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一种RS-422同步通讯接口装置

阅读:728发布:2024-01-24

专利汇可以提供一种RS-422同步通讯接口装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种RS-422同步通讯 接口 装置,包括芯片D1为串行通讯 控制器 PEF20525FV1.3,作为同步通讯控 制芯 片,具有2路独立的同步通讯接口;芯片D2和芯片D3为驱动芯片IL422E,分别与芯片D1相连,用于实现输入 信号 和 输出信号 的隔离;芯片D5为DC/DC转换器DCP020505U,用于为模 块 D2、D3提供+5V供电;芯片G1为 晶体 振荡器 ZA51DB3-20MHz,用于设置PEF20525FV1.3的通讯 频率 ;芯片D4为施密特 反相器 SN74LVC14AD,用于对 晶体振荡器 G1进行整形。本实用新型通讯频率设置方式可通过 软件 直接控制,不要更改 硬件 ,方便移植,性价比和可靠性较高。,下面是一种RS-422同步通讯接口装置专利的具体信息内容。

1.一种RS-422同步通讯接口装置,其特征在于,包括芯片D1、芯片D2、芯片D3、芯片D4、芯片D5和芯片G1,其中:
芯片D1为串行通讯控制器PEF20525FV1.3,PEF20525FV1.3作为同步通讯控制芯片,具有2路独立的同步通讯接口,“TxCA”、“RxCA”、“TxDA”、“RxDA”为第一路同步通讯接口;
“TxCB”、“RxCB”、“TxDB”、“RxDB”为第二路同步通讯接口;
芯片D2和芯片D3为驱动芯片IL422E,分别与芯片D1相连,用于实现输入信号输出信号的隔离;
芯片D5为DC/DC转换器DCP020505U,用于为模D2、D3提供+5V供电;
芯片G1为晶体振荡器ZA51DB3-20MHz,用于设置串行通讯控制器PEF20525FV1.3的通讯频率
芯片D4为施密特反相器SN74LVC14AD,用于对晶体振荡器G1进行整形;
所述RS-422同步通讯接口装置发送或接收数据时,通过CPLD芯片对D1串行通讯控制器PEF20525FV1.3进行控制,通过控制地址总线控制“A0~A7”,选择以第一路通讯接口或第二路通讯口进行通讯,“CFROA1”信号置为“1”,第一通道进入同步通讯接收模式,“CCTOA1”信号置为“1”,第一通道进入同步通讯发送模式;“CFROB1”信号置为“1”,第二通道进入同步通讯接收模式,“CCTOB1”信号置为“1”,第二通道进入同步通讯发送模式。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述RS-422同步通讯接口装置采用第一路同步通讯接口发送数据时,芯片D1的“PIOWJ”信号置为“0”,“CCTOA1”信号置为“1”,通过数据总线“DD0~DD15”,将数据发送到D1上;在D1内部将数据总线“DD0~DD15”的数据信号转换为串行数据信号“TxDA”,同时发出同步时钟信号“TxCA”;串行数据信号“TxDA”发送到芯片D2的管脚6上,芯片D2经过信号隔离后,将接收的+3.3V信号转化为+5V信号,通过D2的管脚11和12发出,变成标准RS-422电平信号“TXD3+”和“TXD3-”;同步时钟信号“TxCA”,发送到芯片D3的管脚6上,芯片D3经过信号隔离后,将+3.3V信号转化为+5V信号,通过D2的管脚11和12发出,变成标准RS-422电平信号“TXC3+”和“TXC3-”,标准RS-422电平信号“TXD3+”、“TXD3-”、“TXC3+”、“TXC3-”发送到同步通讯设备接收端,实现数据发送。
