[发明专利]一种自主可控工业控制装置

权利要求书

1.一种自主可控工业控制装置，其特征在于，包括编程器（1）、通信单元（2）、模拟信号单元（3）、供电电源单元（4）、开关量单元（5）以及内核单元（6），

所述编程器（1）与通信单元（2）连接，并通过通信单元（2）与内核单元（6）进行通信；

所述模拟信号单元（3）、供电电源单元（4）以及开关量单元（5）分别与内核单元（6）进行连接；

所述供电电源单元（4）给通信单元（2）、模拟信号单元（3）、开关量单元（5）、内核单元（6）提供电源；

所述模拟信号单元（3）包括模拟信号输入模块和模拟信号输出模块；所述内核单元（6）包括MCU芯片、FPGA芯片、SRAM芯片和NOR Flash芯片，所述MCU芯片执行工业控制程序、FPGA芯片执行逻辑运算及工业控制对象的状态监视，NOR Flash芯片用于系统的报文及用户参数设置，SRAM芯片用于存放通信数据。

2.根据权利要求1所述的一种自主可控工业控制装置，其特征在于，所述通信单元（2）包括RS232串口芯片、RS485串口芯片、CAN总线芯片以及太网芯片，所述供电电源单元（4）给MCU芯片、NOR Flash芯片、SRAM芯片以及以太网芯片提供3.3V电源，给RS232串口芯片与CAN总线芯片提供5V电源。

3.根据权利要求1所述的一种自主可控工业控制装置，其特征在于，所述MCU芯片与SRAM芯片以并行总线实现数据传输；MCU芯片与FPGA芯片、NOR Flash芯片均采用以SPI总线方式实现数据传输，开关量单元（5）的IO单元由FPGA芯片的GPIO口直接控制。

4.根据权利要求1所述的一种自主可控工业控制装置，其特征在于，所述MCU芯片的RTC时钟晶振为32.768KHz，系统时钟晶振为25MHz，BOOT0引脚通过电阻R4接电源地，MCU芯片复位引脚通过2K电阻上拉，同时复位引脚对电源地并联10UF电容，MCU芯片通过拨码开关识别站点号。

5.根据权利要求1所述的一种自主可控工业控制装置，其特征在于，所述FPGA芯片与MCU芯片通过SPI4总线连接实现数据传输，FPGA芯片晶振为有源50MHz，MCU芯片通过SPI总线监视FPGA芯片工作状态，并通过PF10引脚控制FPGA芯片的硬件复位引脚RECONFIG实现MCU芯片对FPGA芯片控制。

6.根据权利要求1所述的一种自主可控工业控制装置，其特征在于，所述NOR Flash芯片与MCU芯片的SPI0总线连接实现数据传输，NOR Flash芯片的片选1、3与7引脚通过10K电阻上拉+3.3VD电源。

7.根据权利要求1所述的一种自主可控工业控制装置，其特征在于，所述SRAM芯片与MCU芯片以并行总线方式实现传输，SRAM芯片的运行访问时间为10ns提高MCU芯片实时运算速度。

8.根据权利要求1所述的一种自主可控工业控制装置，其特征在于，所述模拟信号单元（3）的模拟信号输入模块ADC芯片采用CL1606芯片，CL1606芯片与MCU芯片以标准SPI总线方式实现数据传输；

模拟信号单元（3）的模拟信号输入模块DAC芯片采用TPC116S4芯片，TPC116S4芯片与MCU芯片以标准SPI总线方式实现数据传输， TPC116S4芯片的LOAD引脚接入2K电阻到地，DAC芯片输出信号放大3倍经过运放跟随后对外输出。