一种多协议通信适配器的制作方法

文档序号:12624073阅读:318来源:国知局

本发明属于控制网络技术领域,具体地涉及一种多协议通信适配器。



背景技术:

在工业控制领域,控制网络技术是自动控制技术和计算机通讯技术发展和相互融合的网络化自动控制技术,在不同的自动化领域产生了不同体系结构的控制网络,甚至同一自动化领域也产生了多种体系结构的控制网络。从集散控制系统、现场总线控制系统乃至工业以太网都是以控制网络数据通讯为基础的。当前现场设备接口与控制网络的连接主要通过支持不同协议的通信适配器以及网关来实现。这种局面在短时间内很难有所改观。面对当前支持不同协议的多种控制网络体系纷争的局面。不同厂商的现场设备难以适从,为实现与控制网络进行数据通讯,随之而产生了大量的支持不同通讯协议的具有数据通讯接口的智能设备。

但目前,市面上一些大公司所提供的解决方案价格昂贵。软件开发成本较高。对于底层网络价格太过于昂贵。因此,国内一些公司也致力于这方面的研究,并取得一定成果,但功能相对单一,一般的网关只能实现一种协议数据到另一种协议数据的转换,通信适配器只能实现一种标准接口数据到一种协议数据的转换。灵活性与通用性不足,很难满足复杂的现场控制网络与设备通信的要求。



技术实现要素:

本发明就是针对上述通信适配器的灵活性与通用性不足,提供一种多协议通信适配器;本发明能够实现具有任何一种标准接口RS485\RS232\RS422的工业现场设备到任何一种现场总线Profibus-DP总线、CAN总线的通信任务,本发明运行稳定、可靠。

为实现本发明的上述目的,本发明采用如下技术方案。

本发明一种多协议通信适配器,包括单片机、串口接口芯片、电源电路、Profibus-DP总线接口电路、CAN总线接口电路;其结构要点是:所述单片机连接有外部接口电路,所述外部接口电路包括键盘与显示器电路、扩展存储器、晶振电路、看门狗电路,所述单片机与串口接口芯片连接,串口接口芯片连接有RS485\RS422接口和RS232接口;所述单片机通过Profibus专用协议芯片SPC3、光耦芯片与Profibus-DP总线接口电路相连,所述单片机通过CAN专用控制器SJAl000、光耦芯片与CAN总线接口电路相连;所述电源电路分别给串口接口芯片、键盘与显示器电路、扩展存储器、Profibus-DP总线接口电路、CAN总线接口电路、看门狗电路、光耦芯片供电。

作为本发明的一种优选方案,所述单片机采用51兼容机W78E58B。

作为本发明的另一种优选方案,所述串口接口芯片采用MAX3162复合电平转换芯片。

作为本发明的另一种优选方案,所述光耦芯片采用HC-PL7720,波特率为25 Mb/s。

本发明的有益效果是:

1、本发明一种多协议通信适配器,集成了Profibus-DP总线接口与CAN总线接口以及RS232、RS485、RS422三个常用串口接口,实现了常用串口与多种协议的现场总线通信,较以往的通信适配器功能更加丰富,性价比高,性能稳定。

2、本发明以W78E58B单片机为主控制器,以CAN控制器SJAl000作为CAN总线接口模块,以Profibus专用智能协议芯片SPC3组成Profibus-DP总线接口模块,以MAX3162作为串口RS232/RS485/RS422电平转换芯片;集成CAN总线与Profibus-DP总线到RS232/RS485/RS422串口接口的多协议通信适配器,能够实现具有任何一种标准接口RS485\RS232\RS422的工业现场设备到任何一种现场总线Profibus-DP总线、CAN总线的通信任务,运行稳定、可靠。

附图说明

图1是本发明一种多协议通信适配器的结构框图。

具体实施方式

如图1所示,为本发明一种多协议通信适配器的结构框图。图中,包括单片机、串口接口芯片、电源电路、Profibus-DP总线接口电路、CAN总线接口电路;其结构要点是:所述单片机连接有外部接口电路,所述外部接口电路包括键盘与显示器电路、扩展存储器、晶振电路、看门狗电路,所述单片机与串口接口芯片连接,串口接口芯片连接有RS485\RS422接口和RS232接口;所述单片机通过Profibus专用协议芯片SPC3、光耦芯片与Profibus-DP总线接口电路相连,所述单片机通过CAN专用控制器SJAl000、光耦芯片与CAN总线接口电路相连;所述电源电路分别给串口接口芯片、键盘与显示器电路、扩展存储器、Profibus-DP总线接口电路、CAN总线接口电路、看门狗电路、光耦芯片供电。

所述单片机采用51兼容机W78E58B;所述W78E58B是带有ISP功能的Flash EPROM的低功耗8位微控制器,内含32KB的ROM,不需要外扩ROM,4个8位双向、可位寻址的I/O口,1个附加的4位I/0口P4,3个16位定时肼数器及1个串行口。这些外围设备都由有8个中断源和2级中断能力的中断系统支持。

本发明所述Profibus-DP总线接口电路由专用协议芯片SPC3、光耦芯片、Profibus-DP总线收发器组成;芯片SPC3是优化的专用Profibus-DP从站协议芯片。支持9.6 kb/s到12 Mb/s的波特率:能够自动监测网络的波特率并对自己的波特率进行调整:内部集成1.5 KB的双ElRAM:集成了看门狗定时器。Profibus-DP协议的关键部分由智能协议芯片SPC3实现,其余部分由单片机软件实现,单片机通过控制SPC3实现数据交换。

所述串口接口芯片采用MAX3162复合电平转换芯片;来完成串行信号与单片机的TTL信号的相互转换。MAX3162能够同时支持RS232、RS485、RS422三种传输方式,可以作为双通道的RS232收发器,也可以作为单通道的RS485/RS422收发器,支持Rs485/RS422的全双工和半双工工作模式。支持RS485的10 Mb/s和RS232的l Mb/s的传输速率。采用MAX3162芯片可以有效地减轻电路设计的复杂性。提高电路的稳定性。串口侧使用2个DB9针连接器,一个作为RS485/RS422串口接口,另一个作为RS232串口接口。

所述光耦芯片采用HC-PL7720,波特率为25 Mb/s;有源晶振为SPC3芯片提供稳定的48M时钟频率,单片机通过缓冲门电路控制芯片SPC3工作。

可以理解的是,以上关于本发明的具体描述,仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案,本领域的普通技术人员应当理解,仍然可以对本发明进行修改或等同替换,以达到相同的技术效果;只要满足使用需要,都在本发明的保护范围之内。

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