控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置，屬于工業(yè)控制領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類裝置。特點(diǎn)是：包括Profibus-DP總線接口、CAN總線接口、Profibus-DP信號(hào)調(diào)理電路、CAN信號(hào)調(diào)理電路、微控制器電路、擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路、watchdog電路、第一晶振電路、鍵盤及顯示器電路、第二晶振電路、第三晶振電路、電源電路、RS485\RS232\RS422信號(hào)調(diào)理電路、RS485\RS422串行接口、RS232串行接口、電源開關(guān)。可以實(shí)現(xiàn)任意一種RS485/RS232/RS422標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)備數(shù)據(jù)到任意一種Profibus/CAN現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，相當(dāng)于將6種單一功能的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置集成于一體。該控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中有著較廣闊的應(yīng)用前景和市場(chǎng)空間，具有功能集成度高，控制可靠、安全，使用方便、靈活，價(jià)格低廉，適宜推廣等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及了一種控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置，可以方便的實(shí)現(xiàn)RS485/RS422/RS232/標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)備數(shù)據(jù)與Profibus/CAN現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議數(shù)據(jù)之間的多功能轉(zhuǎn)換，屬于工業(yè)控制領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類裝置。
[0002]

【背景技術(shù)】
在工業(yè)控制領(lǐng)域，控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)發(fā)展和相互融合的網(wǎng)絡(luò)化自動(dòng)控制技術(shù)。從集散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)乃至工業(yè)以太網(wǎng)控制系統(tǒng)都是以控制網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊為基礎(chǔ)的。目前工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)正朝著通訊網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)集成化、控制分散化及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能化的特征方向發(fā)展。
[0003]在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中，“系統(tǒng)集成”是指在數(shù)字信息交互的基礎(chǔ)上，將相對(duì)獨(dú)立的、各自分散的有數(shù)據(jù)通訊能力的設(shè)備或系統(tǒng)融合在統(tǒng)一的監(jiān)控環(huán)境中，實(shí)時(shí)、可靠、高效的完成監(jiān)控和管理任務(wù)。由于工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)利益驅(qū)動(dòng)的歷史原因，目前有支持不同通訊協(xié)議的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)同時(shí)存在，“系統(tǒng)集成”成為制約工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個(gè)瓶頸問題。以現(xiàn)場(chǎng)總線為例，國(guó)際電工委員會(huì)頒布的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)IEC61158中目前同時(shí)容納了 8種互不兼容的公開協(xié)議，非公開協(xié)議還有40多種，現(xiàn)場(chǎng)總線領(lǐng)域內(nèi)多種協(xié)議并存的局面在短時(shí)間內(nèi)很難改變。
[0004]面對(duì)當(dāng)前支持不同協(xié)議的多種控制網(wǎng)絡(luò)體系紛爭(zhēng)的局面，不同廠商的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備難以適從，為實(shí)現(xiàn)與控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，隨之而產(chǎn)生了大量的支持不同通訊協(xié)議的具有數(shù)據(jù)通訊接口的智能設(shè)備，這種現(xiàn)狀使智能設(shè)備的數(shù)據(jù)“系統(tǒng)集成”遇到了困難，導(dǎo)致了所謂的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)“信息孤島”現(xiàn)象的產(chǎn)生。鑒于當(dāng)前工業(yè)控制領(lǐng)域中智能設(shè)備通訊接口的配置現(xiàn)狀，尤其是控制網(wǎng)絡(luò)底層大量現(xiàn)場(chǎng)儀控設(shè)備，如，用于壓力、溫度、流量、稱重等智能儀表和傳感器，在“系統(tǒng)集成”方式上完全采用“一網(wǎng)到底”的方式，如，基于工業(yè)以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線 Profinet 技術(shù)或 OPC(object linking and embedding for process control)技術(shù)，當(dāng)前還存在一定的技術(shù)應(yīng)用成本和市場(chǎng)利益保護(hù)等方面的障礙。目前實(shí)現(xiàn)這類設(shè)備數(shù)據(jù)“無縫融合”的主要方式還是通過網(wǎng)關(guān)或通信適配器將一種協(xié)議的設(shè)備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成另一種協(xié)議的設(shè)備數(shù)據(jù)。
[0005]在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換方法上，一些世界著名的設(shè)備廠家提供了許多軟、硬件的配套解決方案。
[0006]例如，德國(guó)西門子公司在RS422/RS485接口設(shè)備數(shù)據(jù)到Profibus-DP協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式上，需要購(gòu)買硬件配置較高的PLC (programmerable logic controller)。比如，在控制網(wǎng)絡(luò)中本來可以選用CPU313C機(jī)型，系統(tǒng)中若有RS422/RS485設(shè)備數(shù)據(jù)到Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換任務(wù)，就必須選用CPU313C-2PtP型，該機(jī)型本機(jī)集成兩個(gè)通訊接口，一個(gè)是系統(tǒng)默認(rèn)的支持MPI協(xié)議(西門子S7-300系列PLC用于編程/組態(tài)的非公開協(xié)議)的通訊接口，另一個(gè)是支持RS422/RS485設(shè)備數(shù)據(jù)的點(diǎn)到點(diǎn)串行通訊接口。使用時(shí)在PLC中需要在無協(xié)議方式下編寫十分復(fù)雜的通訊程序才能讀取RS422/RS485設(shè)備數(shù)據(jù)，并且在通訊時(shí)需要將系統(tǒng)默認(rèn)的MPI接口設(shè)置成Profibus-DP接口才能完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。該方法數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類型單一，硬件開銷大，編程工作量大、調(diào)試?yán)щy，制約了這類現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的控制需求。
[0007]又如，德國(guó)西門子公司在Modbus協(xié)議數(shù)據(jù)到Profibus-DP協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式上可以有以下幾種方案。方案一:通過S7-200PLC集成數(shù)據(jù)。在西門子系列PLC中只有S7-200PLC中配備了 Modbus RTU通訊協(xié)議，Modbus設(shè)備數(shù)據(jù)通過Modbus網(wǎng)絡(luò)集成到S7-200PLC中后，還需將數(shù)據(jù)再轉(zhuǎn)換到Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)中，所以除了配置S7-200PLC(Modbus網(wǎng)絡(luò)中作主站)還需加裝專用的EM277通訊處理器(S7-200PLC接入Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)中的專用從站模塊)，該方案缺點(diǎn)是硬件配置成本較高，并且S7-200PLC作為Modbus通訊網(wǎng)絡(luò)主站的軟件開發(fā)難度較大。方案二:通過CP341通訊處理器集成。在控制網(wǎng)絡(luò)CPU315-2DP主機(jī)架的擴(kuò)展槽位上裝載CP341點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊處理器，還需購(gòu)買ModbusRTU協(xié)議驅(qū)動(dòng)軟件來實(shí)現(xiàn)與Modbus設(shè)備的通訊，然后再通過CPU315-2DP自身集成的DP接口將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)中，該方案的缺點(diǎn)是軟、硬件的投資成本較高。方案三:通過ASCII Driver協(xié)議中間轉(zhuǎn)換的方法。該方案需增設(shè)CP341通訊處理器，通過集成在CP341通訊處理器內(nèi)的ASCII Driver協(xié)議，采用軟件編程的方法來實(shí)現(xiàn)Modbus RTU協(xié)議。該方案的缺點(diǎn)是雖然免除了購(gòu)買Modbus RTU協(xié)議驅(qū)動(dòng)軟件的開銷，但硬件成本仍然較高，最關(guān)鍵的技術(shù)問題是軟件開發(fā)難度較大。
[0008]國(guó)外相關(guān)廠家提供的軟、硬件配套解決方案主要缺點(diǎn)是功能單一，軟、硬件價(jià)格高,并且往往需要付出較高的軟件開發(fā)成本。尤其對(duì)于控制網(wǎng)絡(luò)底層的測(cè)控儀表而言“數(shù)據(jù)集成”的代價(jià)過于昂貴。
