專利名稱：礦用控制器上層程序升級裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及控制器，具體涉及礦用控制器上層程序升級裝置。
背景技術：
在井下的電控系統(tǒng)中，為便于控制器軟件程序維護更新，程序多采用底層應用程 序加上層應用程序的方式，底層應用程序就是一個引導程序，它的作用相當于PC機上的 BIOS;為了讀取上層應用程序，傳統(tǒng)的技術方案是在礦用工作面支架的每一個控制器上設 置一個U盤接口，獨立讀取U盤中的數(shù)據(jù)進行升級。由于在井下的電氣系統(tǒng)中，礦用工作面 支架控制器之間是通過現(xiàn)場總線方式進行通訊，采用每個控制器獨立讀取U盤中的數(shù)據(jù)進 行升級，工作量大，效率低，電氣集成度低，接口利用率低。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是提供礦用控制器上層程序升級裝置。根據(jù)本實用新型的技術方案，礦用控制器上層程序升級裝置，包括電源電路、USB 接口、USB信號處理電路，其特點是所述礦用控制器上層程序升級裝置還包括CAN信號處 理電路、CAN接口、單片機模塊電路、隔離電源電路；所述單片機模塊電路通過USB信號處理電路和USB接口讀取U盤中的數(shù)據(jù)，并輸 出到CAN信號處理電路；并且，單片機模塊電路輸出反饋信號到USB信號處理電路；所述CAN信號處理電路對單片機模塊電路輸出的數(shù)據(jù)進行處理，轉(zhuǎn)化為CAN信號， 并通過CAN接口傳輸?shù)紺AN總線；CAN信號處理電路輸出反饋信號到單片機模塊電路；電源電路為USB信號處理電路、CAN信號處理電路和單片機模塊電路提供工作電 源；隔離電源電路為CAN信號處理電路提供工作電源。根據(jù)本實用新型所述的礦用控制器上層程序升級裝置的一個優(yōu)選方案，所述單片 機模塊電路包括單片機U3 ；其中，單片機U3的其中一個I/O 口 RB0/INT0/AN10通過開關Sl 接電源電路。根據(jù)本實用新型所述的礦用控制器上層程序升級裝置的一個優(yōu)選方案，所述USB 信號處理電路包括文件管理控制芯片U2。根據(jù)本實用新型所述的礦用控制器上層程序升級裝置的一個優(yōu)選方案，所述CAN 信號處理電路包括光電隔離器芯片U4、U7、信號收發(fā)器TO ；其中光電隔離器芯片U4的輸出端OUT連接單片機U3的串行輸入端RB3/CANRX，光電隔 離器芯片U4的其中一個輸入端K端連接信號收發(fā)器TO的信號輸出端RXD，光電隔離器芯片 U4的其中另一個輸入端A端通過電阻R5連接電源；光電隔離器芯片U7的輸出端OUT連接信號收發(fā)器TO的信號輸入端TXD，光電隔離 器芯片U7的其中一個輸入端K端連接主控芯片U3的串行輸出端RB2/INT2/CANTX，光電隔 離器芯片U7的其中另一個輸入端A端通過電阻R9連接電源；[0014]信號收發(fā)器U6的CAN總線接入端CANL、CANH均通過CAN接口連接到CAN總線的
差分信號線纜。根據(jù)本實用新型所述的礦用控制器上層程序升級裝置的一個優(yōu)選方案，單片機U3的連接狀態(tài)輸出RB4/KBI0/AN9端連接發(fā)光二極管L2。根據(jù)本實用新型所述的礦用控制器上層程序升級裝置的一個優(yōu)選方案，單片機模 塊電路還包括單片機編程口 U1，其中，單片機編程口 Ul的復位端MCLR連接單片機U3的復 位端MCLR/VPP，并通過限流電阻R4接電源，單片機編程口 Ul的信號輸出端PGC端、P⑶端 分別連接單片機U3的信號輸入端RB6/KB12/PGC端、RB7/KB13/P⑶端。本實用新型的有益效果是不需要在礦用工作面支架控制器上獨立設置USB接口 留作上層程序升級，而將支架控制器之間通訊的CAN總線接口復用為上層程序升級接口， 可以提高礦用工作面支架控制器的集成度，增加接口利用率，傳輸速率快，對上層程序升級 時工作量小，效率高，可以利用CAN總線給整個工作面支架控制器進行同時上層程序升級， 可廣泛應用于煤礦、通訊等行業(yè)。
