一种应用于工业变流的光接口通信板制造技术

本实用新型专利技术公开了一种应用于工业变流的光接口通信板，整个通信板的作用是将MVB这一列车专用通信总线中的光通信网络应用到了工业变流领域的通信设备上，光接口通信板上配置了RS232接口电路，用于上位机与MCU最小系统通信，板级电源除了为整板供电，还进行了MCU最小系统上电顺序的电路设计，MCU最小系统用于整板通信控制及MVB数据与总线数据间的搬运转换，CPLD芯片用于MCU最小系统与专用MVB通信协议芯片的状态配置与控制功能拓展，MVBC02拥有其专用的SRAM存储芯片，用于MVB数据存储以及MVBC02与MCU最小系统之间的数据交互，DPRAM运用在与母板总线通信的连接器接口部分，将DPRAM的双向高速存储能力应用于通信板与外部母板间总线通信上，使得该通信板具有访问简单，易操作等优点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及工业变流领域，具体是一种应用于工业变流的光接口通信板。
技术介绍
IEC61375是国际铁路标准，其中的WTB和MVB是列车专用通信总线，国内铁路领域已有自主知识产权产品装车。其中的MVB总线由于自身固有特点，技术参数适用于工业变流领域的应用，但是尚无相关的适应性开发案例，通常国内品牌采用RS485、profibus等方式实现类似目的。采用RS485方式，开发较为简单，产品形式可以采用模块、机箱、通信子板等各种形式，较为灵活，但在协议栈、纠错能力、传输效率、总线扩展、变流驱动参数行规等方面存在缺陷；采用profibus方式，主要是使用安装支架上固定PLC模块的方式，或者采用其他方式转接profibus的方式，在产品体积上存在问题，在自主技术研发上遭遇垄断门槛，导致国内产品在总线通信的技术研发及工程应用上，性能受到严重束缚。例如1)通信速度不够快，一般实际应用中的最小周期都在IOmS以上，ImS的周期要求就满足不了 ；2)通信周期不能便利的进行事先规划，例如profibus每增加一个通信端口周期便会延长一个不能精确确定的时间，周期时间只能在将所有通信数据添加进系统以后才能进行估算和测量；3)部分产品不能直接实现从-从通信，必须通过主站中转。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种应用于工业变流的光接口通信板，解决目前工业变流领域的总线通信设备通信速度不够快、通信周期不可准确规划、部分产品不能直接实现从-从通信，必须通过主站中转的问题。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是一种应用于工业变流的光接口通信板，板内包括RS232接口电路、MCU最小系统、DPRAM及其外围电路、CPLD芯片及其外围电路、背板连接器、板级电源及其配置电路、专用MVB通信协议芯片及其外围电路， RS232接口电路与MCU最小系统连接，板级电源及其配置电路为MCU最小系统提供准确的上电顺序以及正确的工作初始状态，MCU最小系统通过控制总线和CPLD芯片连接，DPRAM与背板连接器双向连接，DPRAM与专用MVB通信协议芯片、专用MVB通信协议芯片外围电路中的SRAM存储芯片连接，SRAM存储芯片与专用MVB通信协议芯片连接，DPRAM与CPLD芯片之间、CPLD芯片与专用MVB通信协议芯片之间双向通信，光接口电路包括与门电路、非门电路、光通信发射器和光通信接收器，专用MVB通信协议芯片通过与门电路接入光通信发射器，光通信接收器通过非门电路接入专用MVB通信协议芯片。所述MCU最小系统为MC9S12XEP100芯片。所述MCU最小系统的内核电源、锁相环电源和内部FLASH模块电源由 MC9S12XEP100芯片内部的线性稳压器提供，内核电源和内部FLASH模块电源为I. 84V，锁相环电源为2. 82V，所述MCU最小系统的模拟输入电源为5V。所述板级电源为LM2853电源，为MCU最小系统提供3. 3V输入输出电源。所述CPLD芯片型号为EPM1270。所述光接口通信电路物理通道采用MVB规范中的OGF光纤介质。设置了所述MCU最小系统的配置电路，配置电路采用74LVC244APW芯片。