一种基于ADCP系统的对外通讯隔离电路的制作方法

本发明涉及水体流速测量领域，尤其涉及一种基于ADCP系统的对外通讯隔离电路。

背景技术：

ADCP即声学多普勒流速剖面仪是基于声学多普勒原理研制的一种测量水体流速的设备。主要是通过换能器对待测水域发射声波,声波在待测水域中产生反射。我们通过测量反射回来的声波信号来计算水体流速。所以测量水速时,需将ADCP放入水中,这样ADCP和测量PC机终端就有很长的距离,目前市场上主流ADCP都以20米左右的线缆来实现彼此间的通讯的，通讯方式一般都是串口来实现的。而在ADCP和PC机终端通讯时，往往会因为长线通讯给ADCP系统带来不可预测的噪声(比如：长线传输时，长的线缆就能形成天线效应，会吸收周围的微波对系统带来噪声干扰等)。这样会给ADCP系统测量精度等参数产生影响。而目前现有技术有些不予处理，有些会做些对系统大地的处理，或做些简单的信号隔离，从而减少这一影响但不能完全消除这一影响。

有鉴于此，亟待研发出一种能够解决上述问题的一种基于ADCP系统的对外通讯隔离电路。

技术实现要素：

本发明的目的旨在解决上述问题，从而提供一种基于ADCP系统的一种新型对外通讯隔离电路，此电路从电源，地及通讯信号各方面实现全面隔离，从而解决由长线传输而带来的干扰。

为实现上述目的，本发明还提供了一种基于ADCP系统的对外通讯隔离电路。该电路包括:RS232接口芯片、RS422接口芯片、第一隔离芯片、第二隔离芯片、隔离电源芯片和微控制单元MCU，

所述RS232接口芯片一端通过信号线与PC机相连，另一端与所述第一隔离芯片相连，用以实现与PC机的通讯以及实现RS232电平与TTL电平的转换；

所述RS422接口芯片一端通过信号线与PC机相连，另一端与所述第二隔离芯片相连，用以实现与PC机的通讯以及实现RS422电平与TTL电平的转换；

所述第一隔离芯片与所述微控制单元MCU相连，用以实现RS232信号的隔离；

所述第二隔离芯片与所述微控制单元MCU相连，用以实现RS422信号的隔离；

所述隔离电源芯片一端的电源和地分别与所述RS232接口芯片、RS422接口芯片、第一隔离芯片和第二隔离芯片的一端的电源和地相连，所述隔离电源芯片另一端的电源和地分别与第一隔离芯片、第二隔离芯片和ADCP系统的电源和地相连。

优选地，所述RS232接口芯片采用MAX3232EUE。

优选地，所述第一隔离芯片采用ADUM1402ARWZ。

优选地，所述RS422接口芯片、第二隔离芯片和隔离电源芯片采用集成RS422接口芯片、隔离电源及隔离芯片三个功能于一体的LTM2881-3芯片。

本发明解决了长线通讯传输时对ADCP系统产生噪声干扰的问题，不但对信号进行隔离，而且对相应的电源及地进行隔离。相对于传统的方法，隔离更加彻底，解决了由长线通讯带来的噪声影响。另外在实现隔离同时，采用一种集成隔离电源，隔离器及端口芯片集成一体的芯片，更加使得隔离系统的原理图及相应部分PCB得到简洁，复杂度降低，易于开发，也能使得成本得到控制。

附图说明

图1为本发明提供的一种基于ADCP系统的对外通讯隔离电路的原理框图；

图2为本发明提供的一种基于ADCP系统的对外通讯隔离电路的RS232接口芯片示意图；

图3为本发明提供的一种基于ADCP系统的对外通讯隔离电路的第一隔离芯片示意图；

图4为本发明提供的一种基于ADCP系统的对外通讯隔离电路的集RS422接口芯片、隔离电源及隔离芯片三个功能为一体的芯片示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。需要说明的是，附图仅为示例性说明，并未按照严格比例绘制，而且其中可能有为描述便利而进行的局部放大、缩小，对于公知部分结构亦可能有一定缺省。

图1为本发明提供的一种基于ADCP系统的对外通讯隔离电路的原理框图。

如图1所示，本发明提供的一种基于ADCP系统的对外通讯隔离电路，该电路包括:RS232接口芯片、RS422接口芯片、第一隔离芯片、第二隔离芯片、隔离电源芯片和微控制单元MCU。

