专利名称：基于CANopen协议的模拟量输出模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种输出模块，尤其涉及一种基于CANopen协议的模拟量 输出模块，用于CANopen网络与设备级网络之间模拟量输出信号的转换。
背景技术：
CANopen网络是一种专门为工业现场总线设计的网络，目前已成为一种在 国外和国内大量使用的高可靠性现场总线网络，但由于专业性太强，对外接口 还不是特别方便，往往需要经过网关才能与被控设备通信。列车网络需要传输 出大量的数字量输出信号，为保证设备级总线数据与列车级总线数据的实时通 信和可靠运行，目前采用的解决方式主要有两种 一种是采用传统的PLC构成 集散型控制系统；另一种是采用基于现场总线的分布式I/O系统。采用前一种方 式的缺点是系统不开放、硬件投资大、布线复杂、维修不便，具有明显的局限 性；若采用第二种方式虽然可以克服前一种方式的不足，但产品需要进口，投 资成本较高。对现行工业现场研制一种基于CANopen协议的模拟量输出模块解 决以上技术中带来的种种不足，就具有很突出的意义了。 发明内容
本实用新型针对以上问题的提出，而研制一种基于CANopen协议的模拟量 输出模块，旨在提高列车级CANopen网络与设备级网络之间的模拟两输出信号 传输的实时性和可靠性。
本实用新型的技术解决方案是这样实现的
一种基于CANopen协议的模拟量输出模块，包括参数存储单元、外部接口 单元，其特征在于还包括CPU主控制单元、信号输出单元和CANopen通信单元； 其中信号输出单元由模拟量输出接口与光耦隔离电路串联组成；CANopen通信 单元由CANopen总线收发器与光耦隔离电路串联组成；所述的CANopen通信单 元、参数存储单元、外部接口单元通过可双向通信的内部总线与CPU主控制单 元连接；信号输出单元通过可单向通信的内部总线与CPU主控制单元连接； CANopen通信单元通过CANopen网络方式与列车级网络连接。
所述的CANopen总线收发器由能将模拟信号转换成双线差分网络信号或能将上线差分网络线好解码为模拟信号的单元功能电路组成。
所述的CPU主控制单元(3)由AT91SAM7A3型芯片组成。 与现有技术相比较，本实用新型具有以下有益效果
1、 由于本实用新型的模拟量输出接口采集到的模拟量输出信号，经过CPU 控制单元可以直接转化为CANopen网络可用信号，提高了数据传输的实时性。
2、 由于本实用新型改变了传统模式下模拟量瑜出信号经过I/0板卡，再经 过CANopen网关的数据传输过程，将模拟量信号采集与CANopen网络协议转 换装置集成于单一模块，降低了制造成本，提高了数据传输的可靠性。
3、 由于本实用新型在CANopen网络转换装置上增加了模拟量输出接口， 使CANopen网络可以适应于所有设备级网络的模拟量传输，提高了 CANopen 网络的灵活性和通用性，非常适合于工业现场总线的应用领域。
本实用新型由l幅附图 图为本实用新型的结构框图中1、信号输出单元，2、 CANopen通信单元，3、 CPU主控制单元，4、 参数存储单元，5、外部接口单元，6、模拟量输出接口， 7、光耦隔离电路，8、 CANopen总线收发器，9、光耦隔离电路。
具体实施方式
如图l、图2所示的基于CANopen协议的模拟量输出模块，包括参数存储单 元4、外部接口单元5，其特征在于还包括CPU主控制单元3、信号输出单元1 和CANopen通信单元2;其中信号输出单元1由模拟量输出接口 6与光耦隔离电 路7串联组成；C認open通信单元2由CANopen总线收发器8与光耦隔离电路 9串联组成；所述的CANopen通信单元2、参数存储单元4、外部接口单元5通 过可双向通信的内部总线与CPU主控制单元3连接；信号输出单元1通过可单 向通信的内部总线与CPU主控制单元3连接；CANopen通信单元2通过CANopen 网络方式与列车级网络连接。
所述的CANopen总线收发器8由能将模拟信号转换成双线差分网络信号或 能将上线差分网络线好解码为模拟信号的单元功能电路组成。