所述CPLD芯片采用33MHz的有源时钟。所述MVB接口包括MVBC控制芯片、地址缓冲器、数据缓冲器和MVB通信存储器，地址缓冲器和数据缓冲器接入MVBC控制芯片，MVB通信存储器与MVBC控制芯片双向连接，数据缓冲器与MVB通信存储器双向连接。所述DPRAM与背板连接器之间、CPLD芯片与专用MVB通信协议芯片之间接有缓冲器。本技术通信板的作用是将MVB这一列车专用通信总线中的光通信网络应用到了工业变流领域的通信设备上，相比于ESD等电通信网络，光网络具有传输距离长，抗干扰能力强等优点。光接口通信板上配置了 RS232接口，用于上位机与通信板中MCU最小系统通信，板级电源除了为整板供电还进行了 MCU最小系统的上电顺序的电路设计，MCU最小系统用于整板通信控制以及MVB数据与总线数据间的搬运转换，CPLD芯片用于MCU最小系统与专用MVB通信协议芯片的芯片状态配置与控制功能拓展，MVBC02拥有其专用的SRAM存储芯片，用于MVB数据存储以及MVBC02与MCU最小系统之间的数据交互，DPRAM运用在与母板总线通信的连接器接口部分，将DPRAM的双向高速存储能力应用于通信板与外部母板间总线通信上，使得该通信板具有访问简单，易操作等优点。本技术能满足大部分工业变流现场的需求，通信速度较快、通信周期可较准确地规划、直接实现了从-从通信，具有很好的针对性和适用性。附图说明图I为本技术装置一实施例结构图；图2为本技术一实施例板级电源部分电路图；图3为本技术一实施例MCU最小系统配置电路；图4为本技术一实施例CPLD系统33MHz有源时钟电路图；图5为本技术一实施例CPLD系统的JTAG下载电路图；图6为本技术一实施例MVB子系统结构图；图7为本技术一实施例光接口电路物理通道框图；图8为本技术一实施例光接口电路物理通道电路图。具体实施方式以下结合附图对本技术做详细介绍。参见图I，应用于工业变流的光接口通信板包括RS232接口、MCU最小系统、DPRAM、CPLD、缓冲器、背板连接器、静态随机存储器、专用MVB通信协议芯片和光接口电路，RS232 接口与MCU最小系统双向通信，MCU最小系统通过总线和CPLD连接，DPRAM通过总线和第一个缓冲器连接，第一个缓冲器通过总线与静态随机存储器和专用MVB通信协议芯片连接， DPRAM与第二个缓冲器双向连接，第二个缓冲器与背板连接器双向连接，静态随机存储器与专用MVB通信协议芯片通过总线连接，DPRAM与CPLD之间、CPLD与第一个缓冲器之间以及第一个缓冲器与专用MVB通信协议芯片之间双向通信，光接口电路包括与门电路、非门电路、光通信发射器和光通信接收器，专用MVB通信协议芯片和与门电路及非门电路连接，与门电路接入光通信发射器，光通信接收器接入非门电路。参见图2，图中的VDDR为MCU内部LDO的输入管脚，输入电压范围为3. 13-5. 5V, 这里接单板3. 3V电源VDD33 ；VDD为MC9S12XEP100CAG的内核电源，可由芯片外部提供也可由芯片内部电源模块的LDO提供，本设计是由芯片内部的LDO提供，工作的电压典型值为 I. 84V，VDD外部接220nF的X7R陶瓷电容提高电源的稳定性；VDDPLL(典型值为2. 82V)和 VDDF (典型值为I. 84V)分别为MCU的锁相环电源和内部FLASH模块电源，他们和VDD—样即可由芯片外部提供也可由芯片内部电源模块的LD0，这里都是由芯片内部的LDO提供，外部接的220nF电容也是为提高内部电源的稳定性；VDDA1为芯片模拟输入的电源，采用5V供电，为提高电源的精度同时减小模拟电源对VCC的干扰在VCC和VDDAl之间使用了一个小的n型滤波电路，其中IOuH电感的通流量为0. 2A。另外模拟输入的参考电平VRH通过一个磁珠接VDDAl，VRL通过0欧姆电阻接地；VDDX1-VDDX4为MCU的IO电源，这里接VDD33 (由芯片外部的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王强，罗林，贺盛文，谷丰，汪文心，袁智巧，陈小玄，
申请(专利权)人：株洲南车时代电气股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：