CN111600529A - 一种天线收放控制系统 - Google Patents

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黄文琼
潘吉华
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Abstract

本发明公开的一种天线收放控制系统，包括电源电路、CAN驱动电路、FPGA处理电路、电机驱动电路、电机，电源电路与CAN驱动电路、FPGA处理电路、电机驱动电路连接，FPGA处理电路与CAN驱动电路连接，CAN驱动电路与电机驱动电路连接，电机驱动电路输入端与电机上的接口连接，依据常规电机控制原理，利用可编程逻辑器件FPGA编程灵活性，设计一款通用CAN总线驱动电机控制的控制器，通过配置、优化软件代码，实现在不同倒伏装置中倒伏机构天线的起竖与撤收的控制。

Description

一种天线收放控制系统
技术领域
本发明涉及一种天线收放控制系统。
背景技术
目前，国内的通信、控制等特种作业车辆的天线均不止安装于车顶或夹板两侧，天线的种类杂、数量多。如果天线在起竖和撤收时，采用人工方式进行，工作时间较长，且存在一定的安全隐患。因此，设计一款倒伏装置控制器来控制倒伏机构是数字化作业急需要的一种装置。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种天线收放控制系统。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种天线收放控制系统，包括电源电路、CAN驱动电路、FPGA处理电路、电机驱动电路、电机，电源电路与CAN驱动电路、FPGA处理电路、电机驱动电路连接，FPGA处理电路与CAN 驱动电路连接，CAN驱动电路与电机驱动电路连接，电机驱动电路输入端与电机上的接口连接。
所述电源电路包括电源VCC、稳压器U1、转换器T1、电源接口 J2、保险F1、电阻R29、电阻R1、电阻R2、电阻R115、电阻R116、二极管P1、二极管P2、电容C1、电容C2、电容C11、电容C12，电源接口J2输入端与电源VCC连接，电源接口J2输出端D与保险F1一端连接，保险F1另一端与转换器T1的1脚连接，电源接口J2输出端A与电阻R29一端、接地点、转换器T1的3脚分别连接，电阻R29另一端与转换器T1的2脚连接，转换器T1的4脚、8脚分别与电容C11两端连接，电容C12两端分别与电容C11两端并联，转换器T1的8脚输出5.5V直流电压；
转换器T1的8脚与电阻R1一端、电阻R116一端、稳压器U1的2脚分别连接，电阻R1另一端与稳压器U1的1脚连接，电阻R116另一端与二极管P1阳极连接，二极管P1阴极接地，稳压器U1的5脚与电容C2 一端连接，电容C2另一端接地，稳压器U1的4脚与电容C1一端、电阻R2一端分别连接，稳压器U1的3脚与6脚短接后与电容C1另一端连接，电阻R2另一端与电阻R115一端连接且同时输出3.3V直流电压，电阻 R115另一端与二极管P2的阳极连接，二极管P2的阴极接地。
所述FPGA处理电路包括FPGA芯片、光耦U10、光耦U12、电阻 R36、电阻R38、电阻R40、电阻R41，FPGA芯片的1脚与光耦U10的3 脚、电阻R38一端分别连接，电阻R38另一端接地，光耦U10的4脚接入3.3V直流电压，光耦U10的1脚与电阻R36一端连接，光耦U10的2 脚接地；
FPGA芯片的2脚与光耦U12的3脚、电阻R41一端分别连接，电阻 R41另一端接地，光耦U12的4脚接入3.3V直流电压，光耦U12的1脚与电阻R40一端连接，光耦U12的2脚接地；
FPGA芯片的120脚、121脚接入5.5V直流电源。
所述CAN驱动电路包括CAN总线控制器U13、CAN收发器U14、 CAN收发器U15、CAN总线控制器U16、电平转换收发器、RS485总线芯片D1、接口J5、电阻若干、电容若干，CAN总线控制器U13的1 脚、2脚分别与CAN收发器U14的1脚、4脚连接，CAN总线控制器U16 的1脚、2脚分别与CAN收发器U15的1脚、4脚连接，CAN总线控制器 U13的12脚～16脚分别与电平转换收发器的14脚、2脚、3脚、13脚、5 脚连接，CAN总线控制器U16的12脚～16脚分别与电平转换收发器的 23脚、12脚、11脚、22脚、9脚连接，CAN总线控制器U13、CAN总线控制器U16与电平转换收发器之间设有电阻，电平转换收发器的26 脚、27脚、35脚～38脚、40脚、44脚、46脚、47脚分别与FPGA芯片的 3脚、4脚、6脚～9脚、10脚、12脚～14脚连接，电平转换收发器的19 脚、8脚分别与RS485总线芯片D1的2脚、3脚连接，RS485总线芯片 D1的5脚～8脚分别与接口J5的8脚、6脚、4脚、2脚连接。
