专利名称：基于stc89c58rd+芯片的mvb-rs485网关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种通过STC89C58RD+芯片实现的基于TCN技术的MVB网关。
背景技术：
基于工业控制领域的控制方式，一般地还是采用直通导线式的控制方式居 多，由于导线数量极多，接点处发生故障的几率很大，因此系统的可靠性很低， 故障率高，维修难度很大。采用工业总线控制方式则越来越受到重视。
MVB是列车通信网络TCN (Train Communication Network)的一种构成， 即多功能车辆总线MVB。作为TCN的推荐方案，车辆内部总线MVB主要用作有 互操作性和互换性要求的互连设备之间的串行数据通信总线。
TCN网络是一种专门为列车通信设计的网络，目前已成为一种在国外和国内 大量使用的高可靠性列车通信网络之一，但由于专业性太强，对外接口还不是 特别方便，应用难度较大。由于目前列车上的很多配套设备都采用RS485接口， 如何将这些设备与列车通信网络相连从而构成统一的系统则成为了一个重要的 问题。 发明内容
本实用新型的目的在于通过STC89C58RD+芯片来实现这种协议转换功能，提 出一种基于STC89C58RD+芯片的MVB-RS485网关。 本实用新型的技术解决方案是这样实现的
一种基于STC89C58RD+芯片的MVB-RS485网关，其特征在于包括由 MAX3088ESA和T60403-Y4021-X123构成的MVB总线物理接口 (2)、由MAX1480 构成的RS485物理接口 (5)和板位信号配置接口；其中所述的MVB信号通道(2) 和RS485信号通道(5)均连接到控制芯片STC89C58RD+ (4)上，通过 T60403-Y4021-X123隔离变压器的1.10管脚与外部MVB总线相连，通过 MAX2088ESA的2、 3、 4管脚与内部系统相连，完成电平的转换；MVB总线物理接口与MVB协议控制芯片XC2350-5TQ144I通过SF、 ICA、 ICB互联交换数据， MVB协议控制芯片的数据线MD0-MD7与主控芯片STC89C58RD+的PO接口对应相 连；地址线MAO-MA2与STC89C58RD+的Pl. 0、 Pl. 1、 Pl. 2管脚相连；控制线-MRD、 -MCS、 -MRST、-丽R、 MTEM与主控芯片PIR的其它管脚相连；主控芯片通过RXD、 TXD引脚与RS485协议芯片MAX1480的DI和RO相连，并通过P3. 2管脚控制DE 管脚，使能RS485信号的发送和接收；供电单元则将+5V电压送入主控芯片 STC89C58RD+、 MAX1480和MVB总线物理接口的VCC引脚，+3. 3V、 +2. 5V电压加 到FP6A芯片的相应电源管脚；供电单元的参考地输出GND与隔离变压器前端的 所有GND引脚相连。
所述的基于STC89C58RD+芯片的MVB-RS485网关，其特征在于包括由 MAX3088ESA和T60403-Y4021-X123实现的匿B总线物理接口，其端口使用了 LCDA05芯片进行保护，所加入的终端电阻可保证通信质量，共同提高了系统的 抗干扰能力。
所述的基于STC89C58RD+芯片的MVB-RS485网关，其特征在于RS485物理接 口由MAX1480构成，區X1480内部有电气隔离的工业级RS485总线收发器，可以 直接挂在485总线上通讯。
与现有技术相比较，本实用新型的优点在于具有高可靠性，信息量大，好 的通用性及可维护性和成本低的特点，为克服目前存在的问题提供了一种新的 途径。MAX1480内部电气隔离的工业级RS485总线收发器，可以直接挂接在485 总线上通讯。
图l为本实用新型的连接框图2为本实用新型的电源及对外接口电路连接图3为本实用新型的处理器及RS485原理图4为本实用新型的FPGA电路连接图5为本实用新型MVB接口电路连接图。
在图中1、 MVB接口 。 2、 MVB信号通道MAX3088ESA和T60403-Y4021-X123， 3、 MVB协议芯片，4、主控芯片STC89C58RD+， 5 RS485通信芯片MAX1480， 6、 对外接口。如图1 5所示， 一种基于STC89C58RD+芯片的MVB-RS485网关，其特征 在于包括由MAX3088ESA和T60403-Y4021-X123构成的MVB总线物理接口、由 MAX1480构成的RS485物理接口和板位信号配置接口 ；其中所述的MVB信号通 道和RS485信号通道均连接到控制芯片STC89C58RD+上，通过STC89C58RD+芯片 及MVB协议芯片实现了 MVB与RS485之间的协议转换。其中RS485与MVB均为 隔离设计，MVB采用协议的EMD隔离方式；RS485中的MAX1480芯片的电源和信 号实现了完全的电气隔离防止对内部信号的干扰。可通过专门的控制线控制信 号的发送和接收，为保证通信质量芯片设计了外围电路，具体见图2所示。MVB 侧接口需加入终端电阻保障通信。STC89C58RD+主控芯片的输入输出口经过特殊 处理，每个端口均有对VCC和GND的二极管钳位保护。
