專利名稱：一種計(jì)算機(jī)總線系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)總線系統(tǒng)。具體來(lái)說(shuō)是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)總線系統(tǒng)。
眾所周知，目前存在著多種計(jì)算機(jī)總線標(biāo)準(zhǔn)，如PC總線、VME總線、MULTIBUS I總線、NUBAS總線、STD總線及MULTIBUS II總線等。以上總線結(jié)構(gòu)各具自己的特點(diǎn)，但隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，元器件水平的提高，計(jì)算機(jī)總線系統(tǒng)也應(yīng)有相應(yīng)的發(fā)展；因此，針對(duì)各種應(yīng)用場(chǎng)合，亟待研制出新型的計(jì)算機(jī)總線系統(tǒng)。
本發(fā)明根據(jù)目前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的元器件水平，針對(duì)工業(yè)控制過(guò)程中的需求，提出一種計(jì)算機(jī)總線系統(tǒng)，其主要目的在于1、提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性；2、在總線中減少系統(tǒng)本身所需的信號(hào)線的數(shù)量；3、在總線中增加可以根據(jù)用戶需要支配使用的信號(hào)線的數(shù)量。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的1、各模板與總線的連接采用DIN48歐式插針、插座，模板線路板的寬度為134.5mm，既4U尺寸。
2、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總線共有48條，其中包括電源總線+5V電源、+5V電源地、系統(tǒng)保護(hù)地信號(hào)總線各三條；數(shù)據(jù)總線包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的低八位數(shù)據(jù)線D0至D7八條總線，用于總線上各模板間的數(shù)據(jù)傳輸；地址總線包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的低十位數(shù)據(jù)線A0至A9共10條總線，用于確定I/O接口的地址；控制總線包括系統(tǒng)中所有A/D的采樣保持同步信號(hào)SYNC*(當(dāng)SYNC*的下降沿到達(dá)時(shí)，系統(tǒng)中所有的AD通道都保持)、總線復(fù)位信號(hào)RSTDRV、I/O準(zhǔn)備好信號(hào)IOCHKRDY、I/O端口讀控制信號(hào)IOR、I/O端口寫(xiě)控制信號(hào)IOW、允許操作總線I/O信號(hào)AEN，共6條；用戶自定義線15條。
3、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由三個(gè)寬度為40mm，9個(gè)寬度為20mm，2個(gè)寬度為60mm的14個(gè)模板組成。
根據(jù)以上方案實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)可以產(chǎn)生以下效果1.由于各模板與總線的連接采用DIN48歐式插針、插座，比傳統(tǒng)的印制線路板與印制線路板插槽連接接觸更加可靠。
2.目前由于大容量存儲(chǔ)器芯片的普遍應(yīng)用，在系統(tǒng)CPU模板中完全可以放置足夠多的存儲(chǔ)器，故系統(tǒng)中無(wú)須擴(kuò)展內(nèi)存。因此，在總線上沒(méi)有設(shè)置存儲(chǔ)器控制信號(hào)，并且地址線僅用于I/O口，在系統(tǒng)中可僅使用10條地址總線，就可方便地確定I/O口的地址，而沒(méi)有必要設(shè)置更多的地址線。這樣，使系統(tǒng)必需的總線小了，減少了空間電磁干擾以及總線之間的互相干擾，也提高了系統(tǒng)可靠性。
3.由于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本身所使用的總線只有33條，又使用了DIN48歐式插針作總線，因此有15條總線可供用戶自由支配，根據(jù)實(shí)際工控系統(tǒng)的需要來(lái)設(shè)置相應(yīng)的信號(hào)線，這樣可減少模板間的連線數(shù)量，提高系統(tǒng)的可靠性。