所述电机驱动电路包括接口J1、光耦U2～U9、三极管Q1～Q8、电阻若干、电容若干，接口J1的1脚～4脚、6脚～9脚分别与三极管Q1～Q8 的集电极连接，三极管Q1～Q8的发射极分别接地，三极管Q1～Q8的基极分别与光耦U2～U9的3脚连接，光耦U2的1脚、4脚与光耦U3的1脚、 4脚分别连接，光耦U4的1脚、4脚与光耦U5的1脚、4脚分别连接，光耦U6的1脚、4脚与光耦U7的1脚、4脚分别连接，光耦U8的1脚、4脚与光耦U9的1脚、4脚分别连接，光耦U2与光耦U3、光耦U4与光耦U5、光耦U6与光耦U7、光耦U8与光耦U9之间分别设有电阻且与电源VCC 连接，光耦U2～U9的2脚分别与FPGA芯片的38脚～31脚连接。
所述稳压器U1型号是TPS79633DCQ；转换器T1型号是 HDS50S28M05PNS。
所述FPGA芯片型号是XC6SLX25-2FTG256I；光耦U10、光耦U12 型号是GH2703-1。
所述CAN总线控制器U13、CAN总线控制器U16型号均是 MCP2515；CAN收发器U14、CAN收发器U15型号均是TJA1050；电平转换收发器型号是SN74ALVC164245；RS485总线芯片D1型号是MAX490ESA。
所述光耦U2～U9型号是GH2703-1；三极管Q1～Q8型号是FH420S。
本发明的有益效果在于：本发明依据常规电机控制原理，利用可编程逻辑器件FPGA编程灵活性，设计一款通用CAN总线驱动电机控制的控制器，通过配置、优化软件代码，实现在不同倒伏装置中倒伏机构天线的起竖与撤收的控制。
附图说明
图1是本发明的工作原理图；
图2是本发明包含稳压器的电源电路；
图3是本发明包含转换器的电源电路；
图4是本发明的FPGA处理电路；
图5是本发明的CAN驱动电路；
图6是本发明的电机驱动电路。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
一种天线收放控制系统，包括电源电路、CAN驱动电路、FPGA 处理电路、电机驱动电路、电机，电源电路与CAN驱动电路、FPGA 处理电路、电机驱动电路连接，FPGA处理电路与CAN驱动电路连接，CAN驱动电路与电机驱动电路连接，电机驱动电路输入端与电机上的接口连接。
电源电路包括电源VCC、稳压器U1、转换器T1、电源接口J2、保险F1、电阻R29、电阻R1、电阻R2、电阻R115、电阻R116、二极管P1、二极管P2、电容C1、电容C2、电容C11、电容C12，电源接口 J2输入端与电源VCC连接，电源接口J2输出端D与保险F1一端连接，保险F1另一端与转换器T1的1脚连接，电源接口J2输出端A与电阻R29 一端、接地点、转换器T1的3脚分别连接，电阻R29另一端与转换器 T1的2脚连接，转换器T1的4脚、8脚分别与电容C11两端连接，电容 C12两端分别与电容C11两端并联，转换器T1的8脚输出5.5V直流电压；
转换器T1的8脚与电阻R1一端、电阻R116一端、稳压器U1的2脚分别连接，电阻R1另一端与稳压器U1的1脚连接，电阻R116另一端与二极管P1阳极连接，二极管P1阴极接地，稳压器U1的5脚与电容C2 一端连接，电容C2另一端接地，稳压器U1的4脚与电容C1一端、电阻R2一端分别连接，稳压器U1的3脚与6脚短接后与电容C1另一端连接，电阻R2另一端与电阻R115一端连接且同时输出3.3V直流电压，电阻 R115另一端与二极管P2的阳极连接，二极管P2的阴极接地；
稳压器U1型号是TPS79633DCQ，转换器T1型号是 HDS50S28M05PNS，电源电路主要通过芯片TPS79633DCQ、 HDS50S28M05PNS配置实现了3.3V、5V电压产生。
