磁致伸缩位移传感器的多总线接口电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种磁致伸缩位移传感器的多总线接口电路，MCU采用32位的ARM Cortex—M0芯片NUC130，多总线接口电路包括RS232总线接口电路、RS485总线接口电路、CAN总线接口电路，其总线接口电路输出端和MCU应用系统之间采用隔离的电源模块供电，各个总线接口电路分别采用集成度高且保护措施完备的隔离总线收发芯片实现MCU与各总线接口电路间的电气隔离，各总线的时钟源由集成于MCU内部的时钟振荡器提供，各总线控制器采用MCU内部的集成总线控制器。本实用新型专利技术可明显降低系统电路的复杂性，显著提高了接口电路的工作稳定性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及磁致伸缩位移传感器领域，特别是涉及一种磁致伸缩位移传感器的多总线接口电路。
技术介绍
磁致伸缩位移传感器是利用磁致伸缩效应研制的传感器,常用于较高精度的位移检测场合，在工业领域使用非常广泛。目前的磁致伸缩位移传感器对外输出一般以模拟的工业变送信号为主，如0—5V、4—20mA等，或者对外输出单一的总线接口。模拟信号在环境恶劣的工业应用场合容易受到外界干扰源的干扰，造成模拟输出信号的波动，抗干扰性能不强。在实际的应用过程中，磁致伸缩位移传感器主要用于现场位移量的数据采集，一般情况下需要和上位机之间进行数据通信，而在不同的应用系统中，上位机可以有多种选择，如PLC，PC机、智能仪器仪表等，这些上位机基本上都具有常用的对外数据通信接口如RS232或RS485总线等，但不同的上位机对外的总线接口也可能不同，同时在某些应用系统中，该类型的传感器可能需要同时与多个上位机进行通信，这时单一的数据通信接口则不能适应该类应用系统的要求。而磁致伸缩位移传感器内部的核心器件一般为MCU，可以充分利用该类型传感器的MCU内部资源，采用多总线的对外数据接口，一方面可避免模拟输出信号在环境恶劣的工业场合抗干扰性能差的缺点，另一方面可适应上位机总线接口类型多样的实际情况，同时可满足该类型传感器与多个上位机通信的应用场合，从而提高其适应性。然而，在目前的总线接口电路设计中，为了提高总线的工作稳定性和MCU系统的抗干扰性能，一般采用隔离电路将MCU应用系统与外部系统进行电气隔离，隔离电路的设计一般采用常用的隔离器件如光电耦合器等实现MCU应用系统与外界的电气隔离，同时在接口总线的保护上常采用分立器件如瞬态抑制管、感性元件等对接口电路进行保护，采用该类型电气隔离和总线接口电路保护的方式虽然有一定的效果，但是其电路的复杂性提高、集成度相对较低，可能对总线接口电路的工作稳定性有一定程度的影响。因此亟需提供一种新型的磁致伸缩位移传感器的多总线接口电路来解决上述问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种集成度高的磁致伸缩位移传感器的多总线接口电路，能够提高接口电路的工作稳定性和可靠性。为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种磁致伸缩位移传感器的多总线接口电路，磁致伸缩位移传感器包括MCU模块及磁致伸缩位移传感器信号调理电路、电源模块，MCU采用32位的ARMCortex—M0芯片NUC130，其内部包括时钟振荡器、三个UART控制器、一个CAN总线控制器；多总线接口电路包括RS232总线接口电路、RS485总线接口电路、CAN总线接口电路，其时钟源由MCU的时钟振荡器提供；RS232总线接口电路包括单芯片隔离式收发器ADM3251E，总线控制器采用MCU的一个UART控制器；RS485总线接口电路包括半双工隔离式收发器ADM2481，总线控制器采用MCU的一个UART控制器；CAN总线接口电路包括隔离式CAN收发器ADM3054，总线控制器采用MCU的CAN总线控制器；电源模块采用隔离DC/DC模块，分别为MCU模块及磁致伸缩位移传感器信号调理电路、多总线接口电路供电。在本技术一个较佳实施例中，电源模块包括DC/DC隔离模块电源U1、LDO直流稳压芯片U2、U3、PWM型DC/DC变换器U4，DC/DC隔离模块电源U1的输出为6V的直流电源；LDO直流稳压芯片U2、U3的输入端与DC/DC隔离模块电源U1的输出端并联，LDO直流稳压芯片U2的输出为3.3VCC1，LDO直流稳压芯片U3的输出为5V的直流电源；PWM型DC/DC变换器U4的输入为12—30VDC，输出为5V的直流电源。电源模块采用隔离DC/DC模块实现MCU模块及磁致伸缩位移传感器的信号调理电路与多总线接口电路的电源隔离。进一步的，DC/DC隔离模块电源U1的输出电源及LDO直流稳压芯片U2、U3的输出电源与MCU模块及磁致伸缩位移传感器信号调理电路相连；LDO直流稳压芯片U2的输出电源还与多总线接口电路的输入端相连，PWM型DC/DC变换器U4的输出电源与多总线接口电路的输出端相连。