用于艦船機艙自動控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信模塊的制作方法
【專利摘要】一種用于艦船機艙自動控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信模塊，包括主控單元、串口擴展芯片、光隔離單元以及向外部串口收發(fā)數(shù)據(jù)的多個RS485通信收發(fā)模塊，所述主控單元與所述串口擴展芯片連接，所述串口擴展芯片的多路串口經(jīng)所述光隔離單元與所述多個RS485通信收發(fā)模塊一一對應(yīng)連接。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，采用串口擴展芯片來實現(xiàn)串口擴展，以硬件的方式來實現(xiàn)多串口的收發(fā)，可靠性高，采用單片機實現(xiàn)與異步串口擴展芯片之間的控制，保證了芯片工作的穩(wěn)定性，與標準串口通訊格式兼容，完全能滿足系統(tǒng)的需求，是性價比較高的串口擴展方案。
【專利說明】 用于艦船機艙自動控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信模塊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及RS-485數(shù)據(jù)通信技術(shù)，尤其涉及一種用于艦船機艙自動控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信模塊。

【背景技術(shù)】
[0002]RS-485標準通常被用作一種相對經(jīng)濟、高噪聲抑制、高傳輸速率、傳輸距離遠、寬共模范圍的通信平臺。同時，RS-485電路還具有使用方便、可靠性高和成本低廉等優(yōu)點，最多可以在平衡電纜上連接32個發(fā)送器/接收器，在許多領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用，可用于各類船舶自動化控制系統(tǒng)，包括主機遙控系統(tǒng)、機艙監(jiān)測系統(tǒng)和電站監(jiān)控系統(tǒng)。
[0003]隨著RS-485通信接口的廣泛應(yīng)用和工業(yè)控制的飛速發(fā)展，多串口通信顯得越來越重要。傳統(tǒng)技術(shù)通常是通過程序來控制多串口的收發(fā)，這種技術(shù)存在的主要缺點是采樣速率低，難以保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性和正確性，無法實現(xiàn)高波特率的通信，編程復(fù)雜、開發(fā)周期長、可靠性不高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，針對上述技術(shù)問題，提供一種用于艦船機艙自動控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信模塊。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種用于艦船機艙自動控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信模塊，包括主控單元、串口擴展芯片、光隔離單元以及向外部串口收發(fā)數(shù)據(jù)的多個RS485通信收發(fā)模塊，所述主控單元與所述串口擴展芯片連接，所述串口擴展芯片的多路串口經(jīng)所述光隔離單元與所述多個RS485通信收發(fā)模塊一一對應(yīng)連接。
[0007]所述主控單元具有INTEL公司80C196KC芯片、27C256存儲器以及6264存儲器。
[0008]所述串口擴展芯片為兩個，其為Philips公司的SC16C554芯片，所述RS485通信收發(fā)模塊為八個，其為Maxim公司的MAX485芯片，兩個串口擴展芯片均與所述主控單元連接，且每個串口擴展芯片的四路串口經(jīng)所述光隔離單元與四個RS485通信收發(fā)模塊連接。
[0009]所述光隔離單元為6N137芯片。
[0010]本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，采用串口擴展芯片來實現(xiàn)串口擴展，以硬件的方式來實現(xiàn)多串口的收發(fā)，可靠性高，采用單片機實現(xiàn)與異步串口擴展芯片之間的控制，保證了芯片工作的穩(wěn)定性，與標準串口通訊格式兼容，完全能滿足系統(tǒng)的需求，是性價比較高的串口擴展方案。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】本實用新型進行詳細說明:
[0012]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0013]如圖1所示，一種用于艦船機艙自動控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信模塊，包括主控單元11、串口擴展芯片12、光隔離單元13以及向外部串口 2收發(fā)數(shù)據(jù)的多個RS485通信收發(fā)模塊14。
[0014]主控單元11與串口擴展芯片連接，串口擴展芯片12的多路串口經(jīng)光隔離單元13與多個RS485通信收發(fā)模塊14 一一對應(yīng)連接，其中，串口擴展芯片12用于控制協(xié)調(diào)外部數(shù)據(jù)的讀取與控制數(shù)據(jù)的發(fā)送。
