列車微機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子通信領(lǐng)域，涉及一種列車微機(jī)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]列車微機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)主要用于傳輸列車運(yùn)行時的控制命令、狀態(tài)、管理信息。以及故障診斷及顯示信息等。隨著世界鐵路市場需求的變化和技術(shù)的進(jìn)步，鐵路機(jī)車車輛工業(yè)對車載數(shù)據(jù)通信網(wǎng)提出了新的需求，以期建立一個用于鐵路設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通信平臺。為此，國際電工委員會(IEC)歷經(jīng)10年的努力，制訂了列車通信網(wǎng)(TrainCommunicat1n Network)國際標(biāo)準(zhǔn)，簡稱TCN標(biāo)準(zhǔn)。TCN將整個列車微機(jī)控制系統(tǒng)的各層次以及各層次的各單元連接起來，作為系統(tǒng)信息交換和共享的渠道，從而實現(xiàn)全列車環(huán)境下的信息交換。列車通信網(wǎng)的應(yīng)用，使得列車控制系統(tǒng)真正成為一個分布式控制系統(tǒng)，并為列車系統(tǒng)的信息化打下了基礎(chǔ)。
[0003]按照TCN標(biāo)準(zhǔn)，列車通信網(wǎng)一般可由連接各個車輛的通信主干網(wǎng)和連接車輛(或固定編組的車輛單元)內(nèi)部各種設(shè)備的通信子網(wǎng)組成。TCN標(biāo)準(zhǔn)中通常將列車主干網(wǎng)稱為絞線式列車總線WTB (Wired Train Bus)，而將列車通信子網(wǎng)稱為多功能車輛總線MVB (Multifunct1n Vehicle Bus)。圖1給出了由這兩種總線構(gòu)成的列車通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0004]在TCN所定義的MVB設(shè)備類型中，有一類設(shè)備是沒有處理器的，主要用于連接簡單的傳感器和執(zhí)行器的現(xiàn)場設(shè)備，一般只參與過程數(shù)據(jù)的傳輸，不參與消息通信。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，本發(fā)明公開了一種列車微機(jī)控制系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明所述列車微機(jī)控制系統(tǒng)，包括單片機(jī)，以及與單片機(jī)連接的光電隔離模塊，所述光電隔離模塊與CAN總線收發(fā)器連接，還包括與單片機(jī)連接的總線驅(qū)動模塊和譯碼電路，所述總線驅(qū)動模塊連接列車數(shù)據(jù)總線，并與譯碼電路連接，所述譯碼電路連接RAM和列車數(shù)據(jù)總線。
[0007]具體的，所述單片機(jī)為SJA1000。
[0008]具體的，所述列車數(shù)據(jù)總線為PC104總線。
[0009]具體的，還包括為單片機(jī)和光電隔離模塊供電的DC/DC電源。
[0010]具體的，所述CAN總線收發(fā)器為82C250。
[0011]本發(fā)明所述列車微機(jī)控制系統(tǒng)，利用CAN總線在數(shù)據(jù)采集方面的簡單性以及數(shù)據(jù)通信方面的實時性和靈活性，可以方便地對現(xiàn)場控制設(shè)備及各類傳感器進(jìn)行信息傳輸控制及狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集，從而簡化車輛總線的功能。
【附圖說明】
[0012]圖1示出本發(fā)明的一種【具體實施方式】結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0014]本發(fā)明所述列車微機(jī)控制系統(tǒng)，包括單片機(jī)，以及與單片機(jī)連接的光電隔離模塊，所述光電隔離模塊與CAN總線收發(fā)器連接，還包括與單片機(jī)連接的總線驅(qū)動模塊和譯碼電路，所述總線驅(qū)動模塊連接列車數(shù)據(jù)總線，并與譯碼電路連接，所述譯碼電路連接RAM和列車數(shù)據(jù)總線。
[0015]在TCN網(wǎng)絡(luò)中，CAN總線節(jié)點(diǎn)主要實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)通信兩個功能，其中現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集是在列車微機(jī)控制系統(tǒng)中，將車輛總線上掛接的智能現(xiàn)場控制設(shè)備(即功能控制單元)的功能進(jìn)一步分散化，即將其分成現(xiàn)場控制單元(設(shè)備)和現(xiàn)場I / O采集模塊，并用CAN總線將其連成現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)。其中現(xiàn)場控制單元是連接車輛總線和CAN總線的網(wǎng)關(guān)，I / O模塊一方面對現(xiàn)場傳感器信號進(jìn)行采集及處理，并通過CAN總線接口輸出至現(xiàn)場控制單元:另一方面又將通過車輛總線傳輸下來的控制命令等輸出至相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
I/ O模塊在某種程度上相當(dāng)于為控制單元提供的帶CAN總線接口的遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集模塊。
