一种用于水电控制系统IO模块的MCU主板技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于水电控制系统IO模块的MCU主板，包括设置在IO母板上的MCU模块；MCU模块的第一引脚与NOR FLASH存储器相连，MCU模块的通信端口与RS485通讯电路模块的一端相连，RS485通讯电路模块的另一端与IO底座的第一引脚相连；MCU模块的第二引脚与站地址识别电路模块的一端相连，站地址识别电路模块的另一端与IO底座的第二引脚相连；MCU模块的第三引脚与FPGA模块的第一引脚相连，FPGA模块的第二引脚与板间连接器的一端相连，板间连接器的另一端用于与IO通道子板相连；本实用新型专利技术能够满足500us的任务调度要求，有效提高了IO板卡的时效性和安全性。IO板卡的时效性和安全性。IO板卡的时效性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于水电控制系统IO模块的MCU主板


[0001]本技术属于水电控制
，特别涉及一种用于水电控制系统IO模块的MCU主板。

技术介绍

[0002]水电控制系统中，IO模块作为水轮机和其他相关辅助设备指令执行以及各类信息采集的终端模块；现有水电控制系统中的IO板卡大多基于进口的MCU芯片，例如：意法半导体、恩智浦或英飞凌，但现有的IO板卡往往存在时效性及供应链安全性较低的问题。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的技术问题，本技术提供了一种用于水电控制系统IO模块的MCU主板，以解决现有水电控制系统中的IO板卡存在时效性和安全性交底的技术问题。
[0004]为达到上述目的，本技术采用的技术方案为：
[0005]本技术提供了一种用于水电控制系统IO模块的MCU主板，包括IO母板以及设置在所述IO母板上的MCU模块、FPGA模块、NOR FLASH存储器、电源模块、RS485通讯电路模块、站地址识别电路模块、IO底座及板间连接器；
[0006]所述MCU模块的第一引脚与NOR FLASH存储器相连，所述MCU模块的通信端口与所述RS485通讯电路模块的一端相连，所述RS485通讯电路模块的另一端与所述IO底座的第一引脚相连；
[0007]所述MCU模块的第二引脚与站地址识别电路模块的一端相连，所述站地址识别电路模块的另一端与所述IO底座的第二引脚相连；
[0008]所述MCU模块的第三引脚与所述FPGA模块的第一引脚相连，所述FPGA模块的第二引脚与所述板间连接器的一端相连，所述板间连接器的另一端用于与IO通道子板相连；
[0009]所述电源模块，用于为所述MCU模块及所述FPGA模块提供电源。
[0010]进一步的，还包括温度传感器；所述温度传感器与所述MCU模块的第四引脚相连。
[0011]进一步的，所述RS485通讯电路模块采用冗余IO_BUS通讯电路；其中，所述冗余IO_BUS通讯电路包括RS485_A通讯单元及RS485_B通讯单元；
[0012]所述RS485_A通讯单元的一端与所述MCU模块的第一通信端口相连，所述RS485_A通讯单元的另一端与所述IO底座的第一引脚相连；
[0013]所述RS485_B通讯单元的一端与所述MCU模块的第一通信端口相连，所述RS485_B通讯单元的另一端与所述IO底座的第一引脚相连。
[0014]进一步的，所述MCU模块与所述FPGA模块之间采用SPI通讯方式相连。
[0015]进一步的，所述电源模块包括电源单元、端口防护电路、第一DCDC转换器、第二DCDC转换器及第三DCDC转换器；
[0016]电源单元的输出端与端口防护电路的一端相连，端口防护电路的另一端与第一DCDC转换器的输入端相连；第一DCDC转换器的第一输出端与第二DCDC转换器的输入端相
连，第一DCDC转换器的第二输出端与第三DCDC转换器的输入端相连；第二DCDC转换器的输出端与所述MCU模块的供电引脚相连，第三DCDC转换器的输出端与所述FPGA模块的供电引脚相连。
[0017]进一步的，所述第一DCDC转换器采用SYG492型DCDC转换器；第二DCDC转换器与第三DCDC转换器均采用SY8032型DCDC转换器。
[0018]进一步的，所述FPGA模块的型号为PGL22G；所述MCU模块为GD32F450型MCU芯片。
[0019]进一步的，所述温度传感器采用NST175型IIC温度传感器。
[0020]进一步的，RS485_A通讯单元及RS485_B通讯单元均采用TPT481型的RS485收发器。
[0021]进一步的，站地址识别电路模块采用5位站地址识别电路模块。
[0022]与现有技术相比，本技术的有益效果为：