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述RS-422同步通讯接口装置采用第一路同步通讯接口接收数据时,芯片D2通过管脚14和13接收同步通讯设备发送端发送的外部数据“RXD3+”和“RXD3-”,芯片D2经过信号隔离后,将接收的+5V信号转化为+3.3V信号,芯片D3的管脚3输出信号“RxDA”,“RxDA”进入到芯片D1,在接收数据信号的同时,同步时钟信号“RXC3+”和“RXC3-”,发送芯片D3上,芯片D3经过信号隔离后,将+5V信号转化为+3.3V信号,芯片D3的管脚3输出信号“RxCA”,“RxDA”进入到芯片D1,“CFROA1”信号置为“1”,“PIORJ”信号置为“0”,芯片D1根据同步时钟信号进行数据解析,芯片D1将串行信号转为数据总线“DD0~DD15”的数据信号,发送到CPLD上,数据接收成功。
4.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述RS-422同步通讯接口装置采用第二路同步通讯接口发送数据时,芯片D1的“PIOWJ”信号置为“0”,“CCTOB1”信号置为“1”,通过数据总线“DD0~DD15”,将数据发送到D1上;在D1内部将数据总线“DD0~DD15”的数据信号转换为串行数据信号“TxDB”,同时发出同步时钟信号“TxCB”;串行数据信号“TxDB”发送到芯片D2的管脚6上,芯片D2经过信号隔离后,将接收的+3.3V信号转化为+5V信号,通过D2的管脚11和12发出,变成标准RS-422电平信号“TXD3+”和“TXD3-”;同步时钟信号“TxCB”,发送到芯片D3的管脚6上,芯片D3经过信号隔离后,将+3.3V信号转化为+5V信号,通过D2的管脚11和12发出,变成标准RS-422电平信号“TXC3+”和“TXC3-”,标准RS-422电平信号“TXD3+”、“TXD3-”、“TXC3+”、“TXC3-”发送到同步通讯设备接收端,实现数据发送。
5.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述RS-422同步通讯接口装置采用第二路同步通讯接口接收数据时,芯片D2通过管脚14和13接收同步通讯设备发送端发送的外部数据“RXD3+”和“RXD3-”,芯片D2经过信号隔离后,将接收的+5V信号转化为+3.3V信号,芯片D3的管脚3输出信号“RxDB”,“RxDB”进入到芯片D1,在接收数据信号的同时,同步时钟信号“RXC3+”和“RXC3-”,发送芯片D3上,芯片D3经过信号隔离后,将+5V信号转化为+3.3V信号,芯片D3的管脚3输出信号“RxCB”,“RxDB”进入到芯片D1,“CFROB1”信号置为“1”,“PIORJ”信号置为“0”,芯片D1根据同步时钟信号进行数据解析,芯片D1将串行信号转为数据总线“DD0~DD15”的数据信号,发送到CPLD上,数据接收成功。
6.如权利要求1至5任一项所述的装置,其特征在于,所述PEF20525FV1.3的最高通讯频率为12.5Mbit/s,具有8位地址总线和16位数据总线,工作电压为+3.3V。
7.如权利要求1至5任一项所述的装置,其特征在于,所述驱动芯片IL422E的最高通讯频率为25Mbit/s,VDD1工作电压范围为+3.0V~+5.5V,VDD2工作电压范围为+4.5V~+5.5V,其输入电流最大8mA,输出电流最大60mA,用于实现输入信号和输出信号的隔离。
8.如权利要求1至5任一项所述的装置,其特征在于,所述施密特反相器
SN74LVC14AD,的工作电压范围+1.65V~+3.6V,传输速度最高6.4ns。
9.如权利要求1至5任一项所述的装置,其特征在于,所述输出电压为+5V,最大输出电流为200mA,用于为模块D2、D3提供+5V供电。
10.如权利要求1至5任一项所述的装置,其特征在于,所述串行通讯控制器
PEF20525FV1.3的通讯频率为800kbps或2Mbps。