[0009]為降低協(xié)議及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的軟、硬件成本，國(guó)內(nèi)的一些相關(guān)公司也致力于這方面的研發(fā)工作，并取得了顯著的成績(jī)。例如，北京鼎實(shí)創(chuàng)新科技有限公司目前已經(jīng)研發(fā)出Profibus-RS485 設(shè)備總線橋、Profibus-OMRON PLC 協(xié)議總線橋、Profibus_RS232 設(shè)備總線橋、Profibus-CAN協(xié)議總線橋、Profibus-Modbus協(xié)議總線橋、Profibus-研華ADAM協(xié)議總線橋等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類產(chǎn)品。這些產(chǎn)品，硬件價(jià)格較國(guó)外同類產(chǎn)品有大幅下降，軟件開銷有所減小，但是明顯的缺點(diǎn)是功能過于簡(jiǎn)單，該類產(chǎn)品的靈活性和通用性嚴(yán)重不足，不能適應(yīng)復(fù)雜或特殊自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換需求。在復(fù)雜的控制網(wǎng)絡(luò)中，往往需要協(xié)議及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類設(shè)備具有較高的適應(yīng)性和靈活性，可以方便的改變轉(zhuǎn)換方式來適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。
[0010]RS485、RS232及RS422都是目前工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛的串行接口標(biāo)準(zhǔn)，最初由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)制定和頒發(fā)。RS485、RS232及RS422標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性做出了規(guī)定，并不含有插件、電纜及數(shù)據(jù)交換協(xié)議的具體規(guī)定，因此用戶可以在此基礎(chǔ)上建立自己的高層通信協(xié)議。目前，在大量的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備中，許多只配置有RS485、RS232或RS422標(biāo)準(zhǔn)的串行通訊接口，并不直接具備現(xiàn)場(chǎng)總線通訊功能。雖然目前存在著協(xié)議公開和非公開的現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)量繁多，經(jīng)調(diào)研我國(guó)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中Profibus-DP及CAN現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議所占份額較重。鑒于該類產(chǎn)品國(guó)內(nèi)外的開發(fā)現(xiàn)狀和國(guó)內(nèi)工控市場(chǎng)的需求，研發(fā)多功能集成的RS485\RS232\RS422標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)備到Profibus_DP\CAN現(xiàn)場(chǎng)總線之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置具有一定的新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性。由于目前各種體系結(jié)構(gòu)的控制網(wǎng)絡(luò)數(shù)量龐大，決定了多協(xié)議網(wǎng)關(guān)及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置的研發(fā)領(lǐng)域十分廣闊，本發(fā)明只是針對(duì)當(dāng)前控制領(lǐng)域急需解決的、技術(shù)經(jīng)濟(jì)應(yīng)用前景較好的一部分內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)造性的研發(fā)。該多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置的研發(fā)工作拓展了網(wǎng)關(guān)及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類裝置的研究應(yīng)用領(lǐng)域，填補(bǔ)了該領(lǐng)域的空白，為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的開放互連和現(xiàn)場(chǎng)分散控制做了一些有益的工作，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)的“無縫融合”。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置，該多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置能夠完成RS485\RS232\RS422中任何一種標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)備數(shù)據(jù)到Profibus_DP\CAN現(xiàn)場(chǎng)總線中任何一種協(xié)議數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換任務(wù)，使具有RS485\RS232\RS422串口通訊能力的設(shè)備無需任何改動(dòng)通過該多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置直接接入到Profibus-DP \CAN現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)了一種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)的多功能轉(zhuǎn)換。
[0012]技術(shù)解決方案
為了實(shí)現(xiàn)上述的RS485\RS232\RS422中任何一種標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)備數(shù)據(jù)到Profibus_DP\CAN現(xiàn)場(chǎng)總線中任何一種協(xié)議數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換功能，本發(fā)明用于工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置的技術(shù)解決方案是:包括Profibus-DP總線接口和CAN總線接口，所述的Profibus-DP總線接口在機(jī)箱外側(cè)與Profibus-DP總線連接,在機(jī)箱內(nèi)側(cè)與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路中的Profibus-DP信號(hào)調(diào)理電路的一側(cè)連接，所述Profibus-DP信號(hào)調(diào)理電路的另一側(cè)與微控制器電路連接；所述的CAN總線接口在機(jī)箱外側(cè)與CAN總線連接，在機(jī)箱內(nèi)側(cè)與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路中的CAN信號(hào)調(diào)理電路的一側(cè)連接，CAN信號(hào)調(diào)理電路的另一側(cè)與微控制器電路連接；所述的微控制器電路還要分別與擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路、watchdog電路、第一晶振電路、鍵盤及顯示器面板電路、電源電路、RS485\RS232\RS422信號(hào)調(diào)理電路連接，所述的擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路用于給微控制器電路擴(kuò)充外部RAM存儲(chǔ)器；所述的watchdog電路用于防止程序跑飛；所述的第一晶振電路用于給微控制器電路提供精確的時(shí)鐘；所述的鍵盤及顯示器面板電路用于本發(fā)明裝置的參數(shù)設(shè)定、運(yùn)行操作和運(yùn)行狀態(tài)顯示等功能；所述的電源電路用于給微控制器電路提供工作電源；所述的電源電路還要分別與Profibus-DP信號(hào)調(diào)理電路、CAN信號(hào)調(diào)理電路、RS485\RS232\RS422信號(hào)調(diào)理電路、擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路、watchdog電路、第二晶振電路、鍵盤及顯示器面板電路連接，分別給其提供工作電源，所述的電源電路還要與電源開關(guān)連接；第三晶振電路與CAN信號(hào)調(diào)理電路連接，用于給其提供精確的時(shí)鐘；第二晶振電路與Profibus-DP信號(hào)調(diào)理電路連接，用于給其提供精確的時(shí)鐘；所述的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路中的RS485\RS232\RS422信號(hào)調(diào)理電路還要分別與RS485\RS422串行接口和RS232串行接口連接；所述的RS485\RS422串行接口在機(jī)箱外側(cè)與RS485\ RS422現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接；所述的RS232串行接口在機(jī)箱外側(cè)與RS232現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接；所述的RS485 \RS422串行接口和RS232串行接口與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的連接均采用標(biāo)準(zhǔn)的DB-9連接器。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
(O該控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置能夠?qū)崿F(xiàn)具有任何一種標(biāo)準(zhǔn)接口 RS485\RS232\RS422的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備到任何一種現(xiàn)場(chǎng)總線Profibus-DP\CAN的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換任務(wù)。在體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜的控制網(wǎng)絡(luò)中，往往需要協(xié)議及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類裝置具有較高的適應(yīng)性和靈活性，可以靈活的改變方式來適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。尤其在以現(xiàn)場(chǎng)總線Profibus-DP\CAN為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的改造項(xiàng)目中，可以利舊原控制系統(tǒng)中大量?jī)r(jià)格昂貴的，具有RS485\RS232\RS422標(biāo)準(zhǔn)接口的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(如，用于壓力、溫度、流量、稱重等智能儀表、傳感器或執(zhí)行機(jī)構(gòu))，該類現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通過本發(fā)明裝置可以方便的接入Profibus-DP\CAN工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。
