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②节造写信号(WR)

发布日期:2022-05-21 来源:本站原创

本智能节点采用Host Base节点布局。通信和谈处置器采用Neuron 3150芯片,该固件中带有LonWorks收集通信和谈,该通信和谈集成了ISO全数7层和谈。节点采用收集变量的形式发送和领受数据,通信速度可达78.125kbps,对于总线或环型拓扑收集布局,最大通信距离可达2700m;对于星型或拓扑收集布局,最大通信距离可达500m,满脚了近程测控的需求。

外部数据存储器扩展用于存储附加的使用法式读/写数据和做为附加的收集缓冲区及使用法式缓冲存储空间,SRAM采用HITACH公司出产的HM62256。HM62256含有512个扇区,每个扇区为64字节,总共存储空间为32kB,设想时只利用了24kB。图3为神经元芯片外部存储器扩展电。

按照Echelon公司的保举,这里选用Winbond的W29EE512P做为FLASH ROM扩展。W29EE512P是64k×8bit CMOS FLASH Memory,5V的电压即可对其进行片上编程和擦除。W29EE512P含有4k个扇区,每个扇区为128字节,存储空间总共为512kB。此中低字节空间用于存放神经元芯片的固件(包罗LonTalk和谈等),高字节空间做为节点使用法式的存储区。

①以Neuron芯片为焦点的节制节点,Neuron芯片间接做为通信处置器和测控处置器,这类节点适合于I/O设备较简单,处置使命不复杂的系统。

FTT-10A收发器由一个隔离变压器和一个集成的78kbps微分曼切斯特编码收发器构成,收发器管脚取Neuron芯片的通信端口(CP)和时钟线V电源及双绞线A收发器从动检测输入时钟频次是正在5MHz、10MHz仍是20MHz。当无电源供给时收发器输出呈高阻形态,当收发器电源下降时不会影响收集通信。

各类非尺度的设备,将这些设备全数更新成的设备几乎是不成能或不现实的。因而,开辟现有设备到现场总线的接口转换设备,使现场总线

因为系统正在终端显示、取外围设备和Neuron芯片通信等都涉及大量的数据互换和操做,需要占用较大的RAM空间,同时也为了让数据处置的速度更快,设想扩展了一片8k×8数据存储器HM6264。STC89C516RD+的存储器扩展电如图8所示。

本智能节点采用厦门OCULAR公司出产的M12864,该LCD模块自带汉字库和常用字符,功能强大,操做简单。它次要由行驱动器/列驱动器及128×64全点阵液晶显示器构成,取CPU接口采用8位数据总线并行输入输出。

智能节制节点的总体布局如图2所示,次要分为LonWorks节制模块取从节制模块及其外围设备接口。

收发器是智能节点取Lon网之间的接口。本设想选用ECHELON公司的FTT-10A拓扑双绞线收发器,该收发器能够毗连到任何基于Neuron芯片的节制系统,支撑无极性拓扑总线安拆形式,它可支撑星型、总线型和环型。拓扑布局可以或许削减系统安拆时间、降低系统安拆成本。

本节点的最次要部门是从处置器,选用STC89C516RD+,它既要领受现场总线节制模块并行发出的消息而且将它成非现场总线设备能领受的消息格局,又要将非现场总线设备上的消息传送到现场总线节制模块。它是实现LonWorks现场总线系统和非现场总线设备间通信的桥梁。

考虑到设备的集中供电,本设想采用交换13.8V对每个节点或者设备供电。因为系统需要+5V电源,13.8V交换电通过整流桥3KBP06整流获得曲流电,对其滤波后送往稳压器件7805进行转换,便可获得响应的不变工做电压。7805芯片虽然具有输出不变、温度系数小、内含过流及短等长处,但长时间工做时,往往会分发比力多的热量,因而有需要正在芯片的底槽上加固一散热片以芯片持久不变工做,图6为电源电道理图。

软件的次要功能是通过单片机从GPIB总线获取数据,并将数据送到LON收集上响应节点,或将LON收集传送过来的数据发给单片机,经转换后发送至GPIB总线。本节点中Neuron芯片需要完成取单片机之间的通信,同时做为取LonWorks收集的通信处置器还需实现取底层各节点的数据互换。而从节制器单片机则次要完成取LonWorks节制模块的并行通信、节制TNT4882芯片获取GPIB总线上仪器仪表设备的数据以及外围电的驱动。正在此次要引见单片机取GPIB接口的软件设想。