本发明还提供了一种基于ADCP系统的对外通讯隔离电路。该电路包括:RS232接口芯片、RS422接口芯片、第一隔离芯片、第二隔离芯片、隔离电源芯片和微控制单元MCU。

RS232接口芯片一端通过信号线与PC机相连，另一端与第一隔离芯片相连，用以实现与PC机的通讯以及实现RS232电平与TTL电平的转换；

RS422接口芯片一端通过信号线与PC机相连，另一端与所述第二隔离芯片相连，用以实现与PC机的通讯以及实现RS422电平与TTL电平的转换；

第一隔离芯片与微控制单元MCU相连，用以实现RS232信号的隔离；

第二隔离芯片与微控制单元MCU相连，用以实现RS422信号的隔离；

隔离电源芯片一端的电源和地分别与RS232接口芯片、RS422接口芯片、第一隔离芯片和第二隔离芯片的一端的电源和地相连，隔离电源芯片另一端的电源和地分别与第一隔离芯片、第二隔离芯片和ADCP系统的电源和地相连。

优选地，所述RS232接口芯片采用MAX3232EUE。

优选地，所述第一隔离芯片采用ADUM1402ARWZ。

优选地，所述RS422接口芯片、第二隔离芯片和隔离电源芯片采用集成RS422接口芯片、隔离电源及隔离芯片三个功能于一体的LTM2881-3芯片。

其中，图1中虚线方框为隔离带，隔离带左边和右边是通过第一隔离芯片，第二隔离芯片和隔离电源芯片完全隔离开的，隔离电源右边的的VCC和GND是系统提供的，ISO_VCC和ISO_GND是由隔离电源芯片产生的，是专供给隔离带左边区域供电的电源和地。MCU为ADCP系统中数字处理的微控制单元。

由上面硬件原理总述可知，需要选用RS232、RS422接口芯片、隔离电源芯片及隔离芯片。在一个实施例中，RS232的接口芯片选用MAX3232EUE，第一隔离芯片选用ADUM1402ARWZ，而RS422接口芯片，第二隔离芯片及隔离电源芯片选用LTM2881-3。LTM2881-3这款芯片是凌特公司生产的集成了422接口芯片，隔离电源，及隔离芯片三个功能为一体的芯片。具体实现方案电路原理图如下所示：

图2中A2P_232TX，A2P_232RX是RS232接口芯片接PC机的两个信号线；图3中P2A_422_P，P2A_422_N，A2P_422_N，A2P_422_P是RS422接口芯片接PC机的四个信号线。这六个信号是直接通过长线和PC机通讯的信号。为图1中隔离带的左边。其中A2P_232TX，A2P_232RX信号通过图2中的RS232接口芯片U2变成信号DSP_UART2_TXD_232，DSP_UART2_RXD_232(这两个信号依然在图1隔离带的左边)，DSP_UART2_TXD_232，DSP_UART2_RXD_232分别与图4中DSP_UART2_TXD_232和DSP_UART2_RXD_232对应相连，通过图4中的隔离芯片U3变为DSP_UART2_TXD_232ISO，DSP_UART2_RXD_232ISO(这两个信号在图1隔离带的右边)从而实现串口RS232的隔离。而图3中RS422的四个信号线P2A_422_P，P2A_422_N，A2P_422_N，A2P_422_P是通过

图3中的RS422接口芯片U1变成信号DSP_UART2_RXD_422，DSP_UART2_TXD_422(这两个信号在图1隔离带的右边，因为此款U1芯片本身就带有了隔离功能)，从而实现串口RS422的隔离，并解决了由长线传输对ADCP系统带来的噪声影响。

图3中RS422接口芯片U1的A7，A8，B6，B7，B8与ADCP的电源VCC相接；图3中RS422接口芯片U1的B1-B5与ADCP的地GND相接。图3中RS422接口芯片U1的VCC_ISO,GND_ISO分别对应与图2中RS232接口芯片U2和图4中接口芯片U3中的VCC_ISO,GND_ISO相连。图3中RS422接口芯片U1的VCC,GND分别对应与图4中隔离芯片U3中的VCC,GND相连，从而实现电源和地的隔离。

综上，本发明解决了长线通讯传输时对ADCP系统产生噪声干扰的问题，不但对信号进行隔离，而且对相应的电源及地进行隔离。相对于传统的方法，隔离更加彻底，解决了由长线通讯带来的噪声影响。另外在实现隔离同时，采用一种集成隔离电源，隔离器及端口芯片集成一体的芯片，更加使得隔离系统的原理图及相应部分PCB得到简洁，复杂度降低，易于开发，也能使得成本得到控制。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。