FPGA处理电路包括FPGA芯片、光耦U10、光耦U12、电阻R36、电阻R38、电阻R40、电阻R41，FPGA芯片的1脚与光耦U10的3脚、电阻R38一端分别连接，电阻R38另一端接地，光耦U10的4脚接入3.3V 直流电压，光耦U10的1脚与电阻R36一端连接，光耦U10的2脚接地；
FPGA芯片的2脚与光耦U12的3脚、电阻R41一端分别连接，电阻 R41另一端接地，光耦U12的4脚接入3.3V直流电压，光耦U12的1脚与电阻R40一端连接，光耦U12的2脚接地，FPGA芯片的120脚、121脚接入5.5V直流电源，FPGA芯片型号是XC6SLX25-2FTG256I；光耦U10、光耦U12型号是GH2703-1。
结合FPGA芯片，CAN驱动电路包括CAN总线控制器U13、CAN 收发器U14、CAN收发器U15、CAN总线控制器U16、电平转换收发器、RS485总线芯片D1、接口J5、电阻若干、电容若干，CAN总线控制器U13的1脚、2脚分别与CAN收发器U14的1脚、4脚连接，CAN总线控制器U16的1脚、2脚分别与CAN收发器U15的1脚、4脚连接，CAN 总线控制器U13的12脚～16脚分别与电平转换收发器的14脚、2脚、3 脚、13脚、5脚连接，CAN总线控制器U16的12脚～16脚分别与电平转换收发器的23脚、12脚、11脚、22脚、9脚连接，CAN总线控制器U13、 CAN总线控制器U16与电平转换收发器之间设有电阻，电平转换收发器的26脚、27脚、35脚～38脚、40脚、44脚、46脚、47脚分别与FPGA 芯片的3脚、4脚、6脚～9脚、10脚、12脚～14脚连接，电平转换收发器的19脚、8脚分别与RS485总线芯片D1的2脚、3脚连接，RS485总线芯片D1的5脚～8脚分别与接口J5的8脚、6脚、4脚、2脚连接；
CAN驱动芯片MCP2515与通过FPGA芯片XC6SLX25-2FTG256I 配置，实现CAN总线通信，CAN总线控制器U13、CAN总线控制器 U16型号均是MCP2515；CAN收发器U14、CAN收发器U15型号均是 TJA1050；电平转换收发器型号是SN74ALVC164245；RS485总线芯片D1型号是MAX490ESA。
电机驱动电路包括接口J1、光耦U2～U9、三极管Q1～Q8、电阻若干、电容若干，接口J1的1脚～4脚、6脚～9脚分别与三极管Q1～Q8的集电极连接，三极管Q1～Q8的发射极分别接地，三极管Q1～Q8的基极分别与光耦U2～U9的3脚连接，光耦U2的1脚、4脚与光耦U3的1脚、4脚分别连接，光耦U4的1脚、4脚与光耦U5的1脚、4脚分别连接，光耦U6的1脚、4脚与光耦U7的1脚、4脚分别连接，光耦U8的1脚、4脚与光耦U9的1脚、4脚分别连接，光耦U2与光耦U3、光耦U4与光耦U5、光耦U6与光耦U7、光耦U8与光耦U9之间分别设有电阻且与电源VCC 连接，光耦U2～U9的2脚分别与FPGA芯片的38脚～31脚连接，光耦 U2～U9型号是GH2703-1；三极管Q1～Q8型号是FH420S，本部分电路采用了光耦GH2703-1和专用三极管放大驱动技术。
本系统的工作原理：控制器上电后，首先通过图5完成倒伏装置控制器各电路供电，其次完成CAN驱动器配置，实现CAN总线通信，再次采集天线起竖与撤收指令，CAN总线通信电路发送电机正、反指令，最终实现实现对电机正、反转控制。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围不局限于此，任何不经过创造性劳动得到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种天线收放控制系统，其特征在于：包括电源电路、CAN驱动电路、FPGA处理电路、电机驱动电路、电机，电源电路与CAN驱动电路、FPGA处理电路、电机驱动电路连接，FPGA处理电路与CAN驱动电路连接，CAN驱动电路与电机驱动电路连接，电机驱动电路输入端与电机上的接口连接。
2.如权利要求1所述的一种天线收放控制系统，其特征在于：所述电源电路包括电源VCC、稳压器U1、转换器T1、电源接口J2、保险F1、电阻R29、电阻R1、电阻R2、电阻R115、电阻R116、二极管P1、二极管P2、电容C1、电容C2、电容C11、电容C12，电源接口J2输入端与电源VCC连接，电源接口J2输出端D与保险F1一端连接，保险F1另一端与转换器T1的1脚连接，电源接口J2输出端A与电阻R29一端、接地点、转换器T1的3脚分别连接，电阻R29另一端与转换器T1的2脚连接，转换器T1的4脚、8脚分别与电容C11两端连接，电容C12两端分别与电容C11两端并联，转换器T1的8脚输出5.5V直流电压；
