专利名称：DeviceNet总线串口服务器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种DeviceNet总线串口服务器，是一种协议转换接 口，属于现场总线技术领域。
技术背景随着现场总线技术的广泛应用，使得工业控制领域走向更高的技术水 平。DeviceNet总线技术是现场总线技术中应用比较广泛的总线之一，以 其优异的网络性能影响着各个工业控制系统。DeviceNet总线技术是基于 CAN总线技术的，继承了CAN总线技术的所有优点，具有着高可靠性、安 装方便等特点。随着DeviceNet通信接口的不断出现，DeviceNet从从站到主站等产 品类型的不断出现，到DeviceNet协议转换接口的不断出现，有DeviceNet 总线到Modbus总线技术的，有DeviceNet到EtherNet/IP网络转换接口 产品，等等。而这些产品的出现都是为了现场总线技术的应用提供了更 高效、方便的网络集成方案。将Modbus设备接入到DeviceNet网络中是DeviceNet通信接口的主 要应用，也是最有效果的网络集成方案。目前市场上DeviceNet-Modbus协议转换的接口很多，实现的方式也 种类繁多，都是实现Modbus设备接入到DeviceNet网络的功能。根据将 Modbus设备接入到DeviceNet网络的台数分类，可以分成一对一的通信 接口、 一对多的通信接口，而一对多的通信接口中的产品比较少，性能 也很有限制，例如需要限制接入的Modbus设备的数目；需要限制Modbus 交换指令的数量等等。以上这些限制使得一对多的DeviceNet通信接口应用比较繁琐，也不够灵活。在目前一对多的DeviceNet通信接口中，其工作原理是逐次访问所连 接的Modbus设备，即先发送请求给第一个Modbus设备，等待Modbus设 备的响应，获得正确响应之后发送访问第二台Modbus设备的请求，重复 第一台Modbus设备的访问过程， 一直到访问所有的Modbus设备，数据 采集一个周期完成。从上面可以看出，随着DeviceNet通信接口所连接 的Modbus设备的增多，其采集Modbus设备数据的周期变得越来越长， 对于最后访问的Modbus设备，其数据的更新速度较慢，数据的实时性得 不到保证。 发明内容本实用新型的目的在于提出一种DeviceNet总线串口服务器，该串口 服务器为了解决DeviceNet通信接口一对多功能使得采集Modbus设备的 数据其周期变长，最后一台Modbus设备的数据实时性不高的问题，从而 避免了逐次访问的数据采集过程。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是DeviceNet总线串口 服务器采用DeviceNet总线从站技术、串口扩展技术、信息配置技术；DeviceNet总线串口服务器包括CPU模块、串口扩展模块、信息配置 模块、DeviceNet模块、电平转换模块、电源模块、指示灯与数码管显示 模块。CPU模块与其他各个模块相连，协调与控制各个模块的工作。CPU模 块与串口扩展模块相连，实现串口通道的参数设置与收发控制；串口扩 展模块与电平转换模块相连，实现RS485电平信号的转换；信息配置模 块与CPU核心模块相连，完成上位机配置软件的配置信息的下载与上传； DeviceNet模块与CPU核心模块相连，实现DeviceNet从站功能；指示灯 与数码管显示模块与CPU核心模块相连，指示串口服务器的工作状态。本实用新型的有益效果本本实用新型的用新型是一种并发访问串
口设备的DeviceNet通信接口，并且具有连接8台串口设备的能力，具 有完全意义上的一对多。8个独立的串口通道，使得连接的串口设备类型 没有限制，采用的通信波特率可以不同，最主要的是使得完成8台串口 设备数据采集的周期縮短，保证了数据的实时性。同时， 一对多功能的 实现，降低了 DeviceNet通信接口在应用过程中的成本，具有实际的经 济价值。
以下结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作比较详细说明。
图1为本实用新型的DeviceNet总线串口服务器系统框图2为本实用新型的DeviceNet总线串口服务器的串口扩展电路示意
图3为本实用新型的DeviceNet总线串口服务器的串口扩展组件电路 原理图4为本实用新型的DeviceNet总线串口服务器的信息配置模块电路
图5为本实用新型的DeviceNet总线串口服务器的电源模块电路图。
具体实施方式
参照图1，这是本实用新型的DeviceNet总线串口服务器系统框图。 如图所示，本串口服务器包括CPU模块1、串口扩展模块2、信息配
置模块3、 DeviceNet模块4、电平转换模块5、龟源模块6、指示灯与数
码管显示模块7。
CPU模块与其他各个模块相连，协调与控制各个模块的工作。其具体 连接与作用是CPU模块与串口扩展模块相连，实现串口通道的参数设置 与收发控制；串口扩展模块与电平转换模块相连，实现RS485电平信号的转换；信息配置模块与CPU核心模块相连，完成上位机配置软件的配 置信息的下载与上传；DeviceNet模块与CPU核心模块相连，实现 DeviceNet从站功能；指示灯与数码管显示模块与CPU核心模块相连，指
