s005 

网站首页|网站地图|联系我们|English

欢迎来到深圳市澳门永利娱乐特种电路技术有限公司官网!

深圳市澳门永利娱乐特种电路技术有限公司

专注PCB研发制造特种印制电路板样板、快板、批量板的设计及制造服务商

咨询热线:0755-26995333



联系我们

深圳市澳门永利娱乐特种电路技术有限公司
地址:深圳市光明新区光明街道同富裕工业园泽浩工业区D栋、E栋
电话:0755-81767899 / 26995333

传真:0755-23412580/26995285 

邮箱:market@motor-ms.com

基于AT89C2051单片机的VCN-MIO智能节点模板电路设计

文章来源:澳门永利娱乐人气:发表时间:2019-06-20 15:41

  基于具有三个CPU且固化了LonTalk通讯答应的神经元(Neuron)芯片的模板,因为Neuron芯片是八位打点器,并且只供应了11个通用I/O口,并采用了基于事宜巡检的软件调动机制,故其掌握成效相对较弱,使它无法达成及时性高的众历程、众职责的并行打点,不行知足收罗量和掌握量恳求较众的众现场开发管控的高恳求,且性价斗劲低。要知足这种高恳求,就要淘汰Neuron芯片正在外部事宜上的开销,让其敷裕发扬它正在通信上的卓异性,能使现场开发之间迅疾地调换消息,知足体系及时监控的恳求;而看待提升收集节点的测控才能,务必另择阶梯。嵌入掌握成效强、物美价廉的

  VCN-MIO智能节点模板,以包罗Neuron芯片正在内的TP/FT-10F闪控模块和AT89C2051单片机为中枢,采用法式的掌握收集答应LonTalk,竣工了真正的对等层点到点通讯的散布式掌握收集。其总体打算如图1所示。图中,A为8途AI、6途DO;B为收集、直流电压与相易源接口;C、D、E分裂为扩充模块的I/O端口,其成效由扩充I/O模块界说,能够依据工程实践需求灵便设备。

  (*中邦上等教诲学会“十一五”教诲科学谋划课题(照准号:06AIP0090046);江苏省教诲科学“十一五”谋划2006年度课题(立项编号:179); 山东省教诲科学“十一五”谋划2006年度课题(立项编号:115GG41); 黑龙江省教诲科学“十一五”谋划2006年度课题(照准编号:HGG027);黑龙江省教诲厅2006年科学身手磋议准备项目(项目编号:11513037);朱静(1966-),女,江苏淮安人,副教诲,高工。磋议对象:机电工程掌握)

  主掌握模块供应了一种纯洁、有用的格式将LonWorks身手操纵到任何掌握体系中。本打算掌握模块存储器采用 FLASH EPROM,它可能正在掉电的状况下保障数据不失落,同时正在上电的状况下还可能对它举办可频频擦写1000次的数据写操作,正在FLASH EPROM中,ATMEL公司的AT89C512 与MC143150 的时序配合最为适当,存储空间以64K为首选。收发器选用 FTT-10A,它正在未加电时吐露高阻形态,不会影响收集通讯。FTT-10A 与神经元芯片3150的接口电途如图2所示。

  图2中,Cl 是静态放电电容,正在需求的状况下,要尽不妨耐高压,电容值偏小,如 1000pF;C2 是供电电源的解耦电容,经常选用0.1uF/5V解藕电容;C3、C4为DC模块电容,取值为22uF/50V;二极管为电容暂态限幅,保障收发器静态放电和平牢靠,发起行使 IN4148或 BAV99。图3所示掌握模块的左侧18插脚分裂与神经元芯片的11个I/O、RESET、SERVICE、电源及接地引脚等直接相连,右侧6个插脚与图2的Net1、Net2直接相连。

  底板的布局打算用来摆列中枢模块和扩展模块,并给各个扩展模块供应电源,同时底板又是一个8途AI/6途DO的根柢板。中枢模块和扩展模块、中枢模块与底座的通讯即神经元芯片与单片机AT89C2051芯片通讯采用的是SPI式样,如图4所示,因为神经元芯片的IO口不众,故选用串行式样。SPI接口是一种同步全双工串行外围接口,卓绝所长是正在行使起码的微掌握器引脚的条件下,竣工相对高速的短程通讯。神经元芯片供应Neurowire对象竣工SPI式样通讯,IO8、IO9、IO10分裂是同步时钟、数据输出、输入;IO0-IO7任性一个可举动片选。

  数字量输出模块采用达林顿阵列ULN2003集电极开途输出,最大电压50V,最大吸取峰值电流500mA,最大压降1.2V。但ULN2003芯片功耗为:PD=(最大结温-职责温度)/73。

  当最大结温取150℃,职责温度取40℃时,PD=1.5W,发起不要赶过1W。因为每块达林顿阵列ULN2003用了5途,即每途0.2W,当均匀压降取1V时,每途额定吸取电流则仅为200mA。输入可采用干触点输入或者电压输入。为了简化电途和电源,采用二极管远隔式样。干触点接通时恳求接触电阻不大于500,响当令间可达2ms,通过触点的电流不大于1mA;干触点断开时,触点的电压不大于5V,恳求触点断开电阻不小于30K。电压输入,高电平+3V~+30V,低电平0~+1V,脉冲响当令间可达2ms。数字量输入输出接口电途如图5所示。

