專利名稱：基于現(xiàn)場(chǎng)總線的溫度/壓力傳感器的主電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于現(xiàn)場(chǎng)總線的溫度/壓力傳感器的主電路板。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，需要的測(cè)控點(diǎn)和測(cè)控參量越來越多，傳統(tǒng)的分散型控制系統(tǒng)已很難適應(yīng)要求，取而代之的是一種新興的基于現(xiàn)場(chǎng)總線的開放型控制系統(tǒng)。而為數(shù)眾多的智能設(shè)備或智能傳感器則是位于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)制造、運(yùn)行區(qū)域，處于開放型控制系統(tǒng)的最前端，因此其性能的好壞，輸出信息的可靠性對(duì)整個(gè)系統(tǒng)至關(guān)重要。一種基于現(xiàn)場(chǎng)總線的智能溫度/壓力傳感器，在開放型控制系統(tǒng)中將越來越受到重視。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種帶現(xiàn)場(chǎng)總線(CAN)的溫度/壓力傳感器的主電路板。該電路板除了具有傳感器數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場(chǎng)總線通訊功能外，還具有對(duì)傳感器進(jìn)行故障自診斷，設(shè)置量程、阻尼系數(shù)、工程單位，修正傳感器特性等功能。具有安裝尺寸小，功能齊全，可靠性高，數(shù)據(jù)傳輸速度快的優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型采取的技術(shù)措施是基于現(xiàn)場(chǎng)總線的溫度/壓力傳感器的主電路板，其特點(diǎn)是，包括電源變換模塊、微處理器、CAN接口模塊、復(fù)位電路模塊、信號(hào)調(diào)整模塊、第一連接器、第二連接器；其中電源變換模塊，用于把輸入24V電源電壓變?yōu)?V工作電壓，為主電路板的各模塊提供一組穩(wěn)定的工作電壓；微處理器，用于采集傳感器信號(hào)、數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算，并輸出處理結(jié)果，其輸入端分別與信號(hào)調(diào)整模塊和復(fù)位電路模塊的輸出端連接；CAN接口模塊，用于向CAN總線提供差動(dòng)發(fā)送功能，和對(duì)CAN總線的差動(dòng)接收，并按標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)完成物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能，它與所述的微處理器雙向相連。
復(fù)位電路模塊，用于產(chǎn)生一個(gè)由高變低和一個(gè)由低變高的電平信號(hào)，分別對(duì)所述的微處理器和所述的CAN接口模塊進(jìn)行初始上電復(fù)位，其輸出端分別與微處理器和CAN接口模塊相連。
信號(hào)調(diào)整模塊，用于使輸入傳感器電流信號(hào)變換為電壓信號(hào)，并進(jìn)行信號(hào)零點(diǎn)調(diào)整和濾波。其輸出端與所述微處理器相連。
第一連接器，用于使工作電源和傳感器信號(hào)的接入及與外接現(xiàn)場(chǎng)總線連接，其與現(xiàn)場(chǎng)總線接口模塊雙向連接，其輸出端與所述的電源變換模塊和信號(hào)調(diào)整模塊相連；第二連接器，用于對(duì)所述的微處理器進(jìn)行編程和調(diào)試，它與所述的微處理器雙向相連。
上述基于現(xiàn)場(chǎng)總線的溫度/壓力傳感器的主電路板，其中，所述的主電路板還包括對(duì)地線的專門連接，該專門連接是先將主電路板上的所有的微處理器的工作電源地線和模/數(shù)轉(zhuǎn)換接口用的電源的地線分別連接，然后再用導(dǎo)線把兩種地線相連。
由于本實(shí)用新型采用了以上的技術(shù)方案，它把傳統(tǒng)的溫度/壓力傳感器輸出的電流信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，并通過CAN接口把處理好的數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)中，從而具有高精度和高穩(wěn)定性，并具有低的價(jià)格性能比等特點(diǎn)。


本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步給出。
圖1是本實(shí)用新型主電路板的原理框圖。