[0023]本技术提供了一种用于水电控制系统IO模块的MCU主板，通过在IO母板上配置MUC模块及FPGA模块，在实现IO板卡的完整功能的基础上，能够满足500us的任务调度要求，有效提高了IO板卡的时效性和安全性。
[0024]进一步的，所述FPGA模块的型号为PGL22G；所述MCU模块为GD32F450型MCU芯片，为高时效性逻辑实现奠定基础，确保了水电控制系统的自主可控及安全可信的效果。
附图说明
[0025]图1为本技术所述的用于水电控制系统IO模块的MCU主板的结构框图；
[0026]图2为本技术所述的用于水电控制系统IO模块的MCU主板的布局结构图。
具体实施方式
[0027]为了使本技术所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0028]如附图1
‑
2所示，本技术提供了一种用于水电控制系统IO模块的MCU主板，包括IO母板以及设置在所述IO母板上的MCU模块、FPGA模块、NOR FLASH存储器、电源模块、RS485通讯电路模块、站地址识别电路模块、IO底座、板间连接器及温度传感器。
[0029]所述MCU模块的第一引脚与NOR FLASH存储器相连，所述MCU模块的通信端口与所述RS485通讯电路模块的一端相连，所述RS485通讯电路模块的另一端与所述IO底座的第一引脚相连；所述MCU模块的第二引脚与站地址识别电路模块的一端相连，所述站地址识别电路模块的另一端与所述IO底座的第二引脚相连；所述MCU模块的第三引脚与所述FPGA模块的第一引脚相连，所述FPGA模块的第二引脚与所述板间连接器的一端相连，所述板间连接器的另一端用于与IO通道子板相连；所述电源模块，用于为所述MCU模块及所述FPGA模块提供电源；所述温度传感器与所述MCU模块的第四引脚相连。
[0030]本技术中，所述RS485通讯电路模块采用冗余IO_BUS通讯电路；其中，所述冗余IO_BUS通讯电路包括RS485_A通讯单元及RS485_B通讯单元；所述RS485_A通讯单元的一端与所述MCU模块的第一通信端口相连，所述RS485_A通讯单元的另一端与所述IO底座的第一引脚相连；所述RS485_B通讯单元的一端与所述MCU模块的第一通信端口相连，所述RS485_B通讯单元的另一端与所述IO底座的第一引脚相连；所述MCU模块与所述FPGA模块之
间采用SPI通讯方式相连。
[0031]所述电源模块包括电源单元、端口防护电路、第一DCDC转换器、第二DCDC转换器及第三DCDC转换器；电源单元的输出端与端口防护电路的一端相连，端口防护电路的另一端与第一DCDC转换器的输入端相连；第一DCDC转换器的第一输出端与第二DCDC转换器的输入端相连，第一DCDC转换器的第二输出端与第三DCDC转换器的输入端相连；第二DCDC转换器的输出端与所述MCU模块的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于水电控制系统IO模块的MCU主板，其特征在于，包括IO母板以及设置在所述IO母板上的MCU模块、FPGA模块、NOR FLASH存储器、电源模块、RS485通讯电路模块、站地址识别电路模块、IO底座及板间连接器；所述MCU模块的第一引脚与NOR FLASH存储器相连，所述MCU模块的通信端口与所述RS485通讯电路模块的一端相连，所述RS485通讯电路模块的另一端与所述IO底座的第一引脚相连；所述MCU模块的第二引脚与站地址识别电路模块的一端相连，所述站地址识别电路模块的另一端与所述IO底座的第二引脚相连；所述MCU模块的第三引脚与所述FPGA模块的第一引脚相连，所述FPGA模块的第二引脚与所述板间连接器的一端相连，所述板间连接器的另一端用于与IO通道子板相连；所述电源模块，用于为所述MCU模块及所述FPGA模块提供电源。2.根据权利要求1所述的一种用于水电控制系统IO模块的MCU主板，其特征在于，还包括温度传感器；所述温度传感器与所述MCU模块的第四引脚相连。3.根据权利要求1所述的一种用于水电控制系统IO模块的MCU主板，其特征在于，所述RS485通讯电路模块采用冗余IO_BUS通讯电路；其中，所述冗余IO_BUS通讯电路包括RS485_A通讯单元及RS485_B通讯单元；所述RS485_A通讯单元的一端与所述MCU模块的第一通信端口相连，所述RS485_A通讯单元的另一端与所述IO底座的第一引脚相连；所述RS485_B通讯单元的一端与所述MCU模块的第一通信端口相连，所述RS485_B通讯单元的另一端与所述IO底座的第一引脚相连。4.根据权利要求1所述的一种用于水电控制系统IO模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟智，张鹤鸣，彭程，汤博宇，郗发刚，胡波，李卓，高少华，张斌，李银，蔡丹，赵云峰，王明溪，邵闻天，孙立国，
申请(专利权)人：华能澜沧江水电股份有限公司，
类型：新型
国别省市：