4.根據(jù)本發(fā)明確定的模板個(gè)數(shù)及每個(gè)模板的尺寸，在十九英寸工業(yè)機(jī)箱中，可安裝14個(gè)應(yīng)用模板，通過(guò)本發(fā)明確定的總線結(jié)構(gòu)連接起來(lái)。這種結(jié)構(gòu)，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠完成強(qiáng)大的功能，并且具有高的可靠性。
5.+5V電源、+5V電源地、系統(tǒng)保護(hù)地信號(hào)總線各三條可使電源總線承受足夠大的電流。
下面結(jié)合附圖
和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖一是一種配置DIN48歐式插針的4U模板線路板尺寸圖。
圖二是安裝在十九英寸工業(yè)機(jī)箱中由各種模板組成的工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)模板配置圖。
在圖一中右側(cè)的鉆孔處用于安裝DIN48歐式插針，左側(cè)鉆孔處用于安裝鳳凰端口。
由DIN48插針制成的系統(tǒng)總線中各管腳代表的信號(hào)及功能如下表
在圖二所示的模板配置圖中，在十九英寸工業(yè)機(jī)箱中可按順序配置一個(gè)寬度40mm，6個(gè)寬度為20mm，2個(gè)寬度為40mm，3個(gè)寬度為20mm，2個(gè)寬度為60mm的模板共14個(gè)。在機(jī)箱中裝有可插放上述14個(gè)模板的DIN48歐式插座總線板。
在本實(shí)施例中，如圖二所示，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由5號(hào)CPU模板、6號(hào)和14號(hào)電源模板、12號(hào)光電隔離輸入輸出板、10、11號(hào)開(kāi)關(guān)量I/O模板、8、9號(hào)A/D模板組成。1、2、3、4、13位置在本實(shí)施例中未安裝模板，在其它應(yīng)用場(chǎng)合，可根據(jù)需要，配置不同的模板。
在本實(shí)施例中，CPU模板采用Ali M6117D嵌入式寬溫型CPU芯片，主頻40MHZ，無(wú)需風(fēng)扇散熱，十分適用于環(huán)境惡劣的工業(yè)系統(tǒng)。其它技術(shù)性能包括●出廠配置4MB內(nèi)存，貼片焊接方式，確保防震可靠性；●實(shí)時(shí)時(shí)鐘選用DS12C887，解決了Y2K問(wèn)題；●雙硬盤雙軟驅(qū)接口；●有一個(gè)DOC2000 Flash disk插座，支持DOC工作；●有一個(gè)512KBEPROM電子盤用于固化用戶目標(biāo)系統(tǒng)程序；●一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的LPT接口，并IRQ7經(jīng)光電隔離；●一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)串口COM1；●一片8Kbytes串口E2PROM 24C64，用于存放關(guān)鍵性的數(shù)據(jù)●lms級(jí)精確GPS校時(shí)；●純硬件的Watchdog功能；
●有一個(gè)PC104總線擴(kuò)展插頭；●有一只蜂鳴器；●有一個(gè)PC/AT鍵盤接口；●配有一個(gè)電源插頭，必要時(shí)，該板可以獨(dú)立工作，構(gòu)成單板系統(tǒng)；●四層板工藝。
●采用單+5V電源，功能為A/D板是一塊智能板，能夠把12通道±5v的交流信號(hào)同步轉(zhuǎn)化成14位的數(shù)字信號(hào)，并快速地傳遞給CPU模板。A/D板的用戶端采用德國(guó)鳳凰端口連接現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)。其它技術(shù)性能包括●智能型，以80C196為CPU，主頻12MHZ；●采用3片MAX125芯片，實(shí)現(xiàn)12通道14位同步采樣；●板上有一片8Kbytes E2PROM用于保存A/D通道之間的校驗(yàn)系數(shù)，使各通道通過(guò)軟件校驗(yàn)后保持一致；●板上有雙口RAM芯片輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)無(wú)源T型+∏型濾波電路；●與主CPU之間通過(guò)雙口RAM交換信息；●多塊A/D板在同一個(gè)系統(tǒng)中能實(shí)現(xiàn)同步采樣；●有硬件的Watchdog功能；●精度為±1.5LSB；●工作方式為同步觸發(fā)——取上次數(shù)據(jù)——采集本次數(shù)據(jù)的模式；●提供驅(qū)動(dòng)程序；●單+5v供電，無(wú)需外加電源。
