• 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
    • / 14
    • 下载费用:30 金币  

    重庆时时彩怎: 一种基于C8051F040的矿用通信分站.pdf

    关 键 词:
    一种 基于 C8051F040 通信 分站
      专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    摘要
    申请专利号:

    CN201110059585.0

    申请日:

    2011.03.11

    公开号:

    CN102244598A

    公开日:

    2011.11.16

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H04L 12/40申请日:20110311|||公开
    IPC分类号: H04L12/40; E21F17/18 主分类号: H04L12/40
    申请人: 太原理工大学
    发明人: 宋建成; 耿蒲龙; 战江波; 田慕琴; 许春雨; 雷志鹏; 郭安林; 孙范园
    地址: 030024 山西省太原市迎泽西大街79号
    优先权:
    专利代理机构: 太原市科瑞达专利代理有限公司 14101 代理人: 李富元
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110059585.0

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2015.04.01|||2013.02.27|||2011.11.16

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种基于C8051F040的矿用通信分站,目的是实现井下监测监控、故障诊断和预警系统实时数据集中上传;本发明包括微控制器单元、以太网接口单元、CAN总线接口单元、RS-485总线接口单元、键盘与液晶显示单元和RS-485信号调制解调单元;微控制器单元包括单片机、32k外部RAM、JTAG接口;以太网接口单元包括以太网控制器CP2200和集成RJ45网络接口;CAN总线接口单元包括两组光电耦合器TLP521、CAN控制器和CAN总线驱动器PCA82C250;RS-485总线接口单元包括三组光电耦合器TLP521和RS-485总线驱动器MAX487;键盘与液晶显示单元包括三组光电耦合器TLP521、键盘和液晶显示器;RS-485信号调制解调单元包括RS-485总线驱动器MAX487、反相器74HC04、高速光电耦合器6N137、光电耦合器TLP521、单稳态触发器74HC123、方波发生器NE555、电压跟随器LF353和电压比较器LM311。

