[實用新型]具有CAN總線接口的多類型信號輸出的數據采集模塊

有效

• 申請號: 201920105190.1
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN209543083U
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 喬愛民;羅少軒;李瑜慶
• 申請（專利權）人: 蚌埠學院
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 蚌埠鼎力專利商標事務所有限公司 34102
• 代理人: 王琪

本實用新型公開了一種具有CAN總線接口的多類型信號輸出的數據采集模塊，包括有主控MCU，分別與主控MCU連接的信號調理及模數轉換電路、標準電流變送信號電路、標準電壓變送信號電路、CAN總線接口電路和RS485總線接口電路。本實用新型由主控MCU經過處理變換后控制標準電流、電壓變送信號的產生，同時配置RS485總線及CAN總線接口，適用于不同的數據采集應用場合。

技術領域

本實用新型涉及工業自動化現場數據采集領域，具體是一種具有CAN總線接口的多類型信號輸出的數據采集模塊。

背景技術

在工業自動化檢測領域，通常需要傳感器對現場數據進行采集變換后按照具體的方式對外進行傳輸，便于與其他控制設備進行互連。通常情況下，對外傳輸的數據信號類型有標準的模擬信號如0~5V和4~20mA等,還有常用的一種為經過變換處理后按照數字量的方式通過標準通信接口對外傳輸。絕大多數的數據采集終端一般只配置其中的一種，但由于工業現場的控制設備接口的多樣性，單一的數據信號類型輸出通用性不足，另外，在數字接口輸出類型中，目前最常用的是基于RS232或RS485的通信接口，對于RS23接口類型來說，一般用于短距離的點對點低速通信，而對于RS485而言，雖然可以組建通信網絡，但一般只用于單主多從的拓撲結構，數據傳輸效率較為低下。相比于RS485總線，CAN總線具有明顯的優勢，且開發成本同樣不高，由于采用了多主競爭的總線仲裁方式，可以保證各個節點間能夠自由通信，且理論上節點數量不受限制，在同等條件下，CAN總線的通信距離和通信速率遠超RS485總線，被公認為極具應用前景的現場總線之一。雖然在總體性能上RS485不如CAN總線，但是由于RS485總線簡單易用，目前仍然得到廣泛的應用。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種具有CAN總線接口的多類型信號輸出的數據采集模塊，由主控MCU經過處理變換后控制標準電流、電壓變送信號的產生，同時配置RS485總線及CAN總線接口，適用于不同的數據采集應用場合。

本實用新型的技術方案為：

具有CAN總線接口的多類型信號輸出的數據采集模塊，包括有主控MCU，分別與主控MCU連接的信號調理及模數轉換電路、標準電流變送信號電路、標準電壓變送信號電路、CAN總線接口電路和RS485總線接口電路；

所述的信號調理及模數轉換電路包括有差動電橋式傳感器接口P2、模數轉換芯片U14、以及若干電阻和電容，所述的差動電橋式傳感器接口P2與模數轉換芯片U14的模擬信號輸入端連接，模數轉換芯片U14的數字信號輸出端與主控MCU對應的引腳連接；

所述的標準電流變送信號電路包括有電流源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引腳一一對應連接，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的發射極輸出標準的電流變送信號IOUT；

所述的標準電壓變送信號電路包括有DA轉換器U1、雙運放U3、以及若干電阻和電容，雙運放U3包括有運算放大器U3A和運算放大器U3B，所述的主控MCU的SDI_1、SLK_1、SYNC引腳分別與DA轉換器U1的SDI、SLK、SYNC引腳一一對應連接, DA轉換器U1的VFB、VO引腳分別與運算放大器U3A的同相輸入端連接，運算放大器U3A的反相輸入端與運算放大器U3B的輸出端連接，運算放大器U3A的輸出端輸出標準的電壓變送信號VOUT，運算放大器U3B的同相輸入端與參考電壓VREF連接，運算放大器U3B的反相輸入端和輸出端之間連接有并聯的反饋電容C6和反饋電阻R3；