[0015]具體地，主控單元11為單片機，其具有INTEL公司80C196KC芯片、27C256存儲器以及6264存儲器。
[0016]串口擴展芯片12為兩個，其為Philips公司的SC16C554芯片，每個SC16C554芯片具有四路串口，RS485通信收發(fā)模塊14為八個，其為Maxim公司的MAX485芯片，兩個串口擴展芯片12均與主控單元11連接，且每個串口擴展芯片12的四路串口經(jīng)光隔離單元13與四個RS485通信收發(fā)模塊14連接。
[0017]光隔離單元13為6N137芯片，用于提高系統(tǒng)的抗干擾能力。
[0018]接收數(shù)據(jù)時，從8路外部串口進來的數(shù)據(jù)輸入到相應(yīng)的RS485通信收發(fā)模塊14，完成電平轉(zhuǎn)換變成串行數(shù)據(jù)，串行數(shù)據(jù)經(jīng)光隔離單元13存入到串口擴展芯片12各路串口的緩存區(qū)中；當(dāng)串口擴展芯片12檢測到某路串口有接收數(shù)據(jù)時，該芯片發(fā)出該路的中斷信號給主控單元11，主控單元11接收到外部中斷指令后，通過8路串口對應(yīng)在串口擴展芯片12中的中斷狀態(tài)寄存器的地址，讀取地址線上中斷狀態(tài)寄存器中的數(shù)據(jù)，從而判斷出是哪路串口得到數(shù)據(jù)，隨后主控單元11通過相應(yīng)串口數(shù)據(jù)緩存的地址得到接收的串行數(shù)據(jù)，主控單元11通知串口擴展芯片12接受數(shù)據(jù)完成，該芯片上的相應(yīng)緩存得到釋放。
[0019]發(fā)送數(shù)據(jù)時，主控單元11首先在內(nèi)存中準備需要發(fā)送的數(shù)據(jù)，通過PC104總線接收4路串口擴展芯片12的中斷，主控單元11通過串口擴展芯片12內(nèi)部的寄存器來判斷中斷是否是因為某路發(fā)送緩沖區(qū)為空而發(fā)出的，如果是，則主控單元11將準備好的數(shù)據(jù)寫入4路串口擴展芯片12內(nèi)部相應(yīng)的寄存器，該芯片內(nèi)部有16byte的發(fā)送數(shù)據(jù)緩存，可以在一次中斷中發(fā)送較多的數(shù)據(jù)，而串口擴展芯片12則根據(jù)設(shè)定好的數(shù)據(jù)流管理方式在相應(yīng)的時間內(nèi)將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)加上起始位、校驗位和終止位以串行數(shù)據(jù)的方式發(fā)送出去，串行數(shù)據(jù)通過光隔離單元13后進入RS485通信收發(fā)模塊14，然后發(fā)送至RS485通訊線上的其他設(shè)備。
[0020]本實用新型采用串口擴展芯片12來實現(xiàn)串口擴展，以硬件的方式來實現(xiàn)多串口的收發(fā)，可靠性高，采用單片機實現(xiàn)與異步串口擴展芯片12之間的控制，保證了芯片工作的穩(wěn)定性，與標準串口通訊格式兼容，完全能滿足系統(tǒng)的需求，是性價比較高的串口擴展方案。
[0021]但是，本【技術(shù)領(lǐng)域】中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，而并非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于艦船機艙自動控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信模塊，其特征在于，包括主控單元、串口擴展芯片、光隔離單元以及向外部串口收發(fā)數(shù)據(jù)的多個RS485通信收發(fā)模塊，所述主控單元與所述串口擴展芯片連接，所述串口擴展芯片的多路串口經(jīng)所述光隔離單元與所述多個RS485通信收發(fā)模塊一一對應(yīng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于艦船機艙自動控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信模塊，其特征在于，所述主控單元具有INTEL公司80C196KC芯片、27C256存儲器以及6264存儲器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于艦船機艙自動控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信模塊，其特征在于，所述串口擴展芯片為兩個，其為Philips公司的SC16C554芯片，所述RS485通信收發(fā)模塊為八個，其為Maxim公司的MAX485芯片，兩個串口擴展芯片均與所述主控單元連接，且每個串口擴展芯片的四路串口經(jīng)所述光隔離單元與四個RS485通信收發(fā)模塊連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于艦船機艙自動控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信模塊，其特征在于，所述光隔離單元為6N137芯片。
【文檔編號】H03K19/0175GK203968105SQ201420434167
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】葉蓓, 白斌, 王健 申請人:上海船舶運輸科學(xué)研究所