基于STM32F103RC的多串口通信采集设备制造技术

本实用新型专利技术提供基于STM32F103RC的多串口通信采集设备，包括MCU模块、串口扩展电路模块、配置数据存储模块、电源模块和上位机，所述配置数据存储模块与所述MCU模块连接；所述MCU模块与串口扩展电路连接；所述MCU模块使用电源模块供电，所述MCU模块的主通信端口与上位机连接；所述MCU模块采用STM32F103RC芯片；本实用新型专利技术通过串口扩展电路模块进行串口扩展，通信效率高；且每个子串口的通信参数都可以设置，并且可以支持非标波特率，如6898bps这样的速率；主通信端口通信速率可通过拨码开关进行设置；主通信接口可支持多种模式，如电流环，网络模块，WIFI模块等。WIFI模块等。WIFI模块等。

【技术实现步骤摘要】
基于STM32F103RC的多串口通信采集设备


[0001]本技术属于通信采集设备
，具体而言，涉及基于STM32F103RC的多串口通信采集设备。

技术介绍

[0002]现有通信采集设备的主控芯片一般只有两串口，最多也具备的4个串口，例如目前通信采集设备一般采用STM32F103RC芯片来采集信号，STM32F103RC属于32位ARM微控制器，该系列芯片是意法半导体(ST)公司出品，其内核是Cortex
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M3。由于提供可使用的串口较少，通信效率低，无法满足应用，需要进行串口扩展，才能满足日常使用的问题。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本技术提供基于STM32F103RC的多串口通信采集设备，以解决现有装置可使用的串口较少，通信效率低，无法满足应用，需要进行串口扩展，才能满足日常使用的问题。
[0004]基于上述专利技术目的，提供基于STM32F103RC的多串口通信采集设备，包括MCU模块、串口扩展电路模块、配置数据存储模块、电源模块和上位机，
[0005]所述配置数据存储模块与所述MCU模块连接；所述MCU模块与串口扩展电路连接；所述MCU模块使用所述电源模块供电，所述MCU模块的主通信端口与上位机连接；所述MCU模块采用STM32F103RC芯片；所述串口扩展电路模块采用WK2124芯片，所述MCU模块与串口扩展电路模块通过SPI接口连接，用于对MCU模块串口进行扩展，共扩展出8路子串口1
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8，并与所述MCU模块原有串口9
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10组成10路串口；所述MCU模块上的SPI接口分别与串口扩展电路模块上的SCS接口、SCLK接口、SDIN接口和SDOUT接口并线连接；
[0006]所述MCU模块设置有PA9和PA10端口；所述MCU模块通过PA9,PA10端口与上位机进行通信，当所述MCU模块接收到数据后，按通信协议进行解析，所述子串口1
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8的数据送到对应的SPI端口，再由串口扩展电路模块进行转发，所述串口9
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10的数据直接由所述MCU模块送出；
[0007]所述子串口1
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8的上行数据由串口扩展电路模块处理后，通过所述MCU模块的SPI端口送给MCU模块，所述串口9
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10的上行数据直接由所述MCU模块采集后统一按协议进行打包，通过所述主通信端口发送给所述上位机。
[0008]进一步地，所述串口扩展电路模块的子串口1
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8通信参数配置在所述配置数据存储模块中；所述配置数据存储模块的引脚WP与所述MCU模块的引脚PB8连接；所述配置数据存储模块的引脚SCL与MCU模块的引脚PB6连接；所述配置数据存储模块的引脚DA与所述MCU模块的引脚PB7连接。
[0009]进一步地，所述主通信端口设置为4位拨码开关；所述4位拨码开关后端设置有针脚，所述针脚用于插接高速电流环、网络模块和WIFI模块。
[0010]进一步地，所述电源模块设置有单独的两种供电方式，其中一种供电方式通过所
的数据送到对应的SPI端口，再由串口扩展电路模块2进行转发，上述串口9
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10的数据直接由上述MCU模块送出；
[0032]数据上行：上述子串口1
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8的上行数据由串口扩展电路模块2处理后，通过上述MCU模块1的SPI端口送给MCU模块，上述串口9
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10的上行数据直接由上述MCU模块1采集后统一按协议进行打包，通过上述主通信端口发送给上述上位机5。
[0033]上述串口扩展电路模块2的子串口1
