專利名稱：數(shù)字模擬混合總線的工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微型計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種使用內(nèi)總線(I-BUS)的工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)。
在現(xiàn)有的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，包括個(gè)人計(jì)算機(jī)及工業(yè)控制計(jì)算機(jī)都廣泛使用了內(nèi)總線技術(shù)。這些計(jì)算機(jī)的主體以部分功能模塊和主機(jī)板構(gòu)成，或全部采用功能模塊的形式構(gòu)成。各功能模塊通過內(nèi)總線進(jìn)行信息傳遞。采用該技術(shù)制造的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性、組成靈活、易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。由于生產(chǎn)廠家和采用的處理器不同，出現(xiàn)了多種不同的標(biāo)準(zhǔn)總線。在現(xiàn)有的這些內(nèi)總線中除電源線外，其數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線傳輸?shù)男畔⒕鶠殚_關(guān)量或數(shù)字量形式的，稱為數(shù)字型總線。如S-100總線(IEEE-696)、MUI，TIBUS多總線(IEEE-798)和STD總線(IEEE-961)等都如是。
在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)要對(duì)大量的外來信號(hào)進(jìn)行處理，然后根據(jù)處理結(jié)果輸出控制信號(hào)。這些外來信號(hào)和輸出的控制信號(hào)有開關(guān)量的、數(shù)字量的和模擬量的，其中模擬量信號(hào)的種類是最多的。例如，在對(duì)模擬量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，一種采樣模塊往往無法滿足對(duì)所有模擬量都能進(jìn)行采樣的要求，因?yàn)檫@些采樣模塊大多是接通用或?qū)Ｓ迷O(shè)計(jì)的，它所能接受的模擬量信號(hào)必須滿足一定的要求。因此在采樣前，常要對(duì)模擬量進(jìn)行各種模/模(A/A)變換，如放大、衰減、濾波、偏置、電流/電壓變換以及其它模擬運(yùn)算，使得模/模變換后的所有模擬量都適合采樣模塊的要求。這就需要設(shè)計(jì)一些電路板來完成這部分工作，這些電路板可以做成同功能模塊一樣的大小而插入總線母板擴(kuò)展槽。經(jīng)變換后的模擬信號(hào)再通過接口間的連線送入模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換模塊上去。這些電路板稱為匹配板。附

圖1是這種結(jié)構(gòu)的示例，圖中示出模擬量的處理部分，該部分由現(xiàn)有數(shù)字型總線1、中央處理器(CPU)模塊2、多通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)模塊3、匹配板(A/A)4、5、和數(shù)/模轉(zhuǎn)換(DAC)模塊6等組成。顯而易見，當(dāng)匹配板較多時(shí)，接口間過多的連線會(huì)變得雜亂無章；當(dāng)模擬量的數(shù)量超過模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊所具有的通道數(shù)時(shí)，還要擴(kuò)充模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)量，因此這種結(jié)構(gòu)不便匹配板和功能模塊的插拔和更換位置，不但影響了系統(tǒng)的美觀，也使得組成系統(tǒng)的靈活性喪失殆盡。
本發(fā)明的目的是，克服上述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的不足之處，創(chuàng)造一種更有實(shí)用價(jià)值的數(shù)字模擬混合總線的工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
本發(fā)明是在現(xiàn)有計(jì)算機(jī)內(nèi)總線上增加這樣一組總線，該總線所傳送的數(shù)據(jù)是模擬量。為區(qū)別于數(shù)字型的數(shù)據(jù)總線，稱它為模擬總線。模擬總線與現(xiàn)有計(jì)算機(jī)內(nèi)總線的結(jié)合，構(gòu)成了一種數(shù)字模擬混合的計(jì)算機(jī)內(nèi)總線。采用該總線結(jié)構(gòu)構(gòu)成的工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)即為模擬數(shù)字混合總線的工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)。