    权利要求书

    1.一种基于C8051F040的矿用通信分站,其特征是包括微控制器单元、以太网接口
    单元、CAN总线接口单元、RS-485总线接口单元、键盘与液晶显示单元和RS-485信号调
    制解调单元;微控制器单元包括单片机(MCU1)、32k外部RAM(U1)、JTAG接口(J1);
    单片机(MCU1)为C8051F040单片机,Silicon?Laboratories公司生产的完全集成的混合信
    号系统级芯片;32k外部RAM(U1)采用ISSI公司的高速低功耗芯片IS62LV256AL;单
    片机(MCU1)的地址总线A0-A14与外部RAM(U1)的地址总线A0-A14连接,单片机
    (MCU1)的地址总线A15与外部RAM(U1)的片选线/CE连接,单片机(MCU1)的I/O
    口P7.0-P7.7与外部RAM(U1)的D0-D7连接;JTAG接口(J1)与单片机(MCU1)上
    的四个专用引脚TCK、TMS、TDI和TDO连接;
    以太网接口单元包括以太网控制器(U11)CP2200和集成RJ45网络接口(JP1);以
    太网控制器(U11)CP2200是Silicon?Laboratories公司生产的单芯片以太网控制器;集成
    RJ45网络接口(JP1)为标准以太网通信接口;以太网控制器(U11)CP2200的地址总线
    A0-A7与C8051F040单片机(MCU1)的地址总线A0-A7连接,C8051F040单片机(MCU1)
    的地址总线A15经过反相器U28与以太网控制器(U11)CP2200的片选端/CS连接,以太
    网控制器(U11)CP2200的数据总线D0-D7与C8051F040单片机(MCU1)的数据总线
    D0-D7连接;以太网控制器(U11)CP2200通过串行总线TX+、TX-、RX+和RX-与集成
    RJ45网络接口(JP1)连接;
    CAN总线接口单元包括两组光电耦合器(U12/U13)TLP521、CAN控制器和CAN总
    线驱动器(U14)PCA82C250;CAN控制器为单片机(MCU1)内部集成的BOSCH?CAN
    控制器,CAN总线驱动器(U14)为PCA82C250;单片机(MCU1)内部CAN控制器的
    串行通信总线CANTX和CANRX连接至光电耦合器(U12/U13)TLP521的一侧,光电耦
    合器(U12/U13)TLP521的另一侧与CAN总线驱动器(U14)PCA82C250的TXD和RXD
    连接;RS-485总线接口单元包括三组光电耦合器(U15/U16U17)TLP521和RS-485总线
    驱动器(U18)MAX487;单片机(MCU1)的串行通信总线TX0和RX0经过光电耦合器
    (U15/U17)TLP521隔离后与RS-485总线驱动器(U18)MAX487的DI和RO连接,单
    片机(MCU1)的I/O口P4.0经过光电耦合器(U16)TLP521隔离后与RS-485总线驱动
    器(U18)MAX487的EN连接;
    键盘与液晶显示单元包括三组光电耦合器(U7/U8/U9)TLP521、键盘和液晶显示器;
    键盘共设SET、UP和DOWN三个独立按键,SET键(S2)连接至光电耦合器(U7)TLP521
    的一侧,光电耦合器(U7)TLP521的另一侧连接至单片机(MCU1)的P2.4和/INT0,
    UP键(S3)连接至光电耦合器(U8)TLP521的一侧,光电耦合器(U8)TLP521的另一
    侧连接至单片机(MCU1)的P2.5,DOWN键(S4)连接至光电耦合器(U9)TLP521的
    一侧,光电耦合器(U9)TLP521的另一侧连接至单片机(MCU1)的P2.6;液晶显示器
    为128×64点阵式液晶显示??閁6,U6的数据总线DB0-DB8与C8051F040单片机
    (MCU1)的I/O口P3.0-P3.7连接,液晶显示???U6)的控制线RS、R/W、E和RST
    分别与C8051F040单片机(MCU1)的I/O口P2.0、P2.1、P2.2和P2.3连接;
    RS-485信号调制解调单元包括RS-485总线驱动器(U31/U32)MAX487、反相器(U29)
    74HC04、高速光电耦合器(U24/U25/U30)6N137、光电耦合器(U10)TLP521、单稳态
    触发器(U23/U26)74HC123、方波发生器(U33)NE555、电压跟随器(U27)LF353和
    电压比较器(U22)LM311;调制通道中,RS-485总线驱动器(U32)MAX487的RX经
    过反相器(U29)74HC04反相后连接到高速光电耦合器(U30)6N137的一侧,高速光电
    耦合器(U30)6N137的另一侧连接到方波发生器(U33)NE555的RST和单稳态触发器
    (U26)74HC123的1B;方波发生器(U33)NE555的输出端OUT与RS-485总线驱动器
    (U31)MAX487的TX端连接;解调通道中,电压跟随器(U27)LF353的输出端1OUT
    连接到电压比较器(U22)LM311的V+,电压比较器(U22)LM311的输出端VO连接至
    高速光电耦合器(U24)6N137的IN,高速光电耦合器(U24)6N137的输出端OUT连接
    至单稳态触发器(U23)74HC123的1B端,单稳态触发器(U23)74HC123的输出1Q与
    光电耦合器(U10)TLP521连接,光电耦合器(U10)TLP521的另一侧连接至反相器(U29)
    74HC04,反相器(U29)74HC04的输出连接到RS-485总线驱动器(U32)MAX487的TX;
    RS-485信号调制解调单元与RS-485总线接口单元连接。

    说明书

    一种基于C8051F040的矿用通信分站

    技术领域

    本发明涉及一种煤矿井下电气设备故障诊断和预警系统数据集中转发的通信分站,特
    别是一种适用于煤矿井下故障检测设备分布距离远且大量实时数据需要上传的通信分站。

    背景技术

    煤矿中使用的各种设备在出现故障之前,可以通过对其特征量的分析来推测出设备当
    前的状态,并可根据该状态和经验预测出可能出现的故障。因此,在设备运行中对其各种
    特征量进行检测、记录,并根据检测量进行数据融合、数据分析,对设备的故障做出预警,
    将有助于及时消除安全隐患,减少突发事故的发生,从而减少伤亡,提高生产率。

