CN203872168U - 基于cpld的rs-422a信号转发装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于CPLD的RS-422A信号转发装置，属于信号转发电路技术领域。该装置包括：电源模块、电源隔离电路、RS-422A信号收发器、第一隔离电路、第二隔离电路、第三隔离电路以及信号转发电路。本实用新型通过CPLD实现RS-422A信号转发，提高了整个转发装置的集成度；通过CPLD实现了RS-422A信号源的选择控制，即可以从两种RS-422A信号源中有选择地接收其中一种信号源进行数据接收；可通过CPLD改变每路RS-422A信号转发通道的数量，灵活度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及信号转发电路技术领域，具体涉及一种基于CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)的RS-422A信号转发装置。
背景技术
目前武控系统全面采用计算机、网络、总线等先进信号通信技术，接口形式包括以太网络接口、RS-422A串行接口、1553B总线接口、并行接口等。在武控系统中，信息交换接口单元作为关键接口设备，接收作战系统发送的相关信息到武控系统内，同时将武控系统内相关信息反馈给作战系统；对武控系统内部信息进行收集、分发和管理，从而实现武控系统内、外信息交互功能和武控系统内部信息管理功能。而RS-422A信号转发装置作为信息交换接口单元的重要组成部分，负责接收RS-422A信号并进行复制转发，以实现RS-422A信号在武控系统内部的信息共享。
通常设计的RS-422A信号转发装置存在的缺点在于：1.RS-422A信号源单一，即不能从多个RS-422A信号源中有选择地接收某一路信号源数据；2.信号转发电路通过跳接线、信号驱动器实现，当采用这种方式完成多路信号接收和转发多路信号的功能时，设计上需要相应增加跳接线和信号驱动器的数量，元器件排列占用空间必然也随之增大，这在硬件上是某种程度的资源浪费。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型要解决的技术问题是：如何提供一种能够选择RS-422A信号源的、集成度高的RS-422A信号转发装置，以负责接收RS-422A信号并进行复制转发，实现RS-422A信号的信息共享。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于CPLD的RS-422A信号转发装置，包括：电源模块、电源隔离电路、RS-422A信号收发器、第一隔离电路、第二隔离电路、第三隔离电路以及信号转发电路；
其中，RS-422A信号收发器包括RS-422A信号接收电路和RS-422A信号发送电路；RS-422A信号接收电路与第一隔离电路连接，电源隔离电路分别与RS-422A信号接收电路、第一隔离电路、电源模块、第二隔离电路、信号转发电路、第三隔离电路以及RS-422A信号发送电路连接；第二隔离电路、信号转发电路、第三隔离电路以及RS-422A信号发送电路依次连接；
所述RS-422A信号接收电路用于接收RS-422A差分信号，并将RS-422A差分信号转换为TTL电平信号发送出去，可同时接收多路信号；所述第一隔离电路用于将RS-422A信号接收电路发送的TTL电平信号转换为TTL电平隔离信号后输出至信号转发电路；所述第二隔离电路将多路控制信号转换为TTL电平隔离控制信号，输出至信号转发电路；信号转发电路用于接收所述多路TTL电平隔离信号和多路TTL电平隔离控制信号，根据每路TTL电平隔离控制信号选择相应的TTL电平隔离信号进行复制处理，输出TTL电平信号至第三隔离电路；所述第三隔离电路用于将信号转发电路输出的TTL电平信号转换为TTL电平隔离信号后输出至RS-422A信号发送电路；RS-422A信号发送电路用于将TTL电平隔离信号转换为RS-422A差分信号并发送出去；
所述信号转发电路为复杂可编程逻辑器件CPLD。
优选地，所述电源模块中的DC-DC转换器为PH50S24-5芯片；RS-422A信号接收电路和RS-422A信号发送电路采用MAx490EESA芯片；第一隔离电路、第二隔离电路、第三隔离电路为光电耦合器；电源隔离电路为B0505S-1w；CPLD采用EPM7128STl100-10芯片。