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8通信参数配置在上述配置数据存储模块中；上述配置数据存储模块3采用AT24C32,上述配置数据存储模块的引脚WP与上述MCU模块1的引脚PB8连接；上述配置数据存储模块3的引脚SCL与MCU模块的引脚PB6连接；上述配置数据存储模块3的引脚DA与上述MCU模块的引脚PB7连接。由于串口的工作特性，每个子串口设备的通信速率都可能不一致，故需要通过配置端口对每个子串口的通信参数进行配置，其配置数据存储在AT24C32中；系统每次上电从此芯片中取出AT24C32子端口的配置数据，以实现同时采集不同设备的数据。
[0034]上述主通信端口设置为4位拨码开关，支持1200
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921600共12种通信速率；四位拨码开关是一个多位BCD编码拨动开关，拨到ON就表示接通，OFF就是断开，在数字电路中对0、1，通常用于二进制输出，上述4位拨码开关后端设置有针脚，上述针脚用于插接高速电流环、网络模块和WIFI模块。
[0035]上述电源模块4设置有单独的两种供电方式，其中一种供电方式采用普通电源给MCU模块供电；另一种供电方式通过主通信端口采用共N线电流环通信电路，用于防止长距离室外通信被感应雷电击穿；由于通信距离比较远，两个芯片之间的通信不能直接相连，因此中间必须增加驱动电路，以增强通信信号，抵抗外界的干扰；采用共N线电流环通信电路，可以以最低成本实现较远距离的信号传输。
[0036]如图1所示，上述MCU模块1中还设置有用于指示通信状态的通信状态LED灯。
[0037]上述MCU模块1还设置有用于防止ESD的陶瓷气体放电管。ESD的意思是“静电释放”；ESD对电子产品造成的破坏和损伤有突发性损伤和潜在性损伤两种；还设置有防雷接线柱，用于对线路进行保护。
[0038]上述MCU模块1设置有用于级联扩展的连接接口，该连接接口可以为RJ45；上述连接接口设置有4条SPI信号线，上述连接接口还设置有4条电源线。如图5所示，上述MCU模块、串口扩展电路模块、配置数据存储模块和电源模块组成的电路板，一块电路板可以支持10路串口采集，但使用两块相同的电路板，通过级联的方式，可以支持20路串口采集，具体实现方案如下：主机通过第二路SPI总线(PB12
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PB15)与从机进行通信，从机如图1所示，同时设计两边的接口为RJ45,RJ45里的4条线为SPI信号线，另外4条为电源，这样实现了使用一条普通网线完成了供电与数据传输。
[0039]本技术主通信端口与上位机的通信协议：
[0040]1.数据透传协议
[0041]1：包头：55；
[0042]2：数据长度(2字节,低字节在前，高字节在后)；
[0043]3：命令类型：01透传类；
[0044]4：分支通道号0x00开始，代表第一个分支通道；
[0045]5：子通信板通道号：0x00开始，代表第一个子通信板通道；
[0046]6：透传数据实体；
[0047]7：CRC(从数据长度到透传数据实体的校验和)；
[0048]8：结束字节：0X0A；
[0049]2.子串口通信参数配置协议
[0050]1：包头：55；
[0051]2：数据长度(2字节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于STM32F103RC的多串口通信采集设备，其特征在于：包括MCU模块、串口扩展电路模块、配置数据存储模块、电源模块和上位机，所述配置数据存储模块与所述MCU模块连接；所述MCU模块与串口扩展电路连接；所述MCU模块使用所述电源模块供电，所述MCU模块的主通信端口与上位机连接；所述MCU模块采用STM32F103RC芯片；所述串口扩展电路模块采用WK2124芯片，所述MCU模块与串口扩展电路模块通过SPI接口连接，用于对MCU模块串口进行扩展，共扩展出8路子串口1
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8，并与所述MCU模块原有串口9
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10组成10路串口；所述MCU模块上的SPI接口分别与串口扩展电路模块上的SCS接口、SCLK接口、SDIN接口和SDOUT接口并线连接；所述MCU模块设置有PA9和PA10端口；所述MCU模块通过PA9,PA10端口与上位机进行通信，当所述MCU模块接收到数据后，按通信协议进行解析，所述子串口1
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8的数据送到对应的SPI端口，再由串口扩展电路模块进行转发，所述串口9
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10的数据直接由所述MCU模块送出；所述子串口1
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8的上行数据由串口扩展电路模块处理后，通过所述MCU模块的SPI端口送给MCU模块，所述串口9
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10...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐明，时小鸿，
申请(专利权)人：深圳市风行趋势科技有限公司，
类型：新型
国别省市：