一种机器编程的控制电路的制作方法

本实用新型属于系统控制电路技术领域，特别是涉及一种机器编程的控制电路。

背景技术：

mTCS系统测控主机适用于从小型到大型工业逻辑控制器，可替代PLC使用，支持ARIDE流程设计软件，简单易用，对编程人员要求极低，该测控主机可提供多个槽位插置不同功能板，每个功能板有独立的逻辑控制程序，但如何使CPU实现对不同功能板的指令响应，成为本领域人员研究的重点。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是提供一种机器编程的控制电路，能完全解决上述现有技术的不足之处。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：

一种机器编程的控制电路，包括一个CPU、若干个一级总线驱动器、若干个二级总线驱动器、若干个功能板、若干个三级总线驱动器和若干个四级总线驱动器，所述若干个一级总线驱动器之间串联连接，CPU连接其中任意一个一级总线驱动器，所述每个一级总线驱动器分别连接三个二级总线驱动器，所述每个二级总线驱动器连接一个功能板，所述每个功能板连接一个三级总线驱动器，每三个三级总线驱动器连接一个四级总线驱动器，所述四级总线驱动器之间串联连接，且四级总线驱动器中任意一个连接CPU。

作为优选，所述CPU包括ESM6800主板、板卡控制接口、电源管理器、FPGA和若干接口，所述ESM6800主板连接板卡控制接口，板卡控制接口连接电源管理器，通过电源管理器调制输出不同电压，所述ESM6800主板连接FPGA，通过FPGA读取功能板的操作信息。

作为优选，所述一种机器编程的控制电路，还包括若干TPS2330模块，每个功能板单独连接一个TPS2330模块，通过TPS2330模块实现功能板的热插拨功能。

作为优选，所述功能板包括电缸控制板、继电器离散输入/输出控制板和步进电机高速差分板。

作为优选，所述电缸控制板包括板卡控制接口、电源管理器、FPGA和若干接口，所述板卡控制接口连接电源管理器，通过电源管理器调制输出不同电压，所述板卡控制接口连接FPGA，通过FPGA实现对外部电缸的控制。

作为优选，所述继电器离散输入/输出控制板包括板卡控制接口、电源管理器、FPGA和若干接口，所述板卡控制接口连接电源管理器，通过电源管理器调制输出不同电压，所述板卡控制接口连接FPGA,通过FPGA实现离散输入、输出以及对继电器的控制。

作为优选，所述步进电机高速差分控制板包括板卡控制接口、电源管理器、FPGA和若干接口，所述板卡控制接口连接电源管理，通过电源管理器调制输出不同电压，所述板卡控制接口连接FPGA，通过FPGA实现对不同电机的控制以及对高差差分信号的输入/输出控制。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型结构简单，设计合理，通过该控制电路实现了CPU对不同功能板的指令响应，且响应迅速。

附图说明

图1是本实用新型的原理图；

图2是CPU的原理图；

图3是RS232驱动电路的电路原理图；

图4是RS485驱动电路的电路原理图；

图5是RS422驱动电路的电路原理图；

图6是热插拨功能原理图；

图7是电缸控制板的原理图；

图8是继电器离散输入/输出控制板的原理图；

图9是步进电机高速差分控制板的原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。

实施例一

如图1至图5所示，一种机器编程的控制电路，包括一个CPU、若干个一级总线驱动器、若干个二级总线驱动器、若干个功能板、若干个三级总线驱动器和若干个四级总线驱动器，其中一级总线驱动器、二级总线驱动器、三级总线驱动器和四级总线驱动器均采用型号为74lvc245的总线驱动器，CPU通过引脚Cs、Adv、We、Rd、En[n:0]和Sync与任意一个一级总线驱动器连接，一级总线驱动器之间串联连接，且相邻两个一级总线驱动器之间通过引脚Cs、Adv、We、Rd、En[n:0]和Sync连接，若干个二级总线驱动器中每三个二级总线驱动器并联组成一组，每组二级总线驱动器中的每个二级总线驱动器均连接同一个一级总线驱动器，一级总线驱动器通过引脚Cs、Adv、We、Rd、En[n:0]和Sync与二级总线驱动器连接，每个二级总线驱动器通过引脚Rd、Cs、Adv、We、Sync和En[n:0]单独连接一个功能板，每个功能板通过Bus_en连接二级驱动器，每个功能板单独连接一个三级总线驱动器，功能板与其对应连接的三级总线驱动器通过引脚DBus[7:0]相互连接，若干个三级总线驱动器中每三个三级总线驱动器组成一组通过引脚DBus[7:0]单独连接一个四级总线驱动器，四级总线驱动器之间通过引脚DBus[7:0]串联连接，且四级总线驱动器中任意一个通过引脚DBus[7:0]连接CPU。在图1中，Cs为总线读写使能/板卡选择信号，Adv为地址锁存信号，Rd/We读写信号，Sync为状态同步信号(Reset)，用于选择当前操作的板卡位置，Dbus[7:0]为8位双向数据总线，Dir与Rd连接在一起，作为数据总线驱动器的方向控制信号。

