專利名稱：用于激光打標機的20位振鏡數模轉換板的制作方法
技術領域：
本發明涉及電子電路領域，特別是涉及一種用于激光打標機的20位振鏡數模轉換板。
背景技術：
激光打標機是一種機、光、電一體化設備，主要用于在金屬、非金屬材料表面刻出字符和圖形，在許多行業中都有廣泛的應用。激光打標機的打標控制卡和振鏡驅動器之間需要借助振鏡數模(DA)轉換板進行數據傳輸。由于激光打標機的打標精度受振鏡數模轉換板的精度限制，在一些需要極高的打標精度的應用場合，例如進行某些特定的防偽打標時，傳統的激光打標機的打標精度不能 滿足要求。
發明內容
基于此，有必要針對傳統的激光打標機打標精度不夠高的問題，提供一種用于激光打標機的20位高精度振鏡數模轉換板。一種用于激光打標機的20位振鏡數模轉換板，包括依次連接的RJ45接口模塊、差分轉單端模塊、協議轉換芯片以及20位數模轉換芯片，所述RJ45接口模塊用于接收打標控制卡發送的差分數據；所述差分轉單端模塊用于將RJ45接口模塊接收到的差分信號轉換成單端信號，所述單端信號是符合串行外圍設備接口信號傳輸協議的信號；所述協議轉換芯片用于將所述單端信號轉換為適合所述20位數模轉換芯片進行數模轉換的二進制轉換數據，由所述20位數模轉換芯片進行數模轉換。在其中一個實施例中，所述差分轉單端模塊包括差分線路接收器，所述差分線路接收器用于將通過兩個差分時鐘信號輸入引腳輸入的差分時鐘信號轉換為單端時鐘信號，并通過單端時鐘信號輸出引腳輸出；將通過兩個差分片選信號輸入引腳輸入的差分片選信號轉換為單端片選信號，并通過單端片選信號輸出引腳輸出；將通過兩個差分載入信號輸入引腳輸入的差分載入信號轉換為單端載入信號，并通過單端載入信號輸出引腳輸出；將通過兩個差分讀取數據輸入引腳輸入的差分數據信號轉換為單端數據信號，并通過單端數據信號輸出引腳輸出。在其中一個實施例中，所述協議轉換芯片通過復雜可編程邏輯器件實現，接收所述單端時鐘信號、單端片選信號、單端載入信號及單端數據信號，在接收到所述單端數據信號后插入控制命令，輸出數據傳輸同步信號和轉換片選信號，并將接收的所述單端數據信號與所述控制命令拼接在一起，形成所述二進制轉換數據傳輸給所述20位數模轉換芯片，所述二進制轉換數據傳輸完成后向所述20位數模轉換芯片輸出下載信號，所述20位數模轉換芯片接收到所述下載信號后更新輸出信號。在其中一個實施例中，所述20位數模轉換芯的型號為AD5791。在其中一個實施例中，還包括發光二極管，所述協議轉換芯片還用于在接收到所述單端數據信號后向所述發光二極管發送點亮信號，點亮所述發光二極管。上述20位振鏡數模轉換板采用專門設計的協議轉換芯片，接收打標控制卡傳輸的數據并經過轉換后發送給20位數模轉換芯片，在打標范圍為100_*100_時，打標精度能夠達到O. 0000954mm。
圖I是一實施例中用于激光打標機的20位振鏡數模轉換板的電路結構示意圖；圖2是一實施例中RJ45接口模塊的電路原理圖；圖3是一實施例中差分轉單端模塊的電路原理圖；圖4是一實施例中協議轉換芯片的電路原理圖； 圖5是一實施例中協議轉換芯片進行邏輯處理的流程圖；圖6是一實施例中20位數模轉換芯片的電路原理圖；圖7是一實施例中電源模塊的電路原理圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做詳細的說明。圖I是一實施例中用于激光打標機的20位振鏡數模轉換板的電路結構示意圖，包括依次連接的RJ45接口模塊110、差分轉單端模塊120、協議轉換芯片130以及20位數模轉換芯片140。其中RJ45接口模塊110連接激光打標機中的打標控制卡，20位數模轉換芯片140的輸出端連接振鏡驅動器。RJ45接口模塊110用于接收打標控制卡發送的差分數據。差分轉單端模塊120用于將RJ45接口模塊110接收到的差分信號轉換成單端信號，該單端信號是符合串行外圍設備接口(Serial Peripheral interface, SPI)信號傳輸協議的單端信號。協議轉換芯片130用于將該單端信號轉換為適合20位數模轉換芯片140進行數模(DA)轉換的二進制轉換數據，由20位數模轉換芯片140進行數模轉換后輸出給振鏡驅動器。