优选地，所述第一隔离电路和第三隔离电路为HCPL-0720#300芯片，第二隔离电路为相互连接的TLP521-1芯片和TLP521-4芯片。
(三)有益效果
本实用新型通过CPLD实现RS-422A信号转发，提高了整个转发装置的集成度；通过CPLD实现了RS-422A信号源的选择控制，即可以从两种RS-422A信号源中有选择地接收其中一种信号源进行数据接收；可通过CPLD改变每路RS-422A信号转发通道的数量，灵活度高。
附图说明
图1为本实用新型的装置结构示意图；
图2为CPLD的主要处理流程图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。
如图1所示，本实用新型的一种基于CPLD的RS-422A信号转发装置包括：电源模块3、电源隔离电路4、RS-422A信号收发器、第一隔离电路2、第二隔离电路5、第三隔离电路7以及信号转发电路CPLD6；
其中，RS-422A信号收发器包括RS-422A信号接收电路1和RS-422A信号发送电路8；RS-422A信号接收电路1与第一隔离电路2连接，电源隔离电路4分别与RS-422A信号接收电路1、第一隔离电路2、电源模块3、第二隔离电路5、CPLD6、第三隔离电路7以及RS-422A信号发送电路8连接；第二隔离电路5、CPLD6、第三隔离电路7以及RS-422A信号发送电路8依次连接；
电源模块3将28.5V直流电输入经过DC-DC转换器转换为5V直流电源输出，输出后的电源被送入电源隔离电路4转换为5V隔离电源，为信号转发装置各模块提供所需电源；所述RS-422A信号接收电路1用于接收RS-422A差分信号，并将RS-422A差分信号转换为TTL电平信号发送出去，可同时接收10路信号；所述第一隔离电路2用于将RS-422A信号接收电路1发送的TTL电平信号转换为TTL电平隔离信号后输出至信号转发电路；所述第二隔离电路5将多路控制信号转换为TTL电平隔离控制信号，输出至CPLD6；CPLD6根据控制信号选择信号源，接收TTL电平，负责对信号源的选择及复制转发处理进行逻辑控制，具体来说，其用于接收所述多路TTL电平隔离信号和多路TTL电平隔离控制信号，根据每路TTL电平隔离控制信号选择相应的TTL电平隔离信号进行复制处理，输出TTL电平信号至第三隔离电路；所述第三隔离电路7用于将信号转发电路输出的TTL电平信号转换为TTL电平隔离信号后输出至RS-422A信号发送电路；RS-422A信号发送电路用于将TTL电平隔离信号转换为RS-422A差分信号并发送出去。
上述部分器件的相关参数分别为：DC-DC转换器为LAMBDA公司的PH50S24-5，该器件紧凑小型，额定输入电压24V，额定输出电压5V；RS-422A信号收发器采用MAXIM公司的MAX490EESA，该器件是用于RS-422通信的低功耗收发器，包含一路接收器和一路发送器，传输速率可达2.5Mbps；隔离电路中，第一隔离电路和第三隔离电路采用HP公司的HCPL-0720#300，第二隔离电路为相互连接的TOSHIBA公司的TLP521-1、TLP521-4芯片，其中HCPL-0720#300是+5V CMOS光电耦合器，低功耗，传输延时最大40ns，速度可达25MBd，其中TLP521-1和TLP521-4分别提供1个隔离通道和4个隔离通道，集电极-发射极电压最小55V，隔离电压最小2500Vrms；电源隔离电路为金升阳公司的B0505S-1W，该器件超小型SIP封装，输入电压5V，输出电压5V，功率1W，隔离电压1000VDC；CPLD采用ALTERA公司的EPM7128STl100-10，该器件是高集成度高性能的可编程逻辑器件，含内建JTAG边界扫描测试电路及接口，用户可用引脚最大数量100。
上述信号转发装置工作过程大致如下：PH50S24-5将28.5V直流电输入转换为5V直流电源输出，输出后的电源被送入电源隔离电路转换为5V隔离电源，为本转发装置内所有器件提供所需电源；RS-422A信号接收电路通过RS-422收发器MAX490EESA接收10路RS-422A差分信号转换为10路TTL电平信号，每路TTL电平信号分别经过光电耦合器HCPL-0720#300转换为TTL电平隔离信号后输出至CPLD；5路控制信号为直流28.5V开关量电平，经过光电耦合器TLP521-1和TLP521-4转换为TTL电平隔离控制信号，输出至CPLD；CPLD接收10路TTL电平隔离信号和5路TTL电平隔离控制信号，根据每路控制信号选择相应的TTL电平隔离信号进行复制处理，将其中1路信号复制8路，其它4路信号分别复制4路，复制输出共24路TTL电平信号；由CPLD输出的24路TTL电平信号分别经过光电耦合器HCPL-0720#300转换为TTL电平隔离信号后输出至RS-422A信号发送电路；RS-422A信号发送电路通过RS-422收发器MAX490EESA将24路TTL电平隔离信号转换为24路RS-422A差分信号输出，从而实现信号转发装置的RS-422A信号复制转发功能。