[0014](2)該多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置在硬件設(shè)計(jì)時(shí)充分利用專用協(xié)議芯片、串口復(fù)合電平轉(zhuǎn)換芯片、高速驅(qū)動(dòng)芯片等的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在提高系統(tǒng)可靠性的同時(shí)有效地降低軟件開銷。例如，RS485\RS232\RS422信號(hào)調(diào)理電路采用能夠支持RS485、RS232和RS422標(biāo)準(zhǔn)串行接口傳輸方式的MAX3162復(fù)合電平轉(zhuǎn)換芯片，實(shí)現(xiàn)串行信號(hào)與單片機(jī)TTL電平信號(hào)的轉(zhuǎn)換任務(wù)，降低硬件成本同時(shí)提高可靠性；又如，Profibus-DP信號(hào)調(diào)理電路采用西門子Profibus專用協(xié)議芯片SPC3，Profibus-DP側(cè)的通訊任務(wù)由協(xié)議芯片SPC3完成，SPC3芯片是優(yōu)化的專用Profibus-DP從站協(xié)議芯片，支持9.6kb/s到12Mb/s的波特率；能夠自動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的波特率并對(duì)自己的波特率進(jìn)行調(diào)整；內(nèi)部集成1.5KB的雙口 RAM;集成了看門狗定時(shí)器。SPC3通過并口和單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。Profibus-DP協(xié)議的關(guān)鍵部分由智能協(xié)議芯片SPC3實(shí)現(xiàn)，其余部分由單片機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)通過控制SPC3實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，這樣，提高了硬件可靠性，軟件的開發(fā)工作量大為降低，同時(shí)有效的減輕了系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)W78E58B單片機(jī)的工作壓力。又如，CAN信號(hào)調(diào)理電路采用專用的CAN控制器SJA1000來實(shí)現(xiàn)CAN現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，控制器SJA1000與單片機(jī)之間通過并口和單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，CAN總線協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的主要部分由控制器SJA1000來完成，單片機(jī)通過控制SJA1000實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，這樣設(shè)計(jì)可以大幅降低編程軟件的開銷，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)可以有效的節(jié)約W78E58B單片機(jī)的運(yùn)算處理資源。
[0015](3)該控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置具有功能集成度高，控制可靠、安全，使用方便、靈活，價(jià)格低廉，適宜推廣等優(yōu)點(diǎn)。為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)“數(shù)據(jù)集成”裝置的多功能和低成本做了一些有益的工作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)裝換裝置與外設(shè)連接關(guān)系示意圖；
圖2是控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置硬件結(jié)構(gòu)框圖；
圖3是圖2中所示微控制器電路5電路圖；
圖4是圖2中所示Profibus-DP總線接口 I引腳示意圖和Profibus-DP信號(hào)調(diào)理電路3電路圖；
圖5是圖2中所示CAN總線接口 2引腳示意圖和CAN信號(hào)調(diào)理電路4電路圖；
圖6是圖2中所示RS485\RS232\RS422信號(hào)調(diào)理電路11電路圖、RS485 \RS422串行接口 12和RS232串行接口 13引腳示意圖；
圖7是圖1和圖2中所不鍵盤及顯不器面板電路9電路圖；
圖8是圖2中所示watchdog電路7和電源電路10電路圖；
圖9是圖2中所示擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路6電路圖；
圖10是圖1和圖2中所不鍵盤及顯不器面板電路9的面板不意圖；
圖11是本發(fā)明裝置結(jié)合具體操作步驟的主程序流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0018]本發(fā)明控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置與外設(shè)連接關(guān)系
如圖1所示，控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置由機(jī)箱18、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路17、Profibus-DP總線接口 1、CAN總線接口 2、RS485\RS422串行接口 12、RS232串行接口 13、電源開關(guān)16、鍵盤及顯示器面板電路9組成。所述的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路17通過Profibus-DP總線接口 I可以與Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線連接，通過CAN總線接口 2可以與CAN現(xiàn)場(chǎng)總線連接，通過RS485\RS422串行接口 12可以與具有RS485\RS422接口的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接，通過RS232串行接口 13可以與具有RS232接口的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接，通過機(jī)箱18上側(cè)面的電源開關(guān)16與交流220V電源插座連接，所述的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路17在機(jī)箱內(nèi)部與機(jī)箱前面板的鍵盤及顯示器面板電路9連接。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路17完成任何一種標(biāo)準(zhǔn)接口 RS485\RS232\RS422的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備到任何一種現(xiàn)場(chǎng)總線Profibus-DP\CAN的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換任務(wù)；鍵盤及顯示器面板電路9用于本發(fā)明裝置的參數(shù)設(shè)定、運(yùn)行操作和狀態(tài)參數(shù)的顯示；電源開關(guān)16用于給本發(fā)明裝置接通交流220V工作電源。
[0019]本發(fā)明用于工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置的硬件體系
本發(fā)明硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，包括Profibus-DP總線接口 I和CAN總線接口 2，所述的Profibus-DP總線接口 I在機(jī)箱18外側(cè)與Profibus-DP總線連接(見圖1)，在機(jī)箱內(nèi)側(cè)與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路17中的Profibus-DP信號(hào)調(diào)理電路3的一側(cè)連接，所述Profibus-DP信號(hào)調(diào)理電路3的另一側(cè)與微控制器電路5連接；所述的CAN總線接口 2在機(jī)箱18外側(cè)與CAN總線連接(見圖1)，在機(jī)箱內(nèi)側(cè)與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路17中的CAN信號(hào)調(diào)理電路4的一側(cè)連接，CAN信號(hào)調(diào)理電路4的另一側(cè)與微控制器電路5連接；所述的微控制器電路5還要分別與擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路6、watchdog電路7、第一晶振電路8、鍵盤及顯示器面板電路9、電源電路10、RS485\RS232\RS422信號(hào)調(diào)理電路11連接，所述的擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路6用于給微控制器電路5擴(kuò)充外部RAM存儲(chǔ)器；所述的watchdog電路7用于防止程序跑飛；所述的第一晶振電路8用于給微控制器電路5提供精確的時(shí)鐘；所述的鍵盤及顯示器面板電路9用于本發(fā)明裝置的參數(shù)設(shè)定、運(yùn)行操作和運(yùn)行狀態(tài)顯示等功能；所述的電源電路10用于給微控制器電路5提供工作電源；所述的電源電路10還要分別與Profibus-DP信號(hào)調(diào)理電路3、CAN信號(hào)調(diào)理電路4、RS485\RS232\RS422信號(hào)調(diào)理電路11、擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路6、watchdog電路7、第二晶振電路14、鍵盤及顯示器面板電路9連接，分別給其提供工作電源，所述的電源電路10還要與電源開關(guān)16連接；第三晶振電路15與CAN信號(hào)調(diào)理電路4連接，用于給其提供精確的時(shí)鐘；第二晶振電路14與Profibus-DP信號(hào)調(diào)理電路3連接，用于給其提供精確的時(shí)鐘；所述的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路17中的RS485\RS232\RS422信號(hào)調(diào)理電路11的還要分別與RS485\RS422串行接口 12和RS232串行接口 13連接；所述的RS485\RS422串行接口 12在機(jī)箱18外側(cè)與RS485\ RS422現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接(見圖1);所述的RS232串行接口 13在機(jī)箱18外側(cè)與RS232現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接(見圖1);所述的RS485 \RS422串行接口 12和RS232串行接口 13與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的連接均采用標(biāo)準(zhǔn)的DB-9連接器。
