[实用新型]用于现场总线传输技术的接口电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种现场总线(Profibus-DP)传输技术，特别涉及一种用于现场总线传输技术的接口电路。

背景技术

在如今的工业自动化控制领域，现场总线技术得到了广泛的应用，在各种现场总线技术中，现场总线(Profibus-DP)以其独特的优点，在很多场合都有着应用。但目前的工业仪表中，仍有很大一部分是采用着传统的模拟控制信号，并不具备现场总线通信技术。为了使这些仪表能很方便地实现与现场总线(Profibus-DP)系统间的通信，特设计出一种现场总线(Profibus-DP)通信卡，该通信卡在现场总线系统和仪表间起到一个桥梁的作用，实现现场总线(Profibus-DP)数据与仪表数据间的转换。由于现场总线(Profibus-DP)信号的物理层是采用的RS-485技术，而通信卡上的物理层信号多数为0、5V(或3.3V)的高、低电平TTL信号，与RS-485信号并不兼容。为了实现与现场总线系统的正常通信，必须实现两部分信号的电平转换。另外，在实际的现场应用中，存在着各种各样的干扰信号，为了防止这些干扰信号进入到通信卡电路板中，影响到通信卡的正常工作，必须在通信卡和现场总线(Profibus-DP)间加以隔离。

在通信卡的设计中，采用西门子协议芯片实现现场总线协议数据的处理，在硬件接口电路部分，多数采用的是芯片资料推荐的电路图，如图2所示。在该图中最左边的方框示意图为协议芯片，最右边的3个信号端子(A、B和RTS)为现场总线(Profibus-DP)信号线，中间的电路部分实现了现场总线信号与协议芯片信号的转换和隔离。其中转换部分由电平转换芯片75ALS176实现，隔离部分由高速光耦HCPL7101和HCPL0601实现。数据信号从协议芯片的RXD、TXD和RTS引脚引出，这3根信号线首先经过3个光耦隔离，然后再经过电平转换芯片的转换即变成了现场总线信号。另外为了保证现场总线系统的可靠性，在光耦HCPL0601后面还接了一个74HC132与非芯片，保证总线在空闲时RTS信号有一个固定的电平。可以看出这部分转换电路总共使用了5个芯片，电路结构比较复杂，在调试时容易出现问题，给实际的生产带来了一定的麻烦，另外由于采用的光耦都是高速光耦，因此价格也比较昂贵。

发明内容

鉴于现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种用于现场总线传输技术的接口电路。该电路采用新的转换和隔离技术，实现电路的简化，并降低硬件成本。

本实用新型为实现上述目的所采取的技术方案是：一种用于现场总线(Profibus-DP)传输技术的接口电路，包括协议芯片U0、现场总线(Profibus-DP)信号端口A、B、RTS，其特征在于：还包括电阻R1、R2、R3、接口芯片U1，所述协议芯片U0的RXD、RTS、TXD信号端口分别接接口芯片U1的3脚、5脚和6脚，所述接口芯片U1的1脚接VCC，2脚、4脚、8脚接地，7脚通过上拉电阻R1接VCC，9脚、15脚接现场总线(Profibus-DP)地，10脚、12脚、13脚分别接现场总线(Profibus-DP)端口RTS、B、A，12脚通过上拉电阻R3接现场总线(Profibus-DP)电源，13脚通过下拉电阻R2接现场总线(Profibus-DP)地，16脚接现场总线(Profibus-DP)电源。

本实用新型的有益效果是：1、改变信号的光耦隔离技术，采用磁耦隔离技术。在具体设计上采用的新型的ADM2486接口芯片替换了现有技术电路中的光耦芯片，由于在ADM2486接口芯片中，集成了3路隔离部分，可以同时实现上述3个信号的隔离。这样用1个芯片的隔离技术代替4个芯片的功能，为生产和调试带来了方便。2、在信号转换技术上，ADM2486接口芯片不仅集成了信号隔离的功能，还集成了信号转换部分的功能，可以实现TTL信号与现场总线(Profibus-DP)信号间的转换。总体看来，使用一个ADM2486接口芯片即实现了图2中的5个芯片的全部功能，在不影响电路功能和性能的前提下，大大简化了电路结构，方便了生产应用，节省了硬件成本，性能更加可靠稳定。

附图说明

图1为本实用新型的电路图。

图2为现有技术的总线接口电路图。

具体实施方式

如图1所示，用于现场总线(Profibus-DP)传输技术的接口电路，包括SPC3协议芯片U0、现场总线(Profibus-DP)信号端口A、B、RTS，还包括电阻R1、R2、R3、ADM2486接口芯片U1，协议芯片U0的RXD、RTS、TXD信号端口分别接接口芯片U1的3脚、5脚和6脚的信号端口，接口芯片U1的1脚接电源VCC，2脚、4脚8脚接地，7脚通过上拉电阻R1接电源VCC，始终使接口芯片U₁处于工作状态，9脚、15脚接现场总线(Profibus-DP)地，16脚接现场总线(Profibus-DP)电源，始终使接口芯片U₁处于接收数据的状态；10脚、12脚、13脚分别接现场总线(Profibus-DP)端口RTS、B、A的信号端口，12脚通过上拉电阻R3接现场总线(Profibus-DP)电源，13脚通过下拉电阻R2接现场总线(Profibus-DP)地，这样协议芯片U₀上的总线数据先经过接口芯片(U₁)内部的磁耦隔离，再经过信号电平的转换就变成了现场总线(Profibus-DP)的RS-485物理传输信号；反之现场总线(Profibus-DP)的RS-485物理传输信号先经过接口芯片U₁的信号转换部分，再经过3路磁耦隔离部分就转换为了协议芯片U₀可以接收的总线数据了。