圖1是本實用新型所述的礦用控制器上層程序升級裝置電路原理框圖圖2是本實用新型所述的礦用控制器上層程序升級裝置電路原理單片機模塊電 路7的電路原理圖圖3是本實用新型所述的礦用控制器上層程序升級裝置電路原理USB信號處理電 路4的電路原理圖圖4是本實用新型所述的礦用控制器上層程序升級裝置CAN信號處理電路5的電 路原理圖圖5是本實用新型所述的礦用控制器上層程序升級裝置電源電路1和隔離電源電 路2的電路原理圖圖6是本實用新型所述的礦用控制器上層程序升級裝置中單片機U3的程序流程 框圖。下面結(jié)合實際附圖作進一步詳述。
具體實施方式
參見附圖1，礦用控制器上層程序升級裝置，由電源電路1、隔離電源電路2，USB接 口 3、USB信號處理電路4、CAN信號處理電路5、單片機模塊電路7、CAN接口 6構成，其中， USB接口 3、USB信號處理電路4、單片機模塊電路7、CAN接口 6順序連接，并且相鄰電路 之間互為雙向連通，CAN接口 6通過4芯通信電纜與礦用工作面支架控制器連接，所述4 芯通信電纜包括一路為12V電源線纜，一路為地線線纜，兩路為CAN總線的差分信號線纜； 所述的連接的通信電纜中的電源連接電源電路1的輸入端和隔離電源電路2的輸入端均通 過CAN接口 6連接4芯通信電纜中的電源線纜和地線線纜。其中，USB信號處理電路4通過USB接口 3將U盤中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C模塊電 路7，并且USB信號處理電路4輸出反饋信號到USB接口 3 ；所述單片機模塊電路7通過USB 信號處理電路4和USB接口 3讀取U盤中的數(shù)據(jù)，并輸出到CAN信號處理電路5 ；并且，單片機模塊電路7輸出反饋信號到USB信號處理電路4 ；所述CAN信號處理電路5對單片機 模塊電路7輸出的數(shù)據(jù)進行處理，轉(zhuǎn)化為CAN信號，并通過CAN接口 6傳輸?shù)紺AN總線；CAN 信號處理電路5輸出反饋信號到單片機模塊電路7 ；電源電路1為USB信號處理電路4、CAN 信號處理電路5和單片機模塊電路7提供電源；隔離電源電路2為CAN信號處理電路5提 {共 ^！^ ο參見圖2，所述單片機模塊電路7由單片機U3，單片機編程口 U1，電阻R3、R4、電容 C3、C4、C6、晶振Y1、發(fā)光二極管L2、開關Sl構成。其中，單片機編程口 Ul的復位端MCLR連 接單片機U3的復位端MCLR/VPP，并通過限流電阻R4接電源，單片機編程口 Ul的信號輸出 端PGC端、P⑶端分別連接單片機U3的信號輸入端RB6/KB12/PGC端、RB7/KB13/P⑶端。單片機U3的其中一個I/O 口 RB0/INT0/AN10通過開關Sl接電源電路1，單片機 U3的連接狀態(tài)輸出RB4/KBI0/AN9端連接發(fā)光二極管L2，當開關Sl閉合，單片機U3工作， 發(fā)光二極管L2發(fā)光。在具體實施例中，單片機U3可以選用PIC18F2680，并且在單片機U3中設置有圖6 所示的程序。參見圖3，所述USB信號處理電路4由文件管理控制芯片U2、電容Cl、電容C2、電容 C5、電容C7、電容C8、電阻R1、電阻R2、發(fā)光二極管Li、晶振Y2構成。