所述的CPU主控制单元3由AT91SAM7A3型芯片组成。
在具体实施例中，信号输出单元1的模拟量输出接口是对设备级网络的外 接口电路，以供模拟量数据输入系统。在信号输出单元1和CANopen通信单元2中的两个光耦隔离电路，在CPU 控制单元3的信号经光隔离后送入CANopen总线收发器8，或者将CANopen总线 收发器8的信号经隔离后送至CPU主控制单元3，作提高抗干扰能力。
CAN叩en通信单元2的CANopen总线收发器8作为外电路CANopen协议控制 器和CANopen通信单元2中的高频隔离变压器的电气接口 ，将CAN叩en协议控 制器送来的模拟信号转换成差分信号，然后将该信号经光电隔离电路送至CPU 控制单元2的CANopen协议控制芯片，或者将光电隔离电路送来的差分网络信 号解码成模拟信号，送入外电路CANopen协议控制器。
CPU主控制单元3的芯片选用AT91SAM7A3芯片，AT91SAM7A3将信号输出单 元1传输的模拟量输出信号数据打包成CANopen网络协议所规定的数据流送到 CANopen总线收发器，或者将CANopen总线收发器8送来的信号解析成标准数 据并将其存入自身的缓存区即参数存储单元4中，以供外接的CANopen控制器 读取，其硬件的作用主要是负责控制CANopen协议控制器芯片的工作时序以及 模拟量输出数据流的生成。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范 围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范 围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵 盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种基于CANopen协议的模拟量输出模块，包括参数存储单元(4)、外部接口单元(5)，其特征在于还包括CPU主控制单元(3)、信号输出单元(1)和CANopen通信单元(2)；其中信号输出单元(1)由模拟量输出接口(6)与光耦隔离电路(7)串联组成；CANopen通信单元(2)由CANopen总线收发器(8)与光耦隔离电路(9)串联组成；所述的CANopen通信单元(2)、参数存储单元(4)、外部接口单元(5)通过可双向通信的内部总线与CPU主控制单元(3)连接；信号输出单元(1)通过可单向通信的内部总线与CPU主控制单元(3)连接；CANopen通信单元(2)通过CANopen网络方式与列车级网络连接。
2、 根据权利要求1所述的基于CAN叩en协议的模拟量输出模块，其特征在 于所述的CANopen总线收发器(8)由能将模拟信号转换成双线差分网络信号 或能将上线差分网络线好解码为模拟信号的单元功能电路组成。
3、 根据权利要求1所述的基于CANopen协议的模拟量输出模块，其特征在 于所述的CPU主控制单元(3)由AT91SAM7A3型芯片组成。
专利摘要本实用新型公开了一种基于CANopen协议的模拟量输出模块，用于CANopen网络与设备级网络之间模拟量输出信号的转换。包括参数存储单元、外部接口单元，其特征在于还包括CPU主控制单元、信号输出单元和CANopen通信单元；其中信号输出单元由模拟量输出接口与光耦隔离电路串联组成；CANopen通信单元由CANopen总线收发器与光耦隔离电路串联组成；所述的CANopen通信单元、参数存储单元、外部接口单元通过可双向通信的内部总线与CPU主控制单元连接；改变了传统模式下模拟量输出信号经过I/O板卡，将模拟量信号采集与CANopen网络协议转换装置集成于单一模块，提高了数据传输的可靠性。
文档编号H04M3/00GK201312346SQ200820231298
公开日2009年9月16日 申请日期2008年12月3日 优先权日2008年12月3日
发明者涛 吴, 李时智, 勇 石 申请人:中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心