專利名稱：礦用多功能通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種礦用多功能通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器，尤其是一種涉及CAN總線與串口總線、USB總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換器。二背景技術(shù)：
在礦山生產(chǎn)中，為了保持生產(chǎn)秩序的正常運(yùn)行，需要保持通訊的暢通，因此礦用多功能通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器是一個(gè)重要的礦山設(shè)備，隨著我國(guó)礦業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的發(fā)展，礦下設(shè)備不僅種類繁多、數(shù)量龐大，而且接口多樣，井下設(shè)備數(shù)量的幾何級(jí)增長(zhǎng)，大大增加了管理、維修的難度，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的共享和設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時(shí)在礦井中有許多大量?jī)r(jià)格昂貴的舊設(shè)備，也需要進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，現(xiàn)還沒(méi)有一種用于多個(gè)礦山設(shè)備的通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器。三
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述技術(shù)缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的是提供一種礦用多功能通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器，因此方便了礦井中的設(shè)備通訊的要求。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是包含有主控制器、光電隔離器I、光電隔離器II、芯片I、DC-DC模塊電源、AC-DC模塊電源、芯片II、芯片III、芯片IV和在線編程及仿真單元，主控制器設(shè)置有CAN控制器、接口 USARTl、接口 USART0、接口 TDI、接口TD0、接口 TMS和接口 TCK,芯片IV設(shè)置有接口 TXDl、接口 RXDl、接口 TXDO和接口 RXD0，芯片I設(shè)置為通過(guò)光電隔離器I和光電隔離器II與主控制器連接，AC-DC模塊電源設(shè)置為通過(guò)DC-DC模塊電源與芯片I連接，CAN總線接口設(shè)置為與芯片I連接，芯片II和芯片III設(shè)置為與主控制器的接口 USARTl連接，芯片IV的接口 TXDl和接口 RXDl設(shè)置為與主控制器的接口 USARTl連接，芯片IV的接口 TXDO和接口 RXDO設(shè)置為與主控制器的接口 USARTO連接，在線編程及仿真單元設(shè)置為與主控制器連接，RS232接口設(shè)置為與芯片IV連接，RS485接口設(shè)置為與芯片III連接，USB接口設(shè)置為與芯片II連接。由于設(shè)計(jì)了芯片I、芯片II、芯片III和芯片IV，擴(kuò)展了 CAN總線接口、RS232接口、RS485接口和USB接口，因此方便了礦井中的設(shè)備通訊的要求。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了，RS232接口設(shè)置為包含有RS232-DB9接口和RS232-SIP3接口。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了，主控制器設(shè)置為AT90CAN128集成塊，CAN控制器設(shè)置有接口RXDCAN 和接口 TXDCAN。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了，芯片I設(shè)置為MCP2551芯片并設(shè)置有接口 CANH和接口 CANL。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了，CAN總線接口設(shè)置為CAN-SIP2接口器。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了，芯片II設(shè)置為PL6303HX芯片并設(shè)置有接口 TXDl和接口 RXDl。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了，芯片III設(shè)置為SN65LBC184芯片并設(shè)置有接口 TXDl和接口RXD I。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了，芯片IV設(shè)置為MAX232芯片。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了，在線編程及仿真單元設(shè)置為包含有芯片V和芯片VI，芯片V設(shè)置為與主控制器的接口 USARTO連接，芯片VI設(shè)置為與主控制器的接口 TDI、接口 TD0、接口 TMS和接口 TCK連接，芯片V設(shè)置為AVR-ISP芯片并設(shè)置有接口 RXD0、接口 TXDO和接口SCX,芯片VI設(shè)置為AVR-JTAG芯片。