一種基于網絡通信的控制電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及網絡通信領域，尤其涉及一種基于網絡通信的控制電路。
【背景技術】
[0002]工業控制網絡作為工業企業綜合自動化系統的基礎分為三個層次，即管理層、監控層和現場設備層。所指網絡通信為工業控制網絡分層中的監控層行為，是指工業控制應用中基于以太網所進行的數據報文傳輸以及以低速設備的報文傳送過程。目前，工控領域內多用網絡通信實現控制、監視和管理網絡中的每一個電子設備。監控層網絡主要用于監控、優化、調度等方面信息的傳輸，其特點是信息傳輸具有一定的周期性和實時性，數據吞吐量較大，因此要求網絡具有較大的帶寬，以前由專用網絡如令牌網組成，召集這一層網絡則主要由傳輸速率較高的網段(如1MUOOMEthernet等)組成。而最底層的現場設備層網絡，與變送器、執行機構等現場設備相連，采集現場數據，并將控制數據送入設備。它與以傳遞信息為主要目標的郵電通信技術以及其它信息網絡技術相比，具有一些特殊性。因此為網絡通信提供可靠速率匹配等方面的魯棒性支持，會對工業控制網絡產生極大的幫助。
【發明內容】
[0003]為了解決上述問題，本發明提出了一種基于網絡通信的控制電路，能夠在通信過程中支持有效的工作電壓，避免信號失真，提供可靠速率匹配，防止丟包。
[0004]為了達到上述目的，本發明提出了一種基于網絡通信的控制電路，該控制電路連接于主通信電路之中。
[0005]控制電路包括:模數轉換AD芯片、主控芯片。
[0006]AD芯片，包括相互連接的模數轉換模塊與數據接口模塊。
[0007]模數轉換模塊，將對主通信電路中的網絡芯片供電電壓、網絡發送線路電壓、網絡接收線路電壓、串行發送線路電壓以及串行接收線路電壓的模擬量數據進行實時采樣獲得的實時采樣數據轉化為數字量數據并發送給主控芯片。
[0008]數據接口模塊，為AD芯片與外部電路之間的數據傳輸提供接口。
[0009]主控芯片，包括相互連接的數據處理模塊與輸入輸出1接口模塊。
[0010]數據處理模塊，通過1接口模塊接收所述AD芯片發送的所述數字量數據，并對所述數字量數據進行快速傅利葉變換，將其分解為電壓波動監控組數據和速率匹配監控組數據分別進行處理。
[0011 ] 1接口模塊，為所述主控芯片與外部電路之間的數據傳輸提供接口。
[0012]優選地，AD芯片的數據接口模塊包括:
[0013]8位數字量輸出接口 DO?D7，通過總線分別與主控芯片的八個輸入輸出1管腳100?107相連。
[0014]8位地址線輸出接口 AO?A3，通過輸入總線分別與主控芯片的108?1010相連。
[0015]轉化完成信號輸出接口 eoc，與主控芯片的1ll相連。
[0016]轉換開始信號輸入接口 start、時鐘信號輸入接口 clk、地址鎖存信號輸入接口ale以及使能信號輸入接口 oe，分別與主控芯片的1012?1015管腳相連。
[0017]8路模擬量輸入接口 V1?Vi7，分別與主通信電路接口中的網絡供電電壓接口 V_η、網線輸出接口對n_tx_n與n_tx_p、網線輸入接口對n_rx_n與n_rx_p，連接串行接口部分的供電電壓接口 V_s、串行輸出接口 s_tx，串行輸入接口 s_rx相連。
[0018]優選地，
[0019]1接口模塊的1026接口與主通信電路的網絡接收緩存滿輸出信號接口 Flg_nr_full相連。
[0020]1接口模塊的1027接口與主通信電路的串行接收緩存滿輸出信號接口 Flg_sr_full相連。
[0021]1接口模塊的1028接口與主通信電路的網絡發送太快輸入信號接口 Flg_fast_nt相連。
[0022]優選地，控制電路還包括:網絡發送對匹配電阻選擇控制電路、網絡接收對匹配電阻選擇控制電路、網絡接收線通斷選擇控制電路以及串行接收線通斷選擇控制電路。
[0023]1接口模塊的1016-1020接口通過網絡發送對匹配電阻選擇控制總線0，cl-c4ENB與網絡發送對匹配電阻選擇控制電路相連。
[0024]1接口模塊的1021-1025接口通過網絡接收對匹配電阻選擇控制總線I，cl-c4ENB與網絡接收對匹配電阻選擇控制電路相連。
[0025]1接口模塊的1031-1033接口通過網絡接收線通斷選擇控制總線2，cl_c2ENB與網絡接收線對通斷選擇控制電路相連。
[0026]1接口模塊的1034-1036接口通過串行接收線通斷選擇控制總線3，cl_c2ENB與串行接收線通斷選擇控制電路相連。
