專利名稱：船用雙現(xiàn)場總線接口卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種船用雙現(xiàn)場總線接口卡。
現(xiàn)有的PC微機與船舶機艙現(xiàn)場設(shè)備之間的現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸一般采用串行口或現(xiàn)場總線的形式進行傳輸。前者是點對點之間的通訊，數(shù)據(jù)無法共享，且通訊節(jié)點受到相對限制；后者現(xiàn)場總線通常為單總線形式，該單總線形式雖然解決了通訊節(jié)點限制的缺陷，但是其數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯崟r性都較差，并占用了PC微機大量的工作時間，削弱了PC微機處理其它事務(wù)的實時性。
本實用新型的目的在于提供一種能互連其它CAN(局部網(wǎng))總線設(shè)備并共享各設(shè)備數(shù)據(jù)、提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和可靠性的船用雙現(xiàn)場總線接口卡。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所提供的一種船用雙現(xiàn)場總線接口卡，它連接在外圍的PC微機和船舶機艙現(xiàn)場設(shè)備之間，其特點是，它包括ISA總線緩沖器，用于與PC微機的標(biāo)準(zhǔn)ISA總線相匹配，確保PC總線負載只有一個門電路；輸人/輸出接口模塊，它是數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪M/出口通道，連接在ISA總線緩沖器上；存貯器，它包括EPROM和RAM，它通過內(nèi)部地址數(shù)據(jù)控制總線分別與CAN控制器、智能控制器和輸入/輸出接口模塊相連；CAN控制器，它為熱備份冗余CAN總線接口，當(dāng)其工作時，用于控制冗余CAN總線中的信號傳輸，它通過內(nèi)部地址數(shù)據(jù)控制總線分別與存貯器、智能控制器和輸入/輸出接口模塊相連；智能控制器，產(chǎn)生該接口卡內(nèi)部的地址、數(shù)據(jù)和控制總線，控制輸入/輸出接口、存貯器和CAN控制器的數(shù)據(jù)輸入/輸出，同時還提供一個主CAN總線接口，控制本接口卡的協(xié)調(diào)工作，它通過內(nèi)部地址數(shù)據(jù)控制總線分別與存貯器、CAN控制器和輸入/輸出接口模塊相連；兩個CAN總線隔離及驅(qū)動模塊，它們分別與智能控制器和CAN控制器相連，用于船舶機艙現(xiàn)場設(shè)備與智能控制器的電隔離，并增加CAN總線的承載能力，每個模塊均由兩個互連的光隔電路、一個分別與各光隔電路相連的CAN總線驅(qū)動電路、以及一個分別向兩個光隔電路和一個CAN總線驅(qū)動電路供電的DC/DC模塊所組成。
由于采用了上述的技術(shù)解決方案，本實用新型提高了傳輸速率，并使現(xiàn)場數(shù)據(jù)實現(xiàn)共享，連線結(jié)構(gòu)簡單可靠，智能模式可使與之相連的外圍計算機取數(shù)和現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸并行工作，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性，除此之外，所采用的PC總線(ISA總線)使該接口卡可在任意類的PC機上使用，提高了兼容性，尤其是CAN總線熱備份冗余，更進一步提高現(xiàn)場總線傳輸?shù)目煽啃浴?br> 以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步的說明。


圖1是本實用新型的電路功能框圖；圖2是本實用新型的電連接線路圖。
如圖1、圖2所示，本實用新型船用雙現(xiàn)場總線接口卡，它連接在外圍的PC微機和船舶機艙現(xiàn)場設(shè)備之間，它包括ISA總線緩沖器1，用于與PC微機的標(biāo)準(zhǔn)ISA總線相匹配，確保PC總線負載只有一個門(TTL)電路，它包括地址總線緩沖器、數(shù)據(jù)總線緩沖器和控制總線緩沖器，它由型號分別為74LS688、74LS245、74LS138、74LS32和74LS244芯片所組成，其中，地址總線通過接線端A0～A11產(chǎn)生板選地址及五個I/O口地址選通信號；數(shù)據(jù)總線提供一個低8位(D0～D7)的雙向數(shù)據(jù)總線緩沖；控制總線AEN為該卡地址選板控制信號，IOR和IOW為數(shù)據(jù)讀/寫控制信號。
輸入/輸出接口模塊2，用作傳輸數(shù)據(jù)的進/出口通道，連接在ISA總線緩沖器1上，它由6塊型號為74LS244芯片和5塊型號為74LS373芯片所組成，其中202H口為輸出口(向PC機輸出，以下類同)作為本接口卡命令及狀態(tài)輸出，203H口為輸出口作為智能卡數(shù)據(jù)輸出。204H口為輸入口(從PC機向接口卡輸出，以下類同)作為PC機命令及狀態(tài)輸入。