【MCU方案】+工控数字量采集模块（TMS570LS0332）

只看该作者 · 2015-6-21 17:01

工控数字量采集模块采用双通道结构，支持双通道数据比较，并通过诊断电路施加测试信号对输入电路进行诊断。通信部分和地址分配部分也采用冗余结构，提高系统的可靠性。
工控数字量采集模块主要包括以下几部分：
数字串行输入、SOE、DI诊断、短路/断路测试、通信接口、地址分配以及电源模块。

      具体方案详见附件图片及原理图

   简要描述：

      数字串行输入
分采用TI公司的SN65HVS881数字输入串行器，SN65HVS881是用于工业数字输入的带奇偶校验的8输入数字输入串行器。考虑到模块为16通道，而且具有双通道冗余结构，所以采用4片SN65HVS881进行级联，完成对16通道冗余结构的实现。除此之外，该部分还包括现场信号输入端的保护电路和SN65HVS881与CPU的数字隔离电路。
数字量输入诊断
数字量诊断电路用于检测输入电路是否处于健康状态，主要通过在供电端和输入端加入开关实现：
1）供电端开关的作用是在检测周期时将电流断开，使输入出现开路的效果；

2）输入端开关的作用是周期性的注入驱动电压，使开关可以被强制打开。

   短路/断路测试
该模块主要是在外部电路出现短路或断路的情况下，通过串联或并联电阻实现的。主要由模拟开关和模数转换器（ADC）组成。通过判断AD值的大小就可以确定电路是否出现短路或断路的情况。
通信电路
通信接口主要是RS485通信部分。该通信接口采用冗余结构，RS485收发器经过FPGA与CPU通信，RS485收发器选用SN65HVD10，收发器的最高传输速率32Mbps。其结构图如图9所示。

电源电路

为了提高CPU工作的安全性，设计中采用了TPS65381QDAPRQ1电源管理芯片，该芯片为TMS470和TMS570系列CPU的专用电源管理芯片。能够为TMS570系列CPU提供1.2V核电压，3.3VI/O端口逻辑电压，还可以为AD端口供电。该电源管理芯片带有电源监控功能，芯片与TMS570和TMS470系列CPU通过SPI端口进行通信。通过该芯片能够对CPU故障进行监控，芯片带有看门狗功能，能够对电压进行监控，当输入电压低于4.2V时，产生电源复位信号。芯片具备对所有电源输出端口进行过压欠压监控功能，具有过流、过热和短接保护功能。