可重構(gòu)自適應(yīng)接口電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可重構(gòu)自適應(yīng)接口電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)控制應(yīng)用領(lǐng)域，各控制模塊之間通訊使用得比較多的通訊接口有CAN、RS-422、RS485和RS-232等，不同的用戶和不同的應(yīng)用現(xiàn)場會(huì)具體選擇使用不同的通訊接口。這就造成當(dāng)前工業(yè)控制模塊接口電路的設(shè)計(jì)呈現(xiàn)兩種現(xiàn)狀:(I)每個(gè)控制模塊產(chǎn)品只設(shè)計(jì)一種或兩種固定的通訊接口，同時(shí)設(shè)計(jì)多種控制模塊產(chǎn)品來適應(yīng)要求不同通訊接口的應(yīng)用，這種設(shè)計(jì)方案增加了控制模塊產(chǎn)品的種類；(2)為了減少控制模塊產(chǎn)品的種類，在每個(gè)控制模塊上同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口來支持多種通訊，在具體的應(yīng)用現(xiàn)場，選擇使用一種或兩種接口，這種設(shè)計(jì)方案會(huì)造成較大的接口浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可重構(gòu)自適應(yīng)接口電路。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的具體技術(shù)方案是:
可重構(gòu)自適應(yīng)接口電路包括FPGA可重構(gòu)接口電路、QSPI Flash存儲(chǔ)器電路、數(shù)字隔離電路、數(shù)字復(fù)用/解復(fù)用電路、CAN收發(fā)器電路、RS-485收發(fā)器電路、RS-232收發(fā)器電路、RS-422收發(fā)器電路、模擬復(fù)用/解復(fù)用電路、接口連接器及保護(hù)電路和隔離電源電路；
QSPI Flash存儲(chǔ)器電路與FPGA可重構(gòu)接口電路的多功能M1端口信號(hào)連接，數(shù)字隔離電路的一端與FPGA可重構(gòu)接口電路的可編程邏輯1端口信號(hào)連接，數(shù)字隔離電路的另一端與數(shù)字復(fù)用/解復(fù)用電路、模擬復(fù)用/解復(fù)用電路和接口連接器及保護(hù)電路連接，數(shù)字隔離電路的隔離電源引腳和地引腳與隔離電源電路輸出的隔離電源和地連接，數(shù)字復(fù)用/解復(fù)用電路的電源引腳和地引腳與隔離電源電路輸出的隔離電源和地連接，CAN收發(fā)器電路的一端與數(shù)字復(fù)用/解復(fù)用電路連接，CAN收發(fā)器電路的另一端與模擬復(fù)用/解復(fù)用電路連接，CAN收發(fā)器電路的電源引腳和地引腳與隔離電源電路輸出的隔離電源和地連接，RS-485收發(fā)器電路的一端與數(shù)字復(fù)用/解復(fù)用電路連接，RS-485收發(fā)器電路的另一端與模擬復(fù)用/解復(fù)用電路連接，RS-485收發(fā)器電路的電源引腳和地引腳與隔離電源電路輸出的隔離電源和地連接，RS-232收發(fā)器電路的一端與數(shù)字復(fù)用/解復(fù)用電路連接，RS-232收發(fā)器電路的另一端與模擬復(fù)用/解復(fù)用電路連接，RS-232收發(fā)器電路的電源引腳和地引腳與隔離電源電路輸出的隔離電源和地連接