专利名称：基于PLCcore-CF54模块的继电器输出板卡的制作方法
技术领域：
本发明涉及机车网络系统，尤其涉及一种基于PLCcore-CF54模块的继电器 输出板卡，该板卡具有CAN总线通讯接口、 RS232接口和以太网接口，其CAN 总线应用层协议采用CANopen，故可作为遵循CANopen协议的网络控制平台上 的从设备。该板卡符合铁道行业标准TB/T3021-2001《铁道机车车辆电子装置》。
背景技术：
控制器局域网CAN (Controller Area Network)是二十世纪八十年代初德国 Bosch公司为解决现代汽车中众多控制单元、测试仪器之间的实时数据交换而开 发的一种串行通信协议，是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN总线采用 双线差分信号、废除传统的站地址编码，采用多主方式工作、短帧结构和非破 坏性总线仲裁，保证了数据通信的高可靠性、实时性和灵活性。CAN总线具有 较高的性能价格比，它结构简单，CAN控制器在大量的微处理器中得到集成， 开发平台简单。
CANopen协议是基于CAN总线的一种高层协议，在欧洲应用较为广泛，适 合于电梯电气、越野汽车、航海电子、医疗电器、工程机械、铁路机车等领域， 目前很多欧洲城轨车、轻轨和地铁均采用CAN叩en协议。
发明内容
本发明的目的在于设计一种基于PLCcore-CF54模块的继电器输出板卡，该 板卡具有CAN总线接口、 RS232接口和以太网接口，是具有CANopen应用层 协议的从设备，适合各种类型的铁路机车继电器输出。
本发明的技术解决方案是这样实现的
一种基于PLCcore-CF54模块的继电器输出板卡，其特征在于包括由 MAX3243构成的RS232串口配置单元和RS232串行总线接口、工业以太网物 理接口、 CAN总线物理接口、 PLCcore-CF54模块驱动缓冲接口和带有继电器隔 离设计的继电器输出通道，所述的RS232串口配置单元和RS232串行总线接口、工业以太网物理接口 、 CAN总线物理接口以及继电器输出均通过PLCcore-CF54 模块驱动缓冲接口实现；其中所述的串口配置单元和串行总线接口，具有单片 双串口功能，串口发送TxD0、 TxDl连接到MAX3243芯片的13和14脚T1IN、 T2IN，串口接收RxD0、 RxDl连接到芯片的18和19脚R10UT、 R20UT;所 述的CAN总线物理接口由HCPL0661和PCA82C250构成，CAN总线发送信号 CAN_TxO经过74ABT04D缓冲驱动光耦输入3脚，输出信号经过电阻连接到物 理层芯片PCA82C250的1脚TXD,最终变成差分信号驱动管脚7的CANH和 管脚6的CANL;总线上的接收信号经过物理层芯片变换成数字信号驱动4脚 RXD， RXD输入连接光耦1脚，7脚输出送到缓冲芯片；所述继电器输出通道 的数字量输出O]接到驱动芯片MC1413的Al脚，输出Bl接到继电器线圈控 制管脚，继电器的开关引脚11和14连接到负载上。
所述的RS232串口配置单元配置以太网IP地址、网关和子网掩码，其中的 RS232串行总线接口完成正常的串口通讯和调试配置应用参数。
所述的CAN总线物理接口由HCPL0661和PCA82C250构成，PCA82C250 是CAN总线驱动收发器，HCPL0661实现CAN总线和网关板电气隔离，和外 围的电阻、电感、TVS—起提高CAN总线的抗干扰能力，能够满足应用与恶劣 的电磁环境。
所述的继电器输出通道由前端继电器驱动电路MC1413、继电器和继电器 过压保护吸收电路所组成。
与现有技术相比较，本发明的优点在于更适合应用在通过继电器驱动负载 的场合中，为板卡的应用开辟了一个新途径。
本发明有7幅附图，其中
图l是本发明的结构框图。
图2是RS232物理接口电路图。
图3是以太网接口电路图。
图4是CAN总线物理接口电路图。
图5是继电器输出电路图。
图6是PLCcore-CF54物理接口电气定义。
图7是PLCcore-CF54接口缓冲驱动设计电路图。
在图中1、 PLCcore-CF54模块，2、 PLCcore-CF54驱动缓冲接口， 3、继 电器输出物理接口， 4、 CAN总线物理接口， 5、以太网接口， 6、 RS232物理接□。
具体实施例方式