转换器T1的8脚与电阻R1一端、电阻R116一端、稳压器U1的2脚分别连接，电阻R1另一端与稳压器U1的1脚连接，电阻R116另一端与二极管P1阳极连接，二极管P1阴极接地，稳压器U1的5脚与电容C2一端连接，电容C2另一端接地，稳压器U1的4脚与电容C1一端、电阻R2一端分别连接，稳压器U1的3脚与6脚短接后与电容C1另一端连接，电阻R2另一端与电阻R115一端连接且同时输出3.3V直流电压，电阻R115另一端与二极管P2的阳极连接，二极管P2的阴极接地。
3.如权利要求1所述的一种天线收放控制系统，其特征在于：所述FPGA处理电路包括FPGA芯片、光耦U10、光耦U12、电阻R36、电阻R38、电阻R40、电阻R41，FPGA芯片的1脚与光耦U10的3脚、电阻R38一端分别连接，电阻R38另一端接地，光耦U10的4脚接入3.3V直流电压，光耦U10的1脚与电阻R36一端连接，光耦U10的2脚接地；
FPGA芯片的2脚与光耦U12的3脚、电阻R41一端分别连接，电阻R41另一端接地，光耦U12的4脚接入3.3V直流电压，光耦U12的1脚与电阻R40一端连接，光耦U12的2脚接地；
FPGA芯片的120脚、121脚接入5.5V直流电源。
4.如权利要求1所述的一种天线收放控制系统，其特征在于：所述CAN驱动电路包括CAN总线控制器U13、CAN收发器U14、CAN收发器U15、CAN总线控制器U16、电平转换收发器、RS485总线芯片D1、接口J5、电阻若干、电容若干，CAN总线控制器U13的1脚、2脚分别与CAN收发器U14的1脚、4脚连接，CAN总线控制器U16的1脚、2脚分别与CAN收发器U15的1脚、4脚连接，CAN总线控制器U13的12脚～16脚分别与电平转换收发器的14脚、2脚、3脚、13脚、5脚连接，CAN总线控制器U16的12脚～16脚分别与电平转换收发器的23脚、12脚、11脚、22脚、9脚连接，CAN总线控制器U13、CAN总线控制器U16与电平转换收发器之间设有电阻，电平转换收发器的26脚、27脚、35脚～38脚、40脚、44脚、46脚、47脚分别与FPGA芯片的3脚、4脚、6脚～9脚、10脚、12脚～14脚连接，电平转换收发器的19脚、8脚分别与RS485总线芯片D1的2脚、3脚连接，RS485总线芯片D1的5脚～8脚分别与接口J5的8脚、6脚、4脚、2脚连接。
5.如权利要求1所述的一种天线收放控制系统，其特征在于：所述电机驱动电路包括接口J1、光耦U2～U9、三极管Q1～Q8、电阻若干、电容若干，接口J1的1脚～4脚、6脚～9脚分别与三极管Q1～Q8的集电极连接，三极管Q1～Q8的发射极分别接地，三极管Q1～Q8的基极分别与光耦U2～U9的3脚连接，光耦U2的1脚、4脚与光耦U3的1脚、4脚分别连接，光耦U4的1脚、4脚与光耦U5的1脚、4脚分别连接，光耦U6的1脚、4脚与光耦U7的1脚、4脚分别连接，光耦U8的1脚、4脚与光耦U9的1脚、4脚分别连接，光耦U2与光耦U3、光耦U4与光耦U5、光耦U6与光耦U7、光耦U8与光耦U9之间分别设有电阻且与电源VCC连接，光耦U2～U9的2脚分别与FPGA芯片的38脚～31脚连接。
6.如权利要求2所述的一种天线收放控制系统，其特征在于：所述稳压器U1型号是TPS79633DCQ；转换器T1型号是HDS50S28M05PNS。
7.如权利要求3所述的一种天线收放控制系统，其特征在于：所述FPGA芯片型号是XC6SLX25-2FTG256I；光耦U10、光耦U12型号是GH2703-1。
8.如权利要求4所述的一种天线收放控制系统，其特征在于：所述CAN总线控制器U13、CAN总线控制器U16型号均是MCP2515；CAN收发器U14、CAN收发器U15型号均是TJA1050；电平转换收发器型号是SN74ALVC164245；RS485总线芯片D1型号是MAX490ESA。
9.如权利要求5所述的一种天线收放控制系统，其特征在于：所述光耦U2～U9型号是GH2703-1；三极管Q1～Q8型号是FH420S。
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