说明书全文

一种RS-422同步通讯接口装置

技术领域

[0001] 本实用新型属于串行通讯应用技术领域,更具体地,涉及一种RS-422同步通讯接口装置。

背景技术

[0002] 通讯接口类型有1553B、CAN、串行通讯接口等方式,每种通讯接口类型都有其优缺点。串行通讯接口与其它通讯接口相比最大的优势在于芯片价格低,技术成熟度高。串行通讯接口中的RS-422通讯接口,应用最为广泛,可差动方式发送和接收,不需要数字地线;
在波特率19kpbs下能传输1200米。RS-422通讯接口又分为同步通讯接口和异步通讯接
口,当外部串行传输不小于64kbps时,应采用同步通讯方式。
[0003] 在高频率数据通讯上,如果采用RS-422通讯接口,则只能采用同步通讯的方式,才能实现高速、稳定的大数据量通讯。同步通讯是指在约定的通讯频率下,发送端和接收端得时钟信号频率和相信始终保持一致(同步),这就保证了通讯双方在发送和接收时时具
有完全一致定时关系。
[0004] 目前,使用的RS-422同步通讯接口,多是标准板卡自带,体积较大,不利于移植到自研测试板卡中。实用新型内容
[0005] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本实用新型的目的在于提供一种RS-422同步通讯接口装置,通过复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device,
CPLD)芯片设置通讯频率,可以实现多种通讯频率同步通讯方式。改变通讯频率通过软件设置方式实现,硬件接口电路不需要任何调整,即可实现与其它RS-422同步通讯设备的同步
通讯,减少了硬件投入成本。
[0006] 为实现上述目的,本实用新型提供了一种RS-422同步通讯接口装置,包括芯片D1、芯片D2、芯片D3、芯片D4、芯片D5和芯片G1,其中:
[0007] 芯片D1为串行通讯控制器PEF20525FV1.3,PEF20525FV1.3作为同步通讯控制芯片,具有2路独立的同步通讯接口,“TxCA”、“RxCA”、“TxDA”、“RxDA”为第一路同步通讯接口;“TxCB”、“RxCB”、“TxDB”、“RxDB”为第二路同步通讯接口;
[0008] 芯片D2和芯片D3为驱动芯片IL422E,分别与芯片D1相连,用于实现输入信号输出信号的隔离;
[0009] 芯片D5为DC/DC转换器DCP020505U,用于为模D2、D3提供+5V供电;
[0010] 芯片G1为晶体振荡器ZA51DB3-20MHz,用于设置串行通讯控制器PEF20525FV1.3的通讯频率;
[0011] 芯片D4为施密特反相器SN74LVC14AD,用于对晶体振荡器G1进行整形;
[0012] 所述RS-422同步通讯接口装置发送或接收数据时,通过CPLD芯片对D1串行通讯控制器PEF20525FV1.3进行控制,通过控制地址总线控制“A0~A7”,选择以第一路通讯接口或第二路通讯口进行通讯,“CFROA1”信号置为“1”,第一通道进入同步通讯接收模式,“CCTOA1”信号置为“1”,第一通道进入同步通讯发送模式;“CFROB1”信号置为“1”,第二通道进入同步通讯接收模式,“CCTOB1”信号置为“1”,第二通道进入同步通讯发送模式。
[0013] 具体地,所述RS-422同步通讯接口装置采用第一路同步通讯接口发送数据时,芯片D1的“PIOWJ”信号置为“0”,“CCTOA1”信号置为“1”,通过数据总线“DD0~DD15”,将数据发送到D1上;在D1内部将数据总线“DD0~DD15”的数据信号转换为串行数据信号
“TxDA”,同时发出同步时钟信号“TxCA”;串行数据信号“TxDA”发送到芯片D2的管脚6上,芯片D2经过信号隔离后,将接收的+3.3V信号转化为+5V信号,通过D2的管脚11和12发
出,变成标准RS-422电平信号“TXD3+”和“TXD3-”;同步时钟信号“TxCA”,发送到芯片D3的管脚6上,芯片D3经过信号隔离后,将+3.3V信号转化为+5V信号,通过D2的管脚11和
12发出,变成标准RS-422电平信号“TXC3+”和“TXC3-”,标准RS-422电平信号“TXD3+”、“TXD3-”、“TXC3+”、“TXC3-”发送到同步通讯设备接收端,实现数据发送。