如图1~图7所示。 一种基于PLCcore-CF54模块的继电器输出板卡，包括 MAX3243构成的RS232串口配置单元和RS232串行总线接口、工业以太网物 理接口、 CAN总线物理接口和PLCcore-CF54模块驱动缓冲接口，所述的RS232 串口配置单元和RS232串行总线接口、工业以太网物理接口、 CAN总线物理接 口以及继电器输出均通过PLCcore-CF54模块驱动缓冲接口实现；其中所述的串 口配置单元和串行总线接口，具有单片双串口功能，串口发送TxD0、 TxDl连 接到MAX3243芯片的13和14脚T1IN、 T2IN，串口接收RxD0、 RxDl连接到 芯片的18和19脚RIOUT、 R20UT;所述的CAN总线物理接口由HCPL0661 和PCA82C250构成，CAN总线发送信号CAN_TxO经过74ABT04D缓冲驱动 光耦输入3脚，输出信号经过电阻连接到物理层芯片PCA82C250的1脚TXD, 最终变成差分信号驱动管脚7的CANH和管脚6的CANL;总线上的接收信号 经过物理层芯片变换成数字信号驱动4脚RXD， RXD输入连接光耦1脚，7脚 输出送到缓冲芯片，其特征在于还包括带有继电器隔离设计的继电器输出通道， 数字量输出Ol接到驱动芯片MC1413的Al脚，输出Bl接到继电器线圈控制 管脚，继电器的开关引脚11和14连接到负载上。
作为一个实施例，该板卡包括两路RS232串行通信接口、 一个以太网通信 接口、 一路CAN总线通信接口和7路继电器输出通道。 一路RS232串口配置以 太网IP地址、网关和子网掩码， 一路RS232串口用于配置网关应用层参数。以 太网用于下载应用层程序和以太网通信。基于PLCcore-CF54模块的继电器输出 板卡具有7通道继电器输出通道，每通道采用具有1A驱动能力。PLCcore-CF54 模块能够进行复杂的运算和逻辑处理功能，满足高端CANopen从设备的应用需 求。
权利要求
1、一种基于PLCcore-CF54模块的继电器输出板卡，其特征在于包括由MAX3243构成的RS232串口配置单元和RS232串行总线接口、工业以太网物理接口、CAN总线物理接口、PLCcore-CF54模块驱动缓冲接口和带有继电器隔离设计的继电器输出通道，所述的RS232串口配置单元和RS232串行总线接口、工业以太网物理接口、CAN总线物理接口以及继电器输出均通过PLCcore-CF54模块驱动缓冲接口实现；其中所述的串口配置单元和串行总线接口，具有单片双串口功能，串口发送TxD0、TxD1连接到MAX3243芯片的13和14脚T1IN、T2IN，串口接收RxD0、RxD1连接到芯片的18和19脚R1OUT、R2OUT；所述的CAN总线物理接口由HCPL0661和PCA82C250构成，CAN总线发送信号CAN_Tx0经过74ABT04D缓冲驱动光耦输入3脚，输出信号经过电阻连接到物理层芯片PCA82C250的1脚TXD，最终变成差分信号驱动管脚7的CANH和管脚6的CANL；总线上的接收信号经过物理层芯片变换成数字信号驱动4脚RXD，RXD输入连接光耦1脚，7脚输出送到缓冲芯片；所述继电器输出通道的数字量输出O1接到驱动芯片MC1413的A1脚，输出B1接到继电器线圈控制管脚，继电器的开关引脚11和14连接到负载上。
2、 根据权利要求1所述的基于PLCcore-CF54模块的继电器输出板卡，其 特征在于负载有继电器驱动，驱动能力1A，继电器由MC1413驱动。
全文摘要
本发明公开了一种基于PLCcore-CF54模块的继电器输出板卡，其特征在于包括由MAX3243构成的RS232串口调试配置单元和RS232串行总线接口、工业以太网物理接口、由PCA82C250构成的CAN总线物理接口、PLCcore-CF54模块驱动缓冲接口和带有继电器隔离设计的继电器输出通道，所述的RS232串口配置单元和RS232串行总线接口、工业以太网物理接口和CAN总线物理接口与继电器输出通道均通过PLCcore-CF54模块驱动缓冲接口实现，所述继电器输出通道由驱动芯片MC1413和继电器构成，并通过继电器驱动负载。该网关具有多种外设通讯接口，模块本身资源丰富，适宜在现场情况复杂，工作环境恶劣的机车网络系统中应用。
文档编号H04L29/10GK101344769SQ200810012969
公开日2009年1月14日 申请日期2008年8月26日 优先权日2008年8月26日
发明者李砾工 申请人:中国北车股份有限公司