以太网综合控制装置的制造方法

专利名称:以太网综合控制装置的制造方法
【专利摘要】一种以太网综合控制装置,它具有对电路进行控制的FPGA电路；以太网驱动电路，该电路与FPGA电路相连；控制电路，该电路与FPGA电路相连；PCI电路，该电路的与FPGA电路相连，该装置设计合理、电路简单、集成度高、外围元件少、具有PCI接口便于与外围设备高速传输数据、数据处理速度快、可在线调试，可应用于实验室以太网控制装置。
【专利说明】
以太网综合控制装置
技术领域
[0001]本实用新型属于数据交换网络设备或装置技术领域，具体涉及到以太网综合控制装置。【背景技术】
[0002]目前，PC机很普及，推动了以太网快速发展。PC机的以太网通信基于软件协议的， 同时以太网通信可以不依赖软件。这对学生来说，不容易理解，高校也有以太网控制实验装置。学生以太网控制实践中用到以太网控制实验装置有以下几种:一是，基于MCU实现以太网控制；二是，基于处理器实现以太网控制;三是，基于FPGA机实现以太网控制。装置存在以下不足:结构尺寸大，携带不方便；电路复杂，每一种平台的功能多，需要元器件较多；设计集成度不够，一个控制终端可以有多种实现电路，未整合;设计成本较高，浪费设计材料，整合电路成本少于独立电路成本和；调试不方便，不能在线调试，需要借助其它手段；电路设计不完善，未能设置一些故障电路，考察学生分析能力；未能激发学生的创新意识、提高学生认识，具有认识的片面性;未能充分锻炼学生实际动手能力；未能锻炼学生综合分析，应用知识的能力。
【发明内容】

[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述以太网控制装置的不足，提供一种设计合理、电路简单、集成度高、外围元件少、具有PCI接口便于与外围设备高速传输数据、 数据处理速度快、可在线调试的以太网综合控制装置。
[0004]解决上述技术问题采用的技术方案是:它具有:对电路进行控制的FPGA电路；以太网驱动电路，该电路与FPGA电路相连;控制电路，该电路与FPGA电路相连;PCI电路，该电路与FPGA电路相连。
[0005]本实用新型的FPGA电路为:集成电路U3的2脚、61脚?67脚、74脚?81脚接控制电路，集成电路U3的84脚?88脚、93脚、96脚、97脚、95脚、98脚?104脚、106脚?108脚、113脚 ?117脚、119脚、120脚、158脚、159脚、161脚接PCI电路，集成电路U3的139脚接晶振Y2的4 脚、136脚和135脚接以太网驱动电路、124脚通过电阻R10接3V电源并接开关S1的一端、233 脚通过电阻R11接3V电源并接开关S2的一端、217脚通过电阻R12接3V电源并接开关S3的一端，集成电路U3的155脚、149脚、147脚、148脚、34脚?36脚、25脚、33脚、32脚、26脚、146脚、 145脚依次接连接器J2的14脚?2脚，集成电路U3的191脚、110脚、90脚、72脚、211脚、229脚接1.5V电源，集成电路U3的92脚、70脚、112脚、157脚、130脚、172脚、209脚、231脚、189脚、22 脚、51脚、9脚接3V电源，集成电路U3的154脚和27脚接A1.5V电源、地端接地，晶振Y2的1脚接 3V电源、3脚接地，连接器J2的1脚接地，开关S1?开关S3的另一端接地;集成电路U3的型号为EP1C6Q240C6,晶振Y2的型号为JHY50M。
[0006]本实用新型的以太网驱动电路为:集成电路U1的113脚接集成电路U3的136脚、112 脚接集成电路U3的135脚、19脚接电阻R7的一端和晶振Y1的一端以及电容C1的一端、20脚接电阻R7的另一端以及晶振Y1的；另一端和电容C3的一端、6脚通过电阻R9接地、11脚通过电阻R2接3V电源并接集成电路U2的8脚、10脚通过电阻R1接3V电源并接集成电路U2的6脚、15 脚通过电阻R4接3V电源并接集成电路U2的3脚、14脚通过电阻R3接3V电源并接集成电路U2 的1脚，集成电路U1的7脚、21脚、26脚、39脚、56脚、70脚、72脚、83脚、92脚、101脚、122脚接3V 电源，集成电路U1的1脚、5脚、12脚、13脚、18脚接1.8V电源、地端接地，集成电路U2的9脚、11 脚、14脚、16脚依次接连接器J1的6脚、3脚?1脚，集成电路U2的10脚和13脚以及15脚通过电阻R5接电容C2的一端和通过电阻R6接连接器J1的8脚和4脚并通过电阻R8接连接器J1的5脚和7脚、7脚和2脚以及5脚接3V电源，电容C1?电容C3的另一端接地;集成电路U1的型号为 CH395L、集成电路U2的型号为TS6121C。