所述的MAX1480为RS485数据接口芯片，负责RS485数据的发送和接收， 同时具有隔离作用。
所述的XC2S50-5TQ144I为FPGA芯片，存储MVB相关数据。 所述的MAX3088ESA为MVB接口芯片，负责MVB数据的发送和接收。 所述的T60403-Y4021-X123为MVB接口隔离变压器，可防止外部对系统的 干扰。
具有隔离作用的MVB总线物理接口通过T60403-Y4021-X123型隔离变压器 和内部的MAX3088ESA芯片采集MVB总线信号或向MVB总线发送数据，其中通过 隔离变压器的1、 10管脚与外部MVB总线相连，通过MAX3088ESA的2、 3、 4管 脚与内部系统相连，完成电平的转换。MVB总线物理接口与MVB协议控制芯片 XC2S50-5TQ144I通过SF、 0C、 ICA、 ICB互连交换数据。MVB协议控制芯片的数 据线MD0-MD7与主控芯片STC89C58RD+的P0接口对应相连；地址线MA0-MA2与 STC89C58RD+的Pl. 0、 Pl. 1、 Pl. 2管脚相连;控制线-MRD、 -MCS、 -MRST、-丽R、 MTEM与主控芯片Pl 口的其他管脚相连；二者之间还有备用连线BAK0-BAK4可保 证通信的可靠。主控芯片通过RXD、 TXD引脚与RS485协议芯片MAX1480的DI 和R0相连，并通过P3.2管脚控制DE管脚，使能RS485信号的发送和接收。系 统产生的电压等级包括+5V电压、+3. 3V电压和+2. 5V电压。供电单元部分将+5V 电压送入到主控芯片、MAX1480和MVB总线物理接口的VCC引脚，+3. 3V 、 +2. 5V电压加到FPGA芯片的相应电源管脚，其中，供电单元的参考地输出GND与隔离 变压器前端的的所有GND引脚相连。
权利要求1、一种基于STC89C58RD+芯片的MVB-RS485网关，其特征在于包括由MAX3088ESA和T60403-Y4021-X123构成的MVB总线物理接口(2)、由MAX1480构成的RS485物理接口(5)和板位信号配置接口；其中所述的MVB信号通道(2)和RS485信号通道(5)均连接到控制芯片STC89C58RD+(4)上，通过T60403-Y4021-X123隔离变压器的1.10管脚与外部MVB总线相连，通过MAX2088ESA的2、3、4管脚与内部系统与内部系统相连，完成电平的转换；MVB总线物理接口与MVB协议控制芯片XC2350-5TQ144I通过SF、ICA、ICB互联交换数据，MVB协议控制芯片的数据线MD0-MD7与主控芯片STC89C58RD+的PO接口对应相连；地址线MA0-MA2与STC89C58RD+的P1.0、P1.1、P1.2管脚相连；控制线-MRD、-MCS、-MRST、-MWR、MTEM与主控芯片PIR的其它管脚相连；主控芯片通过RXD、TXD引脚与RS485协议芯片MAX1480的DI和RO相连，并通过P3.2管脚控制DE管脚，使能RS485信号的发送和接收；供电单元则将+5V电压送入主控芯片STC89C58RD+、MAX1480和MVB总线物理接口的VCC引脚，+3.3V、+2.5V电压加到FP6A芯片的相应电源管脚；供电单元的参考地输出GND与隔离变压器前端的所有GND引脚相连。
2、 根据权利要求1所述的基于STC89C58RD+芯片的MVB-RS485网关，其特征在于包括由MAX3088ESA和T60403-Y4021-X123实现的MVB总线物理接口 ，其端口使用了LCDA05芯片进行保护，所加入的终端电阻可保证通信质量，共同提高了系统的抗干扰能力。
3、 根据权利要求2所述的基于STC89C58RD+芯片的MVB-RS485网关，其特征在于RS485物理接口由MAX1480构成，MAX1480内部有电气隔离的工业级RS485总线收发器，可以直接挂接在485总线上通讯。
专利摘要本实用新型公开了一种基于STC89C58RD+芯片的MVB-RS485网关，其特征在于由STC89C58RD+作为主控芯片，包括由MAX3088ESA和T60403-Y4021-X123构成的MVB总线物理接口、由MAX1480构成的RS485物理接口和板位信号配置接口；所述的MVB信号通道和RS485信号通道均连接到控制芯片STC89C58RD+上，通过STC89C58RD+芯片与MVB协议芯片的控制转换后，经T60403-Y4021-X123变压器的隔离由MVB接口输出MVB信号和/或由MVB接口输入并转换成RS485信号后由对外输出接口输出。该网关适合在我国机车车辆领域广泛应用。
文档编号H04L29/06GK201274499SQ20082001517
公开日2009年7月15日 申请日期2008年8月22日 优先权日2008年8月22日
发明者董笑辰, 马晨普 申请人:中国北车股份有限公司