一种EtherCAT总线时钟分布系统的制作方法

本发明涉及ethercat总线时钟领域，具体来说，涉及一种ethercat总线时钟分布系统。

背景技术：

ethercat是一个开放架构，以以太网为基础的现场总线系统，其名称的cat为控制自动化技术字首的缩写。ethercat是确定性的工业以太网，最早是由德国的beckhoff公司研发。自动化对通讯一般会要求较短的资料更新时间（或称为周期时间）、资料同步时的通讯抖动量低，而且硬件的成本要低，ethercat开发的目的就是让以太网可以运用在自动化应用中。

ethercat通讯协定是针对程序资料而进行优化，利用标准的ieee802.3以太网帧传递，ethertype为0x88a4。其资料顺序和网站上设备的实体顺序无关，定址顺序也没有限制。主站可以和从站进行广播及多播等通讯。若需要ip路由，ethercat通讯协定可以放入udp/ip资料包中。现有的ethercat总线时钟分布系统，在具体的使用过程中时间同步性能较低，同时，耗能较大。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

针对相关技术中的问题，本发明提出一种ethercat总线时钟分布系统，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本发明采用的具体技术方案如下：

一种ethercat总线时钟分布系统，包括主设备、总线、数据接收设备一、数据接收设备二、数据接收设备三、辅助电路、数据处理设备一、数据处理设备二、数据处理设备三及ethercat从站，所述主设备通过所述总线依次与所述数据接收设备一、所述数据接收设备二及所述数据接收设备三连接，所述数据接收设备一与所述辅助电路连接，所述数据处理设备二与所述辅助电路连接，所述数据处理设备三与所述辅助电路连接，所述辅助电路依次与所述数据处理设备一、所述数据处理设备二及数据处理设备三连接，所述数据处理设备一与所述ethercat从站连接，所述数据处理设备二与所述ethercat从站连接，及数据处理设备三与所述ethercat从站连接。

进一步的，为了大大提高了数据通信的稳定性、快速响应性以及处理效率，从而通过设置现场可编程门阵列，所述数据处理设备一包括处理模块、数据通信模块及现场可编程门阵列，所述处理模块与所述数据通信模块连接，所述数据通信模块与所述现场可编程门阵列连接，所述数据通信模块与所述ethercat从站连接，所述现场可编程门阵列与所述ethercat从站连接。

进一步的，为了保障了数据帧收发的稳定性和实时性，从而通过设置现场可编程门阵列，所述现场可编程门阵列包括时钟模块、处理器接口选择操作子模块、ethercat协议驱动子模块、数据帧收发及验算子模块及双端口随机取子模块，所述时钟模块与所述处理器接口选择操作子模块连接，所述处理器接口选择操作子模块与所述ethercat协议驱动子模块连接，所述ethercat协议驱动子模块与所述数据帧收发及验算子模块连接，所述ethercat协议驱动子模块与所述双端口随机取子模块连接。

进一步的，为了可保证时间的统一性，从而通过设置处理模块与时钟模块和双端口随机取子模块连接，所述时钟模块与所述处理模块连接，所述双端口随机取子模块与所述处理模块连接。

进一步的，为了在ethercat主站每一次向ethercat从站发送数据或者接收数据时，都向与ethercat主站适配的各个ethercat从站下发ethercat主站的基准时间，从而通过时钟模块与ethercat从站连接，所述时钟模块与所述ethercat从站连接。

进一步的，为了通过设置辅助电路可分频用于单独的外围设备，所述辅助电路包括输出端、输入端、低频率振荡器一、低频率振荡器二、低频率振荡器三、分配器及多路选择器，所述输入端与低频率振荡器连接，所述输出端与所述低频率二连接，所述低频率振荡器二通过多路选择器与所述低频振荡器三连接，所述多路选择器与所述分配器连接，所述低频振荡器三包括电容一、电容二、继电器及低频振荡器四，所述点容一与所述低频振荡器四连接，所述低频振荡器四与所述电容二连接，所述低频振荡器与所述继电器连接，所述继电器与所述多路选择器连接。

本发明的有益效果为：

1、与传统的ethercat总线时钟分布系统相比，本发明通过设置现场可编程门阵列，从而在具体的使用时，在ethercat主站每一次向ethercat从站发送数据或者接收数据时，都向与ethercat主站适配的各个ethercat从站下发ethercat主站的基准时间，使得ethercat主站和ethercat从站在每一次数据交互时，时间都同步，进而保障了数据帧收发的稳定性和实时性。

2、本发明通过设置辅助电路，从而在具体的使用时，使软件可选的时钟，并且时钟信号可以由软件选择时钟资源，并使时钟机制能够成为超低耗单片机，同时能够分频用于单独的外围设备。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种ethercat总线时钟分布系统的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的一种ethercat总线时钟分布系统的局部结构示意图；