本實(shí)用新型的技術(shù)效果在于本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)手段井下220V交流電通過(guò)隔離電壓等級(jí)為2500VAC/1MIN的AC220V -DC5V模塊電源，輸出直流5V為主控制器AT90CAN128.MAX232 芯片、SN65LBC184 芯片、PL6303HX 芯片、ISP 芯片及 JTAG 芯片供電；直流5V再經(jīng)過(guò)隔離電壓等級(jí)為1000VAC/1MIN的DC5V — DC5V模塊電源為CAN通信接口電路MCP2551芯片單獨(dú)供電。本設(shè)備通過(guò)串口 USARTO與PC連接，由參數(shù)管理軟件對(duì)相應(yīng)的串口參數(shù)、CAN參數(shù)、轉(zhuǎn)換模式等進(jìn)行設(shè)置并直接寫(xiě)入；總線單元來(lái)的數(shù)據(jù)，由CANH、CANL將差分信號(hào)送入CAN收發(fā)器MCP2551芯片，再經(jīng)兩塊光電隔離模塊TLPl 13，由主控器的TXDCAN、RXDCAN進(jìn)入片內(nèi)CAN協(xié)議控制器。主控單元根據(jù)相應(yīng)的參數(shù)設(shè)定按CAN協(xié)議規(guī)程將CAN數(shù)據(jù)幀劃分為幀起始、仲裁域、控制域、數(shù)據(jù)域、應(yīng)答域和幀結(jié)尾六個(gè)部分，并將數(shù)據(jù)域的數(shù)據(jù)按RS232、RS485或USB的數(shù)據(jù)格式送入緩沖區(qū)；該數(shù)據(jù)經(jīng)相應(yīng)接口最終送入終端單元的外接設(shè)備。終端單元側(cè)外接設(shè)備發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)，經(jīng)RS232、RS485或USB接口后，送入主控單元，由主控單元將原數(shù)據(jù)打包處理，并自動(dòng)添加CAN幀信息和幀ID，由TXDCAN、RXDCAN經(jīng)光 電隔離進(jìn)入CAN收發(fā)器MCP2551芯片，將數(shù)據(jù)從CAN總線發(fā)送出去；因此在礦下現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)，可通過(guò)在線編程和仿真器接口，向本實(shí)用新型下載應(yīng)用程序或外接仿真器，方便實(shí)現(xiàn)設(shè)備調(diào)測(cè)。四
附圖為本實(shí)用新型的示意圖。五具體實(shí)施方式
附圖為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，結(jié)合附圖具體說(shuō)明本實(shí)施例，包含有主控制器I、光電隔離器I 2、光電隔離器II 3、芯片I 4、DC-DC模塊電源6、AC-DC模塊電源7、芯片II 8、芯片III 9、芯片IV 10、芯片V 11和芯片VI 12，主控制器I設(shè)置有CAN控制器、接口USARTI、接口 USARTO、接口 TDI、接口 TDO、接口 TMS 和接口 TCK,芯片 IV 10 設(shè)置有接口 TXDI、接口 RXDl、接口 TXDO 和接口 RXD0，芯片I 4設(shè)置為通過(guò)光電隔離器I 2和光電隔離器II 3與主控制器I連接，AC-DC模塊電源7設(shè)置為通過(guò)DC-DC模塊電源6與芯片I 4連接，CAN總線接口 5設(shè)置為與芯片I 4連接，芯片II 8和芯片III 9設(shè)置為與主控制器I的接口 USARTl連接，芯片V 11設(shè)置為與主控制器I的接口 USARTO連接，芯片IV 10的接口 TXDl和接口 RXDl設(shè)置為與主控制器I的接口 USARTl連接，芯片IV 10的接口 TXDO和接口 RXDO設(shè)置為與主控制器I的接口USARTO連接，芯片VI 12設(shè)置為與主控制器I的接口 TDI、接口 TD0、接口 TMS和接口 TCK連接，RS232接口設(shè)置為與芯片IV 10連接，RS485接口設(shè)置為與芯片III 9連接，USB接口設(shè)置為與芯片II 8連接。在本實(shí)施例中，RS232接口設(shè)置為包含有RS232-DB9接口和RS232-SIP3接口。在本實(shí)施例中，主控制器I設(shè)置為AT90CAN128集成塊，CAN控制器設(shè)置有接口RXDCAN 和接口 TXDCAN。在本實(shí)施例中，光電隔離器I 2和光電隔離器II 3設(shè)置為T(mén)LP113光電隔離模塊，光電隔離器I 2設(shè)置有接口 TXD和接口 RXD。在本實(shí)施例中，芯片I 4設(shè)置為MCP2551芯片并設(shè)置有接口 CANH和接口 CANL。在本實(shí)施例中，CAN總線接口 5設(shè)置為CAN-SIP2接口器。[0028]在本實(shí)施例中，DC-DC模塊電源6設(shè)置為B0505S模塊電源。在本實(shí)施例中，AC-DC模塊電源7設(shè)置為SPA10_220S05W模塊電源。在本實(shí)施例中，芯片II 8設(shè)置為PL6303HX芯片并設(shè)置有接口 TXDl和接口 RXDl。在本實(shí)施例中，芯片III9設(shè)置為SN65LBC184芯片并設(shè)置有接口 TXDl和接口 RXDl。在本實(shí)施例中，芯片IV 10設(shè)置為MAX232芯片。