    矿井安全预警系统中检测到每台设备的运行状态,经过特征量提取之后,需要将特征
    量传送到地面的监控中心数据库,为设备的故障预警提供依据。然而,煤矿井下的设备较
    多、布置分散、传输距离远且需要上传的数据量大,而现有的通信装置中,没有一种通信
    装置可以满足矿井安全预警系统对数据集中转发的需要。例如名称为一种基于
    AT91M40800的多串口总线系统(中国专利申请号200710062519.2)的发明专利,通过扩
    展RS-485总线接口、CAN总线接口和以太网接口,使第三方设备能够在接口类型和协议
    种类不同的情况下,通过协议转换接入现有网络。但是该系统仅仅实现了通信接口协议转
    换,是一种协议转换装置,不能用作数据集中转发的通信分站,也就无法解决煤矿井下设
    备较多、布置分散、传输距离远且需要上传的数据量大等难题。山东大学的张鹏于2008
    年5月发表的硕士学位论文“智能井下分站的研究与实现”,介绍了一种矿用智能分站装
    置,该装置扩展了RS-485接口和以太网接口,能完成对接口为RS-485的检测设备的数据
    采集任务,但是RS-485接口通信距离短,不能解决煤矿井下通信距离远的难题。武汉理
    工大学的余翔于2007年4月发表的硕士学位论文“煤矿矿井嵌入式数据采集分站的研究
    与实现”,介绍了一种煤矿矿井数据采集分站装置,该装置扩展了CAN接口和以太网接口,
    能完成对接口为CAN的检测设备的数据采集任务,但是由于该装置不兼容RS-485总线接
    口,接口类型为R-485的检测设备无法与该装置进行通信。

    综上所述,现有的矿用通信分站装置,不能解决矿井安全预警系统中故障检测设备分
    布距离远且大量实时数据需要上传的难题。因此,研制一种兼容多种现场总线形式、组网
    灵活、通信距离远的通信分站装置对矿井安全预警系统通信网络的构建具有重要的意义。

    发明内容

    本发明目的是为克服上述已有技术的不足,提供一种可实现煤矿井下监测监控、故障
    诊断和预警系统实时数据集中上传的一种基于C8051F040的矿用通信分站。

    本发明包括微控制器单元、以太网接口单元、CAN总线接口单元、RS-485总线接口
    单元、键盘与液晶显示单元和RS-485信号调制解调单元。

    微控制器单元包括单片机(MCU1)、32k外部RAM(U1)、JTAG接口(J1)。单片机
    (MCU1)为C8051F040单片机,Silicon?Laboratories公司生产的完全集成的混合信号系统
    级芯片,32k外部RAM(U1)采用ISSI公司的高速低功耗芯片IS62LV256AL。单片机
    (MCU1)的地址总线A0-A14与外部RAM(U1)的地址总线A0-A14连接,单片机(MCU1)
    的地址总线A15与外部RAM(U1)的片选线/CE连接,单片机(MCU1)的I/O口P7.0-P7.7
    与外部RAM(U1)的D0-D7连接。JTAG接口(J1)是用于程序下载和调试的接口,JTAG
    接口(J1)与单片机(MCU1)上的四个专用引脚TCK、TMS、TDI和TDO连接,通过
    JTAG接口(J1)可以实现对单片机(MCU1)内部FLASH程序存储器在线编程。微控制
    器单元是整个通信分站的中央处理器,控制通信分站工作流程,对数据进行收发操作。

    以太网接口单元包括以太网控制器(U11)CP2200和集成RJ45网络接口(JP1);以
    太网控制器(U11)CP2200是Silicon?Laboratories公司生产的单芯片以太网控制器;集成
    RJ45网络接口(JP1)为标准以太网通信接口;以太网控制器(U11)CP2200的地址总线
    A0-A7与C8051F040单片机(MCU1)的地址总线A0-A7连接,C8051F040单片机(MCU1)
    的地址总线A15经过反相器U28与以太网控制器(U11)CP2200的片选端/CS连接,以太
    网控制器(U11)CP2200的数据总线D0-D7与C8051F040单片机(MCU1)的数据总线
    D0-D7连接。以太网控制器(U11)CP2200通过串行总线TX+、TX-、RX+和RX-与集成
    RJ45网络接口(JP1)连接。以太网接口单元是通信分站接入以太环网与地面监控中心的
    通信接口。

