專利名稱：基于現(xiàn)場總線的溫度/壓力傳感器的主電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種基于現(xiàn)場總線的溫度/壓力傳感器的主電路板。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，需要的測控點和測控參量越來越多，傳統(tǒng)的分散型控制系統(tǒng)已很難適應(yīng)要求，取而代之的是一種新興的基于現(xiàn)場總線的開放型控制系統(tǒng)。而為數(shù)眾多的智能設(shè)備或智能傳感器則是位于現(xiàn)場生產(chǎn)制造、運行區(qū)域，處于開放型控制系統(tǒng)的最前端，因此其性能的好壞，輸出信息的可靠性對整個系統(tǒng)至關(guān)重要。一種基于現(xiàn)場總線的智能溫度/壓力傳感器，在開放型控制系統(tǒng)中將越來越受到重視。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種帶現(xiàn)場總線(CAN)的溫度/壓力傳感器的主電路板。該電路板除了具有傳感器數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場總線通訊功能外，還具有對傳感器進行故障自診斷，設(shè)置量程、阻尼系數(shù)、工程單位，修正傳感器特性等功能。具有安裝尺寸小，功能齊全，可靠性高，數(shù)據(jù)傳輸速度快的優(yōu)點。
本實用新型采取的技術(shù)措施是基于現(xiàn)場總線的溫度/壓力傳感器的主電路板，其特點是，包括電源變換模塊、微處理器、CAN接口模塊、復(fù)位電路模塊、信號調(diào)整模塊、第一連接器、第二連接器；其中電源變換模塊，用于把輸入24V電源電壓變?yōu)?V工作電壓，為主電路板的各模塊提供一組穩(wěn)定的工作電壓；微處理器，用于采集傳感器信號、數(shù)據(jù)處理和運算，并輸出處理結(jié)果，其輸入端分別與信號調(diào)整模塊和復(fù)位電路模塊的輸出端連接；CAN接口模塊，用于向CAN總線提供差動發(fā)送功能，和對CAN總線的差動接收，并按標(biāo)準(zhǔn)自動完成物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能，它與所述的微處理器雙向相連。
復(fù)位電路模塊，用于產(chǎn)生一個由高變低和一個由低變高的電平信號，分別對所述的微處理器和所述的CAN接口模塊進行初始上電復(fù)位，其輸出端分別與微處理器和CAN接口模塊相連。
信號調(diào)整模塊，用于使輸入傳感器電流信號變換為電壓信號，并進行信號零點調(diào)整和濾波。其輸出端與所述微處理器相連。
第一連接器，用于使工作電源和傳感器信號的接入及與外接現(xiàn)場總線連接，其與現(xiàn)場總線接口模塊雙向連接，其輸出端與所述的電源變換模塊和信號調(diào)整模塊相連；第二連接器，用于對所述的微處理器進行編程和調(diào)試，它與所述的微處理器雙向相連。
上述基于現(xiàn)場總線的溫度/壓力傳感器的主電路板，其中，所述的主電路板還包括對地線的專門連接，該專門連接是先將主電路板上的所有的微處理器的工作電源地線和模/數(shù)轉(zhuǎn)換接口用的電源的地線分別連接，然后再用導(dǎo)線把兩種地線相連。
由于本實用新型采用了以上的技術(shù)方案，它把傳統(tǒng)的溫度/壓力傳感器輸出的電流信號變?yōu)閿?shù)字信號，并通過CAN接口把處理好的數(shù)字信號傳輸?shù)浆F(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)中，從而具有高精度和高穩(wěn)定性，并具有低的價格性能比等特點。


本實用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實施例及其附圖進一步給出。
圖1是本實用新型主電路板的原理框圖。
圖2是本實用新型主電路板實施例的電路圖。
具體實施方式
請參見圖1、圖2。本實用新型所提供的一種帶現(xiàn)場總線的溫度/壓力傳感器主電路板，選用一種型號為ADUC812的貼片式單片微處理器，通過CAN控制器接口電路組成一個單片微機系統(tǒng)。其包括電源變換模塊1、微處理器2、現(xiàn)場總線(CAN)接口模塊3、復(fù)位電路模塊4、信號調(diào)整模塊5、第一連接器6、第二連接器7；其中電源變換模塊1，用于把輸入24V電源電壓變?yōu)?V工作電壓，為本實用新型主電路板的各模塊提供一組穩(wěn)定的工作電壓，它由一片型號為7805的三端穩(wěn)壓管和兩只獨石電容組成。
微處理器2，用于采集傳感器信號、數(shù)據(jù)處理和運算，并輸出處理結(jié)果。它由一片型號為ADUC812的單片微處理器，一只晶體振蕩器，一只電阻和7只電容組成。它與所述的電源變換模塊1相連。ADUC812是一個全集成的12位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，內(nèi)含8K字節(jié)片內(nèi)閃速/電擦除程序存貯器，256字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存貯器。它把所采集到的傳感器信號變?yōu)閿?shù)字信號，通過數(shù)據(jù)處理、運算和自診斷后，按規(guī)定的CAN現(xiàn)場總線的通訊格式，向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)。為提高本實用新型A/D數(shù)據(jù)采集的精度，本實用新型在實際使用中，對地線進行了專門的處理連接，即先將主電路板上的所有的微處理器的工作電源地線和模/數(shù)轉(zhuǎn)換用的電源的地線分別連接，然后再用導(dǎo)線把兩種地線相連。經(jīng)過這樣處理后，可使本實用新型的采集數(shù)據(jù)精度大大提高。