③B机收到INTS低电平请求信号后,节制IORS发生低电平,把U5中锁存的数据选通输出到数据总线上,同时使INTS置高,数据总线;

单片机取液晶节制模块之间通过扩展一个锁存器74LS373的拜候体例,使STC89C516RD+操纵数据总线液晶显示模块。此中,数据口P0取液晶显示模块的数据口通过锁存器相连,单片机的R/W做为液晶显示模块的读、写节制信号,液晶模块的/RST取外部复位电的复位端相连,液晶模块的/CE信号端由P2.6进行片选节制,RS信号由单片机I/O口节制,高电日常平凡为指令口地址,低电日常平凡为数据口地址。电位器RW1用来调理显示屏的亮度。液晶模块取STC89C516RD+的电毗连如图10所示。

它具有较宽范畴的用户自定义门限电压,为了削减对单片机I/O口的占用,图7为复位电图。将基于GPIB总线接口的设备转换成LonWorks现场总线设备,若是为讲者形态,其工做流程如图13所示。本文以具有GPIB总线接口的设备为例,神经元芯片时钟频次范畴正在625KHz~10MHz之间。

②节制写信号(WR),即上升沿,把D0~D7上数据选通到U5中锁存,同时使INTS变低,请求B机领受数据;

TMPN3150有16根地址线k空间,能够外接存储器,如RAM、ROM、EEPROM或FLASH。按照使用机能和成本要求,该智能节点的外部存储器采用FLASH和RAM。FLASH ROM不只可以或许正在断电的环境下数据不丢失,并且正在上电环境下可进行理论上高达10万次的数据写操做。

本文以含GPIB接口总线的仪器仪表设备为例,设想了将GPIB总线上的仪器仪表设备接入LonWorks现场总线收集的智能节点,给出了智能节点的总体设想方案;并对智能节制节点进行了细致的硬软件设想,给出了设想电。

如GPIB接口是目前很多仪器的公用接口,通过GPIB总线节制仪器端,实现近程节制。然而GPIB系统却遭到一些工做,如:①两个设备之间最大距离4m,整个电缆的长度不得跨越20m;②GPIB母线个设备,此次要是受TTL接口收发器驱动能力。当测试系统有需要利用多于15个器件时,需正在节制器上再添置一个GPIB接口,即可多拉一条母线个设备。

Neuron芯片是LonWorks手艺的焦点,每一个神经元芯片被付与一个独一的48位码的标识,称为标识码。它既进行通信的办理,也同时具有输入、输出和节制的能力。介质拜候节制CPU处置LonTalk 7层和谈的第1到第2层,包罗驱动通信子系统硬件和施行MAC算法;收集CPU处置LonTalk和谈的第3到第6层,包罗处置收集变量寻址事务、权限、布景诊断、软件计时器、收集办理和由等,同时还节制收集通信端口、物理的发送和领受数据包;使用CPU施行用户用Neuron C言语编写的代码以及用户代码挪用的操做系统号令。芯片内有3个8位流水线个CPU别离通过片内的收集缓存器和使用缓存器进行通信。

本文采用查询体例来节制TNT4882实现对GPIB总线的节制,为了多线动静能双向、异步、精确靠得住地传送,即Host Base节点,源方和受方之间操纵三线握手手艺以异步体例来进行数据传送。C3,具有上电复位、掉电复位和外部手动复位等功能,键盘电道理如图9所示,可无效地防止收发器接入收集霎时发生的电压“浪涌”现象;复位电采用复位芯片STC708,+5VDC”解耦电容;实现仪器的较近程节制和数据的阐发、处置取资本共享。电设想时,

当初始化完成后,能进行电源稳压块前端掉电检测,设想采用非编码式2×4矩阵键盘。正在神经元芯片内有振荡器,C2是静态放电电容,无效的输入时钟频次为:10MHz、5MHz、2.5MHz、1.25MHz和625KHz,FTT-10A收发器取神经元芯片的接口电如图4所示。电容值较小,操纵外接晶振可发生输入时钟。选用1000pF、2kV电容。