本技术的有益效果是：本技术利用MCU内部集成的各类总线控制器及高精度低漂移时钟振荡器，采用隔离DC/DC模块实现MCU模块及磁致伸缩位移传感器的调理电路与多总线接口电路的电源隔离，各个总线接口电路分别采用高集成度的隔离型总线收发器实现数据隔离，可明显降低系统电路的复杂性，显著提高了接口电路的工作稳定性和可靠性。附图说明图1是本技术磁致伸缩位移传感器的多总线接口电路的原理框图；图2是所述电源模块的电路图；图3是所述MCU模块的电路图；图4是所述RS232总线接口电路的电路图；图5是所述RS485总线接口电路的电路图；图6是所述CAN总线接口电路的电路图。具体实施方式下面结合附图对本技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。请参阅图1，本技术实施例包括：一种磁致伸缩位移传感器的多总线接口电路，磁致伸缩位移传感器包括MCU模块及磁致伸缩位移传感器信号调理电路、电源模块，利用磁致伸缩位移传感器中的MCU内部资源，搭建多总线的数据接口，接口包含常用的RS232总线、RS485总线和CAN总线。结合图3，MCU采用32位基于ARMCortex—M0核的微控制器NUC130，其内部集成了高精度低漂移的时钟振荡器，可为各总线提供稳定的时钟源，并包含了三个UART控制器、一个CAN总线控制器，内部资源非常丰富。为提高MCU应用系统及各总线接口电路的工作稳定性和抗干扰性，总线接口电路输出端和MCU应用系统之间采用隔离的电源模块供电，各个总线接口电路分别采用集成度高且保护措施完备的隔离总线收发芯片实现MCU与各总线接口电路间的电气隔离，各总线的时钟源由集成于MCU内部的高精度低漂移时钟振荡器提供，各总线控制器采用MCU内部的集成总线控制器。下面具体描述所述磁致伸缩位移传感器的多总线接口电路的各模块电路结构：请参阅图2，磁致伸缩位移传感器的电源模块供电为12—30V的直流电源，分别为MCU模块及磁致伸缩位移传感器信号调理电路、多总线接口电路供电，电源模块采用隔离DC/DC模块实现MCU模块及磁致伸缩位移传感器的信号调理电路与多总线接口电路的电源隔离，其包括DC/DC隔离模块电源U1、LDO直流稳压芯片U2、U3、PWM型DC/DC变换器U4。U1为定制的小体积DC/DC隔离模块电源，功率为10W，9—36V的宽电压输入，输出为直流6V，为磁致伸缩位移传感器的信号调理电路中的波导丝提供激励电源；LDO直流稳压芯片U2、U3的输入端与DC/DC隔离模块电源U1的输出端并联，LDO直流稳压芯片U2的输出为3.3VCC1，为磁致伸缩位移传感器内部的MCU、信号调理电路中的计时电路以及多总线接口电路的输入端供电；LDO直流稳压芯片U3的输出为5V的直流电源(图中标示为5V1)，为信号调理电路中的扭转波回波检测电路供电；PWM型DC/DC变换器U4的输入为24VDC，输出为5V的直流电源(图中标示为5V2)；为各总线接口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁致伸缩位移传感器的多总线接口电路，磁致伸缩位移传感器包括MCU模块及磁致伸缩位移传感器信号调理电路、电源模块，其特征在于，MCU采用32位的ARM Cortex—M0芯片NUC130，其内部包括时钟振荡器、三个UART控制器、一个CAN总线控制器；多总线接口电路包括RS232总线接口电路、RS485总线接口电路、CAN总线接口电路，其时钟源由MCU的时钟振荡器提供；RS232总线接口电路包括单芯片隔离式收发器ADM3251E，总线控制器采用MCU的一个UART控制器；RS485总线接口电路包括半双工隔离式收发器ADM2481，总线控制器采用MCU的一个UART控制器；CAN总线接口电路包括隔离式CAN收发器ADM3054，总线控制器采用MCU的CAN总线控制器；电源模块采用隔离DC/DC模块，分别为MCU模块及磁致伸缩位移传感器信号调理电路、多总线接口电路供电。

【技术特征摘要】
1.一种磁致伸缩位移传感器的多总线接口电路，磁致伸缩位移传感器包括MCU模块及磁致伸缩位移传感器信号调理电路、电源模块，其特征在于，MCU采用32位的ARMCortex—M0芯片NUC130，其内部包括时钟振荡器、三个UART控制器、一个CAN总线控制器；多总线接口电路包括RS232总线接口电路、RS485总线接口电路、CAN总线接口电路，其时钟源由MCU的时钟振荡器提供；RS232总线接口电路包括单芯片隔离式收发器ADM3251E，总线控制器采用MCU的一个UART控制器；RS485总线接口电路包括半双工隔离式收发器ADM2481，总线控制器采用MCU的一个UART控制器；CAN总线接口电路包括隔离式CAN收发器ADM3054，总线控制器采用MCU的CAN总线控制器；电源模块采用隔离DC/DC模块，分别为MCU模块及磁致伸缩位移传感器信号调理电路、多总线接口电路供电。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤庆国，李瑜庆，杨春兰，罗少轩，乔爱民，
申请(专利权)人：蚌埠学院，
类型：新型
国别省市：安徽;34