其中，文件管理控制芯 片U2的中斷請求輸出INT#端連接單片機U3的其中一個I/O 口 RA0/AN0端，外部復位輸 入RSTl端連接單片機U3的其中一個I/O 口 RA1/AN1端，并口的寫選通輸入WR#端連接單 片機U3的其中一個I/O 口 RA2/AN2/VREF-端，并口的讀選通輸入RD#端連 接單片機U3的 其中一個I/O 口 RA3/AN3/VREF+端，異步串口的串行數(shù)據(jù)輸出TXD端接地，并口的地址輸 入AO端連接單片機U3的其中一個I/O 口 RA4/T0CK1端，USB總線的數(shù)據(jù)線UD+端、UD-端 連接USB接口的數(shù)據(jù)線，并口 DO D7端分別連接單片機U3的并口 RC0/T10S0、RC1/T10SI、 RC2/CCP1、RC3/SCK/SCL、RC4/SDI/SDA、RC5/SD0、RC6/TX/CK、RC7/RX/DT 端，片選輸出 SD_ CS端接地，連接狀態(tài)輸出ACT#端連接發(fā)光二極管Ll ；并口的片選控制輸入PCSi^^連接單 片機U3的其中一個I/O 口 RA5/AN4端，其中，文件管理控制芯片U2可以選擇CH376。參見圖4，所述CAN信號處理電路5由光電隔離器芯片U4、U7、信號收發(fā)器TO、電 阻 R5、R6、R7、R8、R9、R10、電容 C9、CIO、Cll、C12、C15、C16、瞬態(tài)電壓抑制二極管 Dl、D2 構 成；其中光電隔離器芯片U4的輸出端OUT連接單片機U3的串行輸入端RB3/CANRX，光電隔 離器芯片U4的其中一個輸入端K端連接信號收發(fā)器TO的信號輸出端RXD，光電隔離器芯片 U4的其中另一個輸入端A端通過電阻R5連接電源CAN-V ；光電隔離器芯片U7的輸出端OUT連接信號收發(fā)器TO的信號輸入端TXD，光電隔離 器芯片U7的其中一個輸入端K端連接主控芯片U3的串行輸出端RB2/INT2/CANTX，光電隔 離器芯片U7的其中另一個輸入端A端通過電阻R9連接電源VCC ；信號收發(fā)器U6的CAN總線接入端CANL、CANH均通過CAN接口 6連接到CAN總線 的差分信號線纜。其中，在具體實施例中，光電隔離器芯片U4、U7可以選用6N137，信號收發(fā)器U6可 以選用TJA1050。參見圖5，所述的電源電路1由穩(wěn)壓器U5、電容C13、電容C14構成。所述的隔離電源電路2由穩(wěn)壓器U8、電容C17、電容C18構成。礦用控制器上層程序升級裝置的工作過程是礦用控制器上層程序升級裝置 上電之后，單片機U3開始配置寄存器，對CAN信號處理電路5進行配置，文件管理控制芯片 U2初始化；單片機U3檢測按鍵Sl是否按下，如果按鍵Sl按下，發(fā)光二極管L1、L2發(fā)光，則 開始給控制器進行升級，升級過程是首先打開U盤中存儲的升級程序文件，計算出該文件的大小，單片機U3通過USB 信號處理電路4和USB接口 3讀取U盤中一個扇區(qū)的文件即512個字節(jié)，輸出到CAN信號處 理電路5，所述CAN信號處理電路5對單片機模塊電路7輸出的數(shù)據(jù)進行處理，轉(zhuǎn)化為CAN 信號，并通過CAN接口 6傳輸?shù)紺AN總線的差分信號線纜上；控制器通過CAN總線的差分信 號線纜接收一個扇區(qū)的文件，當發(fā)送完畢一個扇區(qū)返回繼續(xù)讀取下一個扇區(qū)，直至該文件 控制器全部接收完畢，停止發(fā)送。