[0016]本系統(tǒng)中用于通信控制CAN的總線節(jié)點(diǎn)由CAN通信接口模塊與CPU模塊(系統(tǒng))組成。其中PC / 104CAN通信接口模塊是一塊采用PC / 104總線的CAN通信接口卡，其功能主要是實現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的收發(fā)及處理。PC / 104CAN模塊與PC / 104總線的CPU模塊連接在一起可構(gòu)成基于PC / 104總線的CAN總線通信節(jié)點(diǎn)。其中PC / 104 CAN模塊的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0017]所有的CAN節(jié)點(diǎn)均通過CAN通信接口向總線上發(fā)送數(shù)據(jù)，并接收與自己相關(guān)的總線數(shù)據(jù)，同時可將采集節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)測節(jié)點(diǎn)，并將監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的控制命令發(fā)送到每個采集節(jié)點(diǎn)，從而完成整個現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換。在總線通訊接口中，CAN通訊控制器選用SJA1000，CAN總線驅(qū)動器則選用82C250。
[0018]圖1中SJA1000控制器左側(cè)的地址總線通過74LS245連接到PC104總線，而左側(cè)的控制總線連接到GAL20V8的譯碼電路，右側(cè)通過兩個高速光耦器件6N137的隔離與CAN總線驅(qū)動器82C250相接.然后通過一個I)B9的通信接口插頭座接人CAN通信傳輸介質(zhì)。
[0019]SJA1000控制器所提供的微處理接口信號主要有ADO?AD7共8根地址數(shù)據(jù)總線和ALE、CS、RD、WR、RST、MODE、RST和INT，控制器的數(shù)據(jù)和地址是分時復(fù)用線，其中MODE為接口方式選擇信號，可選用INTEL方式和MOTOROLA方式。其中INTEL方式對于目前流行的單片機(jī)提供了方便快捷的直接接口，但是，對于PC104總線來說.其地址線和數(shù)據(jù)線是分開的，因此，如何將SJA1000的微處理器接口和PC104總線相連接是電路設(shè)計需重點(diǎn)解決的一個關(guān)鍵問題。為了增強(qiáng)PC104。管線的數(shù)據(jù)驅(qū)動能力，本設(shè)計采用74LS245來連接SJA1000的數(shù)據(jù)總線。同時用GAL作為接口邏輯轉(zhuǎn)換電路。并利用GAL器件對信號的轉(zhuǎn)換功能來協(xié)調(diào)PC104總線與外圍器件之間信號線的不兼容性。CPU送來的控制線和地址線信號可作為GAL的輸入信號，然后在GAL器件內(nèi)部按一定的邏輯關(guān)系進(jìn)行組合。從而將生成的一組新的輸出功能信號作為接口控制信號送到SJA1000、74LS245、6264，另外，還要考慮這些輸出信號的I / O端口地址。所以，問題的關(guān)鍵是要找到GAL的輸入與輸出關(guān)系.為此，首先應(yīng)分析GAL兩側(cè)的信號:其中GAL20V8輸入信號是來自系統(tǒng)總線的SAO?SA9、1R、1ff和來自SJA1000的INT ;輸出信號主要是面向SJA1000的WR、RD、RST、CS、ALE和總線上的IRQ。因此，可利用一片GAL16V8通過編程用作譯碼器，以將6264的8KB地址唯一地確定為FOOOOH — FlFFHL這種譯碼程序的設(shè)計可以是多種多樣的，只要對全部余下的高位地址線進(jìn)行處理，就可以唯一地實現(xiàn)所要求的存儲器地址范圍。這種譯碼連接方式稱為全地址譯碼連接。在分析了 GAL器件的這些輸入/輸出信號之后，即可根據(jù)各芯片信號線的要求及端口地址的分配情況來進(jìn)行相應(yīng)邏輯信號的譯碼控制。
[0020]前文所述的為本發(fā)明的各個優(yōu)選實施例，各個優(yōu)選實施例中的優(yōu)選實施方式如果不是明顯自相矛盾或以某一優(yōu)選實施方式為前提，各個優(yōu)選實施方式都可以任意疊加組合使用，所述實施例以及實施例中的具體參數(shù)僅是為了清楚表述發(fā)明人的發(fā)明驗證過程，并非用以限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍仍然以其權(quán)利要求書為準(zhǔn)，凡是運(yùn)用本發(fā)明的說明書所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.列車微機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括單片機(jī)，以及與單片機(jī)連接的光電隔離模塊，所述光電隔離模塊與CAN總線收發(fā)器連接，還包括與單片機(jī)連接的總線驅(qū)動模塊和譯碼電路，所述總線驅(qū)動模塊連接列車數(shù)據(jù)總線，并與譯碼電路連接，所述譯碼電路連接RAM和列車數(shù)據(jù)總線。2.如權(quán)利要求1所述的列車微機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機(jī)為SJA1000。3.如權(quán)利要求1所述的列車微機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述列車數(shù)據(jù)總線為PC104總線。4.如權(quán)利要求1所述的列車微機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括為單片機(jī)和光電隔離模塊供電的DC/DC電源。5.如權(quán)利要求1所述的列車微機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述CAN總線收發(fā)器為82C250。
【專利摘要】列車微機(jī)控制系統(tǒng)，包括單片機(jī)，以及與單片機(jī)連接的光電隔離模塊，所述光電隔離模塊與CAN總線收發(fā)器連接，還包括與單片機(jī)連接的總線驅(qū)動模塊和譯碼電路，所述總線驅(qū)動模塊連接列車數(shù)據(jù)總線，并與譯碼電路連接，所述譯碼電路連接RAM和列車數(shù)據(jù)總線。本發(fā)明所述列車微機(jī)控制系統(tǒng)，利用CAN總線在數(shù)據(jù)采集方面的簡單性以及數(shù)據(jù)通信方面的實時性和靈活性，可以方便地對現(xiàn)場控制設(shè)備及各類傳感器進(jìn)行信息傳輸控制及狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集，從而簡化車輛總線的功能。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號】CN105629800
【申請?zhí)枴緾N201410575662
【發(fā)明人】胡峻源
【申請人】胡峻源
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年10月25日