图3是根据本发明实施例的一种ethercat总线时钟分布系统的局部结构示意图；

图4是根据本发明实施例的一种ethercat总线时钟分布系统的辅助电路结构示意图。

图中：

1、主设备；2、总线；3、数据接收设备一；4、数据接收设备二；5、数据接收设备三；6、辅助电路；7、数据处理设备一；701、处理模块；702、数据通信模块；703、现场可编程门阵列；704、时钟模块；705、处理器接口选择操作子模块；706、ethercat协议驱动子模块；707、数据帧收发及验算子模块；708、双端口随机取子模块；8、数据处理设备二；9、数据处理设备三；10、ethercat从站。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本发明的实施例，提供了一种ethercat总线时钟分布系统。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1-4所示，根据本发明实施例的ethercat总线时钟分布系统，包括主设备1、总线2、数据接收设备一3、数据接收设备二4、数据接收设备三5、辅助电路6、数据处理设备一7、数据处理设备二8、数据处理设备三9及ethercat从站10，所述主设备1通过所述总线2依次与所述数据接收设备一3、所述数据接收设备二4及所述数据接收设备三5连接，所述数据接收设备一3与所述辅助电路6连接，所述数据处理设备二8与所述辅助电路6连接，所述数据处理设备三9与所述辅助电路6连接，所述辅助电路6依次与所述数据处理设备一7、所述数据处理设备二8及数据处理设备三9连接，所述数据处理设备一7与所述ethercat从站10连接，所述数据处理设备二8与所述ethercat从站10连接，及数据处理设备三9与所述ethercat从站10连接，从而通过设置数据处理设备一7，进而硬件特性和并行处理特性，按照ethercat标准协议来处理数据，大大提高了数据通信的稳定性、快速响应性以及处理效率。

在一个实例中，对于上述数据处理设备一7来说，所述数据处理设备一7包括处理模块701、数据通信模块702及现场可编程门阵列703，所述处理模块701与所述数据通信模块702连接，所述数据通信模块702与所述现场可编程门阵列703连接，所述数据通信模块702与所述ethercat从站10连接，所述现场可编程门阵列703与所述ethercat从站10连接，从而通过设置现场可编程门阵列703，进而大大提高了数据通信的稳定性、快速响应性以及处理效率。

在一个实例中，对于上述，所述现场可编程门阵列703包括时钟模块704、处理器接口选择操作子模块705、ethercat协议驱动子模块706、数据帧收发及验算子模块707及双端口随机取子模块708，所述时钟模块704与所述处理器接口选择操作子模块705连接，所述处理器接口选择操作子模块705与所述ethercat协议驱动子模块706连接，所述ethercat协议驱动子模块706与所述数据帧收发及验算子模块707连接，所述ethercat协议驱动子模块706与所述双端口随机取子模块708连接，从而通过设置现场可编程门阵列703，进而保障了数据帧收发的稳定性和实时性。

在一个实例中，对于上述，所述时钟模块704与所述处理模块701连接，所述双端口随机取子模块708与所述处理模块701连接，从而通过设置处理模块701与时钟模块704和双端口随机取子模块708连接，进而可保证时间的统一性。

在一个实例中，对于上述，所述时钟模块704与所述ethercat从站10连接，从而通过时钟模块704与ethercat从站10连接，进而在ethercat主站每一次向ethercat从站发送数据或者接收数据时，都向与ethercat主站适配的各个ethercat从站10下发ethercat主站的基准时间。

在一个实例中，对于上述，所述辅助电路6包括输出端、输入端、低频率振荡器一、低频率振荡器二、低频率振荡器三、分配器及多路选择器，所述输入端与低频率振荡器连接，所述输出端与所述低频率二连接，所述低频率振荡器二通过多路选择器与所述低频振荡器三连接，所述多路选择器与所述分配器连接，所述低频振荡器三包括电容一、电容二、继电器及低频振荡器四，所述点容一与所述低频振荡器四连接，所述低频振荡器四与所述电容二连接，所述低频振荡器与所述继电器连接，所述继电器与所述多路选择器连接，从而通过设置辅助电路6可分频用于单独的外围设备。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。

在实际应用时，主设备1发布信号，经总线2发射给数据接收设备一3、数据接收设备二4及数据接收设备三5，信息经辅助电路6分别将信息发射给数据处理设备一7、数据处理设备二8及数据处理设备三9，最后经ethercat从站10下发ethercat主站，其中，信息经数据处理设备一7时，信息经处理模块701、数据通信模块702及现场可编程门阵列703使ethercat主站每一次向ethercat从站发送数据或者接收数据时，都向与ethercat主站适配的各个ethercat从站10下发ethercat主站的基准时间。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，与传统的ethercat总线时钟分布系统相比，本发明通过设置现场可编程门阵列，从而在具体的使用时，在ethercat主站每一次向ethercat从站10发送数据或者接收数据时，都向与ethercat主站适配的各个ethercat从站下发ethercat主站的基准时间，使得ethercat主站和ethercat从站10在每一次数据交互时，时间都同步，进而保障了数据帧收发的稳定性和实时性。本发明通过设置辅助电路6，从而在具体的使用时，使软件可选的时钟，并且时钟信号可以由软件选择时钟资源，并使时钟机制能够成为超低耗单片机，同时能够分频用于单独的外围设备。

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