[0014] 具体地,所述RS-422同步通讯接口装置采用第一路同步通讯接口接收数据时,芯片D2通过管脚14和13接收同步通讯设备发送端发送的外部数据“RXD3+”和“RXD3-”,芯
片D2经过信号隔离后,将接收的+5V信号转化为+3.3V信号,芯片D3的管脚3输出信号
“RxDA”,“RxDA”进入到芯片D1,在接收数据信号的同时,同步时钟信号“RXC3+”和“RXC3-”,发送芯片D3上,芯片D3经过信号隔离后,将+5V信号转化为+3.3V信号,芯片D3的管脚3
输出信号“RxCA”,“RxDA”进入到芯片D1,“CFROA1”信号置为“1”,“PIORJ”信号置为“0”,芯片D1根据同步时钟信号进行数据解析,芯片D1将串行信号转为数据总线“DD0~DD15”
的数据信号,发送到CPLD上,数据接收成功。
[0015] 具体地,所述RS-422同步通讯接口装置采用第二路同步通讯接口发送数据时,芯片D1的“PIOWJ”信号置为“0”,“CCTOB1”信号置为“1”,通过数据总线“DD0~DD15”,将数据发送到D1上;在D1内部将数据总线“DD0~DD15”的数据信号转换为串行数据信号
“TxDB”,同时发出同步时钟信号“TxCB”;串行数据信号“TxDB”发送到芯片D2的管脚6上,芯片D2经过信号隔离后,将接收的+3.3V信号转化为+5V信号,通过D2的管脚11和12发
出,变成标准RS-422电平信号“TXD3+”和“TXD3-”;同步时钟信号“TxCB”,发送到芯片D3的管脚6上,芯片D3经过信号隔离后,将+3.3V信号转化为+5V信号,通过D2的管脚11和
12发出,变成标准RS-422电平信号“TXC3+”和“TXC3-”,标准RS-422电平信号“TXD3+”、“TXD3-”、“TXC3+”、“TXC3-”发送到同步通讯设备接收端,实现数据发送。
[0016] 具体地,所述RS-422同步通讯接口装置采用第二路同步通讯接口接收数据时,芯片D2通过管脚14和13接收同步通讯设备发送端发送的外部数据“RXD3+”和“RXD3-”,芯
片D2经过信号隔离后,将接收的+5V信号转化为+3.3V信号,芯片D3的管脚3输出信号
“RxDB”,“RxDB”进入到芯片D1,在接收数据信号的同时,同步时钟信号“RXC3+”和“RXC3-”,发送芯片D3上,芯片D3经过信号隔离后,将+5V信号转化为+3.3V信号,芯片D3的管脚3
输出信号“RxCB”,“RxDB”进入到芯片D1,“CFROB1”信号置为“1”,“PIORJ”信号置为“0”,芯片D1根据同步时钟信号进行数据解析,芯片D1将串行信号转为数据总线“DD0~DD15”
的数据信号,发送到CPLD上,数据接收成功。
[0017] 具体地,所述PEF20525FV1.3的最高通讯频率为12.5Mbit/s,具有8位地址总线和16位数据总线,工作电压为+3.3V。
[0018] 具体地,所述驱动芯片IL422E的最高通讯频率为25Mbit/s,VDD1工作电压范围为+3.0V~+5.5V,VDD2工作电压范围为+4.5V~+5.5V,其输入电流最大8mA,输出电流最大
60mA,用于实现输入信号和输出信号的隔离。
[0019] 具体地,所述施密特反相器SN74LVC14AD,的工作电压范围+1.65V~+3.6V,传输速度最高6.4ns。
[0020] 具体地,所述输出电压为+5V,最大输出电流为200mA,用于为模块D2、D3提供+5V供电。
[0021] 具体地,所述串行通讯控制器PEF20525FV1.3的通讯频率为800kbps或2Mbps。
[0022] 总体而言,通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比,具有以下有益效果:
[0023] 1、通讯频率设置方式,可以预先在CPLD程序中写好,选择通讯同频率时通过软件直接控制,不要更改硬件。
[0024] 2、本电路使用的电源为+3.3V,该接口电路通过使用+3.3V到+5V电平转换芯片,控制串行通讯芯片的控制信号,可以很方便的移植到+5V工作的控制系统中。
[0025] 3、使用芯片为常用芯片,性价比和可靠性较高。附图说明
[0026] 图1是本实用新型中RS-422同步通讯接口装置的结构示意图。