在本實(shí)施例中，芯片V 11設(shè)置為AVR-ISP芯片并設(shè)置有接口 RXD0、接口 TXDO和接口 SCX。在本實(shí)施例中，芯片VI 12設(shè)置為AVR-JTAG芯片。在本實(shí)施例中，芯片V 11和芯片VI 12設(shè)置為組成了在線編程及仿真單元。主控制器AT90CAN128集成有片內(nèi)CAN控制器，并有兩路串行通訊接口，最大限度地降低了電路的復(fù)雜性，節(jié)省了 PCB面積，使該設(shè)備體積小巧攜帶方便。主控制器單元電連接MAX232芯片、SN65LBC184芯片、PL6303HX芯片、ISP芯片及JTAG芯片，并通過(guò)兩個(gè)光電隔離模塊TLP113電連接CAN收發(fā)器MCP2551芯片。電源供電可直接采用井下220V交流供電，方便電源接入，符合礦下工作實(shí)際；并采用二級(jí)隔離，隔離電壓分別為2500VAC/1MIN(其他電路供電)、1000VAC/1MIN(CAN通信接口電路供電)，能最大限度地減少外界及片上干擾，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行?。終端單元，具有RS232接口、RS485接口、USB接口，分別電連接主控制器的MAX232芯片、SN65LBC184芯片和PL6303HX芯片。終端單元可接入具有RS232接口、RS485接口或USB接口的外圍設(shè)備；并可用RS232接口與PC連接，對(duì)本設(shè)備進(jìn)行相關(guān)的參數(shù)設(shè)置。在PC已安裝驅(qū)動(dòng)程序的情況下，也可以用虛擬串口的方式通過(guò)USB接口與PC連接?？偩€單元，具有CAN總線接口，電連接CAN收發(fā)器MCP2551芯片，并通過(guò)一個(gè)兩腳的連接器與外部CAN總線通訊。電源單元電連接AC_DC模塊電源SPA10_220S05W和DC_DC模塊電源B0505S。在線編程及仿真單元具有在線編程及仿真器接口，電連接主控制器的AVR_ISP芯片及AVR_JTAG芯片；不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的在線編程，還可以接入偉福等多種仿真器件，可方便快捷地實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備調(diào)測(cè)和檢修。參數(shù)管理軟件可方便地進(jìn)行串口參數(shù)、CAN參數(shù)及轉(zhuǎn)換模式的設(shè)置，管理軟件可直接對(duì)設(shè)備主控制器的片上FLASH進(jìn)行讀寫(xiě)。本實(shí)用新型適用于RS-232及RS-485串口設(shè)備、USB設(shè)備的接入，可根據(jù)礦下作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)情況，靈活采用不同的總線接法，快速實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)發(fā)。本實(shí)用新型具有下特點(diǎn)I、由于設(shè)計(jì)了芯片I 4、芯片II 8、芯片III 9和芯片IV 10，擴(kuò)展了 CAN總線接口 5、RS232接口、RS485接口和USB接口，因此方便了礦井中設(shè)備通訊的要求。2、集成片內(nèi)CAN控制器，體積小。 3、采用井下220交流直接供電，更方便。4、支持多種接口設(shè)備接入，多功能。5、設(shè)有二級(jí)電源隔離，抗干擾。在礦用多功能通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)；凡是包含有主控制器I設(shè)置有CAN控制器、接口 USARTI、接口 USARTO、接口 TDI、接口 TDO、接口 TMS和接口 TCK，芯片IV 10設(shè)置有接口 TXDl、接口 RXDl、接口 TXDO和接口 RXD0，芯片I 4設(shè)置為通過(guò)光電隔離器I 2和光電隔離器II 3與主控制器I連接，AC-DC模塊電源7設(shè)置為通過(guò)DC-DC模塊電源6與芯片I 4連接，CAN總線接口 5設(shè)置為與芯片I 4連接，芯片II 8和芯片III 9設(shè)置為與主控制器I的接口 USARTl連接，芯片IV 10的接口 TXDl和接口 RXDl設(shè)置為與主控制器I的接口 USARTl連接，芯片IV 10的接口 TXDO和接口 RXDO設(shè)置為與主控制器I的接口 USARTO連接，在線編程及仿真單元設(shè)置為與主控制器I連接，RS232接口設(shè)置為與芯片IV 10連接，RS485接口設(shè) 置為與芯片III 9連接，USB接口設(shè)置為與芯片II 8連接的技術(shù)內(nèi)容都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種礦用多功能通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器；其特征是包含有主控制器(I)、光電隔離器I(2)、光電隔離器II (3)、芯片I (4)、DC-DC模塊電源(6)、AC-DC模塊電源(7)、芯片II (8)、芯片111(9)、芯片IV(10)和在線編程及仿真單元，主控制器(I)設(shè)置有CAN控制器、接口USART1、接口 USART0、接口 TDI、接口 TDO、接口 TMS 和接口 TCK,芯片IV (10)設(shè)置有接口TXD1、接口 RXD1、接口 TXDO和接口 RXD0，芯片I (4)設(shè)置為通過(guò)光電隔離器I (2)和光電隔離器II (3 )與主控制器(I)連接，AC-DC模塊電源(7 )設(shè)置為通過(guò)DC-DC模塊電源(6 )與芯片I (4)連接，CAN總線接口(5)設(shè)置為與芯片I (4)連接，芯片II (8)和芯片111(9)設(shè)置為與主控制器(I)的接口 USARTl連接，芯片IV (10)的接口 TXDl和接口 RXDl設(shè)置為與主控制器(I)的接口 USARTl連接，芯片IV (10)的接口 TXDO和接口 RXDO設(shè)置為與主控制器(I)的接口 USARTO連接，在線編程及仿真單元設(shè)置為與主控制器(I)連接，RS232接口設(shè)置為與芯片IV (10)連接，RS485接口設(shè)置為與芯片111(9)連接，USB接口設(shè)置為與芯片II (8)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用多功能通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器；其特征是RS232接口設(shè)置為包含有 RS232-DB9 接口和 RS232-SIP3 接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用多功能通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器；其特征是主控制器(I)設(shè)置為AT90CAN128集成塊，CAN控制器設(shè)置有接口 RXDCAN和接口 TXDCAN。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用多功能通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器；其特征是芯片I(4)設(shè)置為MCP2551芯片并設(shè)置有接口 CANH和接口 CANL。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用多功能通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器；其特征是CAN總線接口(5)設(shè)置為CAN-SIP2接口器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用多功能通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器；其特征是芯片II(8)設(shè)置為PL6303HX芯片并設(shè)置有接口 TXDl和接口 RXDI。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用多功能通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器；其特征是芯片111(9)設(shè)置為SN65LBC184芯片并設(shè)置有接口 TXDl和接口 RXDl。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用多功能通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器；其特征是芯片IV(10)設(shè)置為MAX232 芯片。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用多功能通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器；其特征是在線編程及仿真單元設(shè)置為包含有芯片V (11)和芯片VK12)，芯片V (11)設(shè)置為與主控制器(I)的接口USARTO連接，芯片VK12)設(shè)置為與主控制器(I)的接口 TDI、接口 TDO、接口 TMS和接口 TCK連接，芯片V (11)設(shè)置為AVR-ISP芯片并設(shè)置有接口 RXD0、接口 TXDO和接口 SCX，芯片VI(12)設(shè)置為AVR-JTAG芯片。
專利摘要一種礦用多功能通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器，包含有主控制器(1)，主控制器(1)設(shè)置有CAN控制器、接口USART1、接口USART0、接口TDI、接口TDO、接口TMS和接口TCK,芯片Ⅳ(10)設(shè)置有接口TXD1、接口RXD1、接口TXD0和接口RXD0，芯片Ⅰ(4)設(shè)置為通過(guò)光電隔離器Ⅰ(2)和光電隔離器Ⅱ(3)與主控制器(1)連接，AC-DC模塊電源(7)設(shè)置為通過(guò)DC-DC模塊電源(6)與芯片Ⅰ(4)連接，CAN總線接口(5)設(shè)置為與芯片Ⅰ(4)連接，芯片Ⅱ(8)和芯片Ⅲ(9)設(shè)置為與主控制器(1)的接口USART1連接，芯片Ⅳ(10)的接口TXD1和接口RXD1設(shè)置為與主控制器(1)的接口USART1連接，芯片Ⅳ(10)的接口TXD0和接口RXD0設(shè)置為與主控制器(1)的接口USART0連接，在線編程及仿真單元設(shè)置為與主控制器(1)連接，RS232接口設(shè)置為與芯片Ⅳ(10)連接，RS485接口設(shè)置為與芯片Ⅲ(9)連接，USB接口設(shè)置為與芯片Ⅱ(8)連接，因此方便了礦井中設(shè)備通訊的要求。
文檔編號(hào)H04L29/06GK202535390SQ201120545798
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者張俊凱, 張霞, 李光, 邱曾驗(yàn), 閆曉兵 申請(qǐng)人:泰安眾誠(chéng)礦山自動(dòng)化股份有限公司