[发明专利]一种可编程模拟量输入模块

说明书

技术领域

本发明涉及模拟量输入模块，具体地，涉及一种基于CMC芯片的可编程模拟量输入模块。

背景技术

目前市面上的模拟量输入模块功能单一，仅能完成对模拟量输入信号的采集，采集并数字化后的数字信号只能发送给CPU进行处理，均不支持用户编程，不能独立于CPU模块工作，模拟量输入的类型选择需要经过CPU模块的配置才能实现，同时模块更不能根据采集到的模拟量数据执行相应的动作，可执行的动作完全依赖于预先设置，不便于用户更改。

现行的这种方式使得系统中必需包含一个CPU模块才能使模拟量输入模块正常工作。然而CPU成本费用较高，在实现一些简单功能的装置上设置CPU明显地提高了模拟量输入模块的造价。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于CMC芯片的可编程模拟量输入模块。这种模拟量输入模块能够脱离CPU而独立运行，且可以对模块进行编程，使模块的运行按照用户编写的符合IEC61131-1标准的程序执行。

根据本发明提供的一种可编程模拟量输入模块，包括：片上控制芯片及芯片外围电路；

所述片上控制芯片包括：模数转换子模块、以太网MAC、执行器以及内核；

所述芯片外围电路包括：以太网物理接口收发器和模拟量信号调理电路；

所述片上控制芯片通过所述模数转换子模块与所述模拟量信号调理电路相连，所述模拟量信号调理电路将自外部接收的模拟信号进行调理滤波后输入所述模数转换子模块，所述模数转换子模块将输入的模拟信号转换为数字信号后存储；

所述片上控制芯片通过所述以太网MAC与所述以太网物理接口收发器相连，所述以太网物理接口收发器将自外部设备接收的标准程序和外部数据通过所述以太网MAC下载所述片上控制芯片进行存储，所述片上控制芯片还通过所述以太网物理接口收发器向所述外部设备发送数据，所述标准程序符合所述执行器的标准；

所述执行器与所述内核并行执行所述标准程序，以及调用所述存储的数字信号和外部数据。

作为一种优化方案，所述模拟量信号调理电路包括分压电路、RC低通滤波电路、共模滤波电容、电压跟随电路、差分输入电路；

所述自外部接收的模拟信号的正极电压信号和负极电压信号分别被所述分压电路分压后都依次经所述RC低通滤波电路和所述共模滤波电容滤波后获得正极滤波信号和负极滤波信号，该正极滤波信号和负极滤波信号分别经过一所述电压跟随电路后输入所述差分输入电路的正负输入端，所述差分输入电路的输出端向所述模数转换子模块输出单端的模拟信号。

作为一种优化方案，所述分压电路之前还设置有电流变电压电路；所述电流变电压电路用于将电流形式的所述模拟信号转换为电压信号后输入所述分压电路。

作为一种优化方案，所述芯片外围电路还包括复位电路；所述复位电路与所述片上控制芯片的复位引脚相连。

作为一种优化方案，所述片上控制芯片还包括CAN总线控制器；所述芯片外围电路还包括与所述CAN总线控制器对应的CAN收发器；所述片上控制芯片通过所述CAN总线控制器与所述CAN总线收发器进行CAN总线数据的接收和发送。

作为一种优化方案，所述片上控制芯片还包括通用输入输出接口；

所述芯片外围电路还包括与所述通用输入输出接口对应的指示灯；

所述指示灯用于受所述输入输出接口控制，指示所述输入输出接口的运行状态。

作为一种优化方案，所述片上控制芯片还包括存储子模块；所述存储子模块用于存储所述模数转换子模块转换获得的数字信号和所述以太网MAC接收的所述标准程序和外部数据。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明提供的一种可编程模拟量输入模块基于CMC芯片设计，可以使模拟量输入模块脱离CPU模块而独立运行，可以省去CPU模块的成本，从而降低整个系统的成本；一种基于CMC芯片的可编程模拟量输入模块可以使用符合IEC61131-1执行器标准的语言对模块进行编程，使模块的运行按照用户编写的程序执行。

用户可以使用符合执行器标准的语言对本发明的一种基于CMC芯片的可编程模拟量输入模块进行随意编程，实现各种用户想要的运行方式，对模拟量输入的数据进行处理，并通过以太网或CAN总线将数据传送到需要的地方，也可以通过以太网或CAN总线接收外界设备发来的数据，并根据用户编写的程序对数据进行处理、执行相应的动作，可以担当控制系统中小型CPU模块的功能。

附图说明