[實用新型]用于現場總線傳輸技術的接口電路

有效

• 申請號: 200920098324.8
• 申請日: 2009-08-14
• 公開（公告）號: CN201528345U
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 高明璋;劉守寧;楊彬;邴哲松;朱利多
• 申請（專利權）人: 中環天儀股份有限公司
• 主分類號: H04L29/10
• 分類號: H04L29/10;H04L12/40
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 莫琪

技術領域

本實用新型涉及一種現場總線(Profibus-DP)傳輸技術，特別涉及一種用于現場總線傳輸技術的接口電路。

背景技術

在如今的工業自動化控制領域，現場總線技術得到了廣泛的應用，在各種現場總線技術中，現場總線(Profibus-DP)以其獨特的優點，在很多場合都有著應用。但目前的工業儀表中，仍有很大一部分是采用著傳統的模擬控制信號，并不具備現場總線通信技術。為了使這些儀表能很方便地實現與現場總線(Profibus-DP)系統間的通信，特設計出一種現場總線(Profibus-DP)通信卡，該通信卡在現場總線系統和儀表間起到一個橋梁的作用，實現現場總線(Profibus-DP)數據與儀表數據間的轉換。由于現場總線(Profibus-DP)信號的物理層是采用的RS-485技術，而通信卡上的物理層信號多數為0、5V(或3.3V)的高、低電平TTL信號，與RS-485信號并不兼容。為了實現與現場總線系統的正常通信，必須實現兩部分信號的電平轉換。另外，在實際的現場應用中，存在著各種各樣的干擾信號，為了防止這些干擾信號進入到通信卡電路板中，影響到通信卡的正常工作，必須在通信卡和現場總線(Profibus-DP)間加以隔離。

在通信卡的設計中，采用西門子協議芯片實現現場總線協議數據的處理，在硬件接口電路部分，多數采用的是芯片資料推薦的電路圖，如圖2所示。在該圖中最左邊的方框示意圖為協議芯片，最右邊的3個信號端子(A、B和RTS)為現場總線(Profibus-DP)信號線，中間的電路部分實現了現場總線信號與協議芯片信號的轉換和隔離。其中轉換部分由電平轉換芯片75ALS176實現，隔離部分由高速光耦HCPL7101和HCPL0601實現。數據信號從協議芯片的RXD、TXD和RTS引腳引出，這3根信號線首先經過3個光耦隔離，然后再經過電平轉換芯片的轉換即變成了現場總線信號。另外為了保證現場總線系統的可靠性，在光耦HCPL0601后面還接了一個74HC132與非芯片，保證總線在空閑時RTS信號有一個固定的電平?？梢钥闯鲞@部分轉換電路總共使用了5個芯片，電路結構比較復雜，在調試時容易出現問題，給實際的生產帶來了一定的麻煩，另外由于采用的光耦都是高速光耦，因此價格也比較昂貴。

發明內容

鑒于現有技術存在的不足，本實用新型提供了一種用于現場總線傳輸技術的接口電路。該電路采用新的轉換和隔離技術，實現電路的簡化，并降低硬件成本。

本實用新型為實現上述目的所采取的技術方案是：一種用于現場總線(Profibus-DP)傳輸技術的接口電路，包括協議芯片U0、現場總線(Profibus-DP)信號端口A、B、RTS，其特征在于：還包括電阻R1、R2、R3、接口芯片U1，所述協議芯片U0的RXD、RTS、TXD信號端口分別接接口芯片U1的3腳、5腳和6腳，所述接口芯片U1的1腳接VCC，2腳、4腳、8腳接地，7腳通過上拉電阻R1接VCC，9腳、15腳接現場總線(Profibus-DP)地，10腳、12腳、13腳分別接現場總線(Profibus-DP)端口RTS、B、A，12腳通過上拉電阻R3接現場總線(Profibus-DP)電源，13腳通過下拉電阻R2接現場總線(Profibus-DP)地，16腳接現場總線(Profibus-DP)電源。

本實用新型的有益效果是：1、改變信號的光耦隔離技術，采用磁耦隔離技術。在具體設計上采用的新型的ADM2486接口芯片替換了現有技術電路中的光耦芯片，由于在ADM2486接口芯片中，集成了3路隔離部分，可以同時實現上述3個信號的隔離。這樣用1個芯片的隔離技術代替4個芯片的功能，為生產和調試帶來了方便。2、在信號轉換技術上，ADM2486接口芯片不僅集成了信號隔離的功能，還集成了信號轉換部分的功能，可以實現TTL信號與現場總線(Profibus-DP)信號間的轉換?？傮w看來，使用一個ADM2486接口芯片即實現了圖2中的5個芯片的全部功能，在不影響電路功能和性能的前提下，大大簡化了電路結構，方便了生產應用，節省了硬件成本，性能更加可靠穩定。

附圖說明

圖1為本實用新型的電路圖。

圖2為現有技術的總線接口電路圖。

具體實施方式

如圖1所示，用于現場總線(Profibus-DP)傳輸技術的接口電路，包括SPC3協議芯片U0、現場總線(Profibus-DP)信號端口A、B、RTS，還包括電阻R1、R2、R3、ADM2486接口芯片U1，協議芯片U0的RXD、RTS、TXD信號端口分別接接口芯片U1的3腳、5腳和6腳的信號端口，接口芯片U1的1腳接電源VCC，2腳、4腳8腳接地，7腳通過上拉電阻R1接電源VCC，始終使接口芯片U₁處于工作狀態，9腳、15腳接現場總線(Profibus-DP)地，16腳接現場總線(Profibus-DP)電源，始終使接口芯片U₁處于接收數據的狀態；10腳、12腳、13腳分別接現場總線(Profibus-DP)端口RTS、B、A的信號端口，12腳通過上拉電阻R3接現場總線(Profibus-DP)電源，13腳通過下拉電阻R2接現場總線(Profibus-DP)地，這樣協議芯片U₀上的總線數據先經過接口芯片(U₁)內部的磁耦隔離，再經過信號電平的轉換就變成了現場總線(Profibus-DP)的RS-485物理傳輸信號；反之現場總線(Profibus-DP)的RS-485物理傳輸信號先經過接口芯片U₁的信號轉換部分，再經過3路磁耦隔離部分就轉換為了協議芯片U₀可以接收的總線數據了。