[0020]其中，微控制器電路5如圖3所示，微控制器電路5包括Ul_l芯片(型號(hào)W78E58B )，Ul_l芯片的參考電壓端VDD分成兩路，一路連接到+5V電源，另一路通過電容C6連接到地GND ；RXD/P3.0串行口接收器輸入端接RX引線，接收串口數(shù)據(jù)；TXD/P3.1串行口發(fā)送器輸出端接TX引線，發(fā)送數(shù)據(jù)到串口 ；時(shí)鐘振蕩電路輸入/輸出I端XTALl分成兩路，一路連接到石英晶體振蕩器Y的一側(cè)，另一路通過電容C8接地GND ;時(shí)鐘振蕩電路輸入/輸出2端XTAL2分為兩路，一路連接到石英晶體振蕩器Y另一側(cè)，另一路通過電容C7接地GND ；VSS端接地GND ;INT0/P3.8端接引線INTO ；INT1/P3.3端接引線INTl ;WR/P3.6外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寫選通端接引線WR，RD/P3.7外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通端接引線RD，分別對(duì)外部存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫控制；P1.5、P1.6、P1.7分別依次接引線M0S1、MIS0和SCK，將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)；P3.4、P4.0、P4.1分別依次接引線SCLK、CS和SID控制顯示器顯示；RST端接引線RESETl，進(jìn)行復(fù)位操作；EA端接+5V電源，禁止處理器訪問外部ROM ；ALE端接引線ALE，地址鎖存使能，使地址線與數(shù)據(jù)線復(fù)用；P2.6/A14、P2.7/A15端接分別依次引線A14、A15，通過譯碼器選擇選通芯片 Ul_4 (74LS139) ；P0.0/AD0、P0.1/ADUP0.2/AD2、P0.3/AD3、P0.4/AD4、P0.5/AD5、P0.6/AD6、P0.7/AD7分別依次接引線ADO、AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6、AD7，作為地址與數(shù)據(jù)復(fù)用總線傳輸?shù)刂返?8 位與數(shù)據(jù)；Ρ2.0/Α8、Ρ2.1/Α9、Ρ2.2/A10、P2.3/A1UP2.4/Α12、Ρ2.5/Α13端分別依次接引線 Α8、Α9、Α10、All、A12、A13，作為地址高位；T2/P1.0、Τ2ΕΧ/Ρ1.1、PL 2、PL 3、PL 4 分別接引線 PL O、PL 1、Pl.2、Pl.3、Pl.4 ；
ISP接口 Ul_3 (型號(hào)Header5X2)的I端接引線MOSI ;5端接引線RESETl ;7端接引線SCR ;9端接接引線MISO ;2端接+5V電源；4、6、8、10端接地GND ；
芯片Ul_2 (型號(hào)74LS139)的Al、BI端依次接引線A15、A14，進(jìn)行譯碼；輸出端IYO,1Y1、1Y2依次接引線Y0、Yl、Y2 ；VCC端接電源+5V ；G1端與GND端接地GND ；
微控制器電路5作為控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置的核心，控制該裝置的工作方式及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的控制任務(wù)，控制顯示器顯示等功能，所有芯片工作或靜默都由微控制器電路5進(jìn)行控制。
[0021]Profibus-DP總線接口 I引腳示意圖和Profibus-DP信號(hào)調(diào)理電路3電路圖如圖4所示，其中，Profibus-DP信號(hào)調(diào)理電路3包括Profibus-DP專用協(xié)議芯片U2_l (型號(hào)SPC3)，Profibus-DP專用協(xié)議芯片U2_l的VDD端接+5V電源；DIVIDER端接+5V電源；Vss端接地GND ;XCS端通過電阻R2接+5V電源；XWR端接B2引線；XRD端接引線BI，控制芯片讀寫信號(hào)；XINT/M0T端通過電阻R3接地GND ;CLK時(shí)鐘輸入端接引線48M ;AB8、AB9端接地GND ;AB10端通過電阻R4接地GND ;數(shù)據(jù)和地址復(fù)用端口 DBO、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7分別依次接引線ADO、AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6、AD7，接收與發(fā)送地址低8位或數(shù)據(jù)；ABO、AB1、AB2、AB3、AB5端分別依次接引線A8、A9、A10、All、A13，作為高位地址線；AB4通過反相器UxA接引線A12，作為高位地址線；MODE端通過電阻R5接+5V電源，使數(shù)據(jù)、地址總線復(fù)用；ALE地址鎖存使能端接引線BO ;串行發(fā)送口 TXD端連接到U2_3芯片(型號(hào)HCPL7720)的Vl端口，發(fā)送數(shù)據(jù)到PR0FIBUS-DP總線；串行接收口 RXD端連接到U2_2芯片(型號(hào)HCPL7720)的VO端，接收來自總線的數(shù)據(jù)；RTS端通過電阻R9連接到U2_4芯片(型號(hào)HCPL0611)的VF-端，作為請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)；XCTS端通過電阻R6接地GND ；XTEST0,XTESTl端分別通過電阻R7、R8接+5V電源；RESET端接引線RESET1，對(duì)芯片進(jìn)行復(fù)位；X/INT端連接引線INTO，發(fā)送中斷請(qǐng)求。
[0022]所述的反相器UxA的7腳接地GND ；14腳接+5V電源；2腳接AB4 ；1腳連接引線A12 ；
U2_2.U2_3.U2_4芯片為光耦，對(duì)收發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行光電隔離，其中，所述的U2_2的Vl端連接總線收發(fā)器U2_5芯片(型號(hào)SN75176B)的R端，接收總線數(shù)據(jù)；VDD2端分兩路，一路通過電容C12接地GND，另一路接+5V電源；VDD1端分兩路，一路通過電容C13接地GND，另一路接+IS05V電源；GND1端分兩路，一路接電容C13，另一路接地GND ;GND2端分兩路，一路接電容C12，另一路接地GND ；
所述的U2_3芯片的VO端連接總線收發(fā)器U2_5的D端，向總線發(fā)送數(shù)據(jù)；VDD1端分兩路，一路接+5V電源，另一路通過電容C14接地GND ;VDD2端分兩路，一路接+IS05V電源，另一路通過電容C15接地GND ；GND1端分兩路，一路接電容C14，另一路接地GND ；GND2端分兩路，一路接電容C15，另一路接地GND ；
所述的光耦U2_4芯片的VO端分兩路，一路接電阻R10，另一路接總線收發(fā)器U2_5的DE端，發(fā)送數(shù)據(jù)使能信號(hào)；VF+端接+5V電源；VCC端分三路，第一路通過電容C16接地GND，第二路接電阻R10，第三路接電源+IS05V ；VE端接+IS05V電源；GND端分兩路，一路接電容C16，另一路接地GND ；
總線收發(fā)器U2_5芯片的A端分三路，一路接終端電阻Rl I，另一路接總線接口 COM3的8端，最后一路接跳線開關(guān)U2_7的2端；B端分三路，一路接終端電阻R11，另一路接總線接口 COM3的3端，最后一路接跳線開關(guān)U2_7的I端；VCC端分兩路，一路通過電容C17接地GND,另一路接ISO+5V電源；RE端作為讀總線數(shù)據(jù)使能端接地GND ;總線接口 COM3的5端接地 GND ；
芯片U2_6 (型號(hào)KC5032A48.0000C50 E00)是有源晶振，為芯片U2_l提供時(shí)鐘信號(hào)，其中，VD端接+5V電源；3端分兩路輸出，一路通過電容C18接地GND，另一路接引線48M，輸出時(shí)鐘信號(hào)；GND端接地GND ；
芯片U2_8 (型號(hào)74HC245)控制芯片U2_l的選通信號(hào)，其中，DIR端分兩路，一路接+5V電源，另一路接電容Cll ;A0端接引線ALE，鎖存地址；A1端接引線RD，允許單片機(jī)讀總線數(shù)據(jù)；A2端接引線WR，允許單片機(jī)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)；OE端接引線Y2 ;B0端接引線BO ;B1端接引線BI ;B2端接引線B2 ;GND端接地GND ；
芯片U2_5作為Profibus-DP總線收發(fā)器與Profibus-DP總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，芯片U2_2、U2_3、U2_4作為光耦進(jìn)行電氣隔離，Profibus-DP專用協(xié)議芯片SPC3芯片U2_l集成了Profibus-DP總線的全部協(xié)議，對(duì)總線協(xié)議數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，Profibus-DP信號(hào)調(diào)理電路3有效的減輕了微控制器電路5中處理器Ul_l芯片(型號(hào)W78E58B)的工作壓力。
[0023]CAN總線接口 2引腳示意圖和CAN信號(hào)調(diào)理電路4電路圖如圖5所示，其中，CAN信號(hào)調(diào)理電路4包括CAN控制器芯片U3_l (型號(hào)SJA1000)，CAN控制器芯片U3_l的VDDl端接+5V電源；VDD2與VDD3端接+IS05V電源；VssU Vss2、Vss3分別接地GND ；ALE/AS端接ALE引線，鎖存地址；CS端接引線Y1，控制芯片U3_l的選通；RD/E端接引線RD，允許單片機(jī)從芯片U3j讀取數(shù)據(jù)；WR端接引線WR，控制單片機(jī)向芯片U3_l寫入數(shù)據(jù)；XTAL1端分兩路，一路接晶體振蕩器Z的一端，另一路通過電容C31接地GND ；XTAL2端分兩路，一路接晶體振蕩器Z的另一端，另一路通過電容C32接地GND ；M0DE端通過電阻Rl2接+5V電源；TX0端通過電阻R13接光耦U3_2芯片(型號(hào)6N137SV)的VF-端，向CAN總線發(fā)送數(shù)據(jù)；RX0端分兩路，一路接光耦U3_3芯片(型號(hào)6N137SV)的VD端，接收來自CAN總線的數(shù)據(jù)，另一路通過電阻R16接電源+5V ；RX1端分為兩路，一路通過電阻R14接地GND，另一路通過電阻R15接電源+5V ;RST端通過反相器UxB (型號(hào)MC74HC04D)接引線RESET1，復(fù)位芯片U3_l ；INT端連接引線INTI，發(fā)送中斷請(qǐng)求;AD0、AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6、AD7依次接引線ADO、AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6、AD7，進(jìn)行數(shù)據(jù)或地址傳輸；