CAN接口模塊3，用于向CAN總線提供差動發(fā)送功能，和對CAN總線的差動接收，并按標(biāo)準(zhǔn)自動完成物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能，它由一片型號為SJA1000 CAN控制器、一片型號為82C250的CAN控制器接口、一只晶體振蕩器和若干電阻、電容組成，它與微處理器2雙向連接。
復(fù)位電路模塊4，用于產(chǎn)生一個由高變低和一個由低變高的電平信號，分別對所述的微處理器2上的ADUC812單片微處理器和所述的CAN接口模塊3上的SJA1000CAN控制器進行初始上電復(fù)位，它由一片型號為74LS123的貼片式單穩(wěn)集成電路和若干電阻、電容組成，其輸出端與微處理器2和CAN接口模塊3相連。
信號調(diào)整模塊5，用于使輸入傳感器電流信號變換為電壓信號，并進行信號零點調(diào)整和濾波。它由一個調(diào)零電位器和若干電阻、電容組成，它與所述的微處理器2相連。
第一連接器6，用于使工作電源和傳感器信號的接入及與外接現(xiàn)場總線連接，其與現(xiàn)場總線接口模塊雙向連接，其輸出端與所述的電源變換模塊1和信號調(diào)整模塊5相連；第二連接器7，用于對所述的微處理器2進行編程和調(diào)試，它與所述的微處理器2雙向相連；該第二連接器7的輸出與外接的計算機連接。
由于采用了所述方案，即選用全集成的12位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)器件，使本實用新型印刷電路板尺寸小、功能全，具有高精度和高穩(wěn)定性，并具有低的價格性能比等特點。
本實用新型的工作原理是微處理器中的模/數(shù)轉(zhuǎn)換接口通過數(shù)據(jù)采集把傳感器輸出的電信號變換為數(shù)字信號，在微處理器內(nèi)進行邏輯處理和運算，并把計算結(jié)果送CAN接口進行數(shù)據(jù)通信，再通過CAN接口把處理好的數(shù)字信號傳輸?shù)浆F(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)中。
本實用新型帶現(xiàn)場總線的溫度/壓力傳感器主電路板除了具有傳感器數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場總線通訊功能外，還具有對傳感器進行故障自診斷、設(shè)置量程和阻尼系數(shù)、修正傳感器特性等功能。可使得該實用新型更能適應(yīng)目前現(xiàn)代工業(yè)化大生產(chǎn)日益復(fù)雜化的需要。
權(quán)利要求1.基于現(xiàn)場總線的溫度/壓力傳感器的主電路板，其特征在于，包括電源變換模塊、微處理器、現(xiàn)場總線接口模塊、復(fù)位電路模塊、信號調(diào)整模塊、第一連接器、第二連接器；其中電源變換模塊，用于把輸入24V電源電壓變?yōu)?V工作電壓，為主電路板的各模塊提供一組穩(wěn)定的工作電壓；微處理器，用于采集傳感器信號、數(shù)據(jù)處理和運算，并輸出處理結(jié)果，其輸入端分別與信號調(diào)整模塊和復(fù)位電路模塊的輸出端連接；現(xiàn)場總線接口模塊，用于向現(xiàn)場總線總線提供差動發(fā)送功能，和對現(xiàn)場總線總線的差動接收，并按標(biāo)準(zhǔn)自動完成物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能，它與所述的微處理器雙向相連。復(fù)位電路模塊，用于產(chǎn)生一個由高變低和一個由低變高的電平信號，分別對所述的微處理器和所述的現(xiàn)場總線接口模塊進行初始上電復(fù)位，其輸出端分別與微處理器和現(xiàn)場總線接口模塊相連。信號調(diào)整模塊，用于使輸入傳感器電流信號變換為電壓信號，并進行信號零點調(diào)整和濾波。其輸出端與所述微處理器相連。第一連接器，用于使工作電源和傳感器信號的接入及與外接現(xiàn)場總線連接，其與現(xiàn)場總線接口模塊雙向連接，其輸出端與所述的電源變換模塊和信號調(diào)整模塊相連，第二連接器，用于對所述的微處理器進行編程和調(diào)試，它與所述的微處理器雙向相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于現(xiàn)場總線的溫度/壓力傳感器的主電路板，其特征在于，所述的主電路板還包括對地線的專門連接，該專門連接是先將主電路板上的所有的微處理器的工作電源地線和模/數(shù)轉(zhuǎn)換用的電源的地線分別連接，然后再用導(dǎo)線把該兩種地線相連。
專利摘要本實用新型基于現(xiàn)場總線的溫度/壓力傳感器的主電路板，其特點是，包括電源變換模塊、微處理器、CAN接口模塊、復(fù)位電路模塊、信號調(diào)整模塊、第一連接器、第二連接器。它把傳統(tǒng)的溫度/壓力傳感器輸出的電流信號變?yōu)閿?shù)字信號，并通過CAN接口把處理好的數(shù)字信號傳輸?shù)浆F(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)中。該電路板除了具有傳感器數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場總線通訊功能外，還具有對傳感器進行故障自診斷，設(shè)置量程、阻尼系數(shù)、工程單位，修正傳感器特性等功能。具有安裝尺寸小，功能齊全，可靠性高，數(shù)據(jù)傳輸速度快的優(yōu)點。
文檔編號G06F13/14GK2582057SQ02261659
公開日2003年10月22日 申請日期2002年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月18日
發(fā)明者簡慶年, 孫和平, 韓華, 金慧, 蔣六民, 王志樑, 楊英, 黃鶴, 何宇功 申請人:中國船舶重工集團公司第七一一研究所