    CAN总线接口单元包括两组光电耦合器(U12/U13)TLP521、CAN控制器和CAN总
    线驱动器(U14)PCA82C250。CAN控制器为C8051F040单片机(MCU1)内部集成的
    BOSCH?CAN控制器,CAN总线驱动器(U14)为PCA82C250。C8051F040单片机(MCU1)
    内部CAN控制器的串行通信总线CANTX和CANRX连接至光电耦合器(U12/U13)TLP521
    的一侧,光电耦合器(U12/U13)TLP521的另一侧与CAN总线驱动器(U14)PCA82C250
    的TXD和RXD连接。CAN总线接口单元是通信分站与井下具有CAN总线接口设备的通
    信接口。

    RS-485总线接口单元包括三组光电耦合器(U15/U16U17)TLP521和RS-485总线驱
    动器(U18)MAX487。单片机(MCU1)的串行通信总线TX0和RX0经过光电耦合器(U15/
    U17)TLP521隔离后与RS-485总线驱动器(U18)MAX487的DI和RO连接,单片机(MCU1)
    的I/O口P4.0经过光电耦合器(U16)TLP521隔离后与RS-485总线驱动器(U18)MAX487
    的EN连接。RS-485总线接口单元是通信分站与井下具有RS-485总线接口的设备通信的
    接口。

    键盘与液晶显示单元包括三组光电耦合器(U7/U8/U9)TLP521、键盘和液晶显示器。
    键盘共设三个独立按键,功能分别为SET、UP和DOWN,其中,SET键(S2)连接至光
    电耦合器(U7)TLP521的一侧,光电耦合器(U7)TLP521的另一侧连接至单片机(MCU1)
    的P2.4和/INT0,UP键(S3)连接至光电耦合器(U8)TLP521的一侧,光电耦合器(U8)
    TLP521的另一侧连接至单片机(MCU1)的P2.5,DOWN键(S4)连接至光电耦合器(U9)
    TLP521的一侧,光电耦合器(U9)TLP521的另一侧连接至单片机(MCU1)的P2.6。液
    晶显示器为128×64点阵式液晶显示??閁6,U6的数据总线DB0-DB8与C8051F040单
    片机(MCU1)的I/O口P3.0-P3.7连接,液晶显示???U6)的控制线RS、R/W、E和
    RST分别与C8051F040单片机(MCU1)的I/O口P2.0、P2.1、P2.2和P2.3连接。键盘与
    液晶显示单元用于对通信分站地址、波特率、通信等待时间和挂接设备的数据量等参数进
    行设定。

    RS-485信号调制解调单元包括RS-485总线驱动器(U31/U32)MAX487、反相器(U29)
    74HC04、高速光电耦合器(U24/U25/U30)6N137、光电耦合器(U10)TLP521、单稳态
    触发器(U23/U26)74HC123、方波发生器(U33)NE555、电压跟随器(U27)LF353和
    电压比较器(U22)LM311。

    调制通道中,RS-485总线驱动器(U32)MAX487的RX经过反相器(U29)74HC04
    反相后连接到高速光电耦合器(U30)6N137的一侧,高速光电耦合器(U30)6N137的另
    一侧连接到方波发生器(U33)NE555的RST和单稳态触发器(U26)74HC123的1B。方
    波发生器(U33)NE555的输出端OUT与RS-485总线驱动器(U31)MAX487的TX端
    连接。RS-485总线驱动电路(U32)MAX487从RS-485总线上取回的信号被方波发生器
    (U33)NE555转换成频率为50kHz的方波信号,当总线上为高电平时,调制电路输出为
    0V,当总线上为低电平时,调制电路输出为50kHz方波。

