[实用新型]一种I/O通讯接口模块

说明书

技术领域

本实用新型属于电路技术领域，为一种I/O通讯接口模块。 

背景技术

目前在国内主要数控系统的通讯方式有现场总线、RS232、RS485等等，由于使用此类通讯协议时，程序中要进行通讯口与程序段间的切换，相应的传输速度较慢，而且在一些场合，通讯还受到通讯I/O接口数量的硬件限制，通讯双方的I/O接口数量不一定能匹配，主要是通讯接收数据一方可能存在I/O数量少的问题。 

发明内容

本实用新型要解决的问题是：现有常用通讯方式直接通过现场总线等进行，与程序段切换时传输速度受影响，另外，现有通讯方式还会受到I/O接口数量的硬件限制。 

本实用新型的技术方案为：一种I/O通讯接口模块，包括一块MCU芯片、四路数据输入电路，一路数据输出电路和一路时序控制电路，通讯数据由四路数据输入电路输入MCU芯片，时序控制电路连接MCU芯片，MCU芯片经数据输出电路输出处理后的通讯信号，数据输入电路、数据输出电路和时序控制电路均为光电耦合电路。 

本实用新型通过MCU芯片处理通讯数据，由时序控制电路控制MCU芯片的处理时间，降低通讯串口在工作中切换的时间，四路输入数据最终由一路输出，节约外部连接I/O扩展芯片通道的数量，省略了串口端口电压编码时间，可以在有限的I/O接口数量下，高效、快速的进行数据传输通讯。 

附图说明

图1为本实用新型的电路结构示意图。 

图2为本实用新型的工作时序图。 

图3为本发明实施例中，设置下死点的时序图。 

图4为本发明实施例中，设置下死点保持时间的时序图。 

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括一块MCU芯片、四路数据输入电路，一路数据输出电路和一路时序控制电路，数据输入电路和数据输出电路均为光电耦合电路，通讯数据BIT0、BIT1、BIT2和BIT3由四路数据输入电路输入MCU芯片，时序控制电路连接MCU芯片，通过时序信号REQ控制MCU芯片的时序，MCU芯片经数据输出电路输出处理后的通讯信号ACK。 

如图2，为本实用新型的工作时序图，本实用新型四路数据输入电路作为数据总线，数据线宽4bit，传输的通讯数据为16位，时序信号REQ和通讯信号ACK作为通讯的握手信号,在REQ信号的上升沿，MCU芯片读取四路数据输入电路上的数据，传输一个16位的数据需要数据类型帧1帧，数据帧4帧，共5帧，相同的5帧数据重复发一次作为数据校验，传输10帧数据构成一个通讯周期，一个通讯周期传输一个数据。如果前后5帧的数据保持一致，ACK信号将会在第10个REQ信号上升沿到来后5ms内跳转，表示本次通讯成功结束；否则如果ACK信号一直为低电平，说明本次通讯出错，必须重发。另外，同一个通讯周期内，REQ信号的上升沿间隔时间不超过20ms，否则将会认为本次通讯失败或结束。两次通讯周期之间的间隔时间必须大于20ms。 

下面通过一个在机床中设置下死点数据的实施例来说明本实用新型I/O通讯接口的实施，本实用新型的通讯接口模块连接在控制器输出端和机床控制信号输入端之间： 

1）、设下死点数据为60.00mm，则要传输的十进制数据为60.00/0.01＝6000。 

6000(dec)=0x1770(hex)=0001,0111,0111,0000(bin) 

第1帧（数据类型）：0010； 

第2帧：0001； 

第3帧：0111； 

第4帧：0111； 

第5帧：0000； 

第6帧（数据类型）：0010； 

第7帧：0001； 

第8帧：0111； 

第9帧：0111； 

第10帧：0000； 

传输数据时序图如图3所示，其中第6帧至第10帧为第1帧到第5帧的重复，不再 重复显示； 

2）、设置下死点保持时间为100ms，则要传输的十进制数据为100。 

100(dec)=0x0064(hex)=0000,0000,0110,0100(bin) 

第1帧（数据类型）：0001； 

第2帧：0000； 

第3帧：0000； 

第4帧：0110； 

第5帧：0100； 

第6帧（数据类型）：0001； 

第7帧：0000； 

第8帧：0000； 

第9帧：0110； 

第10帧：0100；