其中CPU包括ESM6800主板、板卡控制接口、电源管理器、FPGA和若干接口，具体的CPU的工作原理如图2所示，ESM6800主板通过引脚Cs、Adv、We、Rd和Sync分别与板卡控制接口和FPGA(现场可编程阵列)连接，板卡控制接口输出的高电压经电源管理器处理后输出不同低电压，FPGA通过16bit离散输入电平转换电路与16bit离散输入接口连接，FPGA通过16bit离散输出驱动电路连接16bit离散输出接口，由图2可知，CPU板复位时序：FPGA上电完成复位后，发出CPU复位信号，CPU复位成功并正常工作后，发送sync同步信号，同步各板卡状态。总线地址00/01h仅供CPU板内部使用，其它板卡不能使用该地址，该地址用于CPU板FPGA识别当前需要操作的板卡，然后发送不同的使能信号，读取该地址可获取当前插入的板卡位置信息。RS232、RS422、RS485、离散输入/出驱动电路的电磁隔离部分通过是否焊接0Ω电阻来选择是否使用，即不使用电磁隔离时，将隔离信号通过0Ω电阻短接在一起，隔离电源通过0Ω电阻与对应电压的电源短接在一起。

实施例二

如图1至图6所示，一种机器编程的控制电路，除具有实施例一中所有技术特征外，其区别点在于：还包括TPS2330模块，功能板通过板卡控制接口上的电压输出接口连接TPS2330模块的电压输入接口，通过TPS2330模块对功能板输出的电压信号进行分析，确定功能板是插入状态还是拔出状态。

实施例三

如图1至图9所示，一种机器编程的控制电路，除具有实施例二中所有的技术特征外，其区别点在于：功能板包括电缸控制板、继电器离散输入/输出控制板和步进电机高速差分板，其中各功能板的具体工作原理如下：

如图7所示，电缸控制板包括板卡控制接口、电源管理器、FPGA和若干接口，板卡控制接口电性连接电源管理器，通过电源管理器将高电压调制输出不同低电压，板卡控制接口通过引脚Cs、Adv、We、Rd和Sync连接FPGA，FPGA通过引脚DBus[7:0]和int连接板卡控制接口，FPGA通过多组Rd和We的引脚组合连接不同的电缸，FPGA与电缸之间设置有电磁隔离和输入/输出电平转换电路，由图7可知，CPU板只需要给相应的寄存器写指令即可控制电缸，Rd[4:0],We[4:0]为电缸输入/输出读写使能信号，如果不使用电磁隔离时，焊接电磁隔离部分的0Ω电阻即可。

如图8所示，继电器离散输入/输出控制板包括板卡控制接口、电源管理器、FPGA和若干接口，板卡控制接口电性连接电源管理器，通过电源管理器将高电压调制输出不同低电压，板卡控制接口通过引脚Cs、Adv、We、Rd和Sync连接FPGA，FPGA通过引脚DBus[7:0]和int连接板卡控制接口，FPGA通过8bit离散输入电平转换电路连接8bit离散输入接口，FPGA通过8bit离散输出驱动电路连接8bit离散输出接口，FPGA通过8ch继电器驱动电路连接继电器输出接口，由图8可知，CPU板只需要给相应的寄存器写指令即可控制内置输出控制逻辑，如果不使用电磁隔离时，焊接电磁隔离部分的0Ω电阻即可。

如图9所示，所述步进电机高速差分控制板包括板卡控制接口、电源管理器、FPGA和若干接口，板卡控制接口电性连接电源管理器，通过电源管理器将高电压调制输出不同低电压，板卡控制接口通过引脚Cs、Adv、We、Rd和Sync连接FPGA，FPGA通过引脚DBus[7:0]和int连接板卡控制接口，FPGA通过步进电机输入/输出电平转换电路连接步进电机，FPGA通过4ch高速差分驱动电路连接高速差分接口，由图9可知：CPU板只需要给相应的寄存器写指令即可控制内置输出控制逻辑，如果不使用电磁隔离时，焊接电磁隔离部分的0Ω电阻即可。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。