通訊模板是塊智能型三通道RS232/422/485接口模板，為了通訊可靠性考慮，該模板各通道均采用光電隔離和電源隔離。模板上三個(gè)串行接口均從用戶端引入。其它技術(shù)性能包括●智能型，采用8031單片機(jī)為CPU，完成三通道的收發(fā)等功能；●采用兩片82C450串口芯片，與標(biāo)準(zhǔn)串口完全兼容；另一串口采用8031CPU二線式串行接口；●各串口均可以選擇為RS232、RS422或RS485，由跳線選擇；●所有信號(hào)均經(jīng)過(guò)光電隔離；●各通道有收、發(fā)指示燈；●主CPU以報(bào)文方式收發(fā)，并提供驅(qū)動(dòng)程序；●單+5V電源供電。
開(kāi)關(guān)量I/O模板可實(shí)現(xiàn)15通道光電隔離輸入/輸出功能?，F(xiàn)場(chǎng)信號(hào)通過(guò)用戶端的鳳凰端子輸入/輸出。其它技術(shù)性能包括●提供15路光電隔離共電源型輸入；●輸入電路設(shè)計(jì)為備份形式，用于輸入通道的自檢。即每一個(gè)通道在物理上使用兩套電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，在端口地址的分配上，每一組輸入將占用兩個(gè)不同的物理端口地址；●該模板提供15路光電隔離達(dá)林頓功率輸出，每一個(gè)輸出通道采用三個(gè)數(shù)據(jù)位來(lái)控制完成。其中兩個(gè)數(shù)據(jù)位通過(guò)特定的邏輯組合來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)的有效，另外一個(gè)用于控制輸出信號(hào)是否被送出(控制輸出門)；●單+5v電源供電。
光電離輸入輸出板的技術(shù)性能包括●輸入采用冗余技術(shù)；●10路共地型輸入，5路共電源輸入；●5路達(dá)林頓晶體管輸出(+24DC 3A)；●輸出帶啟動(dòng)、閉鎖的不同口地址的四個(gè)數(shù)據(jù)位來(lái)控制；●輸出端口采用鳳凰端子接口；
權(quán)利要求
1.一種計(jì)算機(jī)總線系統(tǒng)，包括總線及可與總線連接的用于組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的模板，其特征在于總線有48條，包括+5V電源、+5V電源地、系統(tǒng)保護(hù)地信號(hào)線各三條，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的低八位數(shù)據(jù)線八條，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的低十位地址線10條，所有A/D的采樣保持同步信號(hào)線、總線復(fù)位信號(hào)線、I/O準(zhǔn)備好信號(hào)線、I/O端口讀控制信號(hào)線、I/O端口寫(xiě)控制信號(hào)線、允許操作總線I/O信號(hào)線各一條，用戶自定義線15條；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)總線系統(tǒng)，其特征是總線的結(jié)構(gòu)為DIN48歐式插針、插座結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)總線系統(tǒng)，其特征是與總線連接的模板線路板的寬度為134.5mm，既4U尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)總線系統(tǒng)，其特征是總線系統(tǒng)由3個(gè)寬度為40mm，9個(gè)寬度為20mm，2個(gè)寬度為60mm的14個(gè)可與總線連接的模板組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)總線系統(tǒng),該計(jì)算機(jī)總線系統(tǒng)各模板與總線的連接采用DIN48歐式插針、插座,模板線路板的寬度為4U尺寸,總線中包括電源總線九條、數(shù)據(jù)總線八條、地址總線十條、控制總線六條、用戶自定義線十五條,總線系統(tǒng)可配置十四個(gè)模板,安裝在十九英寸工業(yè)機(jī)箱中,從而在總線中減少了系統(tǒng)本身所需的信號(hào)線的數(shù)量,減少了空間電磁干擾以及總線之間的互相干擾,提高了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性,并且在總線中增加了用戶可支配使用的信號(hào)線的數(shù)量。
文檔編號(hào)G06F13/36GK1348138SQ00134108
公開(kāi)日2002年5月8日 申請(qǐng)日期2000年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月6日
發(fā)明者周寶星 申請(qǐng)人:周寶星