一种嵌入式多接口控制电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种嵌入式多接口控制电路，包括嵌入式微处理器、数据存储模块、CAN总线通讯模块、以太网模块、时钟芯片、LCD显示模块、按键，所述嵌入式微处理器采用ARM Cortex-M3的32位嵌入式芯片STM32F107VC，所述CAN总线通讯模块、以太网模块、时钟芯片、LCD显示模块、按键分别与STM32F107VC连接；所述数据存储模块包括FLASH芯片、磁存储芯片和SD存储卡；CAN总线通讯模块包括一ADM3053芯片、一共模电感和一ESD保护芯片。它可以实现以太网通信和CAN工业总线通信，并具有数据处理和数据存储等功能。该设备适用于不同通信接口设备之间的数据通信，并可实现系统的灵活配置和系统扩展。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于嵌入式控制系统
，具体涉及一种嵌入式多接口控制电路。
技术介绍
以太网具有应用广泛、价格低廉、通信速率高、软硬件产品丰富、应用支持技术成熟等优点，目前它已经在工业企业综合自动化系统中的资源管理层、执行制造层得到了广泛应用，并呈现向下延伸直接应用于工业控制现场的趋势，工业以太网将在工业企业综合自动化系统中的现场设备之间的互连和信息集成中发挥越来越重要的作用。现场总线是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线，是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。工业以太网与现场总线相结合，是目前技术发展的趋势。它通过“专用设备”将企业内部管理网络和现场总线网络组成的各种控制系统进行连接，进行实时数据采集与控制。比较典型的应用如法国施耐德公司推出“透明工厂”的概念，即将工厂的商务网、车间的制造网络和现场级的仪表、设备网络构成畅通的透明网络，并与Web功能相结合，与工厂的电子商务、物资供应链和ERP等形成整体。由此可见，在这样的系统中网络控制器是非常关键的设备。该设备在这个多层网络系统中起到了“承上启下”的作用，对现场总线网络要表现出很强的实时控制与数据采集功能，对上层要具有高可靠的数据保存(必要时应有备份功能)，数据转换与数据通讯等功能。目前在这样的多层网络系统中，多采用传统的工业现场多采用PC机(或工控机)加现场总线控制卡进行组网。其工作原理是由控制卡通过工业现场总线(CAN总线，RS485总线)与生产线上的各种控制器，传感器，数据采集装置进行通讯，采集生产一线的数据与工作状态；控制卡再通过PC机提供的接口总线(ISA总线，PCI总线，USB总线)与PC级(工控机)或网络服务器进行数据交换；最后PC机(工控机)或网络服务器通过局域网于上层管理部门进行信息交互。这种基于PC机和控制卡的数据传输模式具有一下不足：1.系统的结构复杂。不论是PC机或服务器都具有一套复杂的硬件系统与庞大的软件操作系统，系统的可靠性较差，很难保证长时间不间断的工作。2.许多资源长期不用造成浪费。因为工作内容单一，在这样的系统中许多软件、硬件资源并没有使用，造成资源的浪费。3.由于PC机或服务器的操作系统容易受到来自网络的各种病毒的入侵，系统的安全性也是需要考虑的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种嵌入式多接口控制电路。它可以实现以太网通信和CAN工业总线通信，并具有数据处理和数据存储等功能。该设备适用于不同通信接口设备之间的数据通信，并可实现系统的灵活配置和系统扩展。本技术是通过以下技术方案实现的：一种嵌入式多接口控制电路，包括嵌入式微处理器、数据存储模块、CAN总线通讯模块、以太网模块、时钟芯片、LCD显示模块、按键，所述嵌入式微处理器采用ARMCortex-M3的32位嵌入式芯片STM32F107VC，所述CAN总线通讯模块、以太网模块、时钟芯片、LCD显示模块、按键分别与STM32F107VC连接；所述数据存储模块包括FLASH芯片、磁存储芯片和SD存储卡；CAN总线通讯模块包括一ADM3053芯片、一共模电感和一ESD保护芯片。在上述技术方案中，FLASH芯片、磁存储芯片和SD存储卡分别与STM32F107VC通过SPI串行总线连接。在上述技术方案中，STM32F107VC通过I2C总线与时钟芯片连接。在上述技术方案中，LCD显示模块和按键与STM32F107VC的I0口连接。在上述技术方案中，STM32F107VC还包括JTAG调试接口和USB接口。