[实用新型]一种基于CAN总线的数字量输入输出装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于CAN总线的数字量输入输出装置。

背景技术

在机器人、数控机床等运动控制系统中，数字量输入输出装置是必不可少的基本单元。目前，较多的运动控制系统采用带有PCI总线或104总线的输入输出板卡，这类板卡会占用控制系统较多的资源，并且不利于端口扩展。因此，在满足系统使用需求的前提下，需要发展一种成本较低、便于扩展的多路数字量输入输出装置。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提出一种基于CAN总线的数字量输入输出装置，扩展方便，可靠性高。

本实用新型为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种基于CAN总线的数字量输入输出装置，包括DSP、CPLD、隔离电源模块和光耦隔离模块，DSP和上位机之间设置有CAN总线收发器，DSP通过内部集成的CAN通讯模块与CAN总线收发器相连，并通过该CAN总线收发器与带有CAN通讯卡的上位机进行通信，CPLD通过数字I/O硬件端口连接外部设备，DSP与CPLD之间通过8路数据总线和8路地址总线连接，光耦隔离模块设置于DSP内部集成的CAN通讯模块与CAN总线收发器之间、以及CPLD的数字I/O硬件端口与外部设备之间，隔离电源模块向CAN总线收发器、DSP、CPLD和光耦隔离模块进行供电。

所述光耦隔离模块，包括高速光耦隔离模块和低速光耦隔离模块，其中，DSP内部集成的CAN通讯模块与CAN总线收发器之间通过高速光耦隔离模块进行隔离，CPLD的数字I/O硬件端口与外部设备之间通过低速光耦隔离模块进行隔离。

所述隔离电源模块，包括第一隔离电源模块和第二隔离电源模块，第一隔离电源模块用于向DSP、CPLD、高速光耦隔离模块近DSP侧以及低速光耦隔离模块近CPLD侧进行供电，第二隔离电源模块用于向CAN总线收发器、高速光耦隔离模块近CAN总线收发器侧以及低速光耦隔离模块近外部设备侧进行供电。

进一步，所述CPLD采用128路数字I/O硬件端口，包括64路数字量输出端口和64路数字量输入端口。

每个控制周期内部，上位机通过CAN总线发送8位二进制64路数字量输出数据给DSP，DSP接收到输出信号后，通过与CPLD连接的8路地址总线选通CPLD映射在DSP内部的地址，然后通过与CPLD连接的8路数据线发送二进制数据，CPLD接收到数据后，经过逻辑转换，按照8位二进制数据更新CPLD的64路数字量输出端口电位，输出端口通过光耦隔离模块连接外部设备，通过电位状态的改变将数字量输出信号发送给外部设备，同时，外部设备的64路数字量输入信号通过光耦隔离模块传送到CPLD的64路数字量输入端口，改变输入端口的电位，CPLD采集64路输入端口电位状态，经过逻辑转换成为8位二进制数据，通过数据总线发送至DSP，DSP通过CAN总线将二进制数据向上位机发送，完成数字量输入信号传送。

本实用新型的优点是：

本实用新型中的数字量输入输出装置基于CAN总线与上位机进行通信，使得上位机可以通过输入输出装置的CAN总线接口并联多个输入输出装置，实现数字量输入输出端口的扩展；同时，在DSP内部集成的CAN通讯模块与CAN总线收发器之间、以及CPLD的数字I/O硬件端口与外部设备之间均通过光耦隔离模块进行隔离，提高了数字量输入输出装置的可靠性能；本实用新型不会占用上位机过多资源。

附图说明

图1为本实用新型中一种基于CAN总线的数字量输入输出装置的结构图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

结合图1所示，一种基于CAN总线的数字量输入输出装置，包括DSP、CPLD、隔离电源模块和光耦隔离模块，DSP和上位机之间设置有CAN总线收发器，DSP通过内部集成的CAN通讯模块与CAN总线收发器相连，并通过该CAN总线收发器与带有CAN通讯卡的上位机进行通信，CPLD通过数字I/O硬件端口连接外部设备，DSP与CPLD之间通过8路数据总线和8路地址总线连接，光耦隔离模块设置于DSP内部集成的CAN通讯模块与CAN总线收发器之间、以及CPLD的数字I/O硬件端口与外部设备之间，隔离电源模块向CAN总线收发器、DSP、CPLD和光耦隔离模块进行供电。