圖2是一實施例中RJ45接口模塊110的電路原理圖，由圖中可知其從打標控制卡接收的數據中至少包括4組差分數據(CLK，DATA, CS，LOAD)。在其中一個實施例中，RJ45接口模塊110采用標準網線接口，數據傳輸可靠、使用方便、泛用性強。圖3是一實施例中差分轉單端模塊120的電路原理圖，在該實施例中，差分轉單端模塊120包括差分線路接收器U4。差分線路接收器U4用于將前述的4組差分數據分別轉換為單端信號，即將通過兩個差分時鐘信號輸入引腳輸入的差分時鐘信號(DIN_CLK+，DIN_CLK_)轉換為單端時鐘信號(DIN_CLK)，并通過單端時鐘信號輸出引腳輸出。將通過兩個差分片選信號輸入引腳輸入的差分片選信號(DIN_CS+，DIN_CS_)轉換為單端片選信號(DIN_CS)，并通過單端片選信號輸出引腳輸出。將通過兩個差分載入信號輸入引腳輸入的差分載入信號(DIN_L0AD+，DIN_L0AD_)轉換為單端載入信號(DIN_L0AD)，并通過單端載入信號輸出引腳輸出。將通過兩個差分讀取數據輸入引腳輸入的差分數據信號(DIN_DATA+，DIN_DATA_)轉換為單端數據信號(DIN_DATA)，并通過單端數據信號輸出引腳輸出。注意RJ45接口模塊110與差分轉單端模塊120之間的差分信號線應等長，以減小
信號噪聲。在該實施例中，差分線路接收器U4的型號為AM26LV32E，在其它實施例中也可以采用能實現相同功能的其它型號的差分線路接收器。圖4是一實施例中協議轉換芯片130的電路原理圖。在本實施例中，協議轉換芯片130通過復雜可編程邏輯器件(Complex Programmable Logic Device, CPLD)實現，其邏輯功能通過硬件描述語言(例如Verilog HDL)編寫。協議轉換芯片130接收DIN_CLK、DIN_CS、DIN_L0AD及DIN_DATA，在接收到DIN_DATA后添加控制命令，輸出數據傳輸同步信 號SCLK和轉換片選信號SYNC，并將接收的DIN_DATA與所述控制命令拼接在一起，形成二進制轉換數據SDIN，傳輸給20位數模轉換芯片140。二進制轉換數據SDIN傳輸完成后向20位數模轉換芯片140輸出下載信號LDAC，20位數模轉換芯片140接收到下載信號LDAC后更新輸出信號Vout。其中DIN_CLK與數據傳輸同步信號SCLK相對應，DIN_CS與轉換片選信號SYNC相對應，DIN_L0AD與下載信號LDAC相對應，DIN_DATA與二進制轉換數據SDIN相對應。圖5是一實施例中協議轉換芯片130進行邏輯處理的流程圖，圖6是一實施例中20位數模轉換芯片140的電路原理圖。如圖6所示，該實施例中20位數模轉換芯片140采用AD5791。以下對協議轉換芯片130配合圖6所示的電路進行工作時的邏輯處理流程進行說明。協議轉換芯片130首先進行初始化，然后執行下列步驟S210，判斷是否接收到單端數據信號(DIN_DATA)。協議轉換芯片130直到接收到單端數據信號后才進入步驟S220。S220，插入控制命令。控制命令由協議轉換芯片130內部產生，并和單端數據信號拼接在一起后形成二進制轉換數據SDIN。S230，發送 SCLK 信號。在該實施例中，協議轉換芯片130是在SCLK信號的上升沿傳輸一位SDIN數據。S240，發送 SYNC 信號。在該實施例中，協議轉換芯片130傳輸SDIN數據時SYNC應為低電平，因此此處“發送SYNC信號”即是指將SYNC信號拉低。S250,開始傳輸SDIN數據。在SYNC信號的下降沿開始傳輸SDIN數據，并在24個SCLK信號周期后拉高SYNC信號，代表SDIN數據傳輸完成。S260，發送 LDAC 信號。在本實施例中，通過拉低LDAC信號，使AD5791更新輸出信號Vout。由于步驟S220、S230、S240基本上是同時進行的，因此其先后順序并不一定要完全依照圖5。其中SCLK信號的設計要滿足打標控制卡對于振鏡的控制要求。步驟S250中數據傳輸完成后，LDAC信號的持續時間要滿足20位數模轉換芯片140的要求。在一個實施例中，用于激光打標機的20位振鏡數模轉換板還包括電源模塊，用于將輸入電源轉換為適合的電壓，為激光打標機的20位振鏡數模轉換板中的上述各模塊提供需要的電源電壓。