[實(shí)用新型]具有CAN總線接口的多類型信號(hào)輸出的數(shù)據(jù)采集模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920105190.1
• 申請(qǐng)日: 2019-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN209543083U
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬愛民;羅少軒;李瑜慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蚌埠學(xué)院
• 主分類號(hào): G05B19/042
• 分類號(hào): G05B19/042
• 代理公司: 蚌埠鼎力專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 34102
• 代理人: 王琪

本實(shí)用新型公開了一種具有CAN總線接口的多類型信號(hào)輸出的數(shù)據(jù)采集模塊，包括有主控MCU，分別與主控MCU連接的信號(hào)調(diào)理及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、標(biāo)準(zhǔn)電流變送信號(hào)電路、標(biāo)準(zhǔn)電壓變送信號(hào)電路、CAN總線接口電路和RS485總線接口電路。本實(shí)用新型由主控MCU經(jīng)過處理變換后控制標(biāo)準(zhǔn)電流、電壓變送信號(hào)的產(chǎn)生，同時(shí)配置RS485總線及CAN總線接口，適用于不同的數(shù)據(jù)采集應(yīng)用場(chǎng)合。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及工業(yè)自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，具體是一種具有CAN總線接口的多類型信號(hào)輸出的數(shù)據(jù)采集模塊。

背景技術(shù)

在工業(yè)自動(dòng)化檢測(cè)領(lǐng)域，通常需要傳感器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集變換后按照具體的方式對(duì)外進(jìn)行傳輸，便于與其他控制設(shè)備進(jìn)行互連。通常情況下，對(duì)外傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)類型有標(biāo)準(zhǔn)的模擬信號(hào)如0~5V和4~20mA等,還有常用的一種為經(jīng)過變換處理后按照數(shù)字量的方式通過標(biāo)準(zhǔn)通信接口對(duì)外傳輸。絕大多數(shù)的數(shù)據(jù)采集終端一般只配置其中的一種，但由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的控制設(shè)備接口的多樣性，單一的數(shù)據(jù)信號(hào)類型輸出通用性不足，另外，在數(shù)字接口輸出類型中，目前最常用的是基于RS232或RS485的通信接口，對(duì)于RS23接口類型來說，一般用于短距離的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)低速通信，而對(duì)于RS485而言，雖然可以組建通信網(wǎng)絡(luò)，但一般只用于單主多從的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)傳輸效率較為低下。相比于RS485總線，CAN總線具有明顯的優(yōu)勢(shì)，且開發(fā)成本同樣不高，由于采用了多主競(jìng)爭(zhēng)的總線仲裁方式，可以保證各個(gè)節(jié)點(diǎn)間能夠自由通信，且理論上節(jié)點(diǎn)數(shù)量不受限制，在同等條件下，CAN總線的通信距離和通信速率遠(yuǎn)超RS485總線，被公認(rèn)為極具應(yīng)用前景的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。雖然在總體性能上RS485不如CAN總線，但是由于RS485總線簡(jiǎn)單易用，目前仍然得到廣泛的應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種具有CAN總線接口的多類型信號(hào)輸出的數(shù)據(jù)采集模塊，由主控MCU經(jīng)過處理變換后控制標(biāo)準(zhǔn)電流、電壓變送信號(hào)的產(chǎn)生，同時(shí)配置RS485總線及CAN總線接口，適用于不同的數(shù)據(jù)采集應(yīng)用場(chǎng)合。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

具有CAN總線接口的多類型信號(hào)輸出的數(shù)據(jù)采集模塊，包括有主控MCU，分別與主控MCU連接的信號(hào)調(diào)理及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、標(biāo)準(zhǔn)電流變送信號(hào)電路、標(biāo)準(zhǔn)電壓變送信號(hào)電路、CAN總線接口電路和RS485總線接口電路；

所述的信號(hào)調(diào)理及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括有差動(dòng)電橋式傳感器接口P2、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片U14、以及若干電阻和電容，所述的差動(dòng)電橋式傳感器接口P2與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片U14的模擬信號(hào)輸入端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片U14的數(shù)字信號(hào)輸出端與主控MCU對(duì)應(yīng)的引腳連接；

所述的標(biāo)準(zhǔn)電流變送信號(hào)電路包括有電流源DAC芯片U2、NPN三極管Q1、以及若干電阻和電容，所述的主控MCU的LATCH、SCK_2、SDI_2引腳分別與電流源DAC芯片U2的LATCH、SCK、SDIN引腳一一對(duì)應(yīng)連接，三極管Q1的基極連接電流源DAC芯片U2的IOUT引腳，NPN的集電極通過電阻連接模擬電源Vin1, NPN的發(fā)射極輸出標(biāo)準(zhǔn)的電流變送信號(hào)IOUT；

所述的標(biāo)準(zhǔn)電壓變送信號(hào)電路包括有DA轉(zhuǎn)換器U1、雙運(yùn)放U3、以及若干電阻和電容，雙運(yùn)放U3包括有運(yùn)算放大器U3A和運(yùn)算放大器U3B，所述的主控MCU的SDI_1、SLK_1、SYNC引腳分別與DA轉(zhuǎn)換器U1的SDI、SLK、SYNC引腳一一對(duì)應(yīng)連接, DA轉(zhuǎn)換器U1的VFB、VO引腳分別與運(yùn)算放大器U3A的同相輸入端連接，運(yùn)算放大器U3A的反相輸入端與運(yùn)算放大器U3B的輸出端連接，運(yùn)算放大器U3A的輸出端輸出標(biāo)準(zhǔn)的電壓變送信號(hào)VOUT，運(yùn)算放大器U3B的同相輸入端與參考電壓VREF連接，運(yùn)算放大器U3B的反相輸入端和輸出端之間連接有并聯(lián)的反饋電容C6和反饋電阻R3；