[0027]優選地，
[0028]網絡發送對匹配電阻選擇控制電路包括第一上拉電阻選擇電路和第一下拉電阻選擇電路。
[0029]第一上拉電阻選擇電路包括:四個并列的上拉電阻R1-R4、上拉選擇開關S1-S4、總線 0，cl-c4ENBo
[0030]上拉電阻R1-R4的一端分別與網絡供電電壓接口 v_n相連；上拉電阻R1-R4的另一端分別通過上拉選擇開關S1-S4與網絡發送線的正信號接口 n_tx_p相連；上拉電阻R1-R4的阻值分別為R、2R、3R和4R。
[0031]第一下拉電阻選擇電路包括:四個并列的下拉電阻R5-R8、下拉選擇開關S5-S8、所述總線0，cl-c4ENB。
[0032]下拉電阻R5-R8的一端分別與網絡供電地GND相連，下拉電阻R5-R8的另一端分別通過下拉選擇開關S5-S8與網絡發送線的負信號接口 n_tx_n相連；下拉電阻R5-R8的阻值分別為R、2R、3R和4R。
[0033]其中，第一上拉電阻選擇電路和第一下拉電阻選擇電路中的所述總線0，cl_c4ENB并行接至所述主控芯片的相同總線上，用于傳輸控制上拉選擇開關S1-S4與下拉選擇開關S5-S8的導通與斷開的控制信號；網絡發送線的正信號接口 1!_^_?與所述網絡發送線的負信號接口 n_tx_n之間通過阻值為R的電阻RO相連；上拉選擇開關S1-S4與下拉選擇開關S5-S8同時選通同一阻值的上拉和下拉電阻。
[0034]優選地，
[0035]網絡接收對匹配電阻選擇控制電路包括第二上拉電阻選擇電路和第二下拉電阻選擇電路；
[0036]第二上拉電阻選擇電路包括:四個并列的上拉電阻R9-R12、上拉選擇開關S9-S12以及總線1，cl-c4ENB。
[0037]上拉電阻R9-R12的一端分別與網絡供電電壓接口 v_n相連；上拉電阻R9-R12的另一端分別通過上拉選擇開關S9-S12與網絡接收線的正信號接口 n_rx_p相連；上拉電阻R9-R12的阻值分別為R、2R、3R和4R。
[0038]第二下拉電阻選擇電路包括:四個并列的下拉電阻R13-R16、下拉選擇開關S13-S16 以及總線 1，cl-c4ENB ；
[0039]下拉電阻R13-R16的一端分別與網絡供電地GND相連，下拉電阻R13-R16的另一端分別通過下拉選擇開關S13-S16與網絡接收線的負信號接口 n_rx_n相連；下拉電阻R13-R16的阻值分別為R、2R、3R和4R。
[0040]其中，第二上拉電阻選擇電路和第二下拉電阻選擇電路中的總線1，cl-c4ENB并行接至主控芯片的相同總線上，用于傳輸控制上拉選擇開關S9-S12與下拉選擇開關S13-S16的導通與斷開的控制信號；網絡接收線的正信號接口 n_rx_p與網絡接收線的負信號接口 n_rx_n之間通過阻值為R的電阻RO相連；上拉選擇開關S9-S12與下拉選擇開關S13-S16同時選通同一阻值的上拉和下拉電阻。
[0041]優選地，
[0042]網絡接收線對通斷選擇控制電路包括:第一開關電路與第二開關電路。
[0043]第一開關電路包括:模擬開關S17-S18、網絡信號接收線n_rx_n接口、ctl_n_rx_n接口以及總線2，cl-c2ENB。
[0044]其中，開關S17的一端與網絡信號接收線n_rx_n接口相連，另一端與ctl_n_rx_η接口相連，用于通過其導通或關斷控制網絡通信線路中的網絡信號接收線n_rx_n接口與ctl_n_rx_n接口的連接與斷開；開關S18懸空。
[0045]第二開關電路包括:模擬開關S19-S20、網絡信號接收線n_rx_p接口、ctl_n_rx_p接口以及所述總線2，cl-c2ENB。
[0046]其中，開關S19的一端與網絡信號接收線n_rx_p接口相連，另一端與ctl_n_rx_P接口相連，用于通過其導通或關斷控制網絡通信線路中的網絡信號接收線n_rx_p接口與所述ctl_n_rx_p接口的連接與斷開；開關S20懸空。
[0047]模擬開關S17-S18與模擬開關S19-S20動作一致。
[0048]第一開關電路與第二開關電路中的所述總線2，cl-c2ENB并行接至主控芯片的相同總線上，用于傳輸控制模擬開關S17-S18與模擬開關S19-S20的導通與斷開的控制信號。
[0049]優選地，
[0050]串行接收線通斷選擇控制電路包括:模擬開關S21-S22、串行信號接收線s_rx接P、ctl_s_rx 接 P 以及總線 3，cl-c2ENBo