专利名称：基于现场总线的温度/压力传感器的主电路板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于现场总线的温度/压力传感器的主电路板。
背景技术：
随着工业生产的发展，需要的测控点和测控参量越来越多，传统的分散型控制系统已很难适应要求，取而代之的是一种新兴的基于现场总线的开放型控制系统。而为数众多的智能设备或智能传感器则是位于现场生产制造、运行区域，处于开放型控制系统的最前端，因此其性能的好坏，输出信息的可靠性对整个系统至关重要。一种基于现场总线的智能温度/压力传感器，在开放型控制系统中将越来越受到重视。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种带现场总线(CAN)的温度/压力传感器的主电路板。该电路板除了具有传感器数据采集和现场总线通讯功能外，还具有对传感器进行故障自诊断，设置量程、阻尼系数、工程单位，修正传感器特性等功能。具有安装尺寸小，功能齐全，可靠性高，数据传输速度快的优点。
本实用新型采取的技术措施是基于现场总线的温度/压力传感器的主电路板，其特点是，包括电源变换模块、微处理器、CAN接口模块、复位电路模块、信号调整模块、第一连接器、第二连接器；其中电源变换模块，用于把输入24V电源电压变为5V工作电压，为主电路板的各模块提供一组稳定的工作电压；微处理器，用于采集传感器信号、数据处理和运算，并输出处理结果，其输入端分别与信号调整模块和复位电路模块的输出端连接；CAN接口模块，用于向CAN总线提供差动发送功能，和对CAN总线的差动接收，并按标准自动完成物理层和数据链路层的所有功能，它与所述的微处理器双向相连。
复位电路模块，用于产生一个由高变低和一个由低变高的电平信号，分别对所述的微处理器和所述的CAN接口模块进行初始上电复位，其输出端分别与微处理器和CAN接口模块相连。
信号调整模块，用于使输入传感器电流信号变换为电压信号，并进行信号零点调整和滤波。其输出端与所述微处理器相连。
第一连接器，用于使工作电源和传感器信号的接入及与外接现场总线连接，其与现场总线接口模块双向连接，其输出端与所述的电源变换模块和信号调整模块相连；第二连接器，用于对所述的微处理器进行编程和调试，它与所述的微处理器双向相连。
上述基于现场总线的温度/压力传感器的主电路板，其中，所述的主电路板还包括对地线的专门连接，该专门连接是先将主电路板上的所有的微处理器的工作电源地线和模/数转换接口用的电源的地线分别连接，然后再用导线把两种地线相连。
由于本实用新型采用了以上的技术方案，它把传统的温度/压力传感器输出的电流信号变为数字信号，并通过CAN接口把处理好的数字信号传输到现场总线网络中，从而具有高精度和高稳定性，并具有低的价格性能比等特点。
本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图进一步给出。
图1是本实用新型主电路板的原理框图。
图2是本实用新型主电路板实施例的电路图。
具体实施方式
请参见图1、图2。本实用新型所提供的一种带现场总线的温度/压力传感器主电路板，选用一种型号为ADUC812的贴片式单片微处理器，通过CAN控制器接口电路组成一个单片微机系统。其包括电源变换模块1、微处理器2、现场总线(CAN)接口模块3、复位电路模块4、信号调整模块5、第一连接器6、第二连接器7；其中电源变换模块1，用于把输入24V电源电压变为5V工作电压，为本实用新型主电路板的各模块提供一组稳定的工作电压，它由一片型号为7805的三端稳压管和两只独石电容组成。
微处理器2，用于采集传感器信号、数据处理和运算，并输出处理结果。它由一片型号为ADUC812的单片微处理器，一只晶体振荡器，一只电阻和7只电容组成。它与所述的电源变换模块1相连。ADUC812是一个全集成的12位数据采集系统，内含8K字节片内闪速/电擦除程序存贮器，256字节片内数据存贮器。它把所采集到的传感器信号变为数字信号，通过数据处理、运算和自诊断后，按规定的CAN现场总线的通讯格式，向上位机发送数据。为提高本实用新型A/D数据采集的精度，本实用新型在实际使用中，对地线进行了专门的处理连接，即先将主电路板上的所有的微处理器的工作电源地线和模/数转换用的电源的地线分别连接，然后再用导线把两种地线相连。经过这样处理后，可使本实用新型的采集数据精度大大提高。