圖2是本實(shí)用新型主電路板實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參見圖1、圖2。本實(shí)用新型所提供的一種帶現(xiàn)場(chǎng)總線的溫度/壓力傳感器主電路板，選用一種型號(hào)為ADUC812的貼片式單片微處理器，通過CAN控制器接口電路組成一個(gè)單片微機(jī)系統(tǒng)。其包括電源變換模塊1、微處理器2、現(xiàn)場(chǎng)總線(CAN)接口模塊3、復(fù)位電路模塊4、信號(hào)調(diào)整模塊5、第一連接器6、第二連接器7；其中電源變換模塊1，用于把輸入24V電源電壓變?yōu)?V工作電壓，為本實(shí)用新型主電路板的各模塊提供一組穩(wěn)定的工作電壓，它由一片型號(hào)為7805的三端穩(wěn)壓管和兩只獨(dú)石電容組成。
微處理器2，用于采集傳感器信號(hào)、數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算，并輸出處理結(jié)果。它由一片型號(hào)為ADUC812的單片微處理器，一只晶體振蕩器，一只電阻和7只電容組成。它與所述的電源變換模塊1相連。ADUC812是一個(gè)全集成的12位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，內(nèi)含8K字節(jié)片內(nèi)閃速/電擦除程序存貯器，256字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存貯器。它把所采集到的傳感器信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，通過數(shù)據(jù)處理、運(yùn)算和自診斷后，按規(guī)定的CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的通訊格式，向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。為提高本實(shí)用新型A/D數(shù)據(jù)采集的精度，本實(shí)用新型在實(shí)際使用中，對(duì)地線進(jìn)行了專門的處理連接，即先將主電路板上的所有的微處理器的工作電源地線和模/數(shù)轉(zhuǎn)換用的電源的地線分別連接，然后再用導(dǎo)線把兩種地線相連。經(jīng)過這樣處理后，可使本實(shí)用新型的采集數(shù)據(jù)精度大大提高。
CAN接口模塊3，用于向CAN總線提供差動(dòng)發(fā)送功能，和對(duì)CAN總線的差動(dòng)接收，并按標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)完成物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能，它由一片型號(hào)為SJA1000 CAN控制器、一片型號(hào)為82C250的CAN控制器接口、一只晶體振蕩器和若干電阻、電容組成，它與微處理器2雙向連接。
復(fù)位電路模塊4，用于產(chǎn)生一個(gè)由高變低和一個(gè)由低變高的電平信號(hào)，分別對(duì)所述的微處理器2上的ADUC812單片微處理器和所述的CAN接口模塊3上的SJA1000CAN控制器進(jìn)行初始上電復(fù)位，它由一片型號(hào)為74LS123的貼片式單穩(wěn)集成電路和若干電阻、電容組成，其輸出端與微處理器2和CAN接口模塊3相連。
信號(hào)調(diào)整模塊5，用于使輸入傳感器電流信號(hào)變換為電壓信號(hào)，并進(jìn)行信號(hào)零點(diǎn)調(diào)整和濾波。它由一個(gè)調(diào)零電位器和若干電阻、電容組成，它與所述的微處理器2相連。
第一連接器6，用于使工作電源和傳感器信號(hào)的接入及與外接現(xiàn)場(chǎng)總線連接，其與現(xiàn)場(chǎng)總線接口模塊雙向連接，其輸出端與所述的電源變換模塊1和信號(hào)調(diào)整模塊5相連；第二連接器7，用于對(duì)所述的微處理器2進(jìn)行編程和調(diào)試，它與所述的微處理器2雙向相連；該第二連接器7的輸出與外接的計(jì)算機(jī)連接。
由于采用了所述方案，即選用全集成的12位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)器件，使本實(shí)用新型印刷電路板尺寸小、功能全，具有高精度和高穩(wěn)定性，并具有低的價(jià)格性能比等特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的工作原理是微處理器中的模/數(shù)轉(zhuǎn)換接口通過數(shù)據(jù)采集把傳感器輸出的電信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)，在微處理器內(nèi)進(jìn)行邏輯處理和運(yùn)算，并把計(jì)算結(jié)果送CAN接口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，再通過CAN接口把處理好的數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)中。
