CN110647081A - 一种工业控制模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工业控制模块，包括工控模块，工控模块上设有外壳接地焊接点，工控模块上设有芯片、MCU电路模块、时钟晶振电路模块、电源电路模块、RTC时钟电路模块、SPI FLASH电路模块、EEPROM模块和以太网电路模块，MCU电路模块与工控模块芯片电性连接，SPI FLASH电路模块、时钟晶振电路模块和EEPROM模块和工控模块之间电性连接，时钟晶振电路的一侧与工控模块电性连接，SPI FLASH电路包括25Q64芯片，25Q64芯片上引脚7、引脚8和引脚2之间设有电阻，25Q64芯片上的引脚4的一端接地，另一端通过电容与电源连接；本发明只需进行简单的接口电路即可完成相应的硬件开发工作；简洁方便，大大减少了开发成本，缩短开发周期。

Description

一种工业控制模块
技术领域
本发明涉及工业控制领域，具体是指一种工业控制模块。
背景技术
当前以MCU(STM32F系列ARM)为核心开发工业控制电路遇到很多以下困难：
(1)每次新项目都要重新设计MCU电路、时钟晶振电路、电源电路、RTC时钟电路、SPI FLASH(8MB)电路、EEPROM(8KB)电路、以太网电路以及外围接口电路。电路设计复杂、PCB设计周期加长，延缓整个产品上市时间；
(2)电路经常不稳定，调试困难，经常要二次重新设计。电路的抗干扰性和可靠性大打折扣，严重影响产品的质量。
(3)电路设计复杂意味着在批量生产测试时经常发生很高的不合格率。
(4)对硬件人员要求必须有多年设计工作经验，人力成本高。
(5)对软件设计人员要求同样要有多年工作经验。经常出现软件结构上问题及BUG频出，软件的可继承性及可读性很差。
遇到产品性能和功能升级必须重新设计电路及PCB，相当于重新开发一个新产品，费时费力并增加成本。
因此，一种节约成本的工业控制模块成为整个社会亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种工业控制模块，包括工控模块，所述工控模块上设有外壳接地焊接点，所述工控模块上设有芯片、MCU电路模块、时钟晶振电路模块、电源电路模块、RTC时钟电路模块、SPI FLASH电路模块、EEPROM模块和以太网电路模块，所述MCU电路模块与工控模块芯片电性连接，所述SPI FLASH电路模块、时钟晶振电路模块和EEPROM模块和工控模块之间电性连接，所述时钟晶振电路的一侧与工控模块电性连接，所述SPI FLASH电路包括25Q64芯片，所述25Q64芯片上引脚7、引脚8和引脚2之间设有电阻，所述25Q64芯片上的引脚4的一端接地，另一端通过电容与电源连接；
所述EEPROM电路模块包括AT24C64芯片，所述AT24C64芯片的引脚5、引脚6均通过电阻与3.3V电压连接，所述AT24C64芯片上的引脚8直接与3.3V电压连接，所述AT24C64芯片上的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4直接接地；
所述时钟晶振电路模块包括50Mhz芯片，所述50Mhz芯片的引脚2用于接地，所述50Mhz芯片的引脚4通过电容进行接地；
所述电源电路模块包括MP1470GJ芯片，所述MP1470GJ芯片引脚2和引脚6之间设有电容，所述MP1470GJ芯片引脚5通过电阻接地。
进一步地，所述芯片为STM32F1/2/4/7XX系列芯片。
进一步地，所述以太网电路模块包括DP83848K芯片，所述DP83848K芯片引脚1用于接3.3V电压，所述DP83848K芯片引脚20上连接设有电阻，所述DP83848K芯片引脚33和引脚34通过电阻连接，所述DP83848K芯片24通过电阻与3.3V电压连接，所述DP83848K芯片引脚21和引脚22通过电阻与3.3V电压连接。
进一步地，所述工控模块的外表面焊接设有屏蔽罩，所述屏蔽罩直接接地，用于电路器件的屏蔽。
进一步地，所述工控模块包括96引脚和120引脚两种。
进一步地，所述MCU电路模块、时钟晶振电路模块、RTC时钟电路模块、SPI FLASH电路模块、EEPROM模块、以太网电路模块与电源电路模块之间电性连接，所述电源电路模块用于各个模块的供电。