，RS-422收發(fā)器電路的一端與數(shù)字復(fù)用/解復(fù)用電路連接，RS-422收發(fā)器電路的另一端與模擬復(fù)用/解復(fù)用電路連接，RS-422收發(fā)器電路的電源引腳和地引腳與隔離電源電路輸出的隔離電源和地連接，模擬復(fù)用/解復(fù)用電路的電源引腳和地引腳與隔離電源電路輸出的隔離電源和地連接，接口連接器及保護(hù)電路的一端與模擬復(fù)用/解復(fù)用電路和數(shù)字隔離電路連接，接口連接器及保護(hù)電路的另一端與隔離電源電路輸出的隔離電源和地連接；
所述的FPGA可重構(gòu)接口電路采用Xilinx公司的型號(hào)為XC7Z020的芯片Ul ； 所述的QSPI Flash存儲(chǔ)器電路包括Spans1n公司的型號(hào)為S25FL128S的QSPI Flash存儲(chǔ)器芯片U2、電容Cl和電容C2 ；U2的第16引腳與Ul的M106引腳連接，U2的第7引腳與Ul的M1l引腳連接，U2的第15引腳與Ul的M102引腳連接，U2的第8引腳與Ul的M103引腳連接，U2的第9引腳與Ul的M104引腳連接，U2的第I引腳與Ul的M105引腳連接；U2的第2引腳同時(shí)與電容Cl的第I引腳和+3.3V電源連接，電容Cl的第2引腳與地連接，U2的第14引腳同時(shí)與電容C2的第I引腳和+3.3V電源連接，電容C2的第2引腳與地連接，U2的第10引腳與地連接；
所述的數(shù)字隔離電路包括AD公司的型號(hào)為ADuM1401的數(shù)字隔離芯片U3與U4、電容C3、電容C4、電容C5和電容C6 ；U3的第14引腳與Ul的PL_100引腳連接，U3的第13引腳與Ul的PL_101引腳連接，U3的第12引腳與Ul的PL_102引腳連接，U3的第11引腳與Ul的PL_107引腳連接；U3的第16引腳同時(shí)與電容C3的第I引腳和+3.3V電源連接，電容C3的第2引腳與地連接，U3的第15引腳與地連接，U3的第9引腳與地連接，U3的第10引腳與+3.3V電源連接；U3的第3引腳同時(shí)與接口連接器Xl的第I引腳和電阻R14的第I引腳連接，U3的第4引腳同時(shí)與接口連接器Xl的第2引腳和電阻R13的第I引腳連接，U3的第5引腳同時(shí)與接口連接器Xl的第3引腳和電阻R12的第I引腳連接，U3的第6引腳同時(shí)與RS-485收發(fā)器U7的第2引腳、第3引腳和電阻R3的第2引腳連接；U3的第I引腳同時(shí)與電容C4的第I引腳和隔離電源信號(hào)VDD3V3_IS0連接，電容C4的第2引腳與隔離地信號(hào)GND_IS0連接，U3的第2引腳與隔離地信號(hào)GND_IS0連接，U3的第7引腳與隔離電源信號(hào)VDD3V3_IS0連接，U3的第8引腳與隔離地信號(hào)GND_IS0連接；U4的第3引腳與Ul的PL_103引腳連接，U4的第4引腳與Ul的PL_104引腳連接，U4的第5引腳與Ul的PL_105引腳連接，U4的第6引腳與Ul的PL_106引腳連接；U4的第I引腳同時(shí)與電容C5的第I引腳和+3.3V電源連接，電容C5的第2引腳與地連接，U4的第2引腳與地連接，U4的第8引腳與地連接，U4的第7引腳與+3.3V電源連接；U4的第14引腳同時(shí)與數(shù)字復(fù)用/解復(fù)用器U5的第14引腳、模擬復(fù)用/解復(fù)用器Ull的第11引腳和第15引腳連接，U4的第13引腳同時(shí)與數(shù)字復(fù)用/解復(fù)用器U5的第2引腳、模擬復(fù)用/解復(fù)用器Ull的第12引腳和第14引腳連接，U4的第12引腳與數(shù)字復(fù)用/解復(fù)用器U5的第7引腳連接，U4的第11引腳與數(shù)字復(fù)用/解復(fù)用器U5的第9引腳連接；U4的第16引腳同時(shí)與電容C6的第I引腳和隔離電源信號(hào)VDD3V3_IS0連接，電容C6的第2引腳與隔離地信號(hào)GND_IS0連接，U4的第15引腳與隔離地信號(hào)GND_IS0連接，U4的第10引腳與隔離電源信號(hào)VDD3V3_IS0連接，U4的第9引腳與隔離地信號(hào)GND_IS0連接；