圖7是一實施例中電源模塊的電路原理圖，電源模塊采用三段可調正穩壓器LM317以獲得精確、穩定的基準電壓。LM317的輸入端接電源輸入，在本實施例中為15V的直流電源；輸出端與調節端(ADJ)之間接有電阻R18，且電阻R18與調節端的公共端與電阻R26、電阻R27并聯后接地。注意選擇合適的電阻阻值使得LM317的輸出電壓Vout取得+8V。LM317的輸出端還接有濾波電容C14和濾波電容C15，以消除噪聲。上述20位振鏡數模轉換板采用專門設計的協議轉換芯片，接收打標控制卡傳輸的數據并經過轉換后發送給20位DA轉換芯片，在打標范圍為100mm*100mm時，打標精度能夠達到 O. 0000954mm。可以通過大面積覆銅及將發熱量大的器件分散放置等方法，獲得更好的散熱效果O以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并 不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種用于激光打標機的20位振鏡數模轉換板，其特征在于，包括依次連接的RJ45接口模塊、差分轉單端模塊、協議轉換芯片以及20位數模轉換芯片，所述RJ45接口模塊用于接收打標控制卡發送的差分數據；所述差分轉單端模塊用于將RJ45接口模塊接收到的差分信號轉換成單端信號，所述單端信號是符合串行外圍設備接口信號傳輸協議的信號；所述協議轉換芯片用于將所述單端信號轉換為適合所述20位數模轉換芯片進行數模轉換的二進制轉換數據，由所述20位數模轉換芯片進行數模轉換。
2.根據權利要求I所述的20位振鏡數模轉換板，其特征在于，所述差分轉單端模塊包括差分線路接收器，所述差分線路接收器用于 將通過兩個差分時鐘信號輸入引腳輸入的差分時鐘信號轉換為單端時鐘信號，并通過單端時鐘信號輸出引腳輸出； 將通過兩個差分片選信號輸入引腳輸入的差分片選信號轉換為單端片選信號，并通過單端片選信號輸出引腳輸出； 將通過兩個差分載入信號輸入引腳輸入的差分載入信號轉換為單端載入信號，并通過單端載入信號輸出引腳輸出； 將通過兩個差分讀取數據輸入引腳輸入的差分數據信號轉換為單端數據信號，并通過單端數據信號輸出引腳輸出。
3.根據權利要求2所述的20位振鏡數模轉換板，其特征在于，所述協議轉換芯片通過復雜可編程邏輯器件實現，接收所述單端時鐘信號、單端片選信號、單端載入信號及單端數據信號，在接收到所述單端數據信號后插入控制命令，輸出數據傳輸同步信號和轉換片選信號，并將接收的所述單端數據信號與所述控制命令拼接在一起，形成所述二進制轉換數據傳輸給所述20位數模轉換芯片，所述二進制轉換數據傳輸完成后向所述20位數模轉換芯片輸出下載信號，所述20位數模轉換芯片接收到所述下載信號后更新輸出信號。
4.根據權利要求3所述的20位振鏡數模轉換板，其特征在于，所述20位數模轉換芯的型號為AD5791。
5.根據權利要求3所述的20位振鏡數模轉換板，其特征在于，還包括發光二極管，所述協議轉換芯片還用于在接收到所述單端數據信號后向所述發光二極管發送點亮信號，點亮所述發光二極管。
全文摘要
本發明涉及一種用于激光打標機的20位振鏡數模轉換板，包括依次連接的RJ45接口模塊、差分轉單端模塊、協議轉換芯片以及20位數模轉換芯片，所述RJ45接口模塊用于接收打標控制卡發送的差分數據；所述差分轉單端模塊用于將RJ45接口模塊接收到的差分信號轉換成單端信號，所述單端信號是符合串行外圍設備接口信號傳輸協議的信號；所述協議轉換芯片用于將所述單端信號轉換為適合所述20位數模轉換芯片進行數模轉換的二進制轉換數據，由所述20位數模轉換芯片進行數模轉換。本發明采用專門設計的協議轉換芯片，接收打標控制卡傳輸的數據并經過轉換后發送給20位數模轉換芯片，在打標范圍為100mm*100mm時，打標精度能夠達到0.0000954mm。
文檔編號H03M1/66GK102832947SQ201210308000
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月27日 優先權日2012年8月27日
發明者王苗, 陳克勝, 孟方, 楊賢卓, 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司