进一步地，所述MCU电路模块包括STM32F1/2/4/7XX系列芯片，所述STM32F1/2/4/7XX系列芯片上的引脚8和引脚9之间设有三极管，所述STM32F1/2/4/7XX系列芯片上的引脚8和引脚9通过电容接地。
进一步地，所述STM32F1/2/4/7XX系列芯片上的引脚20和引脚21之间设有并联的电容，所述STM32F1/2/4/7XX系列芯片上的引脚50、引脚75、、引脚100、引脚28和引脚11外接3.3V电压。
进一步地，所述工控模块上设有四组焊接接地点。
发明与现有技术相比的优点在于：本发明一种工业控制模块由STM32F系列MCU电路模块、时钟晶振电路模块、电源电路模块、RTC时钟电路模块、SPI FLASH电路模块、EEPROM模块和以太网电路模块等部分组成，具备以下优点：(1)只需进行简单的接口电路即可完成相应的硬件开发工作；(2)简洁方便，大大减少了开发成本，缩短开发周期；(3)以STM32F系列模块为硬件载体，设计一套硬件驱动库，将模块和硬件相关的操作全部用标准函数封装起来，对于用户来说，只关心函数的使用，不必了解STM32F芯片具体硬件功能；(4)计屏蔽罩，将所有电路器件全部用屏蔽罩屏蔽起来，屏蔽罩接电源地。
附图说明
图1是本发明一种工业控制模块的模块结构示意图；
图2是芯片的结构示意图；
图3是MCU电路模块的电路图；
图4是时钟晶振电路模块的电路图；
图5是电源电路模块的电路图；
图6是SPI FLASH电路模块的电路图；
图7是EEPROM模块的电路图；
图8是以太网电路模块的电路图；
图9是工控模块的结构示意图。
如图所示：R、电阻，C、电容，Y1、三极管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
结合附图，对本发明进行详细介绍。
本发明在具体实施时提供了一种工业控制模块，包括工控模块，所述工控模块上设有外壳接地焊接点，所述工控模块上设有芯片、MCU电路模块、时钟晶振电路模块、电源电路模块、RTC时钟电路模块、SPI FLASH电路模块、EEPROM模块和以太网电路模块，所述MCU电路模块与工控模块芯片电性连接，所述SPI FLASH电路模块、时钟晶振电路模块和EEPROM模块和工控模块之间电性连接，所述时钟晶振电路的一侧与工控模块电性连接，所述SPIFLASH电路包括25Q64芯片，所述25Q64芯片上引脚7、引脚8和引脚2之间设有电阻，所述25Q64芯片上的引脚4的一端接地，另一端通过电容与电源连接；
所述EEPROM电路模块包括AT24C64芯片，所述AT24C64芯片的引脚5、引脚6均通过电阻与3.3V电压连接，所述AT24C64芯片上的引脚8直接与3.3V电压连接，所述AT24C64芯片上的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4直接接地；
所述时钟晶振电路模块包括50Mhz芯片，所述50Mhz芯片的引脚2用于接地，所述50Mhz芯片的引脚4通过电容进行接地；
所述电源电路模块包括MP1470GJ芯片，所述MP1470GJ芯片引脚2和引脚6之间设有电容，所述MP1470GJ芯片引脚5通过电阻接地。
所述芯片为STM32F1/2/4/7XX系列芯片。所述以太网电路模块包括DP83848K芯片，所述DP83848K芯片引脚1用于接3.3V电压，所述DP83848K芯片引脚20上连接设有电阻，所述DP83848K芯片引脚33和引脚34通过电阻连接，所述DP83848K芯片24通过电阻与3.3V电压连接，所述DP83848K芯片引脚21和引脚22通过电阻与3.3V电压连接。所述工控模块的外表面焊接设有屏蔽罩，用于电路器件的屏蔽。所述工控模块包括96引脚和120引脚两种。所述MCU电路模块、时钟晶振电路模块、RTC时钟电路模块、SPI FLASH电路模块、EEPROM模块、以太网电路模块与电源电路模块之间电性连接，所述电源电路模块用于各个模块的供电。所述MCU电路模块包括STM32F1/2/4/7XX系列芯片，所述STM32F1/2/4/7XX系列芯片上的引脚8和引脚9之间设有三极管，所述STM32F1/2/4/7XX系列芯片上的引脚8和引脚9通过电容接地。所述STM32F1/2/4/7XX系列芯片上的引脚20和引脚21之间设有并联的电容，所述STM32F1/2/4/7XX系列芯片上的引脚50、引脚75、、引脚100、引脚28和引脚11外接3.3V电压。所述工控模块上设有四组焊接接地点。
