高精度总线转换器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种高精度总线转换器，包括输入模块、通信模块和显示模块，所述的通信模块包括中央控制器和多个总线驱动器，总线驱动器连接到对应的总线上，并通过通信微控制器连接到中央控制器，所述的输入模块包括连接外端仪表的信号调整器，连接信号调整器并将信号输出到中央控制器的A/D转换器，所述的显示模块包括显示器，显示器通过显示控制器连接到中央控制器上本发明的有益效果是：在A/D转换器与仪表之间设置信号调整器，将信号进行增益，进入A/D转换器的信号电压符合A/D转换器的标准，保证了信号接收精确。
【专利说明】高精度总线转换器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种协议转换器，特别是涉及到一种高精度总线转换器。
【背景技术】
[0002]现场总线是指以工厂内的测量和控制机器间的数字通讯为主的网络，也称现场网络。也就是将传感器、各种操作终端和控制器间的通讯及控制器之间的通讯进行特化的网络。
[0003]现场总线控制系统的优越性是不容置疑的，因此，与电流一高精度总线转换器类似的现场总线智能仪表具有广泛的应用前景。对于类似火力发电厂的大型的工业控制系统，目前大多数还在采用DCS控制系统的情况下，如果将其改造为现场总线控制系统，必然要为常规仪表与现场总线之间搭建一座桥梁，即电流一高精度总线转换器和现场总线一电流转换器的开发，从而使现场总线控制系统深入到各控制领域，开创一个工业控制的新时代。
[0004]常规仪表输出4_20mA的模拟信号，需要进行模数转换再传送到现场总线，但是现有的A/D转换器的标准电压都比较高，接收4-20mA的电压信号时，经常出现读取不准确，甚至丢失数据的问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的即在于克服现在技术的不足，提供一种高精度总线转换器，解决现有的现场总线控制系统读取仪表数据时，经常出现读取不准确，甚至丢失数据的缺陷。
[0006]本发明是通过以下技术方案来实现的:高精度总线转换器，包括输入模块、通信模块和显示模块，所述的通信模块包括中央控制器和多个总线驱动器，总线驱动器连接到对应的总线上，并通过通信微控制器连接到中央控制器，所述的输入模块包括连接外端仪表的信号调整器，连接信号调整器并将信号输出到中央控制器的A/D转换器，所述的显示模块包括显示器，显示器通过显示控制器连接到中央控制器上。
[0007]本装置中，采用一个信号调整器，接收到仪表信号后，会对信号进行增益放大，使得信号位于A/D转换器的最佳接收范围内，保证了数据传输的精确。
[0008]进一步，上述的总线驱动器与总线之间都设置有隔离变压器，防止从中央处理输出的控制信号与地形成环流，而引入干扰。
[0009]进一步，上述的A/D转换器和中央控制器之间设置有信号隔离器，防止A/D转换器输出的信号与地形成环流，而引入干扰。
[0010]进一步，上述的信号调整器采用型号为⑶4051的多路器，其输入端口处分别设置有一个增益电阻。
[0011]进一步，上述的中央处理器采用型号为AT91M40800的芯片。
[0012]本发明的有益效果是:在A/D转换器与仪表之间设置信号调整器，将信号进行增益，进入A/D转换器的信号电压符合A/D转换器的标准，保证了信号接收精确。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明的结构示意图；
图2为信号调整器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例:
【实施例】
如图1所示，高精度总线转换器，包括包括输入模块、通信模块和显示模块，所述的通信模块包括中央控制器和多个总线驱动器，总线驱动器连接到对应的总线上，并通过通信微控制器连接到中央控制器，所述的输入模块包括连接外端仪表的信号调整器，连接信号调整器并将信号输出到中央控制器的A/D转换器，所述的显示模块包括显示器，显示器通过显示控制器连接到中央控制器上。
[0015]本装置中，采用一个信号调整器，接收到仪表信号后，会对信号进行增益放大，使得信号位于A/D转换器的最佳接收范围内，保证了数据传输的精确。
[0016]本装置中总线驱动器与总线之间都设置有隔离变压器，防止从中央处理输出的控制信号与地形成环流，而引入干扰。
[0017]本装置中A/D转换器和中央控制器之间设置有信号隔离器，防止A/D转换器输出的信号与地形成环流，而引入干扰。
[0018]如图2，信号调整器采用型号为⑶4051的多路器，其输入端口处分别设置有一个增益电阻。电阻的阻值都为100 Ω，将仪表传送的4?20mA的模拟信号放大为0.4?2V的电压信号，从而适合本装置所采用的ADSl 110信号的A/D转换器，该A/D转换器的分辨率为16位，从而保障了 A/D转换具有较高的精度；片载2.048V标准参考电压，精度为
2.048V±0.05%;具有8位的I2C地址线，串行输出，减少光电隔离组件的使用。此外，该A/D转换器还设有调零和增益校准电路。
[0019]本装置中中央处理器采用型号为AT91M40800的芯片。AT91M40800的芯片该芯片集成ARM7TDMI内核，具有高性能的32位RISC ;片载SRAM和ROM ；4G的线性地址空间，32位可编程I/O线等特点。另外，该系列的单片机片载JTAG调试口，可以在线仿真。系统程序存贮于CPU外部的PR0M，运算数据暂存贮于RAM，一些重要的标定、组态和辨识等应用程序都存贮于EEPR0M。总线驱动器型号为MICR0FIP的驱动器MICR0FIP提供了数据链路层和MPS应用层的接口，提供的服务有:I)物理层服务:在EN10570和FIP标准之间进行选择；2)数据链路层服务:变量传送服务和报文传送服务；3)网络管理服务:MICR0FIP介质冗余管理；4)附加功能:输入/输出端口，通过并行端口获取站地址。
[0020]隔离变压器的型号为FIELDTR，提供了总线驱动器和现场总线物理介质之间的电隔离。
[0021]总线驱动器采用FIELDRIVE，是一组完全集成的总线驱动电路，用来提供协议组件与现场总线隔离变压器之间的接口，它集成了一个总线驱动器、一个总线接收器、一组传送错误检测电路、一个监视接口等。
【权利要求】
1.高精度总线转换器，其特征在于:包括输入模块、通信模块和显示模块，所述的通信模块包括中央控制器和多个总线驱动器，总线驱动器连接到对应的总线上，并通过通信微控制器连接到中央控制器，所述的输入模块包括连接外端仪表的信号调整器，连接信号调整器并将信号输出到中央控制器的α/d转换器，所述的显示模块包括显示器，显示器通过显示控制器连接到中央控制器上。
2.根据权利要求1所述的高精度总线转换器，其特征在于:所述的总线驱动器与总线之间都设置有隔离变压器。
3.根据权利要求1所述的高精度总线转换器，其特征在于:所述的Α/D转换器和中央控制器之间设置有信号隔离器。
4.根据权利要求1所述的高精度总线转换器，其特征在于:所述的信号调整器采用型号为⑶4051的多路器，其输入端口处分别设置有一个增益电阻。
5.根据权利要求1所述的高精度总线转换器，其特征在于:所述的中央处理器采用型号为AT91M40800的芯片。
【文档编号】G05B19/042GK104267641SQ201410501966
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月27日 优先权日:2014年9月27日
【发明者】徐晓青 申请人:成都思迈科技发展有限责任公司