如附图2所示，该图示出了CPLD的主要处理流程，描述了从接收的2种信号源中选择其中一种信号源的数据作为输入信号，并对其进行复制的过程。
由以上实施例可以看出，本实用新型通过CPLD实现RS-422A信号转发，提高了整个转发装置的集成度；通过CPLD实现了RS-422A信号源的选择控制，即可以从两种RS-422A信号源中有选择地接收其中一种信号源进行数据接收；可通过CPLD改变每路RS-422A信号转发通道的数量，灵活度高。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种基于CPLD的RS-422A信号转发装置，其特征在于，包括：电源模块、电源隔离电路、RS-422A信号收发器、第一隔离电路、第二隔离电路、第三隔离电路以及信号转发电路；
其中，RS-422A信号收发器包括RS-422A信号接收电路和RS-422A信号发送电路；RS-422A信号接收电路与第一隔离电路连接，电源隔离电路分别与RS-422A信号接收电路、第一隔离电路、电源模块、第二隔离电路、信号转发电路、第三隔离电路以及RS-422A信号发送电路连接；第二隔离电路、信号转发电路、第三隔离电路以及RS-422A信号发送电路依次连接；
所述RS-422A信号接收电路用于接收RS-422A差分信号，并将RS-422A差分信号转换为TTL电平信号发送出去，可同时接收多路信号；所述第一隔离电路用于将RS-422A信号接收电路发送的TTL电平信号转换为TTL电平隔离信号后输出至信号转发电路；所述第二隔离电路将多路控制信号转换为TTL电平隔离控制信号，输出至信号转发电路；信号转发电路用于接收所述多路TTL电平隔离信号和多路TTL电平隔离控制信号，根据每路TTL电平隔离控制信号选择相应的TTL电平隔离信号进行复制处理，输出TTL电平信号至第三隔离电路；所述第三隔离电路用于将信号转发电路输出的TTL电平信号转换为TTL电平隔离信号后输出至RS-422A信号发送电路；RS-422A信号发送电路用于将TTL电平隔离信号转换为RS-422A差分信号并发送出去；
所述信号转发电路为复杂可编程逻辑器件CPLD。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电源模块中的DC-DC转换器为PH50S24-5芯片；RS-422A信号接收电路和RS-422A信号发送电路采用MAX490EESA芯片；第一隔离电路、第二隔离电路、第三隔离电路为光电耦合器；电源隔离电路为B0505S-1w芯片；CPLD采用EPM7128STI100-10芯片。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一隔离电路和第三隔离电路为HCPL-0720#300芯片，第二隔离电路为相互连接的TLP521-1芯片和TLP521-4芯片。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN104682989A (zh) * | 2013-11-27 | 2015-06-03 | 中国航天科工集团第三研究院第八三五七研究所 | 基于cpld的rs-422a信号转发装置 |
| CN109062835A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-12-21 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种实现串行通用输入输出重新编写的方法 |
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2013
- 2013-11-27 CN CN201320756079.1U patent/CN203872168U/zh not_active Expired - Lifetime
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