本发明将MCU电路、时钟晶振电路、电源电路、RTC时钟电路、SPI FLASH(8MB)电路、EEPROM(8KB)电路、以太网电路等电路设计到一个核心板上，以STM32F系列模块为硬件载体，设计一套硬件驱动库，将模块和硬件相关的操作全部用标准函数封装起来；屏蔽罩的设计，可以用于将所有电路器件屏蔽起来；本发明在使用时只需要简单设计一些接口电路就可以完成硬件的开发工作，简洁方便，大大减少开发成本，缩短开发周期，本发明适同样用于P120引脚的芯片。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种工业控制模块，其特征在于：包括工控模块，所述工控模块上设有外壳接地焊接点，所述工控模块上设有芯片、MCU电路模块、时钟晶振电路模块、电源电路模块、RTC时钟电路模块、SPI FLASH电路模块、EEPROM模块和以太网电路模块，所述MCU电路模块与工控模块芯片电性连接，所述SPI FLASH电路模块、时钟晶振电路模块和EEPROM模块和工控模块之间电性连接，所述时钟晶振电路的一侧与工控模块电性连接，所述SPI FLASH电路包括25Q64芯片，所述25Q64芯片上引脚7、引脚8和引脚2之间设有电阻，所述25Q64芯片上的引脚4的一端接地，另一端通过电容与电源连接；
所述EEPROM电路模块包括AT24C64芯片，所述AT24C64芯片的引脚5、引脚6均通过电阻与3.3V电压连接，所述AT24C64芯片上的引脚8直接与3.3V电压连接，所述AT24C64芯片上的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4直接接地；
所述时钟晶振电路模块包括50Mhz芯片，所述50Mhz芯片的引脚2用于接地，所述50Mhz芯片的引脚4通过电容进行接地；
所述电源电路模块包括MP1470GJ芯片，所述MP1470GJ芯片引脚2和引脚6之间设有电容，所述MP1470GJ芯片引脚5通过电阻接地。
2.根据权利要求1所述的一种工业控制模块，其特征在于：所述芯片为STM32F1/2/4/7XX系列芯片。
3.根据权利要求1所述的一种工业控制模块，其特征在于：所述以太网电路模块包括DP83848K芯片，所述DP83848K芯片引脚1用于接3.3V电压，所述DP83848K芯片引脚20上连接设有电阻，所述DP83848K芯片引脚33和引脚34通过电阻连接，所述DP83848K芯片24通过电阻与3.3V电压连接，所述DP83848K芯片引脚21和引脚22通过电阻与3.3V电压连接。
4.根据权利要求1所述的一种工业控制模块，其特征在于：所述工控模块的外表面焊接设有屏蔽罩，用于电路器件的屏蔽。
5.根据权利要求1所述的一种工业控制模块，其特征在于：所述工控模块包括96引脚和120引脚两种。
6.根据权利要求1所述的一种工业控制模块，其特征在于：所述MCU电路模块、时钟晶振电路模块、RTC时钟电路模块、SPI FLASH电路模块、EEPROM模块、以太网电路模块与电源电路模块之间电性连接，所述电源电路模块用于各个模块的供电。
7.根据权利要求1所述的一种工业控制模块，其特征在于：所述MCU电路模块包括STM32F1/2/4/7XX系列芯片，所述STM32F1/2/4/7XX系列芯片上的引脚8和引脚9之间设有三极管，所述STM32F1/2/4/7XX系列芯片上的引脚8和引脚9通过电容接地。
8.根据权利要求7所述的一种工业控制模块，其特征在于：所述STM32F1/2/4/7XX系列芯片上的引脚20和引脚21之间设有并联的电容，所述STM32F1/2/4/7XX系列芯片上的引脚50、引脚75、、引脚100、引脚28和引脚11外接3.3V电压。
9.根据权利要求7所述的一种工业控制模块，其特征在于：所述工控模块上设有四组焊接接地点。
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