具体实施方式

[0027] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。此外,下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0028] 本实用新型提供一种RS-422同步通讯接口装置,用以实现与其它RS-422同步通讯设备在800kbps或2Mbps通讯频率下的同步通讯。
[0029] 如图1所示为本实用新型中RS-422同步通讯接口装置的结构示意图。其中:“TXD3+”和“TXD3-”为对外的数据信号接口,“TXC3+”和“TXC3-”为对外同步时钟信号。通过CPLD设置号通讯频率为800kbps或2Mbps后,发出同步数据给RS-422同步通讯设备接
收端,实现了数据的发送。
[0030] “RXD3+”和“RXD3-”为对外的数据信号接口,“RXC3+”和“RXC3-”为对外同步时钟信号。通过CPLD设置号通讯频率为800kbps或2Mbps后,接收RS-422同步通讯设备发送端发送的同步数据,实现了数据的接收。
[0031] 图1中,芯片D1为串行通讯控制器PEF20525FV1.3,PEF20525FV1.3作为同步通讯控制芯片,具有2路独立的同步通讯接口,“TxCA”、“RxCA”、“TxDA”、“RxDA”为第一路同步通讯接口;“TxCB”、“RxCB”、“TxDB”、“RxDB”为第二路同步通讯接口,其最高通讯频率为
12.5Mbit/s,具有8位地址总线和16位数据总线,工作电压为+3.3V。
[0032] 芯片D2、D3为驱动芯片IL422E,其最高通讯频率为25Mbit/s,VDD1工作电压范围为+3.0V~+5.5V,VDD2工作电压范围为+4.5V~+5.5V,其输入电流最大8mA,输出电流最
大60mA,用于实现输入信号和输出信号的隔离。
[0033] 芯片D4为施密特反相器SN74LVC14AD,用于对晶体振荡器进行整形,其工作电压范围+1.65V~+3.6V,传输速度最高6.4ns。
[0034] 芯片D5为DC/DC转换器DCP020505U,其输入电压为+5V,输出电压为+5V,最大输出电流为200mA,用于为模块D2、D3提供+5V供电。
[0035] 芯片G1为晶体振荡器ZA51DB3-20MHz,其工作电压为+3.3V,输出20MHz信号,用于设置串行通讯控制器PEF20525FV1.3的通讯频率,具体地通讯频率可设置为800kbps或
2Mbps。“
[0036] 本实用新型RS-422同步通讯接口装置的工作过程为:
[0037] 通过CPLD芯片对D1串行通讯控制器PEF20525FV1.3进行控制,通过控制地址总线控制“A0~A7”,可以选择以第一路通讯接口或第二路通讯口进行通讯。“CFROA1”信号置为“1”,第一通道进入同步通讯接收模式,“CCTOA1”信号置为“1”,第一通道进入同步通讯发送模式;“CFROB1”信号置为“1”,第二通道进入同步通讯接收模式,“CCTOB1”信号置为“1”,第二通道进入同步通讯发送模式。
[0038] 进行数据接收时,需要通过CPLD芯片进行控制,可以使用第一路通讯接口发送。发送数据时,“PIOWJ”信号置为“0”,“CCTOA1”信号置为“1”,第一通道进入同步通讯发送模式,通过数据总线“DD0~DD15”,将数据发送到芯片D1上;在D1内部将数据总线“DD0~
DD15”的数据信号转换为串行数据信号“TxDA”,同时发出同步时钟信号“TxCA”;串行数据信号“TxDA”发送到芯片D2的管脚6上,芯片D2经过信号隔离后,将接收的+3.3V信号转化为
+5V信号,通过D2的管脚11和12发出,变成标准RS-422电平信号“TXD3+”和“TXD3-”;同步时钟信号“TxCA”,发送到芯片D3的管脚6上,芯片D3经过信号隔离后,将+3.3V信号转化为+5V信号,通过D2的管脚11和12发出,变成标准RS-422电平信号“TXC3+”和“TXC3-”。
标准RS-422电平信号“TXD3+”、“TXD3-”、“TXC3+”、“TXC3-”发送到同步通讯设备接收端,实现数据发送。另外,第二路通讯接口发送数据方式与第一路通讯接口相同,只需将“CCTOB1”信号置为“1”,“TxCB”、“RxCB”、“TxDB”、“RxDB”对应替换“TxCA”、“RxCA”、“TxDA”、“RxDA”即可。
[0039] 进行数据接收时,需要通过CPLD芯片进行控制,“CFROA1”信号置为“1”,第一通道进入同步通讯接收模式。芯片D2通过管脚14和13接收同步通讯设备发送端发送的外部数据“RXD3+”和“RXD3-”,芯片D2经过信号隔离后,将接收的+5V信号转化为+3.3V信号,芯片D3的管脚3输出信号“RxDA”,“RxDA”进入到芯片D1。在接收数据信号的同时,同步时钟信号“RXC3+”和“RXC3-”,发送芯片D3上,芯片D3经过信号隔离后,将+5V信号转化为+3.3V信号,芯片D3的管脚3输出信号“RxCA”,“RxDA”进入到芯片D1,芯片D1根据同步时钟信号进行数据解析,“PIORJ”信号置为“0”,芯片D1将串行信号转为数据总线“DD0~DD15”的数据信号,发送到CPLD上,数据接收成功。另外,第二路通讯接口接收数据方式与第一路通讯接口相同,只需将“CFROB1”信号置为“1”,“TxCB”、“RxCB”、“TxDB”、“RxDB”对应替换“TxCA”、“RxCA”、“TxDA”、“RxDA”即可。。
[0040] 本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改
进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
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