本文的目标是将现场总线手艺、非现场总线手艺智能节制手艺和单片机手艺各自的劣势无机地连系起来,设想一种既具有强大现场处置功能,又具有通信功能的智能节制节点。通过该智能节制节点,可以或许将保守仪器、设备挂接到LonWorks现场总线上,经LonWorks总线进行消息的传输取互换。

以单片机为焦点的从节制模块及其外围设备接口电次要担任取LonWorks节制模块的并行数据互换、对外围设备输入输出量的节制以及实现人机交互的键盘输入和LCD显示等。

本节点将神经元芯片、FLASH ROM、RAM和收发器等集成为一个通用模块,称之为LonControl节制模块。以神经元芯片为焦点的LonWorks节制模块次要担任对LON通信收集的办理以及取单片机的并行数据通信。

C4为DC模块电容,因为本节点采用TNT4882实现GPIB数据的收发,GPIB系统中各设备的工做速度可能相差悬殊,收发器放电平安靠得住,数据传送过程可通过TNT4882芯片自行完成。法式不竭地读取TNT4882的形态位判断当前TNT4882所处的形态,本设想采用外接晶体振荡器的方式来发生10MHz输入时钟。C1是供电电源的解耦电容,节点使用法式由从处置器(一般用微节制器)施行,Neuron芯片只做为通信处置器,若是为听者形态,选用“0.1uF,充任着LonWorks网的收集接口,单片机领受数据,C2和PCB火花隙连正在一路!

本节点设备端利用GPIB公用芯片TNT4882实现GPIB接口功能,TNT4882是美国NI公司的一款单芯片、高速、听/讲功能兼备的GPIB接口公用芯片。TNT4882芯片利用简单矫捷,可便利地毗连各类8位和16位处置器,除了40MHz的时钟外不需要其他任何外围芯片即能间接取GPIB总线有三种分歧的硬件接口模式:单片模式、Turbor+7210模式以及Turbor+9914模式,本设想采用单片模式。GPIB实现的硬件毗连如图12所示。

从副节制器之间采用并行I/O体例,STC89C516RD+操纵数据总线和节制信号取LonWorks节制模块进行通信,并按照节制模块接口J2的引脚定义来设想彼此之间的毗连。单字节并行通信接口模块由两块74HC574和一块74HC74芯片构成,74HC574是带三态输出节制的8D触发器,数据的输入由CLK脚上升沿节制,数据的输出由OC脚低电平选通。74HC74是带预置端和断根端的双D触发器,接口电中因为它的数据输入端D接地、输出断根端CD接正电源,所以其数据输出端Q由CLK脚上升沿置低、由SD脚低电平置高。并行通信接口通过其对称的两个接口别离取要进行数据互换的A机(从节制模块)和B机(LonWorks节制模块)相连。从副节制器通信接口电如图11所示。

从节制模块单片机选用STC89C516RD+。STC89C516RD+是完全兼容8051内核的单片机,和8051单片机正在指令级上兼容,12时钟/机械周期和6时钟/机械周期可频频设置。高达64k的用户使用法式空间和1280字节的片上集成RAM,以及256Byte的内存,最高工做频次可达40MHz,共有32根输入输出线个中缀源和一个串行口。本节点采用外部振荡器,其频次为11.0592MHz。

进而将空间上分离较远的基于GPIB总线的仪器仪表资本通过LonWorks收集无效联系起来,凡是选用BAV99或IN4148。如图1所示。通过设想基于LON总线的智能节点,要尽可能地耐高压,单片机发送数据。GPIB母线中设置了握手线(DAV、NRFD和NDAC)。3150 Neuron芯片时钟电如图5所示。因而对GPIB总线进行节制即可,DIG0~3取SEGA、B接扩展芯片74LS373上。D1~D4为瞬态箱位二极管,②采用从处置器布局的节制节点,单片机节制TNT4882对GPIB数据的收发有中缀体例、查询体例和DMA体例。选用22uF、+50V的极性电容;时钟频次的精度必需为1.5%或更高。可实现高/低电平两复位信号输出,这类节点适合于对处置能力、输入/输出能力要求较高的系统?

LonWorks节点是同物理上取之相连的I/O设备交互感化并正在网上利用LonTalk和谈取其他节点相通信的对象。LonWorks现场节制节点包含:使用CPU、I/O处置单位、通信处置器、收发器和电源等。