所述的數(shù)字復(fù)用/解復(fù)用電路包括TI公司的型號(hào)為SN74CB3T3253的數(shù)字復(fù)用/解復(fù)用器芯片U5和電容C7 ;U5的第14引腳同時(shí)與U4的第14引腳、模擬復(fù)用/解復(fù)用器Ull的第11引腳和第15引腳連接，U5的第2引腳同時(shí)與U4的第13引腳、模擬復(fù)用/解復(fù)用器Ull的第12引腳和第14引腳連接；U5的第7引腳與U4的第12引腳連接，U5的第9引腳與U4的第11引腳連接，U5的第I引腳與隔離地信號(hào)GND_IS0連接，U5的第15引腳與隔離地信號(hào)GND_IS0連接；U5的第6引腳與CAN收發(fā)器U6的第I引腳連接，U5的第5引腳與RS-485收發(fā)器U7的第4引腳連接，U5的第4引腳與RS-232收發(fā)器U8的第11引腳連接，U5的第3引腳與RS-422發(fā)送器U9的第I引腳連接，U5的第10引腳與CAN收發(fā)器U6的第4引腳連接，U5的第11引腳與RS-485收發(fā)器U7的第I引腳連接，U5的第12引腳與RS-232收發(fā)器U8的第12引腳連接，U5的第13引腳與RS-422接收器UlO的第3引腳連接；U5的第16引腳同時(shí)與電容C7的第I引腳和隔離電源信號(hào)VDD3V3_ISO連接，電容C7的第2引腳與隔離地信號(hào)GND_ISO連接，U5的第8引腳與隔離地信號(hào)GND_ISO連接；
所述的CAN收發(fā)器電路包括TI公司的型號(hào)為SN65HVD230D的CAN收發(fā)器芯片U6、電容C8、電阻Rl和電阻R2 ；U6的第I引腳與U5的第6引腳連接，U6的第4引腳與U5的第10引腳連接；U6的第3引腳同時(shí)與電容C8的第2引腳和隔離電源信號(hào)VDD3V3_ISO連接，電容C8的第I引腳與隔離地信號(hào)GND_ISO連接，U6的第2引腳與隔離地信號(hào)GND_ISO連接；U6的第8引腳與電阻Rl的第I引腳連接，電阻Rl的第2引腳與隔離地信號(hào)GND_ISO連接，U6的第7引腳同時(shí)與電阻R2的第I引腳和模擬復(fù)用/解復(fù)用器Ull的第6引腳連接，U6的第6引腳同時(shí)與電阻R2的第2引腳和模擬復(fù)用/解復(fù)用器Ull的第20引腳連接；所述的RS-485收發(fā)器電路包括TI公司的型號(hào)為SN65HVD72的RS-485收發(fā)器芯片U7、電容C9、電阻R3和電阻R4 ；U7的第I引腳與U5的第11引腳連接，U7的第4引腳與U5的第5引腳連接，U7的第2引腳同時(shí)與U7的第3引腳、電阻R3的第2引腳和U3的第6引腳連接；U7的第8引腳同時(shí)與電容C9的第I引腳和隔離電源信號(hào)VDD3V3_ISO連接，電容C9的第2引腳與隔離地信號(hào)GND_ISO連接，U7的第5引腳與隔離地信號(hào)GND_ISO連接；U7的第6引腳同時(shí)與電阻R4的第2引腳和模擬復(fù)用/解復(fù)用器Ull的第7引腳連接，U7的第7引腳同時(shí)與電阻R4的第I引腳和模擬復(fù)用/解復(fù)用器Ull的第19引腳連接；