所述的反相器UxB的7腳接地GND，14腳接電源+5V，3腳接引線RESETl，4腳接芯片U3_l 的 RST 端；
所述的光耦U3_2芯片的VD端分兩路，一路通過電阻R18接+IS05V電源，另一路接總線收發(fā)器U3_4芯片(型號(hào)PCA82C250)的TXD端，向總線發(fā)送數(shù)據(jù)；GND端分兩路，一路接電容C20，另一路接地GND ;電源Vcc分兩路，一路接電容C20，另一路接+IS05V電源；VF+端接電源+5V ；
所述的光耦U3_3芯片的VF+端接+IS05V電源；VF_端通過電阻R17接總線收發(fā)器U3_4芯片的RXD端，從總線讀取數(shù)據(jù)；Vcc端分四路，一路接電源+5V，另一路接電阻R15，另一路接電阻R16，另一路接電容C19 ；GND端分兩路，一路接電容C19，另一路接地GND ；
所述的總線收發(fā)器U3_4芯片的VCC端分兩路，一路通過電容C21接地GND，另一路接+IS05V電源；Rs端通過電阻R19接地GND ；GND端接地GND ；CANL與CANH分別接CAN總線接口 ；
CAN信號(hào)調(diào)理電路4實(shí)現(xiàn)RS485/RS422/RS232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)備數(shù)據(jù)與CAN現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換，其中CAN總線協(xié)議已經(jīng)集成在CAN控制器SJA1000芯片U3_l中，負(fù)責(zé)CAN總線協(xié)議和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，U3_4芯片作為CAN收發(fā)器實(shí)現(xiàn)與CAN總線數(shù)據(jù)的收發(fā)，U3_2、U3_3是光耦進(jìn)行電氣隔離，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽亢桶踩浴?br> [0024]RS485/RS232/RS422 信號(hào)調(diào)理電路 11 電路圖、RS485/RS422 串行接口 12 和 RS232串行接口 13引腳示意圖如圖6所示，其中，RS485/RS232/RS422信號(hào)調(diào)理電路11包括芯片U4_l (型號(hào)MAX3162)，芯片U4_l的Cl+端與Cl-端之間接電容Cl ;VCC端分兩路，一路接+5V電源，另一路經(jīng)過電容C3接地GND ；GND端接地GND ；T10UT端接引線DB2，發(fā)送數(shù)據(jù)到具有RS232接口的設(shè)備；Z端接Z引線，Y端接Y引線，發(fā)送數(shù)據(jù)到具有RS485/RS422接口的設(shè)備；R10UT與RO端接引線RX，單片機(jī)從串行口讀取數(shù)據(jù)；RE232與RE485端接地GND ；SHDN與FAST端接+5V電源；DE485與TE232端接+5V電源；A、B端分別接引線A、B，接收來自具有RS485/RS422接口設(shè)備的數(shù)據(jù)；RlIN接引線DB3，接收來自具有RS232接口的設(shè)備數(shù)據(jù)；TlIN與DI端接引線TX，單片機(jī)向串口寫數(shù)據(jù)；V-端通過電容C5接地GND ；C2+與C2-端之間接電容C4 ；V+端通過電容C2接地GND ；
RS485/RS422串行接口 12連接具有RS485/RS422接口的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，其中I號(hào)引腳接引線B ；2號(hào)引腳接引線A ；3號(hào)引腳接引線Z ；4號(hào)引腳接引線Y ；5號(hào)引腳接地GND ；
RS232串行接口 13連接具有RS232接口的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，其中2號(hào)引腳接引線DB2 ;3號(hào)引腳接DB3 ;5號(hào)引腳接地GND。
[0025]鍵盤及顯示器面板電路9如圖7所示，其中，鍵盤及顯示器面板電路9包括芯片U5_l (型號(hào) 12864LCD7920),芯片 U5_l 的 Vss 端接地 GND ；Vcc 端接 +5V 電源；RS(CS)端接引線CS ；R/ff (SID)端接引線SID ；E (SCLK)端接引線SCLK ;RST端通過反相器UxE (型號(hào)MC74HC04D)接引線RESET1，復(fù)位顯示器；LEDA接+5V電源；LEDK通過電阻Rl接地GND ；
所述的反相器UxE的7腳接地GND，14腳接+5V電源，11腳接引線RESETl，10腳接芯片U5_l 的 RST 端；
“PRG”按鍵兩端分別接引線Pl.0與Pl.3，作為參數(shù)設(shè)置鍵；“FUNC”按鍵兩端分別接引線Pl.0與Pl.4，作為確認(rèn).返回鍵/切換鍵；“ + ”按鍵兩端分別接引線Pl.1與Pl.3，作為數(shù)據(jù)增加鍵；“一”按鍵兩端分別連接引線Pl.1與Pl.4，作為數(shù)據(jù)減少鍵；“RUN”按鍵兩端分別連接引線Pl.2與Pl.3，作為啟動(dòng)鍵；“ST0P/RST”按鍵兩端連接引線Pl.2與Pl.4，
作為停止/復(fù)位鍵。
[0026]watchdog電路7和電源電路10電路圖如圖8所示，其中，電源電路10包括芯片U6_l (型號(hào)A050OT-1WR2)，芯片U6_l的+VO端分兩路，一路同時(shí)接+5V電源引線和+IS05V電源引線，為各個(gè)芯片提供供電電壓，另一路與OV端之間連接C22電容；Vin端通過電感LI與開關(guān)電源輸出端連接，進(jìn)行濾波；GND分兩路，一路接地GND，另一路通過電容C23接開關(guān)電源輸出端；
開關(guān)電源POWER的I腳輸出+5V電源，2腳接地GND ；
看門狗芯片U6_2的MR端接反相器UxAA (型號(hào)MC74HC08AD)的3腳；VCC端接+5V電源，GND端接地GND ；WDI端接引線P3.5，接收來自單片機(jī)的脈沖信號(hào)，在小于1.6S的時(shí)間間隔內(nèi)收不到脈沖信號(hào)則使WDO端電平由高變低，引起復(fù)位；WD0端接反相器UxAA的I腳；RESET端接引線RESETl ；
所述的反相器UxAA的7腳接地GND ；14腳接+5V電源；2腳分為三路，一路通過復(fù)位開關(guān)RESET接地GND，第二路通過電阻R20接+5V電源，最后一路通過電容C24接地GND，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)復(fù)位。
[0027]擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路6電路圖如圖9所示，其中，擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路6包括芯片U7_l (型號(hào)KM62256C)，芯片U7_l的VCC端分兩路，一路接+5V電源，另一路經(jīng)過電容ClO接地GND ；WE端接引線WR，外部存儲(chǔ)器寫選通；0E端接引線RD，外部存儲(chǔ)器讀選通；A0、A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7 端依次與芯片 U7_2 (型號(hào) 74LS373)的 Q0、Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7 端連接，作為地址低8位信號(hào);A8、A9、A10、A11端依次連接引線A8、A9、A10、All，作為地址高4位；1/01、1/02、1/03、1/04、1/05、1/06、1/07、1/08 依次接引線 AD0、AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6、AD7，用于發(fā)送/接收數(shù)據(jù)；CS端接引線Y0，選通芯片進(jìn)行工作；Vss接地GND ；
所述的芯片U7_2的VCC端分兩路，一路接+5V電源，另一路接電容C9 ；0E端接地GND ；GND端接地GND ；G端接引線ALE鎖存地址信號(hào);D0、Dl、D2、D3、D4、D5、D6、D7依次接引線ADO、AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6、AD7，用于接收地址或數(shù)據(jù)信號(hào)。
[0028]本發(fā)明控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置的具體操作步驟和主程序流程
該多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置能夠完成以下6種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換任務(wù):RS485標(biāo)準(zhǔn)串行接口設(shè)備數(shù)據(jù)到Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議數(shù)據(jù)、RS485標(biāo)準(zhǔn)串行接口設(shè)備數(shù)據(jù)到CAN現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議數(shù)據(jù)、RS232標(biāo)準(zhǔn)串行接口設(shè)備數(shù)據(jù)到Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議數(shù)據(jù)、RS232標(biāo)準(zhǔn)串行接口設(shè)備數(shù)據(jù)到CAN現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議數(shù)據(jù)、RS422標(biāo)準(zhǔn)串行接口設(shè)備數(shù)據(jù)到Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議數(shù)據(jù)、RS422標(biāo)準(zhǔn)串行接口設(shè)備數(shù)據(jù)到CAN現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議數(shù)據(jù)。
[0029]本發(fā)明的鍵盤及顯示器面板電路9的面板示意圖如圖10所示，在機(jī)箱18的前面板上有顯示器及6個(gè)功能按鍵，按鍵的功能分配如下，參數(shù)設(shè)置鍵“PRG”:用于進(jìn)入“參數(shù)設(shè)置狀態(tài)”的各級(jí)界面；確認(rèn).返回鍵/切換鍵“FUNC”:在“參數(shù)設(shè)置狀態(tài)”時(shí)用于當(dāng)前菜單參數(shù)或修改參數(shù)的確定并返回上級(jí)菜單，在顯示器顯示“運(yùn)行狀態(tài)”時(shí)依次按下此鍵用于切換查看相關(guān)運(yùn)行參數(shù)，在顯示器顯示“故障報(bào)警狀態(tài)”時(shí)依次按下此鍵用于切換查看相關(guān)故障信息；增加鍵“十”:用于增加功能碼、參數(shù)項(xiàng)或參數(shù)值等，按住此鍵持續(xù)超過3S可以快速增加數(shù)據(jù)；減小鍵“一”:用于減小功能碼、參數(shù)項(xiàng)或參數(shù)值等，按住此鍵持續(xù)超過3S可以快速減小數(shù)據(jù)；啟動(dòng)鍵“RUN”:在顯示器顯示“運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)”時(shí)按此鍵使裝置運(yùn)行；停止/復(fù)位鍵“ST0P/RST”:在顯示器顯示“運(yùn)行狀態(tài)”時(shí)按此鍵使裝置停止運(yùn)行，在顯示器顯示“故障報(bào)警狀態(tài)”時(shí)按此鍵使裝置返回“運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)”;顯示器集中在一個(gè)液晶顯示屏上，分文本區(qū)和中文顯示區(qū)，文本區(qū)顯示各種參數(shù)，中文顯示區(qū)顯示相關(guān)中文注釋。