[0007]由于本实用新型采用当按下开关S1，开关S2和开关S3断开，控制电路进行以太网读写控制；当按下开关S2,开关S1和开关S3断开，PCI电路进行以太网读写控制；当按下开关 S3,开关S1和开关S2断开，FPGA电路进行以太网读写控制，本装置电路简单、外围元器件少、 集成度高、将不同的平台整合在一起、配套调整方便，电路采用多种控制手段，方便、快捷， 实验功能性强，设计灵活可引导学生发散思维，具有PCI接口便于与外围设备高速传输数据、数据处理速度快、可在线调试，可应用于实验室以太网读写控制装置。【附图说明】

[0008]图1是本实用新型电气原理方框图。
[0009]图2是图1中FPGA电路的电子线路原理图。[〇〇1〇] 图3是图1中PCI电路和控制电路的电子线路原理图。
[0011]图4是图1中以太网驱动电路的电子线路原理图。【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。[0〇13] 实施例1[〇〇14] 在图1中，本实用新型以太网综合控制装置由FPGA电路、PCI电路、以太网驱动电路、控制电路连接构成，以太网驱动电路与FPGA电路相连，控制电路与FPGA电路相连，PCI电路与FPGA电路相连。[0〇15] 在图2中，本实施例的FPGA电路由集成电路U3、电阻R10?电阻R12、开关S1?开关 S3、晶振Y2、连接器J2连接构成，集成电路U3的型号为EP1C6Q240C6,晶振Y2的型号为 JHY50M。集成电路U3的2脚、61脚?67脚、74脚?81脚接控制电路，集成电路U3的84脚?88 脚、93脚、96脚、97脚、95脚、98脚?104脚、106脚?108脚、113脚?117脚、119脚、120脚、158 脚、159脚、161脚接PCI电路，集成电路U3的139脚接晶振Y2的4脚、136脚和135脚接以太网驱动电路、124脚通过电阻R10接3V电源并接开关S1的一端、233脚通过电阻R11接3V电源并接开关S2的一端、217脚通过电阻R12接3V电源并接开关S3的一端，集成电路U3的155脚、149 脚、147脚、148脚、34脚?36脚、25脚、33脚、32脚、26脚、146脚、145脚依次接连接器J2的14脚 ?2脚，集成电路U3的191脚、110脚、90脚、72脚、211脚、229脚接1.5V电源，集成电路U3的92 脚、70脚、112脚、157脚、130脚、172脚、209脚、231脚、189脚、22脚、51脚、9脚接3V电源，集成电路U3的154脚和27脚接A1.5V电源、地端接地，晶振Y2的1脚接3V电源、3脚接地，连接器J2 的1脚接地，开关S1?开关S3的另一端接地。
[0016]在图3中，本实施例的控制电路由集成电路U5构成，集成电路U5的型号为 C8051F016。集成电路U5的40脚?34脚、31脚、41脚、42脚、24脚?26脚、28脚?30脚依次接集成电路U3的2脚、61脚?67脚、74脚?81脚，集成电路U5的电源端接3V电源、地端接地。[〇〇17]在图3中，本实施例的PCI电路由集成电路U4、连接器J3连接构成，集成电路U4的型号为CH365。