本實(shí)用新型帶現(xiàn)場(chǎng)總線的溫度/壓力傳感器主電路板除了具有傳感器數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場(chǎng)總線通訊功能外，還具有對(duì)傳感器進(jìn)行故障自診斷、設(shè)置量程和阻尼系數(shù)、修正傳感器特性等功能。可使得該實(shí)用新型更能適應(yīng)目前現(xiàn)代工業(yè)化大生產(chǎn)日益復(fù)雜化的需要。
權(quán)利要求1.基于現(xiàn)場(chǎng)總線的溫度/壓力傳感器的主電路板，其特征在于，包括電源變換模塊、微處理器、現(xiàn)場(chǎng)總線接口模塊、復(fù)位電路模塊、信號(hào)調(diào)整模塊、第一連接器、第二連接器；其中電源變換模塊，用于把輸入24V電源電壓變?yōu)?V工作電壓，為主電路板的各模塊提供一組穩(wěn)定的工作電壓；微處理器，用于采集傳感器信號(hào)、數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算，并輸出處理結(jié)果，其輸入端分別與信號(hào)調(diào)整模塊和復(fù)位電路模塊的輸出端連接；現(xiàn)場(chǎng)總線接口模塊，用于向現(xiàn)場(chǎng)總線總線提供差動(dòng)發(fā)送功能，和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線總線的差動(dòng)接收，并按標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)完成物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能，它與所述的微處理器雙向相連。復(fù)位電路模塊，用于產(chǎn)生一個(gè)由高變低和一個(gè)由低變高的電平信號(hào)，分別對(duì)所述的微處理器和所述的現(xiàn)場(chǎng)總線接口模塊進(jìn)行初始上電復(fù)位，其輸出端分別與微處理器和現(xiàn)場(chǎng)總線接口模塊相連。信號(hào)調(diào)整模塊，用于使輸入傳感器電流信號(hào)變換為電壓信號(hào)，并進(jìn)行信號(hào)零點(diǎn)調(diào)整和濾波。其輸出端與所述微處理器相連。第一連接器，用于使工作電源和傳感器信號(hào)的接入及與外接現(xiàn)場(chǎng)總線連接，其與現(xiàn)場(chǎng)總線接口模塊雙向連接，其輸出端與所述的電源變換模塊和信號(hào)調(diào)整模塊相連，第二連接器，用于對(duì)所述的微處理器進(jìn)行編程和調(diào)試，它與所述的微處理器雙向相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于現(xiàn)場(chǎng)總線的溫度/壓力傳感器的主電路板，其特征在于，所述的主電路板還包括對(duì)地線的專門連接，該專門連接是先將主電路板上的所有的微處理器的工作電源地線和模/數(shù)轉(zhuǎn)換用的電源的地線分別連接，然后再用導(dǎo)線把該兩種地線相連。
專利摘要本實(shí)用新型基于現(xiàn)場(chǎng)總線的溫度/壓力傳感器的主電路板，其特點(diǎn)是，包括電源變換模塊、微處理器、CAN接口模塊、復(fù)位電路模塊、信號(hào)調(diào)整模塊、第一連接器、第二連接器。它把傳統(tǒng)的溫度/壓力傳感器輸出的電流信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，并通過CAN接口把處理好的數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)中。該電路板除了具有傳感器數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場(chǎng)總線通訊功能外，還具有對(duì)傳感器進(jìn)行故障自診斷，設(shè)置量程、阻尼系數(shù)、工程單位，修正傳感器特性等功能。具有安裝尺寸小，功能齊全，可靠性高，數(shù)據(jù)傳輸速度快的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F13/14GK2582057SQ02261659
公開日2003年10月22日 申請(qǐng)日期2002年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月18日
發(fā)明者簡(jiǎn)慶年, 孫和平, 韓華, 金慧, 蔣六民, 王志樑, 楊英, 黃鶴, 何宇功 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所