201H及204H口作為PC機應(yīng)答、復(fù)位、報警屏蔽、報警恢復(fù)狀態(tài)及地址輸入；存貯器3，它包括EPROM和RAM，它通過內(nèi)部地址數(shù)據(jù)控制總線分別與CAN控制器4、智能控制器5和輸入/輸出接口模塊2相連，采用EPROM(27128)16K字節(jié)作為該卡應(yīng)用程序固化內(nèi)存，RAM(6264)8K字節(jié)作為數(shù)據(jù)和狀態(tài)的存放內(nèi)存；CAN控制器4，它為熱備份冗余的CAN總線接口，當(dāng)其工作時，用于控制冗余CAN總線中的信號傳輸，它通過內(nèi)部地址數(shù)據(jù)控制總線分別與存貯器3、智能控制器5和輸入/輸出接口模塊2相連，它采用菲利浦生產(chǎn)的SJA1000型的CAN控制器，從而提供一個完整的CAN總線接口，CAN總線輸出信號為13引腳(D6～TXD)，CAN總線輸入信號為19和20引腳(D6～RXD和D6-RX1)，它連接到智能控制器的CPU(8XC592)提供的地址、數(shù)據(jù)和控制總線上，由智能控制器控制它的發(fā)送和接收工作，在接收到一個完整的數(shù)據(jù)幀時，該控制器將產(chǎn)生一個中斷信號(引腳16D6-INT)給智能控制器的CPU，使CPU馬上取走該幀數(shù)據(jù)；智能控制器5，產(chǎn)生該接口卡內(nèi)部的地址、數(shù)據(jù)和控制總線，控制輸入/輸出接口、存貯器和局部網(wǎng)控制器的數(shù)據(jù)輸入/輸出，同時還提供一個主CAN總線接口，控制本接口卡的協(xié)調(diào)工作，它通過內(nèi)部地址數(shù)據(jù)控制總線分別與存貯器3、CAN控制器4和輸入/輸出接口模塊2相連；它的處理中心采用8XC592芯片，CAN總線輸出信號為23引腳(D1-CTXD)，CAN總線輸入信號為56引腳(D1-CRX1)和57引腳(D1-CRXD)。按照EPROM的應(yīng)用程序，從CAN總線接收到數(shù)據(jù)，存儲在RAM中，通過ISA總線向PC機傳輸當(dāng)前的數(shù)據(jù)。通過應(yīng)用程序，對CAN1，CAN2進行實時診錯、糾錯及故障冗余處理，實現(xiàn)了雙總線冗余功能。
兩個CAN總線隔離及驅(qū)動模塊6，它們分別與智能控制器5和CAN控制器4相連，用于船舶機艙現(xiàn)場設(shè)備與智能控制器的電隔離，并增加CAN總線的承載能力，每個模塊6均由兩個互連的光隔電路61、62、一個分別與各光隔電路61、62相連的CAN總線驅(qū)動電路63、以及一個分別向兩個光隔電路61、62和一個CAN總線驅(qū)動器63供電的DC/DC模塊64所組成。它的頻率響應(yīng)不小于500KHz。驅(qū)動電路采用菲利浦生產(chǎn)的專用CAN總線驅(qū)動電路82C250芯片，光隔電路型號為6N137，直接采用主機電源通過DC-DC電路(U1、U2-DUP75-05S05)變換成光隔電源。
綜上所述，本實用新型船用雙現(xiàn)場總線接口卡由一個帶CAN總線的智能控制器CPU80C592，再擴展一個CAN總線接口，形成智能雙總線的基本形式，同時為了長線傳輸?shù)目煽啃圆捎昧烁綦x型的總線接口形式。該接口卡可任意插在PC、XT、AT各類兼容機上而方便構(gòu)成現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，并可通過智能控制器實現(xiàn)實時診斷故障并進行熱備份容錯處理功能。
權(quán)利要求1．一種船用雙現(xiàn)場總線接口卡，它連接在外圍的PC微機和船舶機艙現(xiàn)場設(shè)備之間，其特征在于，它包括ISA總線緩沖器，用于與PC微機的標(biāo)準(zhǔn)ISA總線相匹配，確保PC總線負載只有一個門電路；輸入/輸出接口模塊，它是數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪M/出口通道，連接在ISA總線緩沖器上；存貯器，它包括EPROM和RAM，它通過內(nèi)部地址數(shù)據(jù)控制總線分別與CAN控制器、智能控制器和輸入/輸出接口模塊相連；CAN控制器，它為熱備份冗余CAN總線接口，當(dāng)其工作時，用于控制冗余CAN總線中的信號傳輸，它通過內(nèi)部地址數(shù)據(jù)控制總線分別與存貯器、智能控制器和輸入/輸出接口模塊相連；智能控制器，產(chǎn)生該接口卡內(nèi)部的地址、數(shù)據(jù)和控制總線，控制輸入/輸出接口、存貯器和CAN控制器的數(shù)據(jù)輸入/輸出，同時還提供一個主CAN總線接口，控制本接口卡的協(xié)調(diào)工作，它通過內(nèi)部地址數(shù)據(jù)控制總線分別與存貯器、CAN控制器和輸入/輸出接口模塊相連；兩個CAN總線隔離及驅(qū)動模塊，它們分別與智能控制器和CAN控制器相連，用于船舶機艙現(xiàn)場設(shè)備與智能控制器的電隔離，并增加CAN總線的承載能力，每個模塊均由兩個互連的光隔電路、一個分別與各光隔電路相連的CAN總線驅(qū)動電路、以及一個分別向兩個光隔電路和一個CAN總線驅(qū)動電路供電的DC/DC模塊所組成。
專利摘要一種船用雙現(xiàn)場總線接口卡,它連接在外圍的PC微機和船舶機艙現(xiàn)場設(shè)備之間,它包括:用于與PC微機標(biāo)準(zhǔn)ISA總線相匹配的ISA總線緩沖器、輸入/輸出接口模塊、存貯器、用作熱備份冗余CAN總線接口的CAN控制器、兩個CAN總線隔離及驅(qū)動模塊、以及智能控制器,該智能控制器用于產(chǎn)生該接口卡內(nèi)部的地址、數(shù)據(jù)和控制總線,控制輸入/輸出接口、存貯器和CAN控制器的數(shù)據(jù)輸入/輸出,同時還提供一個主CAN總線接口,控制本接口卡的協(xié)調(diào)工作。
文檔編號G06F13/38GK2423617SQ0021766
公開日2001年3月14日 申請日期2000年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月18日
發(fā)明者顧海宏, 呂健, 徐紹佐, 李翼龍, 楊英, 劉赟, 楊勇兵 申請人:中國船舶重工集團公司第七研究院第七一一研究所