    解调通道中,电压跟随器(U27)LF353的输出端1OUT连接到电压比较器(U22)
    LM311的V+,电压比较器(U22)LM311的输出端VO连接至高速光电耦合器(U24)6N137
    的IN,高速光电耦合器(U24)6N137的输出端OUT连接至单稳态触发器(U23)74HC123
    的1B端,单稳态触发器(U23)74HC123的输出1Q与光电耦合器(U10)TLP521连接,
    光电耦合器(U10)TLP521的另一侧连接至反相器(U29)74HC04,反相器(U29)74HC04
    的输出连接到RS-485总线驱动器(U32)MAX487的TX。电压比较器(U22)LM311通
    过检测信号的过零点,将衰减后的信号还原为与调制时相同的50kHz的方波信号,信号经
    过高速光电耦合器(U24)的转换,再通过单稳态触发器(U23)74HC123的整形,将信
    号中的方波信号转换为高电平,从而将信号还原为原始通信信号。

    利用串行通信信号以低电平为起始的特点,单稳态触发器(U26)74HC123在每个字
    节起始的低电平时,触发一个略大于一个字节时长的高电平信号,该信号用于控制RS-485
    总线驱动器(U31/U32)MAX487发送和接收状态的切换。单稳态触发器(U26)74HC123
    的两个单稳态触发器是互锁的连接方式,当一个单稳态触发器工作在单稳态状态时,另一
    个单稳态触发器被锁定,实现了对调制解调电路调制和解调两种工作状态的自动切换。

    RS-485信号调制解调单元与RS-485总线接口单元连接。RS-485信号调制解调单元对
    通过对RS-485总线信号调制和解调能够有效延长通信距离。

    本发明针对煤矿井下设备故障诊断和预警系统实时数据通信的特殊要求,系统扩展了
    丰富的现场总线硬件接口以及其他硬件电路。其优越性在于通过扩展的RS-485总线、CAN
    总线和以太网等接口,可以使具有上述接口的设备方便地与通信分站通信。扩展的32k外
    部RAM用于暂存实时数据,适应了井下设备上传数据量大的要求。扩展的以太网接口可
    使通信分站在井下很方便地接入以太环网??⒌腞S-485信号调制解调配套装置,增加
    了通信距离,取代了传统通过使用中继器延长通信距离的方式,解决了井下检测设备之间
    距离远给通信带来的难题。本发明针对井下检测设备种类繁多、数据格式不一致以及接口
    特性不统一等问题,采用了参数设置灵活、数据格式自动匹配和数据存储空间自动分配的
    方式,方便了网络的组建以及网络结构的修改。键盘与液晶显示器相配合可以使用户在井
    下对系统参数灵活地进行修改。通过扩展的以太网接口,用户可以在上位机对通信分站参
    数进行远程设置。修改的参数值均保存在FLASH存储器中,不会因系统断电而丢失。

    附图说明

    图1是本发明微控制器单元电路原理图。

    图2是本发明以太网接口单元原理图。

    图3是本发明CAN总线接口单元原理图。

    图4是本发明RS-485总线接口单元原理图。

    图5是本发明键盘与液晶显示单元连接原理图。

    图6是本发明RS-485信号调制解调单元原理图。

    具体实施方式

    下面结合附图用具体实施方式对本发明所述的一种基于C8051F040的矿用通信分站作
    进一步详细描述,本领域的普通技术人员在阅读了本实施例后,能够理解和实施本发明,
    体现本发明上述的优点和效果,实现本发明所述目标。

    本发明所涉及的一种基于C8051F040的矿用通信分站装置包含了图1所示的微控制器
    单元、图2所示的以太网接口单元、CAN总线接口单元和RS-485总线接口单元、图5所
    示的键盘与液晶显示单元和图6所示的RS-485信号调制解调单元。

    微控制器单元包括C8051F040单片机、32k外部RAM(U1)IS62LV256AL和JTAG
    接口(J1)。C8051F040单片机(MCU1)为Silicon?Laboratories公司生产的完全集成的混
    合信号系统级芯片,32k外部RAM采用ISSI公司的高速低功耗芯片IS62LV256AL。
    C8051F040单片机(MCU1)的地址总线A0-A14与外部RAM(U1)IS62LV256AL的地
    址总线A0-A14连接,C8051F040单片机(MCU1)的地址总线A15与外部RAM(U1)
    IS62LV256AL的片选线/CE连接,C8051F040单片机(MCU1)的I/O口P7.0-P7.7与外部
    RAM(U1)IS62LV256AL的D0-D7连接。JTAG接口(J1)是用于程序下载和调试的接
    口,JTAG接口(J1)与单片机(MCU1)上的四个专用引脚TCK、TMS、TDI和TDO连
    接,通过JTAG接口(J1)可以实现对单片机(MCU1)内部FLASH程序存储器在线编程。
    微控制器单元通过对所扩展通信接口的控制来完成对数据的接收和打包上传等任务。

