CN203366045U - 一种基于can总线的数字量输入输出装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于CAN总线的数字量输入输出装置。所述数字量输入输出装置包括DSP、CPLD、隔离电源模块和光耦隔离模块,DSP和上位机之间设置有CAN总线收发器,DSP通过内部集成的CAN通讯模块与CAN总线收发器相连,并通过该CAN总线收发器与带有CAN通讯卡的上位机进行通信,CPLD通过数字I/O硬件端口连接外部设备,DSP与CPLD之间通过8路数据总线和8路地址总线连接,光耦隔离模块设置于DSP内部集成的CAN通讯模块与CAN总线收发器之间、以及CPLD的数字I/O硬件端口与外部设备之间,隔离电源模块向CAN总线收发器、DSP、CPLD和光耦隔离模块进行供电。本实用新型不会占用上位机过多资源、扩展方便、可靠性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于CAN总线的数字量输入输出装置。
背景技术
在机器人、数控机床等运动控制系统中,数字量输入输出装置是必不可少的基本单元。目前,较多的运动控制系统采用带有PCI总线或104总线的输入输出板卡,这类板卡会占用控制系统较多的资源,并且不利于端口扩展。因此,在满足系统使用需求的前提下,需要发展一种成本较低、便于扩展的多路数字量输入输出装置。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提出一种基于CAN总线的数字量输入输出装置,扩展方便,可靠性高。
本实用新型为了实现上述目的,采用如下技术方案:
一种基于CAN总线的数字量输入输出装置,包括DSP、CPLD、隔离电源模块和光耦隔离模块,DSP和上位机之间设置有CAN总线收发器,DSP通过内部集成的CAN通讯模块与CAN总线收发器相连,并通过该CAN总线收发器与带有CAN通讯卡的上位机进行通信,CPLD通过数字I/O硬件端口连接外部设备,DSP与CPLD之间通过8路数据总线和8路地址总线连接,光耦隔离模块设置于DSP内部集成的CAN通讯模块与CAN总线收发器之间、以及CPLD的数字I/O硬件端口与外部设备之间,隔离电源模块向CAN总线收发器、DSP、CPLD和光耦隔离模块进行供电。
所述光耦隔离模块,包括高速光耦隔离模块和低速光耦隔离模块,其中,DSP内部集成的CAN通讯模块与CAN总线收发器之间通过高速光耦隔离模块进行隔离,CPLD的数字I/O硬件端口与外部设备之间通过低速光耦隔离模块进行隔离。
所述隔离电源模块,包括第一隔离电源模块和第二隔离电源模块,第一隔离电源模块用于向DSP、CPLD、高速光耦隔离模块近DSP侧以及低速光耦隔离模块近CPLD侧进行供电,第二隔离电源模块用于向CAN总线收发器、高速光耦隔离模块近CAN总线收发器侧以及低速光耦隔离模块近外部设备侧进行供电。
进一步,所述CPLD采用128路数字I/O硬件端口,包括64路数字量输出端口和64路数字量输入端口。
每个控制周期内部,上位机通过CAN总线发送8位二进制64路数字量输出数据给DSP,DSP接收到输出信号后,通过与CPLD连接的8路地址总线选通CPLD映射在DSP内部的地址,然后通过与CPLD连接的8路数据线发送二进制数据,CPLD接收到数据后,经过逻辑转换,按照8位二进制数据更新CPLD的64路数字量输出端口电位,输出端口通过光耦隔离模块连接外部设备,通过电位状态的改变将数字量输出信号发送给外部设备,同时,外部设备的64路数字量输入信号通过光耦隔离模块传送到CPLD的64路数字量输入端口,改变输入端口的电位,CPLD采集64路输入端口电位状态,经过逻辑转换成为8位二进制数据,通过数据总线发送至DSP,DSP通过CAN总线将二进制数据向上位机发送,完成数字量输入信号传送。
本实用新型的优点是:
本实用新型中的数字量输入输出装置基于CAN总线与上位机进行通信,使得上位机可以通过输入输出装置的CAN总线接口并联多个输入输出装置,实现数字量输入输出端口的扩展;同时,在DSP内部集成的CAN通讯模块与CAN总线收发器之间、以及CPLD的数字I/O硬件端口与外部设备之间均通过光耦隔离模块进行隔离,提高了数字量输入输出装置的可靠性能;本实用新型不会占用上位机过多资源。
附图说明
图1为本实用新型中一种基于CAN总线的数字量输入输出装置的结构图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明:
结合图1所示,一种基于CAN总线的数字量输入输出装置,包括DSP、CPLD、隔离电源模块和光耦隔离模块,DSP和上位机之间设置有CAN总线收发器,DSP通过内部集成的CAN通讯模块与CAN总线收发器相连,并通过该CAN总线收发器与带有CAN通讯卡的上位机进行通信,CPLD通过数字I/O硬件端口连接外部设备,DSP与CPLD之间通过8路数据总线和8路地址总线连接,光耦隔离模块设置于DSP内部集成的CAN通讯模块与CAN总线收发器之间、以及CPLD的数字I/O硬件端口与外部设备之间,隔离电源模块向CAN总线收发器、DSP、CPLD和光耦隔离模块进行供电。
光耦隔离模块,包括高速光耦隔离模块和低速光耦隔离模块,其中,DSP内部集成的CAN通讯模块与CAN总线收发器之间通过高速光耦隔离模块进行隔离,以便适应CAN总线信号传输速度快的特点,CPLD的数字I/O硬件端口与外部设备之间通过低速光耦隔离模块进行隔离,以便适应CPLD的数字I/O硬件端口与外部设备信号之间传输速度相对较低的特点。
隔离电源模块,包括第一隔离电源模块1和第二隔离电源模块2,第一隔离电源模块用于向DSP、CPLD、高速光耦隔离模块近DSP侧以及低速光耦隔离模块近CPLD侧进行供电,第二隔离电源模块用于向CAN总线收发器、高速光耦隔离模块近CAN总线收发器侧以及低速光耦隔离模块近外部设备侧进行供电。
其中,高速光耦隔离模块近DSP侧是指高速光耦隔离模块与DSP连接的一侧,低速光耦隔离模块近CPLD侧是指低速光耦隔离模块与CPLD连接的一侧,高速光耦隔离模块近CAN总线收发器侧是指高速光耦隔离模块与CAN总线收发器连接的一侧,低速光耦隔离模块近外部设备侧是指低速光耦隔离模块与外部设备连接的一侧。
本实用新型实施例中,CPLD采用128路数字I/O硬件端口,包括64路数字量输出端口和64路数字量输入端口。其大致工作过程如下:
每个控制周期内部,上位机通过CAN总线发送8位二进制64路数字量输出数据给DSP,DSP接收到输出信号后,通过与CPLD连接的8路地址总线选通CPLD映射在DSP内部的地址,然后通过与CPLD连接的8路数据线发送二进制数据,CPLD接收到数据后,经过逻辑转换,按照8位二进制数据更新CPLD的64路数字量输出端口电位,输出端口通过光耦隔离模块连接外部设备,通过电位状态的改变将数字量输出信号发送给外部设备,同时,外部设备的64路数字量输入信号通过光耦隔离模块传送到CPLD的64路数字量输入端口,改变输入端口的电位,CPLD采集64路输入端口电位状态,经过逻辑转换成为8位二进制数据,通过数据总线发送至DSP,DSP通过CAN总线将二进制数据向上位机发送,完成数字量输入信号传送。
当然,以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例,本实用新型并不限于列举上述实施例,应当说明的是,任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下,所做出的所有等同替代、明显变形形式,均落在本说明书的实质范围之内,理应受到本实用新型的保护。
Claims (4)
1.一种基于CAN总线的数字量输入输出装置,其特征在于,包括DSP、CPLD、隔离电源模块和光耦隔离模块,DSP和上位机之间设置有CAN总线收发器,DSP通过内部集成的CAN通讯模块与CAN总线收发器相连,并通过该CAN总线收发器与带有CAN通讯卡的上位机进行通信,CPLD通过数字I/O硬件端口连接外部设备,DSP与CPLD之间通过8路数据总线和8路地址总线连接,光耦隔离模块设置于DSP内部集成的CAN通讯模块与CAN总线收发器之间、以及CPLD的数字I/O硬件端口与外部设备之间,隔离电源模块向CAN总线收发器、DSP、CPLD和光耦隔离模块进行供电。
2.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的数字量输入输出装置,其特征在于,所述光耦隔离模块,包括高速光耦隔离模块和低速光耦隔离模块,其中,DSP内部集成的CAN通讯模块与CAN总线收发器之间通过高速光耦隔离模块进行隔离,CPLD的数字I/O硬件端口与外部设备之间通过低速光耦隔离模块进行隔离。
3.根据权利要求2所述的一种基于CAN总线的数字量输入输出装置,其特征在于,所述隔离电源模块,包括第一隔离电源模块和第二隔离电源模块,第一隔离电源模块用于向DSP、CPLD、高速光耦隔离模块近DSP侧以及低速光耦隔离模块近CPLD侧进行供电,第二隔离电源模块用于向CAN总线收发器、高速光耦隔离模块近CAN总线收发器侧以及低速光耦隔离模块近外部设备侧进行供电。
4.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的数字量输入输出装置,其特征在于,所述CPLD采用128路数字I/O硬件端口,包括64路数字量输出端口和64路数字量输入端口。
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