集成电路U4的66脚?73脚、76脚、?79脚、2脚?5脚、14脚?19脚、22脚、23脚、25 脚?32脚、74脚、6脚、13脚、24脚、12脚、75脚、7脚?11脚、65脚、64脚接连接器J3的20脚、105 脚、21 脚、103脚、102脚、24 脚、100脚、27脚、97脚、29脚、96脚、30脚、94 脚、32脚、93脚、81 脚、 45脚、79脚、47脚、78脚、48脚、76脚、52脚、53脚、71 脚、55脚、70脚、56脚、68脚、58脚、67脚、26 脚、33脚、44脚、73脚、82脚、99脚、91脚、35脚、89脚、37脚、119脚、16脚、110脚，集成电路U4的 33脚?39脚、42脚?58脚、40脚、41脚、62脚、63脚、59脚依次接集成电路U3的84脚?88脚、93 脚、96脚、97脚、95脚、98脚?104脚、106脚?108脚、113脚?117脚、119脚、120脚、158脚、159 脚、161脚，集成电路U5的电源端接5V电源、地端接地，连接器J3的123脚接12V电源的正极、1 脚接12V电源的负极、5脚、6脚、61脚?64脚、117脚、120脚接5V电源、地端接地。[〇〇18] 在图4中，本实施例的以太网驱动电路由集成电路U1、集成电路U2、电阻R1?电阻 R9、电容C1?电容C3、晶振Y1、连接器J1连接构成，集成电路U1的型号为CH395L、集成电路U2 的型号为TS6121C。集成电路U1的113脚接集成电路U3的136脚、112脚接集成电路U3的135 脚、19脚接电阻R7的一端和晶振Y1的一端以及电容C1的一端、20脚接电阻R7的另一端以及晶振Y1的；另一端和电容C3的一端、6脚通过电阻R9接地、11脚通过电阻R2接3V电源并接集成电路U2的8脚、10脚通过电阻R1接3V电源并接集成电路U2的6脚、15脚通过电阻R4接3V电源并接集成电路U2的3脚、14脚通过电阻R3接3V电源并接集成电路U2的1脚，集成电路U1的7 脚、21脚、26脚、39脚、56脚、70脚、72脚、83脚、92脚、101脚、122脚接3V电源，集成电路U1的1 脚、5脚、12脚、13脚、18脚接1.8V电源、地端接地，集成电路U2的9脚、11脚、14脚、16脚依次接连接器J1的6脚、3脚?1脚，集成电路U2的10脚和13脚以及15脚通过电阻R5接电容C2的一端和通过电阻R6接连接器J1的8脚和4脚并通过电阻R8接连接器J1的5脚和7脚、7脚和2脚以及 5脚接3V电源，电容C1?电容C3的另一端接地。[〇〇19]本实用新型的工作原理如下:
[0020]系统上电，电路开始初始化工作。当按下开关S1，开关S2和开关S3断开，控制器电路工作。此时，是用控制器进行以太网读写控制。集成电路U3时刻检测135脚，当有数据输入时，启动以太网读数据控制命令，信号从连接器J1输入，经过集成电路U2的电平变换，输入到集成电路U1的1 0脚、11脚，经过集成电路U1的协议变换，从集成电路U1的112脚输出，输入到集成电路U3，经集成电路U3，将数据输出到集成电路U5。集成电路U3时刻检测74脚，当有数据输入时，启动以太网写数据控制命令，数据从集成电路U5的31脚、34脚?40脚输出， 经过集成电路U3的逻辑处理，从集成电路U3的136脚输出，输入到集成电路U1的113脚，经集成电路U1的协议转换处理，输入到集成电路U2的1脚、3脚，最终从连接器J1输出。
[0021]当按下开关S2,开关S1和开关S3断开，PCI电路工作。此时是用PCI电路进行进行以太网读写控制。集成电路U3时刻检测135脚，当有数据输入时，启动以太网读数据控制命令， 信号从连接器J1输入，经过集成电路U2的电平变换，输入到集成电路U1的10脚、11脚，经过集成电路U1的协议变换，从集成电路U1的112脚输出，输入到集成电路U3。经集成电路U3，将数据输出到集成电路U4的51脚?58脚，经集成电路U4处理，最终从连接器J3输出从以太网发送来的数据。集成电路U3时刻检测120脚，当有数据输入时，启动以太网写数据控制命令， 数据从连接器J3输入，由连接器J3的20脚、105脚、21脚、103脚、102脚、24脚、100脚、27脚、97 脚、29脚、96脚、30脚、94脚、32脚、93脚、81脚、45脚、79脚、47脚、78脚、48脚、76脚、52脚、53 脚、71脚、55脚、70脚、56脚、68脚、58脚、67脚输出，输入到集成电路U4，经集成电路U4内部处理，数据从U4的51脚?58脚输出，输入到集成电路U3,经过集成电路U3的逻辑处理，从集成电路U3的136脚输出，输入到集成电路U1的113脚，经集成电路U1的协议转换处理，输入到集成电路U2的1脚、3脚，最终从连接器J1输出。