    以太网接口单元包括以太网控制器(U11)CP2200和集成RJ45网络接口(JP1)。以
    太网控制器(U11)CP2200是Silicon?Laboratories公司生产的单芯片以太网控制器;集成
    RJ45网络接口(JP1)为标准以太网通信接口。以太网控制器(U11)CP2200的地址总线
    A0-A7与C8051F040单片机(MCU1)的地址总线A0-A7连接,C8051F040单片机(MCU1)
    的地址总线A15经过反相器U28与以太网控制器(U11)CP2200的片选端/CS连接,以太
    网控制器(U11)CP2200的数据总线D0-D7与C8051F040单片机(MCU1)的数据总线
    D0-D7连接。以太网控制器(U11)CP2200通过串行总线TX+、TX-、RX+和RX-与集成
    RJ45网络接口(JP1)连接。以太网接口单元是通信分站接入以太环网与地面监控中心的
    通信接口,上位机通过该接口修改通信分站的CAN总线和RS-485总线的通信波特率、通
    信等待时间、连接设备的地址和数据量等参数,还通过该接口接收通信分站上传的数据。

    图3所示的是CAN总线接口单元原理图。CAN总线接口单元包括两组光电耦合器
    (U12/U13)TLP521、CAN控制器和CAN总线驱动器(U14)PCA82C250。CAN控制器
    为C8051F040单片机(MCU1)内部集成的BOSCH?CAN控制器,CAN总线驱动器为
    PCA82C250。C8051F040单片机(MCU1)内部CAN控制器的串行通信总线CANTX和
    CANRX连接至光电耦合器(U12/U13)TLP521的一侧,光电耦合器(U12/U13)TLP521
    的另一侧与CAN总线驱动器(U14)PCA82C250的TXD和RXD连接。CAN控制器运行
    于Peli?CAN模式,针对煤矿安全预警系统通信数据量大的特点,自定义了应用层协议。通
    信分站利用CAN控制器自带的32个消息对象,实现每发送一次指令后,允许设备连续返
    回30帧数据。消息对象1定义为发送缓存器,用来向总线上的设备发送数据请求指令;
    消息对象2-31定义为接收缓存器,用来接收总线上设备返回不超过30帧的数据。

    RS-485总线接口单元包括三组光电耦合器(U15/U16/U17)TLP521和RS-485总线驱
    动器(U18)MAX487。单片机(MCU1)的串行通信总线TX0和RX0经过光电耦合器(U15/
    U17)TLP521隔离后与RS-485总线驱动器(U18)MAX487的DI和RO连接,C8051F040
    单片机(MCU1)的I/O口P4.0经过光电耦合器(U16)TLP521隔离后与RS-485总线驱
    动器(U18)MAX487的EN连接。通信分站通过RS-485总线接口与总线上的设备采用
    MODBUS通信协议通信,接收设备上传的数据。

    图5所示的是键盘和液晶显示单元连接原理图。键盘与液晶显示单元包括三组光电耦
    合器(U7/U8/U9)TLP521、键盘和液晶显示器。键盘共设三个独立按键,功能分别为SET、
    UP和DOWN,其中,SET键(S2)连接至光电耦合器(U7)TLP521的一侧,光电耦合
    器(U7)TLP521的另一侧连接至单片机(MCU1)的P2.4和/INT0,UP键(S3)连接至
    光电耦合器(U8)TLP521的一侧,光电耦合器(U8)TLP521的另一侧连接至单片机(MCU1)
    的P2.5,DOWN键(S4)连接至光电耦合器(U9)TLP521的一侧,光电耦合器(U9)
    TLP521的另一侧连接至单片机(MCU1)的P2.6。液晶显示器为128×64点阵式液晶显示
    ??閁6,U6的数据总线DB0-DB8与C8051F040单片机(MCU1)的I/O口P3.0-P3.7连
    接,液晶显示???U6)的控制线RS、R/W、E和RST分别与C8051F040单片机(MCU1)
    的I/O口P2.0、P2.1、P2.2和P2.3连接。键盘与液晶显示单元用于对通信分站地址、波特
    率、通信等待时间和挂接设备的数据量等参数进行设定。