附圖2是本發(fā)明原理。由圖可見，以現(xiàn)有數(shù)字型總線7、模擬總線8構(gòu)成數(shù)字模擬混合總線。該總線和采用該總線原理制造的數(shù)字功能模塊，和模擬功能模塊11、12、13等組成數(shù)字模擬混合總線的工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)，模擬功能模塊包含有模擬開關(guān)部分10、14、15。各模擬功能模塊中的模擬量信號(hào)均可通過模擬開關(guān)與模擬總線8相連。各模塊上的模擬開關(guān)均有其地址，其地址可編程。模擬開關(guān)的開通與否由計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行控制。該計(jì)算機(jī)對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行操作的工作原理是由計(jì)算機(jī)按地址打開對(duì)應(yīng)的模擬開關(guān)，待模擬量信號(hào)出現(xiàn)在模擬總線上并且達(dá)到穩(wěn)定后再對(duì)其進(jìn)行操作。
本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)是由于采用了數(shù)字模擬混合總線結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)可通過該總線對(duì)模塊中的模擬量進(jìn)行訪問、操作。仍以采樣為例，此時(shí)的匹配板已經(jīng)變成了模擬功能模塊。經(jīng)處理后的模擬量不再需要經(jīng)過接口間的連線送到采樣模塊，而是經(jīng)過模塊上的模擬開關(guān)經(jīng)模擬總線后再送入采樣模塊。由于取消了接口之間的連線，就可在任意的位置插入模塊。輸入模擬量的數(shù)量也不再受限于采樣模塊通道數(shù)的限制，在模擬量數(shù)量很多時(shí)，不需要增加造價(jià)高昂的模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。這種結(jié)構(gòu)使得模塊的可編程性和組成系統(tǒng)的靈活性都大大提高了，系統(tǒng)中模擬功能模塊可通過模擬總線共享模擬總線上的資源。上述這些優(yōu)點(diǎn)在以帶有模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能的微控制器(Miorocontroller)為核心所組成的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中更顯得格外突出。采用該總線的數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊的模擬量輸出也可通過模擬開關(guān)送入模擬總線，從而可以很方便地實(shí)現(xiàn)模擬功能模塊的自診斷。
本文所述的數(shù)字功能模塊是指不含模擬量處理的模塊，如存儲(chǔ)器模塊、中央處理器模塊，及其它數(shù)字量或開關(guān)量的輸入/輸出模塊等；模擬功能模塊是指含有模擬量處理的模塊，如模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊、模/模匹配模塊，以及某些含有模擬量處理功能的微控制器的模塊。
本發(fā)明的數(shù)字模擬混合總線的工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)，其特征是在現(xiàn)有工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)總線上增加一組傳送模擬量的模擬總線，構(gòu)成一種數(shù)字模擬混合總線，模擬功能模塊間的模擬量傳送，是通過模擬開關(guān)和模擬總線進(jìn)行的。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字模擬混合總線的工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)，由模擬功能模塊和數(shù)字功能模塊組成，其特征是在現(xiàn)有工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)總線上增加一組傳送模擬量的模擬總線，構(gòu)成一種數(shù)字模擬混合總線，模擬功能模塊間的模擬量傳送，是通過模擬開關(guān)和模擬總線進(jìn)行的。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字模擬混合總線的工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)，其特征是模擬功能模塊上有模擬開關(guān)與模擬總線相連，模擬功能模塊上的模擬開關(guān)地址是可編程的。
全文摘要
一種數(shù)字模擬混合總線的工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征是在現(xiàn)有工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)總線上增加一組傳送模擬量的模擬總線而構(gòu)成數(shù)字模擬混合總線，模擬功能模塊間的模擬量傳送，是通過模擬開關(guān)和模擬總線進(jìn)行的。優(yōu)點(diǎn)是取消了模擬功能模塊之間的連線，可在任意的位置插入模塊；輸入模擬量的數(shù)量不受采樣模塊通道數(shù)的限制，提高了模塊的可編程性和組成系統(tǒng)的靈活性；各模塊可以共享模擬總線上的資源，易于自診斷。
文檔編號(hào)G06F13/40GK1120199SQ95105960
公開日1996年4月10日 申請(qǐng)日期1995年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月2日
發(fā)明者王普林, 高輝 申請(qǐng)人:王普林, 高輝