[0030]首先，根據(jù)具體要求轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)種類，對(duì)本發(fā)明裝置進(jìn)行外部連接及供電，在機(jī)箱18的左側(cè)面通過Profibus-DP總線接口 I連接機(jī)箱18到Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線,或在機(jī)箱18的左側(cè)面通過CAN總線接口 2連接機(jī)箱18到CAN現(xiàn)場(chǎng)總線；在機(jī)箱18的右側(cè)面通過RS232串行接口 13連接機(jī)箱18到RS232標(biāo)準(zhǔn)串行接口設(shè)備，或在機(jī)箱18的右側(cè)面通過RS485/RS422串行接口 12連接機(jī)箱18到RS485/RS422標(biāo)準(zhǔn)串行接口設(shè)備；將機(jī)箱18上側(cè)面220V交流電源插頭連接到220V交流電源插座上，打開機(jī)箱18上側(cè)面的電源開關(guān)16給整個(gè)裝置供電。
[0031]本發(fā)明結(jié)合具體操作步驟的主程序流程圖如圖11所示，開始上電，系統(tǒng)初始化后調(diào)用開機(jī)顯示程序，顯示器顯示初始界面，包括“開發(fā)版本號(hào)ZH-1”和“歡迎使用”字樣持續(xù)2S，然后由程序控制進(jìn)入準(zhǔn)備待機(jī)狀態(tài)，顯示器顯示“運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)”;如果不需要改變裝置上次運(yùn)行設(shè)置的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類型和相關(guān)參數(shù)，按“RUN”鍵程序啟動(dòng)裝置運(yùn)行，系統(tǒng)調(diào)用相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序，顯示器顯示“運(yùn)行狀態(tài)”，此時(shí)依次按“FUNC”鍵，由程序控制可以查看相關(guān)運(yùn)行參數(shù)，當(dāng)RS485到PROFIBUS-DP總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)，依次按“FUNC”鍵可以查看從站地址、波特率、數(shù)據(jù)收/發(fā)狀態(tài)等參數(shù)；在“運(yùn)行狀態(tài)”時(shí)發(fā)生故障報(bào)警，由程序控制顯示器自動(dòng)轉(zhuǎn)入“故障報(bào)警狀態(tài)”界面，此時(shí)依次按“FUNC”鍵可以查看相關(guān)故障報(bào)警信息；在裝置運(yùn)行時(shí)按“ST0P/RST”鍵使裝置停止運(yùn)行并且返回“運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)”，在“故障報(bào)警狀態(tài)”時(shí)按“STOP/RST ”鍵使裝置返回“運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)”。
[0032]如果需要改變裝置上次設(shè)置的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類型和相關(guān)參數(shù)，在顯示器顯示“運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)”時(shí)按“PRG”鍵由程序控制進(jìn)入“參數(shù)設(shè)置狀態(tài)”，顯示器在此界面中出現(xiàn)“功能碼FCl?FC6”菜單，其中，F(xiàn)C=I表示RS485標(biāo)準(zhǔn)串行接口設(shè)備數(shù)據(jù)到Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類型；FC=2表示RS485標(biāo)準(zhǔn)串行接口設(shè)備數(shù)據(jù)到CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類型；FC=3表示RS232標(biāo)準(zhǔn)串行接口設(shè)備數(shù)據(jù)到Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類型；FC=4表示RS232標(biāo)準(zhǔn)串行接口設(shè)備數(shù)據(jù)到CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類型；FC=5表示RS422標(biāo)準(zhǔn)串行接口設(shè)備數(shù)據(jù)到Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類型；FC=6表示RS422標(biāo)準(zhǔn)串行接口設(shè)備數(shù)據(jù)到CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類型；用“十”或“一”鍵在菜單中選中需要的功能碼(數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類型)，再按“PRG”鍵進(jìn)入該功能碼所包含的所有參數(shù)項(xiàng)界面，再用“ + ”或“一”鍵在該菜單選中需要修改的參數(shù)項(xiàng)，再按“PRG”鍵進(jìn)入該參數(shù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的參數(shù)值范圍，再用“十”或“一”鍵確定具體參數(shù)值，按“FUNC”鍵確認(rèn)修改的參數(shù)值并返回上級(jí)所有參數(shù)項(xiàng)界面，在該菜單可以開始修改下一個(gè)參數(shù)項(xiàng)；在“參數(shù)設(shè)置狀態(tài)”時(shí)，顯示器不論在那級(jí)界面，在程序的控制下按“FUNC”鍵的功能都是對(duì)該級(jí)菜單參數(shù)設(shè)置的確認(rèn)并返回上級(jí)界面。
[0033]下面以一個(gè)實(shí)施例說明本發(fā)明裝置具體操作過程，原裝置中功能碼設(shè)置為FC=2(RS485標(biāo)準(zhǔn)串行接口設(shè)備數(shù)據(jù)到CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類型)，現(xiàn)需要更改功能碼為FC=I (RS485標(biāo)準(zhǔn)串行接口設(shè)備數(shù)據(jù)到Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類型)，且在該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類型中，Profibus-DP從站地址設(shè)置為6，波特率設(shè)置為187.5kb/s，其余參數(shù)保留默認(rèn)值。具體操作步驟如下:在機(jī)箱18的左側(cè)面通過Profibus-DP總線接口 I連接機(jī)箱18到Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線，在機(jī)箱18的右側(cè)面通過RS485/RS422串行接口 12連接機(jī)箱18到RS485標(biāo)準(zhǔn)串行接口設(shè)備，將機(jī)箱18上側(cè)面220V交流電源插頭連接到220V交流電源插座上，打開機(jī)箱上側(cè)面的電源開關(guān)16給整個(gè)裝置供電。顯示器在顯示初始界面2S之后自動(dòng)轉(zhuǎn)入“運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)”界面，按“PRG”鍵進(jìn)入“參數(shù)設(shè)置狀態(tài)”，用“ + ”或“ 一 ”鍵在菜單中選中“功能碼FC=1”，再按“PRG”鍵進(jìn)入“功能碼FC=1”所包含的所有參數(shù)項(xiàng)界面，再用“ + ”或“一”鍵選中“從站地址設(shè)置”參數(shù)項(xiàng)，再按“PRG”鍵進(jìn)入“從站地址設(shè)置”參數(shù)項(xiàng)值對(duì)應(yīng)的參數(shù)范圍，再用“ + ”或“一”鍵選中“6”，按“FUNC”鍵確認(rèn)修改參數(shù)值并返回上級(jí)的所有參數(shù)項(xiàng)界面；再用“ + ”或“一”鍵選中“波特率”參數(shù)項(xiàng)，再按“PRG”鍵進(jìn)入“波特率”參數(shù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的參數(shù)范圍，再用“ + ”或“一”鍵配合使用設(shè)置為“187.5Kpbs”，再按“FUNC”鍵確認(rèn)修改參數(shù)值并返回上級(jí)的所有參數(shù)界面，再按“FUNC”鍵顯示器界面返回上一級(jí)“功能碼FCl?FC6”菜單，再按“FUNC”鍵顯示器界面返回上一級(jí)“運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)”界面；本發(fā)明裝置在其所連接的Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線上只能作為被動(dòng)響應(yīng)的Profibus-DP從站，在裝置參數(shù)修改完成之后，在該P(yáng)rofibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線的Profibus-DP主站中對(duì)本發(fā)明裝置(Profibus-DP從站)進(jìn)行硬件組態(tài)、編寫相應(yīng)通訊程序，才能將本發(fā)明裝置轉(zhuǎn)換的Profibus-DP協(xié)議數(shù)據(jù)讀/寫到Profibus-DP主站中；完成以上步驟，在顯示器顯示“運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)”界面時(shí)，按“RUN”鍵啟動(dòng)裝置運(yùn)行，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用RS485到Profibus-DP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；在顯示器顯示“運(yùn)行狀態(tài)”時(shí)依次按“FUNC”鍵可以查看RS485設(shè)備數(shù)據(jù)到Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)，在“運(yùn)行狀態(tài)”時(shí)發(fā)生故障報(bào)警，顯示器的界面自動(dòng)轉(zhuǎn)入“故障報(bào)警狀態(tài)”界面，此時(shí)依次按“FUNC”鍵可以查看相關(guān)故障報(bào)警信息；在裝置處在“運(yùn)行狀態(tài)”或“故障報(bào)警狀態(tài)”時(shí)按“ST0P/RST”鍵使裝置停止運(yùn)行并且返回“運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)”。
【權(quán)利要求】