    图6所示的是RS-485信号调制解调单元原理图。RS-485信号调制解调单元包括RS-485
    总线驱动器(U31/U32)MAX487、反相器(U29)74HC04、高速光电耦合器(U24/U25/U30)
    6N137、光电耦合器(U10)TLP521、单稳态触发器(U23/U26)74HC123、方波发生器(U33)
    NE555、电压跟随器(U27)LF353和电压比较器(U22)LM311。

    调制通道中,RS-485总线驱动器(U32)MAX487的RX经过反相器(U29)74HC04
    反相后连接到高速光电耦合器(U30)6N137的一侧,高速光电耦合器(U30)6N137的另
    一侧连接到方波发生器(U33)NE555的RST和单稳态触发器(U26)74HC123的1B。方
    波发生器(U33)NE555的输出端OUT与RS-485总线驱动器(U31)MAX487的TX端
    连接。RS-485总线驱动电路(U32)MAX487从RS-485总线上取回的信号被方波发生器
    (U33)NE555转换成频率为50kHz的方波信号,当总线上为高电平时,调制电路输出为
    0V,当总线上为低电平时,调制电路输出为50kHz方波。

    解调通道中,电压跟随器(U27)LF353的输出端1OUT连接到电压比较器(U22)
    LM311的V+,电压比较器(U22)LM311的输出端VO连接至高速光电耦合器(U24)6N137
    的IN,高速光电耦合器(U24)6N137的输出端OUT连接至单稳态触发器(U23)74HC123
    的1B端,单稳态触发器(U23)74HC123的输出1Q与光电耦合器(U10)TLP521连接,
    光电耦合器(U10)TLP521的另一侧连接至反相器(U29)74HC04,反相器(U29)74HC04
    的输出连接到RS-485总线驱动器(U32)MAX487的TX。电压比较器(U22)LM311通
    过检测信号的过零点,将衰减后的信号还原为与调制时相同的50kHz的方波信号,信号经
    过高速光电耦合器(U24)的转换,再通过单稳态触发器(U23)74HC123的整形,将信
    号中的方波信号转换为高电平,从而将信号还原为原始通信信号。

    利用串行通信信号以低电平为起始的特点,单稳态触发器(U26)74HC123在每个字
    节起始的低电平时,触发一个略大于一个字节时长的高电平信号,该信号用于控制RS-485
    总线驱动器(U31/U32)MAX487发送和接收状态的切换。单稳态触发器(U26)74HC123
    的两个单稳态触发器是互锁的连接方式,当一个单稳态触发器工作在单稳态状态时,另一
    个单稳态触发器被锁定,实现了对调制解调电路调制和解调两种工作状态的自动切换。

    RS-485信号调制解调单元与RS-485总线接口单元连接。RS-485信号调制解调单元对
    通过对RS-485总线信号调制和解调能够有效延长通信距离。

    关于本文
    本文标题:一种基于C8051F040的矿用通信分站.pdf
    链接地址://www.4mum.com.cn/p-5861846.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

    [email protected] 2017-2018 www.4mum.com.cn网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
     


    收起
    展开
  • 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
  • 排排五历史开奖结果 足球竞猜大奖 大圣捕鱼下载免费下载 明日短线黑马股票推荐 欢乐斗地主网页版 江苏苏州麻将 山东11选5走势图 德甲射手榜 朋友开股票公司为什么那么赚钱 河南快赢481最大遗漏 3d七码二期计划 亚洲彩票安卓 湖北快三开奖结果走势 北京赛车pk10开奖直播 足彩17147开奖结果奖金 真人游戏种子