權利要求1.礦用控制器上層程序升級裝置，包括電源電路(1)、USB接口(3)、USB信號處理電路 (4)，其特征在于所述礦用控制器上層程序升級裝置還包括CAN信號處理電路(5)、CAN接 口(6)、單片機模塊電路(7)、隔離電源電路(2)；所述單片機模塊電路(7)通過USB信號處理電路(4)和USB接口(3)讀取U盤中的數(shù) 據(jù)，并輸出到CAN信號處理電路(5)；并且，單片機模塊電路(7)輸出反饋信號到USB信號 處理電路(4)；所述CAN信號處理電路(5)對單片機模塊電路(7)輸出的數(shù)據(jù)進行處理，轉(zhuǎn)化為CAN信 號，并通過CAN接口(6)傳輸?shù)紺AN總線；CAN信號處理電路(5)輸出反饋信號到單片機模 塊電路(7);電源電路(1)為USB信號處理電路(4)、CAN信號處理電路(5)和單片機模塊電路(7) 提供電源；隔離電源電路(2 )為CAN信號處理電路(5 )提供電源。
2.根據(jù)權利要求1所述的礦用控制器上層程序升級裝置，其特征在于，所述單片機模 塊電路(7)包括單片機U3 ；其中，單片機U3的其中一個I/O 口 RB0/INT0/AN10通過開關Sl 接電源電路(1)。
3.根據(jù)權利要求2所述的礦用控制器上層程序升級裝置，其特征在于，所述USB信號處 理電路(4)包括文件管理控制芯片U2。
4.根據(jù)權利要求3所述的礦用控制器上層程序升級裝置，其特征在于，所述CAN信號 處理電路(5)包括光電隔離器芯片U4、U7、信號收發(fā)器TO;其中光電隔離器芯片U4的輸出端OUT連接主控芯片U3的串行輸入端RB3/CANRX，光電隔 離器芯片U4的其中一個輸入端K端連接信號收發(fā)器TO的信號輸出端RXD，光電隔離器芯片 U4的其中另一個輸入端A端通過電阻R5連接電源；光電隔離器芯片U7的輸出端OUT連接信號收發(fā)器TO的信號輸入端TXD，光電隔離器芯 片U7的其中一個輸入端K端連接主控芯片U3的串行輸出端RB2/INT2/CANTX，光電隔離器 芯片U7的其中另一個輸入端A端通過電阻R9連接電源；信號收發(fā)器U6的CAN總線接入端CANL、CANH均通過CAN接口(6)連接到CAN總線的 差分信號線纜。
5.根據(jù)權利要求2、3或4所述的礦用控制器上層程序升級裝置，其特征在于，單片機 U3的連接狀態(tài)輸出RB4/KBI0/AN9端連接發(fā)光二極管L2。
6.根據(jù)權利要求5所述的礦用控制器上層程序升級裝置，其特征在于，單片機模塊電 路(7)還包括單片機編程口 U1，其中，單片機編程口 Ul的復位端MCLR連接單片機U3的復 位端MCLR/VPP，并通過限流電阻R4接電源，單片機編程口 Ul的信號輸出端PGC端、P⑶端 分別連接單片機U3的信號輸入端RB6/KB12/PGC端、RB7/KB13/P⑶端。
專利摘要本實用新型提供一種礦用控制器上層程序升級裝置，包括電源電路、USB接口、USB信號處理電路，其特征在于所述礦用控制器上層程序升級裝置還包括CAN信號處理電路、CAN接口、單片機模塊電路、隔離電源電路；所述單片機模塊電路通過USB信號處理電路和USB接口讀取U盤中的數(shù)據(jù),并輸出到CAN信號處理電路；并且，單片機模塊電路輸出反饋信號到USB信號處理電路；所述CAN信號處理電路對單片機模塊電路輸出的數(shù)據(jù)進行處理，轉(zhuǎn)化為CAN信號，并通過CAN接口傳輸?shù)紺AN總線；CAN信號處理電路輸出反饋信號到單片機模塊電路；本實用新型將CAN總線接口復用為上層程序升級接口，效率高，可廣泛應用于煤礦、通訊等行業(yè)。
文檔編號G05B19/042GK201886323SQ20102064944
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權日2010年12月9日
發(fā)明者伍江, 廖祖君, 汪開元, 鄭瑞鑫, 陳勇, 龔曉黎 申請人:重慶航天工業(yè)公司