所述的RS-232收發(fā)器電路包括MAXM公司的型號(hào)為MAX3232的RS-232收發(fā)器芯片U8、電容C10、電容C11、電容C12、電容C13和電容C14 ；U8的第11引腳與U5的第4引腳連接，U8的第12引腳與U5的第12引腳連接，U8的第13引腳與模擬復(fù)用/解復(fù)用器Ull的第18引腳連接，U8的第14引腳與模擬復(fù)用/解復(fù)用器Ull的第8引腳連接；U8的第I引腳與電容ClO的第I引腳連接，U8的第3引腳與電容ClO的第2引腳連接，U8的第4引腳與電容Cll的第I引腳連接，U8的第5引腳與電容Cll的第2引腳連接，U8的第2引腳與電容C13的第2引腳連接，電容C13的第I引腳與隔離地信號(hào)GND_ISO連接，U8的第6引腳與電容C14的第2引腳連接，電容C14的第I引腳與隔離地信號(hào)GND_ISO連接，U8的第16引腳同時(shí)與電容C12的第I引腳和隔離電源信號(hào)VDD3V3_ISO連接，電容C12的第2引腳與隔離地信號(hào)GND_ISO連接，U8的第15引腳與隔離地信號(hào)GND_ISO連接；
所述的RS-422收發(fā)器電路包括MAXM公司的型號(hào)為MAX3030E的RS-422發(fā)送器芯片U9、MAXIM公司的型號(hào)為MAX3096的RS-422接收器芯片U10、電容C15、電容C16、電阻R5、電阻R6和電阻R7 ；U9的第I引腳與U5的第3引腳連接，U9的第2引腳與模擬復(fù)用/解復(fù)用器Ull的第9引腳連接，U9的第3引腳與模擬復(fù)用/解復(fù)用器Ull的第17引腳連接；U9的第4引腳與隔離電源信號(hào)VDD3V3_ISO連接，U9的第12引腳與隔離地信號(hào)GND_ISO連接，U9的第7引腳與隔離地信號(hào)GND_ISO連接，U9的第9引腳與隔離地信號(hào)GND_ISO連接，U9的第8引腳與隔離地信號(hào)GND_ISO連接，U9的第15引腳與隔離地信號(hào)GND_ISO連接，U9的第16引腳同時(shí)與電容C15的第I引腳和隔離電源信號(hào)VDD3V3_ISO連接，電容C15的第2引腳與隔離地信號(hào)GND_ISO連接；U10的第3引腳與U5的第13引腳連接，UlO的第2引腳同時(shí)與電阻R5的第2引腳、電阻R6的第I引腳和接口連接器及保護(hù)電路中的電阻RlO的第I引腳連接，電阻R5的第I引腳與隔離電源信號(hào)VDD3V3_ISO連接，UlO的第I引腳同時(shí)與電阻R6的第2引腳、電阻R7的第I引腳和接口連接器及保護(hù)電路中的電阻Rll的第I引腳連接，電阻R7的第2引腳與隔離地信號(hào)GND_ISO連接；U10的第4引腳與隔離電源信號(hào)VDD3V3_IS0連接，UlO的第12引腳與隔離地信號(hào)GND_ISO連接，UlO的第8引腳與隔離地信號(hào)GND_ISO連接，UlO的第16引腳同時(shí)與電容C16的第I引腳和隔離電源信號(hào)VDD3V3_ISO連接，電容C16的第2引腳與隔離地信號(hào)GND_IS0連接；
所述的模擬復(fù)用/解復(fù)用電路包括MAXM公司的型號(hào)為MAX14778的模擬復(fù)用/解復(fù)用器芯片U11、電容C17、電容C18、和電容C19 ；U11的第11引腳同時(shí)與Ull的第15引腳、U5的第14引腳和U4的第14引腳連接，Ull的第12引腳同時(shí)與Ull的第14引腳、U5的第2引腳和U4的第13引腳連接；U11的第6引腳同時(shí)與U6的第7引腳和電