一种profibus现场总线信号转换装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种profibus现场总线信号转换装置，包括控制模块、模数转换模块、采集模块以及隔离模块；所述控制模块的输出端与采集模块、模数转换模块的输入端电性连接，所述隔离模块的输出/输入端与控制模块电性连接。本实用新型专利技术实现了信号源与电源的隔离，能够使得总线的差分传输具有高效率和低磁干扰，在实际传输中，电缆的接口都会遭受各种噪声的影响，如果这些瞬变噪声足够复杂或者长时间存在可能会对收发器或附近的敏感电路造成损坏，而ISO1176T驱动器则可以显著降低数据损坏的风险和控制电路的损坏。风险和控制电路的损坏。风险和控制电路的损坏。

【技术实现步骤摘要】
一种profibus现场总线信号转换装置


[0001]本技术涉及转换装置
，具体涉及一种profibus现场总线信号转换装置。

技术介绍

[0002]现有的转换装置在转换总线信号时，不能有效将信号源与电源进行隔离，从而导致总线的差分传输效率低且容易受到低磁干扰，由于总线信号在实际传输的过程中，电缆的接口会受到各种噪声的影响，瞬变噪声足够复杂或者长时间存在可能会对收发器或附近的敏感电路造成损坏，从而不能保证信号的稳定传输与转换。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是提供一种profibus现场总线信号转换装置，以解决
技术介绍
中不足。
[0004]为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种profibus现场总线信号转换装置，包括控制模块、模数转换模块、采集模块以及隔离模块；
[0005]所述控制模块的输出端与采集模块、模数转换模块的输入端电性连接，所述隔离模块的输出/输入端与控制模块电性连接。
[0006]优选的，所述隔离模块包括接口芯片ISO1176T、变压器DA2304以及稳压器芯片LP2985A，变压器DA2304将3.3V电压转换为6V电压，稳压器芯片LP2985A将6V电压转变为5V后，作为差分总线的输出电压值。
[0007]优选的，所述控制模块为FPGA芯片。
[0008]优选的，所述采集模块为A/D芯片，且A/D芯片与FPGA芯片电性连接。
[0009]优选的，所述模数转换模块为模数转换芯片ADS1258，且模数转换芯片ADS1258与FPGA芯片电性连接。
[0010]优选的，所述FPGA芯片的输出端还设置有RS485芯片，RS485芯片接收和发送数据。模数转换芯片ADS1258
[0011]优选的，所述模数转换芯片ADS1258启动前配置成为识别8路的差分线模拟信号或16路的单端模拟信号，模拟信号经过ADC转换之后实现24位A/D转换，再通过数字滤波器对数字信号进行优化处理，最终通过SPI接1输出数据1。
[0012]在上述技术方案中，本技术提供的技术效果和优点：
[0013]本技术实现了信号源与电源的隔离，能够使得总线的差分传输具有高效率和低磁干扰，在实际传输中，电缆的接口都会遭受各种噪声的影响，如果这些瞬变噪声足够复杂或者长时间存在可能会对收发器或附近的敏感电路造成损坏，而ISO1176T驱动器则可以显著降低数据损坏的风险和控制电路的损坏。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本技术的电路图。
具体实施方式
[0016]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0017]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0018]实施例1
[0019]请参阅图1所示，本实施例所述一种profibus现场总线信号转换装置，包括控制模块、模数转换模块、采集模块以及隔离模块；
[0020]所述控制模块的输出端与采集模块、模数转换模块的输入端电性连接，所述隔离模块的输出/输入端与控制模块电性连接。
[0021]系统设计要求各个子节点依据组织者下发的命令将采集的模拟信号转换为数字信号后，再经总线传回组织者，然后组织者再将数据上传给上位机进行下一步操作。
[0022]采用RS485总线作为其通信总线，并且选用专为组网研发的具有集成变压器和驱动器的隔离式收发器ISO1176T芯片。
[0023]请参阅图1所示，在总线电路设计时，接口芯片ISO1176T与隔离总线变压器DA2304及低噪声线性稳压器芯片LP2985A配合使用，3.3V电压经过变压器DA2304转换为6V电压，再经过稳压器芯片LP2985A之后转变为5V后，作为差分总线的输出电压值。
[0024]电路设计中实现了信号源与电源的隔离，能够使得总线的差分传输具有高效率和低磁干扰，在实际传输中，电缆的接口都会遭受各种噪声的影响，如果这些瞬变噪声足够复杂或者长时间存在可能会对收发器或附近的敏感电路造成损坏，而ISO1176T驱动器则可以显著降低数据损坏的风险和控制电路的损坏。
[0025]硬件电路依托FPGA芯片，模数转换芯片ADS1258来完成转换系统的功能实现。
[0026]在组织者中，FPGA主控芯片实现了对RS485芯片的控制以及其数据的收发，同时通过SPI总线接收或者上传数据到上位机。
[0027]在子节点中，FPGA主控芯片主要完成了控制A/D芯片的采集以及RS485芯片接收和发送数据。
[0028]ADS1258芯片启动之前首先需要对其进行配置，对相关寄存器操作可以将芯片配置成为识别8路的差分线模拟信号或16路的单端模拟信号，模拟信号经过ADC转换之后实现24位A/D转换，再通过数字滤波器对数字信号进行优化处理，最终通过SPI接1输出数据1。
[0029]软件中涉及的模数转换部分主要是FPGA主控芯片控制模数转换芯片ADS1258工作。
[0030]ADS1258的工作总时钟由FPGA产生的一个16MHz的时钟信号所提供，将SPI接口中的CS线置高或者SCL K时钟线保持不变约4096个总时钟的时间来复位SPI接口。
[0031]使用单端输入和自动扫描模式进行数据采集，所以需要对ADS1258的3个内部寄存器(CON
‑
FIG1、MUXSG0、MUXSG1)进行配置，其他寄存器保持默认即可。
[0032]CONFIG1寄存器的地址是01h，用来设置数据采集系统的采样频率MUXSG0和MUXSG1寄存器的地址分别为04h和05h，控制字均为8位，配置这2个共16位控制字的寄存器，即可实现采样16个通道中的其中一个或者几个通道。
[0033]软件部分包括转换模块与上位机通讯部分，根据现场总线系统与上位机通讯原理，要通过数据封装成总线格式来完成传输。
[0034]组织者通过RS485总线与子节点之间通信，数据的传输速率达到了20bit/s。
[0035]组织者下发给子节点的命令包共40位，其中包含了1位数据起始位，32位有效数据，4位CRC码以及3位停止位。
[0036]当系统上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种profibus现场总线信号转换装置，其特征在于：包括控制模块、模数转换模块、采集模块以及隔离模块；所述控制模块的输出端与采集模块、模数转换模块的输入端电性连接，所述隔离模块的输出/输入端与控制模块电性连接。2.根据权利要求1所述的一种profibus现场总线信号转换装置，其特征在于：所述隔离模块包括接口芯片ISO1176T、变压器DA2304以及稳压器芯片LP2985A，变压器DA2304将3.3V电压转换为6V电压，稳压器芯片LP2985A将6V电压转变为5V后，作为差分总线的输出电压值。3.根据权利要求2所述的一种profibus现场总线信号转换装置，其特征在于：所述控制模块为FPGA芯片。4.根据权利要求3所述的一种profibus现场总线信号转换装置，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丁丁，张童阳，连莲，常雪，霍忠堂，石凯凯，侯森，刘松霄，袁银泽，牛一晨，
申请(专利权)人：邯郸学院，
类型：新型
国别省市：