[發明專利]基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置及其通信方法

有效

• 申請號: 201310743223.2
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103744348B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 張團善;高文;朱大銳
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: G05B19/18
• 分類號: G05B19/18
• 代理公司: 西安弘理專利事務所61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本發明屬于紡織機械技術領域，具體涉及一種基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置，本發明還涉及一種基于LVDS接口的電腦橫機高速串行的通信方法。

背景技術

全自動電腦橫機是是紡織機械中機電一體化、智能化程度較高的一種產品，可以編織非常復雜的手搖橫機無法完成的衣片組織。電腦橫機是針織服裝行業的主要機種，其核心部分是整機控制系統。近年來，在各種紡織機械展覽會上，電腦橫機不斷以嶄新的面貌出現，其創意革新和技術細節的改變，與其他針織機械相比尤甚，特別是伴隨著計算機技術的迅猛發展，橫機的電子計算機化已成為一個重要趨勢。當今的新型全成型電腦橫機能夠編織出整件針織服裝，由于采用計算機設計和編程，可以從紗線直接制成成衣(褲)等成品，而且花色、款式變化多、式樣的適應性強。更為重要的是，電腦橫機的生產效率非常高，是一般手動橫機的4～5倍，編織速度快、生產周期短，能夠進行多品種、小批量的生產，能夠滿足快速應對市場變化需要，而這一點正是當前快速多變的服裝市場對于服裝生產企業的要求。隨著電腦針織的普及,具有高性價比和高集成度的電腦橫機越來越受到人們的青睞，此類產品的市場需求也越來越大。

橫機由130多個零件裝置而成，它的規格是根據它的針型和長度來制定的，針型指針板的每英寸內有幾個槽，長度為針板上帶有針槽的橫向總距(英寸)，即針板的有效長度。電腦橫機起源于手搖橫機，隨著電子技術的發展，電子提花技術廣泛應用到了橫機上，引進電子技術的橫機生產的產品外形精美、性能優良、花型范圍寬廣，自動化程度極高。電腦橫機主要由傳動機構、給紗機構、牽拉機構、密度調節機構、針床橫移機構、檢測自停機構和控制系統等組成，結構復雜；所需執行部件種類、數量多，而且對精度、可靠性要求較高，所以控制較復雜。

機頭是電腦橫機上最重要的機構，包含數量眾多的選針電磁閥、選紗嘴電磁閥、三角壓塊電磁閥、度目電機、壓腳電機等，運動到不同針位時，根據工藝要求完成選紗、選針、密度控制、壓腳等動作，它的運動速度、定位精度決定著編織的質量。因此，對機頭運動的控制很大程度上決定了電腦橫機的質量。在對電腦橫機機頭的控制上，系統各部分之間需要進行大量數據的傳輸，系統各控制板之間存在著相互的通信問題。所以，在電腦橫機控制系統中，高速穩定的板間通信將成為保證機頭控制的先決條件。

數據通信可以分為兩種方式：串行通信和并行通信。串行通信是指二進制數據是一位一位的傳輸，也就是在一條數據線上，1，0，按順序傳輸。串行通信的數據傳輸速率相對較低，但通信距離長，可以從幾米到幾公里。并行通信是指在多條數據線上，一個字節的二進制位同時傳輸。并行通信的傳輸速率高，但傳輸距離短，一般不超過30米，而且成本高。串行通信比并行通信的傳輸數率低是在工作頻率相同的情況下而言的。由于并行通信數據線之間一直存在著無法消除的串擾問題，并行通信的工作頻率受到了限制，其傳輸速率也沒法提上去。而串行通信由于用到數據線少，它的串擾小，特別是采用差分傳輸，能極大地減小串擾，從而提升了串行通信的工作頻率，傳輸速率也得到了很大的提高。

低壓差分傳送技術是基于低壓差分信號(Low?Voltage?Differential?signaling)的傳送技術，從一個電路板系統內的高速信號傳送到不同電路系統之間的快速數據傳送都可以應用低壓差分傳送技術來實現，其應用正變得越來越重要。低壓差分信號相對于單端的傳送具有較高的噪聲抑制功能，其較低的電壓擺幅允許差分對線具有較高的數據傳輸速率，消耗較小的功率以及產生更低的電磁輻射。LVDS接口又稱RS-644總線接口，是20世紀90年代才出現的一種數據傳輸和接口技術。LVDS即低電壓差分信號，這種技術的核心是采用極低的電壓擺幅高速差動傳輸數據，可以實現點對點或一點對多點的連接，具有低功耗、低誤碼率、低串擾和低輻射等特點，其傳輸介質可以是銅質的PCB連線，也可以是平衡電纜。LVDS在對信號完整性、低抖動及共模特性要求較高的系統中得到了越來越廣泛的應用。目前，流行的LVDS技術規范有兩個標準：一個是TIA/EIA（電訊工業聯盟/電子工業聯盟）的ANSI/TIA/EIA－644標準，另一個是IEEE1596.3標準。LVDS的物理接口使用1.2V偏置，約400mV擺幅的信號，LVDS驅動器和接收器是電流驅動方式，不依賴于特定的供電電壓，很容易遷移到低電壓供電的系統中去，而且性能不變。