1.控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括Profibus-DP總線接口(I)和CAN總線接口(2)，所述的Profibus-DP總線接口( I)在機(jī)箱外側(cè)與Profibus-DP總線連接，在機(jī)箱內(nèi)側(cè)與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路(17)中的Profibus-DP信號(hào)調(diào)理電路(3)的一側(cè)連接，所述Profibus-DP信號(hào)調(diào)理電路(3)的另一側(cè)與微控制器電路(5)連接；所述的CAN總線接口(2)在機(jī)箱外側(cè)與CAN總線連接，在機(jī)箱內(nèi)側(cè)與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路(17)中的CAN信號(hào)調(diào)理電路(4)的一側(cè)連接，CAN信號(hào)調(diào)理電路(4)的另一側(cè)與微控制器電路(5)連接；所述的微控制器電路(5)還要分別與擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路(6)、watchdog電路(7)、第一晶振電路(8)、鍵盤及顯示器面板電路(9)、電源電路(10)、RS485\RS232\RS422信號(hào)調(diào)理電路(11)連接，所述的擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路(6)用于給微控制器電路(5)擴(kuò)充外部RAM存儲(chǔ)器；所述的watchdog電路(7)用于防止程序跑飛；所述的第一晶振電路(8)用于給微控制器電路(5)提供精確的時(shí)鐘；所述的鍵盤及顯示器面板電路(9)用于本發(fā)明裝置的參數(shù)設(shè)定、運(yùn)行操作和運(yùn)行狀態(tài)顯示等功能；所述的電源電路(10)用于給微控制器電路(5)提供工作電源；所述的電源電路(10)還要分別與Profibus-DP信號(hào)調(diào)理電路(3)、CAN信號(hào)調(diào)理電路(4)、RS485\RS232\RS422信號(hào)調(diào)理電路(11)、擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路(6 )、watchdog電路(7 )、第二晶振電路(14 )、鍵盤及顯示器面板電路(9)連接，分別給其提供工作電源，所述的電源電路(10)還要與電源開關(guān)(16)連接；第三晶振電路(15)與CAN信號(hào)調(diào)理電路(4)連接，用于給其提供精確的時(shí)鐘；第二晶振電路(14)與Profibus-DP信號(hào)調(diào)理電路(3)連接，用于給其提供精確的時(shí)鐘；所述的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路(17)中的RS485\RS232\RS422信號(hào)調(diào)理電路(11)還要分別與RS485\RS422串行接口(12)和RS232串行接口(13)連接;所述的RS485\RS422串行接口( 12)在機(jī)箱外側(cè)與RS485\ RS422現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接；所述的RS232串行接口( 13)在機(jī)箱外側(cè)與RS232現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接；所述的RS485 \RS422串行接口(12)和RS232串行接口(13)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的連接均采用標(biāo)準(zhǔn)的DB-9連接器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述的微控制器電路(5)的構(gòu)成是: 微控制器電路(5)包括Ul_l芯片，Ul_l芯片的參考電壓端VDD分成兩路，一路連接到+5V電源，另一路通過電容C6連接到地GND ；RXD/P3.0串行口接收器輸入端接RX引線，接收串口數(shù)據(jù)；TXD/P3.1串行口發(fā)送器輸出端接TX引線，發(fā)送數(shù)據(jù)到串口 ；時(shí)鐘振蕩電路輸入/輸出I端XTALl分成兩路，一路連接到石英晶體振蕩器Y的一側(cè)，另一路通過電容CS接地GND ;時(shí)鐘振蕩電路輸入/輸出2端XTAL2分為兩路，一路連接到石英晶體振蕩器Y另一偵牝另一路通過電容C7接地GND ；VSS端接地GND ；INT0/P3.8端接引線INTO ；INT1/P3.3端接引線INTl ;WR/P3.6外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寫選通端接引線WR，RD/P3.7外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通端接引線RD，分別對(duì)外部存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫控制；Ρ1.5、Pl.6、Pl.7分別依次接引線MOS1、MISO和SCK，將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)；Ρ3.4、Ρ4.0、Ρ4.1分別依次接引線SCLK、CS和SID控制顯示器顯示；RST端接引線RESETl，進(jìn)行復(fù)位操作；EA端接+5V電源，禁止處理器訪問外部ROM ；ALE端接引線ALE，地址鎖存使能，使地址線與數(shù)據(jù)線復(fù)用；P2.6/A14、P2.7/A15端分別依次接引線 A14、A15，通過譯碼器選擇選通芯片 Ul_4 ；P0.0/AD0、P0.1/ADUP0.2/AD2、P0.3/AD3、P0.4/AD4、P0.5/AD5、P0.6/AD6、P0.7/AD7 分別依次接引線 ADO、AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6、AD7，作為地址與數(shù)據(jù)復(fù)用總線傳輸?shù)刂返?位與數(shù)據(jù)；P2.0/A8、P2.1/A9、P2.2/A10、P2.3/All、P2.4/A12、P2.5/A13 端分別依次接引線 A8、A9、A10、All、A12、A13 作為地址高位；Τ2/Ρ1.0、Τ2ΕΧ/Ρ1.1、Ρ1.2、Ρ1.3、Ρ1.4 分別接引線 P1.0、Ρ1.1、Ρ1.2、Ρ1.3、Ρ1.4 ； ISP接口 Ul_3的I端接引線MOSI ；5端接引線RESETl ；7端接引線SCR ；9端接接引線MISO ;2 端接 +5V 電源；4、6、8、10 端接地 GND ; 芯片Ul_2的A1、B1端依次接引線A15、A14，進(jìn)行譯碼；輸出端1Y0、1Y1、1Y2依次接引線Y0、Yl、Y2 ；VCC端接電源+5V ；G1端與GND端接地GND ； 微控制器電路(5)作為控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置的核心，控制該裝置的工作方式及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的控制任務(wù)，控制顯示器顯示等功能，所有芯片工作或靜默都由微控制器電路(5)進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述的Profibus-DP總線接口( I)引腳和Profibus-DP信號(hào)調(diào)理電路(3)的構(gòu)成是: Profibus-DP信號(hào)調(diào)理電路(3)包括Profibus-DP專用協(xié)議芯片U2_l，Profibus-DP專用協(xié)議芯片U2_l的VDD端接+5V電源；DIVIDER端接+5V電源'Nss端接地GND ；XCS端通過電阻R2接+5V電源；XWR端接B2引線；XRD端接引線BI，控制芯片讀寫信號(hào)；XINT/M0T端通過電阻R3接地GND ；CLK時(shí)鐘輸入端接引線48M ;AB8、AB9端接地GND ；AB10端通過電阻R4接地GND ;數(shù)據(jù)和地址復(fù)用端口 DBO、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7分別依次接引線ADO、AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6、AD7，接收與發(fā)送地址低 8 位或數(shù)據(jù)；ABO、AB1、AB2、AB3、AB5端分別依次接引線A8、A9、A10、A11、A13，作為高位地址線；AB4通過反相器UxA接引線A12，作為高位地址線；MODE端通過電阻R5接+5V電源，使數(shù)據(jù)、地址總線復(fù)用；ALE地址鎖存使能端接引線BO ;串行發(fā)送口 TXD端連接到U2_3芯片的Vl端口，發(fā)送數(shù)據(jù)到Profibus-DP總線；串行接收口 RXD端連接到U2_2芯片的VO端，接收來自總線的數(shù)據(jù)；RTS端通過電阻R9連接到U2_4芯片的VF-端，作為請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)；XCTS端通過電阻R6接地GND ;XTEST0、XTESTl端分別通過電阻R7、R8接+5V電源；RESET端接引線RESETl，對(duì)芯片進(jìn)行復(fù)位；X/INT端連接引線INTO，發(fā)送中斷請(qǐng)求； 所述的反相器UxA的7腳接地GND ；14腳接+5V電源；2腳接AB4 ；1腳連接引線A12 ；所述的U2_2、U2_3、U2_4芯片為光耦，對(duì)收發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行光電隔離，其中，所述的U2_2的Vl端連接總線收發(fā)器U2_5芯片的R端，接收總線數(shù)據(jù)；VDD2端分兩路，一路通過電容C12接地GND，另一路接+5V電源；VDD1端分兩路，一路通過電容C13接地GND，另一路接+IS05V電源；GND1端分兩路，一路接電容C13，另一路接地GND ;GND2端分兩路，一路接電容C12，另一路接地GND ； 所述的U2_3芯片的VO端連接總線收發(fā)器U2_5的D端，向總線發(fā)送數(shù)據(jù)；VDD1端分兩路，一路接+5V電源，另一路通過電容C14接地GND ;VDD2端分兩路，一路接+IS05V電源，另一路通過電容C15接地GND ；GND1端分兩路，一路接電容C14，另一路接地GND ；GND2端分兩路，一路接電容C15，另一路接地GND ； 所述的光耦U2_4芯片的VO端分兩路，一路接電阻R10，另一路接總線收發(fā)器U2_5的DE端，發(fā)送數(shù)據(jù)使能信號(hào)；VF+端接+5V電源；VCC端分三路，第一路通過電容C16接地GND，第二路接電阻R10，第三路接電源+IS05V ；VE端接+IS05V電源；GND端分兩路，一路接電容C16，另一路接地GND ； 總線收發(fā)器U2_5芯片的A端分三路，一路接終端電阻Rl I，另一路接總線接口 COM3的8端，最后一路接跳線開關(guān)U2_7的2端；B端分三路，一路接終端電阻RlI，另一路接總線接口 COM3的3端，最后一路接跳線開關(guān)U2_7的I端；VCC端分兩路，一路通過電容C17接地GND,另一路接IS0+5V電源；RE端作為讀總線數(shù)據(jù)使能端接地GND ;總線接口 COM3的5端接地 GND ； 芯片U2_6是有源晶振，為芯片U2_l提供時(shí)鐘信號(hào)，其中，VD端接+5V電源；3端分兩路輸出，一路通過電容C18接地GND，另一路接引線48M，輸出時(shí)鐘信號(hào)；GND端接地GND ； 芯片U2_8控制芯片U2_l的選通信號(hào)，其中，DIR端分兩路，一路接+5V電源，另一路接電容Cll ；A0端接引線ALE，鎖存地址；A1端接引線RD，允許單片機(jī)讀總線數(shù)據(jù)；A2端接引線WR，允許單片機(jī)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)；0E端接引線Y2 ;B0端接引線BO ;B1端接引線BI ;B2端接引線B2 ;GND端接地GND ； 芯片U2_5作為Profibus-DP總線收發(fā)器與Profibus-DP總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，芯片U2_2、U2_3、U2_4作為光耦進(jìn)行電氣隔離，Profibus-DP專用協(xié)議芯片SPC3芯片U2_l集成了Profibus-DP總線的全部協(xié)議,對(duì)總線協(xié)議數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，Profibus-DP信號(hào)調(diào)理電路(3)有效的減輕了微控制器電路(5)中處理器Ul_l芯片的工作壓力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述的CAN總線接口(2)引腳和CAN信號(hào)調(diào)理電路(4)的構(gòu)成是: CAN信號(hào)調(diào)理電路(4)包括CAN控制器芯片U3_l，CAN控制器芯片U3_l的VDDl端接+5V 電源；VDD2 與 VDD3 端接 +IS05V 電源；Vssl、Vss2、Vss3 分別接地 GND ；ALE/AS 端接 ALE引線，鎖存地址；CS端接引線Y1，控制芯片U3_l的選通；RD/E端接引線RD，允許單片機(jī)從芯片U3_l讀取數(shù)據(jù)；WR端接引線WR，控制單片機(jī)向芯片U3_l寫入數(shù)據(jù)；XTAL1端分兩路，一路接晶體振蕩器Z的一端，另一路通過電容C31接地GND ；XTAL2端分兩路，一路接晶體振蕩器Z的另一端，另一路通過電容C32接地GND ；M0DE端通過電阻R12接+5V電源；TX0端通過電阻R13接光耦U3_2芯片的VF-端，向CAN總線發(fā)送數(shù)據(jù)；RX0端分兩路，一路接光耦U3_3芯片的VD端，接收來自CAN總線的數(shù)據(jù)，另一路通過電阻R16接電源+5V ；RX1端分為兩路，一路通過電阻R14接地GND，另一路通過電阻R15接電源+5V ；RST端通過反相器UxB接引線RESETl，復(fù)位芯片U3_l ;INT端連接引線INTl，發(fā)送中斷請(qǐng)求;AD0、ADl、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6、AD7 依次接引線 ADO、AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6、AD7，進(jìn)行數(shù)據(jù)或地址傳輸; 所述的反相器UxB的7腳接地GND，14腳接電源+5V，3腳接引線RESETl，4腳接芯片U3_l 的 RST 端； 所述的光耦U3_2芯片的VD端分兩路，一路通過電阻R18接+IS05V電源，另一路接總線收發(fā)器U3_4芯片的TXD端，向總線發(fā)送數(shù)據(jù)；GND端分兩路，一路接電容C20，另一路接地GND ；電源Vcc分兩路，一路接電容C20，另一路接+IS05V電源；VF+端接電源+5V ； 所述的光耦U3_3芯片的VF+端接+IS05V電源；VF_端通過電阻Rl7接總線收發(fā)器U3_4芯片的RXD端，從總線讀取數(shù)據(jù)；Vcc端分四路，一路接電源+5V，另一路接電阻R15，另一路接電阻R16，另一路接電容C19 ;GND端分兩路，一路接電容C19，另一路接地GND ； 總線收發(fā)器U3_4芯片的VCC端分兩路，一路通過電容C21接地GND，另一路接+IS05V電源；Rs端通過電阻R19接地GND ；GND端接地GND ；CANL與CANH分別接CAN總線接口 ；CAN信號(hào)調(diào)理電路(4)實(shí)現(xiàn)RS485/RS422/RS232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)備數(shù)據(jù)與CAN總線之間的數(shù)據(jù)交換，其中CAN總線協(xié)議已經(jīng)集成在CAN控制器SJA1000芯片U3_l中，負(fù)責(zé)CAN總線協(xié)議和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，U3_4芯片作為CAN收發(fā)器實(shí)現(xiàn)與CAN總線數(shù)據(jù)的收發(fā)，U3_2、U3_3是光耦進(jìn)行電氣隔離，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽亢桶踩浴?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述的RS485/RS232/RS422信號(hào)調(diào)理電路(11 )、RS485/RS422串行接口(12)和RS232串行接口(13)引腳的構(gòu)成是: 其中，RS485/RS232/RS422信號(hào)調(diào)理電路(11)包括芯片U4_l，芯片U4_l的Cl+端與Cl-端之間接電容Cl ；VCC端分兩路，一路接+5V電源，另一路經(jīng)過電容C3接地GND ；GND端接地GND ;T10UT端接引線DB2，發(fā)送數(shù)據(jù)到具有RS232接口的設(shè)備；Z端接Z引線，Y端接Y引線，發(fā)送數(shù)據(jù)到具有RS485/RS422接口的設(shè)備；R10UT與RO端接引線RX，單片機(jī)從串行口讀取數(shù)據(jù)；RE232與RE485端接地GND ；SHDN與FAST端接+5V電源；DE485與TE232端接+5V電源；A、B端分別接引線A、B，接收來自具有RS485/RS422接口設(shè)備的數(shù)據(jù)；R1IN接引線DB3，接收來自具有RS232接口的設(shè)備數(shù)據(jù)；T1IN與DI端接引線TX，單片機(jī)向串口寫數(shù)據(jù)；V-端通過電容C5接地GND ；C2+與C2-端之間接電容C4 ；V+端通過電容C2接地GND ； RS485/RS422串行接口(12)連接具有RS485/RS422接口的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，其中I號(hào)引腳接引線B ;2號(hào)引腳接引線A ；3號(hào)引腳接引線Z ；4號(hào)引腳接引線Y ；5號(hào)引腳接地GND ； RS232串行接口(13)連接具有RS232接口的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，其中2號(hào)引腳接引線DB2 ;3號(hào)引腳接DB3 ；5號(hào)引腳接地GND。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述的鍵盤及顯示器面板電路(9)的構(gòu)成是: 鍵盤及顯示器面板電路(9)包括芯片U5_l，芯片U5_l的Vss端接地GND ；Vcc端接+5V電源；RS(CS)端接引線CS ；R/ff (SID)端接引線SID ；E (SCLK)端接引線SCLK ;RST端通過反相器UxE接引線RESETl，復(fù)位顯示器；LEDA接+5V電源；LEDK通過電阻Rl接地GND ； 所述的反相器UxE的7腳接地GND，14腳接+5V電源，11腳接引線RESETl，10腳接芯片U5_l 的 RST 端； “PRG”按鍵兩端分別接引線Pl.0與Pl.3，作為參數(shù)設(shè)置鍵；“FUNC”按鍵兩端分別接引線Pl.0與Pl.4，作為確認(rèn).返回鍵/切換鍵；“ + ”按鍵兩端分別接引線Pl.1與Pl.3，作為數(shù)據(jù)增加鍵；“一”按鍵兩端分別連接引線Pl.1與Pl.4，作為數(shù)據(jù)減少鍵；“RUN”按鍵兩端分別連接引線Pl.2與Pl.3，作為啟動(dòng)鍵；“STOP/RST”按鍵兩端連接引線Pl.2與Pl.4，作為停止/復(fù)位鍵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述的watchdog電路(7)和電源電路(10)的構(gòu)成是: 其中，電源電路(10)包括芯片U6_l，芯片U6_l的+VO端分兩路，一路同時(shí)接+5V電源弓丨線和+IS05V電源引線，為各個(gè)芯片提供供電電壓，另一路與OV端之間連接C22電容；Vin端通過電感LI與開關(guān)電源輸出端連接，進(jìn)行濾波；GND分兩路，一路接地GND，另一路通過電容C23接開關(guān)電源輸出端； 開關(guān)電源POWER的I腳輸出+5V電源，2腳接地GND ； 看門狗芯片U6_2的MR端接反相器UxAA (型號(hào)MC74HC08AD)的3腳；VCC端接+5V電源，GND端接地GND ；WDI端接引線P3.5，接收來自單片機(jī)的脈沖信號(hào)，在小于1.6S的時(shí)間間隔內(nèi)收不到脈沖信號(hào)則使WDO端電平由高變低，引起復(fù)位；WD0端接反相器UxAA的I腳；RESET端接引線RESETl ； 所述的反相器UxAA的7腳接地GND ； 14腳接+5V電源；2腳分為三路，一路通過復(fù)位開關(guān)RESET接地GND，第二路通過電阻R20接+5V電源，最后一路通過電容C24接地GND，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)復(fù)位。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述的擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路(6)的構(gòu)成是: 擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路(6)包括芯片U7_l，芯片U7_l的VCC端分兩路，一路接+5V電源，另一路經(jīng)過電容ClO接地GND ;WE端接引線WR，外部存儲(chǔ)器寫選通；OE端接引線RD，外部存儲(chǔ)器讀選通;A0、A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7 端依次與芯片 U7_2 的 Q0、Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7 端連接，作為地址低8位信號(hào)；A8、A9、A10、A11端依次連接引線A8、A9、A10、All，作為地址高.4 位；1/01、1/02、1/03、1/04、1/05、1/06、1/07、1/08 依次接引線 ADO、AD1、AD2、AD3、AD4、八05、406、407，用于發(fā)送/接收數(shù)據(jù)；CS端接引線Y0，選通芯片進(jìn)行工作；Vss接地GND ；所述的芯片U7_2的VCC端分兩路，一路接+5V電源，另一路接電容C9 ；0E端接地GND ；GND端接地GND ；G端接引線ALE鎖存地址信號(hào);D0、Dl、D2、D3、D4、D5、D6、D7依次接引線ADO、AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6、AD7，用于接收地址或數(shù)據(jù)信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H04L29/06GK104410600SQ201410383123
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】田海, 王冬生, 齊曉軍, 吳振奎 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古科技大學(xué)