRWE，CPU的读使能nROE接至通讯芯片JL-098B的nROE，CPU的片选信号nRCS3接至通讯芯片JL-098B的nRCS，CPU的等待信号nWAIT接至通讯芯片JL-098B的nWAIT，CPU的EINT8接至通讯芯片JL-098B的INT1。

通讯芯片JL-098B将主控CPU单元写入的位置信息等数据打包成数据帧结构，通过TXD引脚把数据串行的发送给总线物理层通讯单元(具体是总线物理层通讯单元中的485通讯芯片U3)，同时通过RXD引脚接收总线物理层通讯单元(具体是总线物理层通讯单元中的485通讯芯片U3)的数据并保存在寄存器中，供主控CPU单元读取。

三、总线物理层通讯单元

总线物理层通讯单元包含：485通讯芯片U3、滤波电感L1、变压器T1和插头CN1。

485通讯芯片U3通过TXD引脚、RXD引脚和TXEN引脚与通讯芯片JL-098B连接，具体的，通讯芯片JL-098B的发送使能信号TXEN接至485通讯芯片U3的DE引脚，通讯芯片JL-098B的数据发送信号接至485通讯芯片U3的D引脚，通讯芯片JL-098B的数据接收信号接至485通讯芯片U3的R引脚，485通讯芯片U3的RE接收使能接到GND。485通讯芯片U3优选的型号为SN65HVD05D。

滤波电感L1与485通讯芯片U3的输出端连接，具体的，485通讯芯片U3的A信号接至滤波滤波电感L1的4脚，485通讯芯片U3的B信号接至滤波滤波电感L1的1脚。

变压器T1与滤波电感L1的输出端连接，具体的，滤波电感L1的3脚接至变压器T1的5脚，滤波电感L1的2脚接至变压器T1的6脚。

插头CN1与变压器T1的输出端连接，具体的，变压器T1的1脚接至插头CN1的A3脚和B3脚，变压器T1的8脚接至插头CN1的A2脚和B2脚。

总线物理层通讯单元的工作过程：485通讯芯片U3将TTL电平的数据转换成差分信号，差分信号经滤波电感L1滤波后接至变压器T1，变压器T1将信号调制成所需电压的电信号，调制后的电信号经插头CN1发送出去。

作为一种优选的方案，总线物理层通讯单元还包含：电阻R1，电阻R1并联在插头CN1的A2脚与A3脚之间。电阻R1在此电路中的作用是：防止信号反射干扰原信号。

作为一种优选的方案，总线物理层通讯单元还包含：电容C2，电容C2的一端与变压器T1的2脚和7脚连接，另一端与插头CN1的A4脚和B4脚连接。电容C2在此电路中的作用是：对高频干扰信号进行滤波。

作为一种优选的方案，总线物理层通讯单元还包含：电容C3，电容C3的一端与插头CN1的外壳连接，另一端与GND连接。电容C3在此电路中的作用是：抑制高频干扰信号。

由于本实用新型提供的数控系统使用总线通讯，直接发送数据给伺服单元，所以不存在脉冲频率限制、脉冲丢失、抗干扰性能差等问题。

另外，脉冲式的数控系统，其与每个伺服单元之间都必须连接一根通讯信号线，在使用多轴时，配线繁多复杂。而本实用新型提供的总线式的数控系统，其只需要一根通讯信号线连接到第一个伺服单元，第一个伺服单元再串联第二个伺服单元，以此类推，不仅简化了配线，而且可以更方便的扩展轴数。

需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。