[发明专利]一种基于FPGA的串行通信隔离驱动装置

权利要求书

1.一种基于FPGA的串行通信隔离驱动装置，其特征在于：包括FPGA芯片(1)、用于向外部设备供电的电源开关控制电路(2)、用于实现IIC通信和/或SPI通信和/或QSPI通信的信号控制电路(3)、用于实现信号及电源隔离的继电器控制电路(4)和保护电路(5)，所述FPGA芯片(1)的电源信号输出端连接电源开关控制电路(2)的控制信号输入端，FPGA芯片(1)的多个控制信号输出端连接信号控制电路(3)的多个控制信号输入端，FPGA芯片(1)的多个通信信号输出端连接信号控制电路(3)的多个通信信号输入端，所述FPGA芯片(1)的多个隔离信号输出端连接继电器控制电路(4)的多个控制端，所述电源开关控制电路(2)的输出端和信号控制电路(3)的多个输出端分别连接继电器控制电路(4)的多个输入端，所述继电器控制电路(4)的输出端连接所述保护电路(5)的输入端。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的串行通信隔离驱动装置，其特征在于：所述电源开关控制电路(2)包括多路电源开关芯片U1、电阻R1，所述多路电源开关芯片U1的第一信号输入引脚接地，多路电源开关芯片U1的第二信号输入引脚经电阻R1连接FPGA芯片的电源信号输出端，多路电源开关芯片U1的两个电源输入引脚分别连接两个电源，多路电源开关芯片U1的输出引脚连接继电器控制电路的电源输入端。

3.根据权利要求1所述的基于FPGA的串行通信隔离驱动装置，其特征在于：所述信号控制电路(3)包括用于实现IIC通信的IIC信号控制电路，所述IIC信号控制电路的控制信号输入端连接FPGA芯片的IIC控制信号输出端，IIC信号控制电路的通信信号输入端连接FPGA芯片的IIC通信信号输出端、输出端连接继电器控制电路的IIC输入端。

4.根据权利要求1所述的基于FPGA的串行通信隔离驱动装置，其特征在于：所述信号控制电路(3)包括用于实现SPI/QSPI通信的多个SPI/QSPI控制电路，所述SPI/QSPI控制电路的控制信号输入端连接FPGA芯片的SPI/QSPI控制信号输出端，SPI/QSPI控制电路的通信信号输入端连接FPGA芯片的SPI/QSPI通信信号输出端，SPI/QSPI控制电路的输出端连接继电器控制电路的SPI/QSPI输入端。

5.根据权利要求1所述的基于FPGA的串行通信隔离驱动装置，其特征在于：所述继电器控制电路(4)包括电源继电器电路和多个信号继电器电路，所述电源继电器电路的控制端连接FPGA芯片的电源隔离信号输出端、输入端连接电源开关控制电路的输出端、输出端连接保护电路输入端；所述多个信号继电器电路的控制端分别连接FPGA芯片的多个通信隔离信号输出端，多个信号继电器电路的输入端连接信号控制电路的多个输出端，多个信号继电器电路的输出端连接保护电路的输入端。

6.根据权利要求5所述的基于FPGA的串行通信隔离驱动装置，其特征在于：所述电源继电器电路与信号继电器电路结构相同，电源继电器电路包括三极管Q1、二极管D1和继电器U4，所述三极管Q1的基极作为电源继电器电路的控制端、集电极连接继电器U4的线圈一端、发射极接地，所述继电器U4的线圈另一端连接电源，所述二极管D1阴极连接电源、阳极连接三极管Q1集电极，所述继电器U4的触点一端作为电源继电器电路的输入端、另一端作为电源继电器电路的输出端。

7.根据权利要求1所述的基于FPGA的串行通信隔离驱动装置，其特征在于：所述FPGA芯片具有连接上层控制设备的网口。

8.根据权利要求1所述的基于FPGA的串行通信隔离驱动装置，其特征在于：所述保护电路(5)包括静电保护电路(8)和浪涌保护电路(9)，所述静电保护电路(8)的输入端连接继电器控制电路(4)的输出端，静电保护电路(8)的输出端连接浪涌保护电路(9)的输入端。

9.根据权利要求1所述的基于FPGA的串行通信隔离驱动装置，其特征在于：所述保护电路(5)的输出端具有连接外部设备的输出接口(7)。