本技术的优点和有益效果为：本技术以STM32F107VC嵌入式微处理器作为核心，同时具有以太网通信和CAN现场总线通信的功能，具备数据存储的功能，还可实现设定的控制功能，可以满足数据转换与数据通讯等功能；该设备适用于不同通信接口设备之间的数据通信，并可实现系统的灵活配置和系统扩展；同时由于是采用嵌入式设计的专用设备，使设备工作更加可靠。附图说明图1是本技术的硬件结构框图。图2是实施例中CAN总线通讯模块的硬件接口框图。具体实施方式下面结合具体实施例进一步说明本技术的技术方案。本技术所涉及的一种嵌入式多接口控制电路，包括嵌入式微处理器(STM32F107VC)、数据存储模块，CAN总线通讯模块、以太网模块、时钟芯片、LCD显示模块、按键和电源管理单元。其整体硬件结构框图如图1所示。所述嵌入式微处理器是控制器的核心，作为底层大量、多种设备的实时控制与信息采集设备，微处理器不仅具有高速的运算能力和数据处理能力，还应具备高速的总线驱动能力，实现大数据量吞吐功能。在综合考虑性价比的基础上，确定所述嵌入式微处理器采用ARMCortex-M3的32位嵌入式芯片STM32F107VC。数据存储模块包括FLASH芯片、磁存储芯片和SD存储卡，FLASH芯片、磁存储芯片和SD存储卡分别与STM32F107VC通过SPI串行总线连接；其中FLASH芯片作为通用数据单元；磁存储芯片做为缓存数据和关键数据的存储(选用磁存储芯片的主要原因是，磁存储芯片具有读写速度快、“无限次”擦写的特点)；SD存储卡作为外扩存储单元，用于大数据的导出和导入。所述CAN总线通讯模块与STM32F107VC的CAN专用接口连接，为了减少外部环境干扰对设备的影响，CAN总线通讯模块采用专用CAN隔离芯片ADM3053(ADM3053是一款隔离式控制器区域网络物理层收发器，集成隔离DC/DC转换器，符合ISO11898标准；该器件将双通道隔离器、CAN收发器和DC/DC转换器集成于单个SOIC表贴封装中。片内振荡器输出一对方波，以驱动内部变压器提供隔离电源；该器件采用5V单电源供电，提供完全隔离的CAN解决方案)，实现嵌入式控制部分和现场CAN总线通信部分的完全隔离，大大提高了系统的可靠性。CAN总线通讯模块的硬件接口框图如图2所示，除了采用ADM3053芯片外，CAN总线通讯模块还包括一共模电感和一ESD保护芯片，共模电感用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射，ESD(Electro-Staticdischarge，即“静电释放”)保护芯片用于进行防静电干扰。所述以太网模块与STM32F107VC连接，以太网模块符合TCP/IP协议，通过以太网模块实现与互联网直接连接。所述LCD显示模块和按键作为人机交互单元，用于系统管理人员对网络控制器的工作模式，参数进行设置，察看控制器的工作状态。LCD显示器和按键与STM32F107VC的普通I0口连接。STM32F107VC通过I2C总线与时钟芯片连接，STM32F107VC还包括JTAG调试接口和USB接口，STM32F107VC的UART1口作为程序烧写本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入式多接口控制电路，其特征在于：包括嵌入式微处理器、数据存储模块、CAN总线通讯模块、以太网模块、时钟芯片、LCD显示模块、按键，所述嵌入式微处理器采用ARM Cortex‑M3的32位嵌入式芯片STM32F107VC，所述CAN总线通讯模块、以太网模块、时钟芯片、LCD显示模块、按键分别与STM32F107VC连接；所述数据存储模块包括FLASH芯片、磁存储芯片和SD存储卡；CAN总线通讯模块包括一ADM3053芯片、一共模电感和一ESD保护芯片。

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式多接口控制电路，其特征在于：包括嵌入式微处理器、数据存储模块、CAN总线通讯模块、以太网模块、时钟芯片、LCD显示模块、按键，所述嵌入式微处理器采用ARMCortex-M3的32位嵌入式芯片STM32F107VC，所述CAN总线通讯模块、以太网模块、时钟芯片、LCD显示模块、按键分别与STM32F107VC连接；所述数据存储模块包括FLASH芯片、磁存储芯片和SD存储卡；CAN总线通讯模块包括一ADM3053芯片、一共模电感和一ESD保护芯片。
2.根据权利要求1所述的一种嵌入式多...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝铭，曹利峰，王志娟，
申请(专利权)人：天津市南开太阳高技术发展有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12