示串口服务器的工作状态。
所述的CPU模块，选用的微处理器是LPC2292内置CAN控制器，因 此外围的DeviceNet接口电路CAN收发器采用3. 3V的SN65HVD230D。其 功用是协调与控制各个模块的工作。
参照图2，这是本实用新型的DeviceNet总线串口服务器的串口扩展 模块电路图。
如图所示，采用异步串口组件TL16C554AI进行串口的扩展。 DeviceNet总线串口服务器，具有8路独立的串口通道，因此，其串口的 扩展使用了 2片TL16C554AI及相关电路。RS485电平转换电路采用3. 3V 的直流电压，降低硬件电路的功耗。
串口扩展最核心的就是如何处理各个串口通道的中断。 经过理论计算，我们发现，在处理完其他中断数据的过程中，没有数 据溢出串口扩展芯片的FIFO缓冲区。TL16C554串口扩展组件其FIFO缓 冲区的大小是16字节，设置FIFO的触发深度为8字节，当发生多个串 口通道的中断，处理完所有的中断时，任何一个串口通道没有数据溢出 FIFO缓冲区。所以串口扩展采用了基于或逻辑的串口扩展技术。
具体实现为将2片TL16C554的各个通道的中断信号通过或逻辑电 路连接到微处理器的外部中断0 (INTO),并且将各个串口通道的中断信 号与微处理器的10 口线相连接，用来判断产生中断的串口通道。
参照图3，这是本实用新型的DeviceNet总线串口服务器的CAN收发 器接口电路图。
如图所示，由于DeviceNet是基于CAN总线的，DeviceNet的接口模块包括CAN收发器接口电路、CAN控制器，本实用新型选用的微处理器是 LPC2292内置CAN控制器，因此外围的DeviceNet接口电路CAN收发器采 用3. 3V的SN65HVD230D。
参照图4，这是本实用新型的DeviceNet总线串口服务器的信息配置 模块电路图。
如图所示，信息配置模块采用RS232接口，直接与电脑的串口相连 即可。
参照图5，这是本实用新型的DeviceNet总线串口服务器的电源模块 电路图。
如图所示，电源模块是本实用新型各个模块都需要的，总体功耗估 算为3W。电压种类有3. 3VDC， 1.8VDC两种，半导体的LM25010电源转换 芯片，使得输出5VDC,通过LDO转换电压至所需要的电压范围。
权利要求1、一种DeviceNet总线串口服务器，其特征在于其包括CPU模块(1)、串口扩展模块(2)、信息配置模块(3)、DeviceNet模块(4)、电平转换模块(5)、电源模块(6)、指示灯与数码管显示模块(7)；其具体连接与作用是CPU模块与串口扩展模块相连，实现串口通道的参数设置与收发控制；串口扩展模块与电平转换模块相连，实现RS485电平信号的转换；信息配置模块与CPU核心模块相连，完成上位机配置软件的配置信息的下载与上传；DeviceNet模块与CPU核心模块相连，实现DeviceNet从站功能；指示灯与数码管显示模块与CPU核心模块相连，指示串口服务器的工作状态。
2、 如权利要求1所述的DeviceNet总线串口服务器，其特征在于 所述的CPU模块(l)，其微处理器是LPC2292内置CAN控制器，外围的 DeviceNet接口电路CAN收发器，采用3. 3V的SN65HVD230D。
3、 、如权利要求l所述的DeviceNet总线串口服务器，其特征在于 所述的串口扩展模块，采用异步串口组件TL16C554AI进行串口的扩展， 具有8路独立的串口通道，其串口的扩展使用了 2片TL16C554AI及相关 电路，RS485电平转换电路采用1 3V的直流电压。
4、 如权利要求l所述的DeviceNet总线串口服务器，其特征在于 所述的信息配置模块，采用RS232接口，直接与电脑的串口相连。
5、 如权利要求1所述的DeviceNet总线串口服务器，其特征在于 所述的电源模块，电源是各个模块都需要的，电压有3. 3VDC， 1.8VDC两 种，采用半导体LM25010电源转换芯片，输出5VDC，通过LDO转换电压 至所需要的电压。
专利摘要本实用新型涉及一种DeviceNet总线串口服务器，用于解决DeviceNet通信接口一对多采集数据其周期过长，数据实时性不高的问题，其特征在于其包括CPU模块(1)、串口扩展模块(2)、信息配置模块(3)、DeviceNet模块(4)、电平转换模块(5)、电源模块(6)、指示灯与数码管显示模块(7)；其具体连接与作用是CPU模块与串口扩展模块相连，实现串口通道的参数设置与收发控制；串口扩展模块与电平转换模块相连，实现RS485电平信号的转换；信息配置模块与CPU核心模块相连，完成上位机配置软件的配置信息的下载与上传；DeviceNet模块与CPU核心模块相连，实现DeviceNet从站功能；指示灯与数码管显示模块与CPU核心模块相连，指示串口服务器的工作状态。
文档编号H04L12/40GK201167334SQ200720198878
公开日2008年12月17日 申请日期2007年12月5日 优先权日2007年12月5日
发明者成 应, 伟 王 申请人:上海电器科学研究所(集团)有限公司