[〇〇22]当按下开关S3,开关S1和开关S2断开，FPGA电路工作。此时，是用FPGA电路进行进行以太网读写控制。由集成电路U3内部产生读写控制逻辑，首先，启动以太网写的控制逻辑时序，发送的数据从从集成电路U3的136脚输出，输入到集成电路U1的113脚，经集成电路U1 的协议转换处理，输入到集成电路U2的引1脚、3脚，最终从连接器J1输出，完成FPGA以太网数据发送;其次，启动以太网读的控制逻辑时序。信号从连接器J1输入，经过集成电路U2的电平变换，输入到集成电路U1的10脚、11脚，经过集成电路U1的协议变换，从集成电路U1的 112脚输出，输入到集成电路U3的135脚，经集成电路U3处理，将数据读出，完成FPGA以太网数据读取。
【主权项】
1.一种以太网综合控制装置，其特征在于它具有:对电路进行控制的FPGA电路；以太网驱动电路，该电路与FPGA电路相连；控制电路，该电路与FPGA电路相连；PCI电路，该电路与FPGA电路相连。2.根据权利要求1所述的以太网综合控制装置，其特征在于所述的FPGA电路为:集成电 路U3的2脚、61脚?67脚、74脚?81脚接控制电路，集成电路U3的84脚?88脚、93脚、96脚、97 脚、95脚、98脚?104脚、106脚?108脚、113脚?117脚、119脚、120脚、158脚、159脚、161脚接 PCI电路，集成电路U3的139脚接晶振Y2的4脚、136脚和135脚接以太网驱动电路、124脚通过 电阻R10接3V电源并接开关S1的一端、233脚通过电阻R11接3V电源并接开关S2的一端、217 脚通过电阻R12接3V电源并接开关S3的一端，集成电路U3的155脚、149脚、147脚、148脚、34 脚?36脚、25脚、33脚、32脚、26脚、146脚、145脚依次接连接器J2的14脚?2脚，集成电路U3 的191脚、110脚、90脚、72脚、211脚、229脚接1.5V电源，集成电路U3的92脚、70脚、112脚、157 脚、130脚、172脚、209脚、231脚、189脚、22脚、51脚、9脚接3V电源，集成电路U3的154脚和27 脚接A1.5V电源、地端接地，晶振Y2的1脚接3V电源、3脚接地，连接器J2的1脚接地，开关S1? 开关S3的另一端接地;集成电路U3的型号为EP1C6Q240C6，晶振Y2的型号为JHY50M。3.根据权利要求1所述的以太网综合控制装置，其特征在于所述的以太网驱动电路为: 集成电路U1的113脚接集成电路U3的136脚、112脚接集成电路U3的135脚、19脚接电阻R7的 一端和晶振Y1的一端以及电容C1的一端、20脚接电阻R7的另一端以及晶振Y1的；另一端和 电容C3的一端、6脚通过电阻R9接地、11脚通过电阻R2接3V电源并接集成电路U2的8脚、10脚 通过电阻R1接3V电源并接集成电路U2的6脚、15脚通过电阻R4接3V电源并接集成电路U2的3 脚、14脚通过电阻R3接3V电源并接集成电路U2的1脚，集成电路U1的7脚、21脚、26脚、39脚、 56脚、70脚、72脚、83脚、92脚、101脚、122脚接3V电源，集成电路U1的1脚、5脚、12脚、13脚、18 脚接1.8V电源、地端接地，集成电路U2的9脚、11脚、14脚、16脚依次接连接器J1的6脚、3脚? 1脚，集成电路U2的10脚和13脚以及15脚通过电阻R5接电容C2的一端和通过电阻R6接连接 器J1的8脚和4脚并通过电阻R8接连接器J1的5脚和7脚、7脚和2脚以及5脚接3V电源，电容C1 ?电容C3的另一端接地;集成电路U1的型号为CH395L、集成电路U2的型号为TS6121C。
【文档编号】G06F13/42GK205721769SQ201620366695
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】荆红莉, 王静, 艾朝霞
【申请人】榆林学院