CAN接口模块3，用于向CAN总线提供差动发送功能，和对CAN总线的差动接收，并按标准自动完成物理层和数据链路层的所有功能，它由一片型号为SJA1000 CAN控制器、一片型号为82C250的CAN控制器接口、一只晶体振荡器和若干电阻、电容组成，它与微处理器2双向连接。
复位电路模块4，用于产生一个由高变低和一个由低变高的电平信号，分别对所述的微处理器2上的ADUC812单片微处理器和所述的CAN接口模块3上的SJA1000CAN控制器进行初始上电复位，它由一片型号为74LS123的贴片式单稳集成电路和若干电阻、电容组成，其输出端与微处理器2和CAN接口模块3相连。
信号调整模块5，用于使输入传感器电流信号变换为电压信号，并进行信号零点调整和滤波。它由一个调零电位器和若干电阻、电容组成，它与所述的微处理器2相连。
第一连接器6，用于使工作电源和传感器信号的接入及与外接现场总线连接，其与现场总线接口模块双向连接，其输出端与所述的电源变换模块1和信号调整模块5相连；第二连接器7，用于对所述的微处理器2进行编程和调试，它与所述的微处理器2双向相连；该第二连接器7的输出与外接的计算机连接。
由于采用了所述方案，即选用全集成的12位数据采集系统器件，使本实用新型印刷电路板尺寸小、功能全，具有高精度和高稳定性，并具有低的价格性能比等特点。
本实用新型的工作原理是微处理器中的模/数转换接口通过数据采集把传感器输出的电信号变换为数字信号，在微处理器内进行逻辑处理和运算，并把计算结果送CAN接口进行数据通信，再通过CAN接口把处理好的数字信号传输到现场总线网络中。
本实用新型带现场总线的温度/压力传感器主电路板除了具有传感器数据采集和现场总线通讯功能外，还具有对传感器进行故障自诊断、设置量程和阻尼系数、修正传感器特性等功能。可使得该实用新型更能适应目前现代工业化大生产日益复杂化的需要。
权利要求1.基于现场总线的温度/压力传感器的主电路板，其特征在于，包括电源变换模块、微处理器、现场总线接口模块、复位电路模块、信号调整模块、第一连接器、第二连接器；其中电源变换模块，用于把输入24V电源电压变为5V工作电压，为主电路板的各模块提供一组稳定的工作电压；微处理器，用于采集传感器信号、数据处理和运算，并输出处理结果，其输入端分别与信号调整模块和复位电路模块的输出端连接；现场总线接口模块，用于向现场总线总线提供差动发送功能，和对现场总线总线的差动接收，并按标准自动完成物理层和数据链路层的所有功能，它与所述的微处理器双向相连。复位电路模块，用于产生一个由高变低和一个由低变高的电平信号，分别对所述的微处理器和所述的现场总线接口模块进行初始上电复位，其输出端分别与微处理器和现场总线接口模块相连。信号调整模块，用于使输入传感器电流信号变换为电压信号，并进行信号零点调整和滤波。其输出端与所述微处理器相连。第一连接器，用于使工作电源和传感器信号的接入及与外接现场总线连接，其与现场总线接口模块双向连接，其输出端与所述的电源变换模块和信号调整模块相连，第二连接器，用于对所述的微处理器进行编程和调试，它与所述的微处理器双向相连。
2.根据权利要求1所述的基于现场总线的温度/压力传感器的主电路板，其特征在于，所述的主电路板还包括对地线的专门连接，该专门连接是先将主电路板上的所有的微处理器的工作电源地线和模/数转换用的电源的地线分别连接，然后再用导线把该两种地线相连。
专利摘要本实用新型基于现场总线的温度/压力传感器的主电路板，其特点是，包括电源变换模块、微处理器、CAN接口模块、复位电路模块、信号调整模块、第一连接器、第二连接器。它把传统的温度/压力传感器输出的电流信号变为数字信号，并通过CAN接口把处理好的数字信号传输到现场总线网络中。该电路板除了具有传感器数据采集和现场总线通讯功能外，还具有对传感器进行故障自诊断，设置量程、阻尼系数、工程单位，修正传感器特性等功能。具有安装尺寸小，功能齐全，可靠性高，数据传输速度快的优点。
文档编号G06F13/14GK2582057SQ02261659
公开日2003年10月22日 申请日期2002年11月18日 优先权日2002年11月18日
发明者简庆年, 孙和平, 韩华, 金慧, 蒋六民, 王志樑, 杨英, 黄鹤, 何宇功 申请人:中国船舶重工集团公司第七一一研究所