  模仿信号局部电途相对繁杂,针对相易输入和直流输入分裂打算了差其它检测滤波电途。图6为模仿信号收罗电途,合用于直流电压、电流信号输入,可通过软件调动量程。AD7705是AD公司出品的合用于低频衡量仪器的AD转换器。它能将从传感器接纳到的很弱的输入信号直接转换成串行数字信号输出,而无需外部仪外放大器。采用-的ADC,竣工16位无误码的优越功能,片内可编程放大器可树立输入信号增益。

  图7为模仿量输出电途,DAC7513是低功耗、单信道、12位缓冲电压输出D/A转换器(DAC)。芯片内含周到输出放大器,使(rail-to-rail)轨对轨输出成为不妨。它采用通用三线串行接口,操作时钟频率高达30MHz,与法式接口兼容。DAC7513集成了上电复位电途,上电时输出电压为0V并保存此形态直到形成对器件有用的写,包罗掉电性子,正在完成串口访谒后,电流花费可降为200nA(5V)。DAC7513的功耗为0.5mW(5V),掉电形式均降为1W。

  正在节点开垦经过中,阻碍的显现是不成避免的。正在显现阻碍后能急速的诊断阻碍所正在,而且实时地举办删改,是每个开垦职员面对的联合职责。而正在阻碍的诊断中,具有一个好的战略流程,能有用的诱导开垦职员有程序的有逻辑的举办阻碍定位。图8便是一个根基完备的战略流程图。

  看待体系板上的数字芯片,因为3150 运转的职责频率大略为10MHz,职责频率高,高速跳变电流会形成较大的阻抗噪声。为了抑止这种噪声的影响,需求正在芯片的电源引脚和接地引脚之间增加去耦电容,以通过电容的充放电来巩固电流量;正在信号传输频率高的地方,尽量行使小的解耦电容。正在电途板谋划的时间,采用四层电途板打算计划,能够淘汰电磁作梗;正在电途板布线时,应尽量缩短存储芯片的数据线、地方线及掌握线的走线隔断,以淘汰对地电容;要连结众条地方线之间走线隔断的同等性,不然各线会因走线隔断差别而酿成较大的阻抗分别,使来到终端的地方信号波形相差过大,最终导致掌握消息失效。另外,数字芯片的未用输入端不应处于浮空形态,而应将其接入高电平,以防守电磁作梗窜入开途的输入端,惹起逻辑电途的误举动。

  ESD是正在电子操纵中通常遭遇的题目。淘汰ESD带来的影响经常有两种治理的方法。起首,把敏锐开发用电磁套包装起来,使ESD不行来到敏锐开发。接地可认为各电途的职责供应基准电位,但同时也为差别电途的噪声信号供应了一条耦合途径。因为本体系板上既具有模仿通讯接口、A/D 转换等模仿电途,也具有存储体系等数字电途,因此采用了模仿、数字电途单位内局部裂接模仿地和数字地,末了再将两条地线接至一点的要领。云云便正在最大水平上下降了两种电途间地线的群众阻抗,淘汰了两种电途间的噪声信号的互扰。

  本文打算了基于AT89C2051单片机的VCN-MIO智能节点模板结电途打算,单片机举动主打点器担负数据收罗打点局部的职责,而Neuron芯片特意担负通讯成效。云云打点的最大好处是提升了数据打点的才能,晋升了节点的功能。现场的信号要紧是数字量和模仿量两种,故针对每种信号的特质分裂打算了输入输出电途,值得夸大的是VCN-MIO这种节点的布局策画,即一个中枢掌握模块配带少少扩展模块,端口的数目能够灵便设备,端口的事势也能够灵便设备。目前已开垦出具有44途I/O节点的高功能智能模板,并已将其操纵于第十届“寻事杯”寰宇大学生课外学术科技竞赛作品“摩登化立体车库的长途智能收集管控体系”筑制,成果明显。测验声明,该众I/O智能节点模板的智能节点数大大增加;通讯、掌握调动、及时性、牢靠性大大巩固;性价比大大提升;可能知足目前摩登工业经过掌握界限繁杂测控体系的高恳求。

  [1] 陈岚等. 众打点器布局的LonWorks收集智能掌握器打算与竣工[J].小型微型策画机体系.2003,24(12)

  [2] 马莉.智能掌握与Lon收集开垦身手[M].北京:北京航空航天大学出书社,2003.

  [4] 姚胜兴.LonWorks现场总线身手正在楼宇主动化体系的操纵磋议[J].湖南大学.硕士学位论文. 2005

  [5] 凌志浩.从神经元芯片到掌握收集[M].北京.北京航空航天大学出书社,2003

  [8] 裴立云、高安邦等.基于LonWorks(局域网)的摩登智能测控体系改进测验打算[J]. 哈尔滨:电脑练习,NO.6,2006

  [10]段曙彬,高安邦. LON智能节点开垦与组网磋议[J]. 哈尔滨: 哈尔滨理工大学学报,NO.1, 2006

      澳门永利,澳门永利娱乐,澳门永利官网