[發明專利]一種通用串口轉換和數據采集卡

無效

• 申請號: 200910102916.7
• 申請日: 2009-12-01
• 公開（公告）號: CN102081836A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 劉生攀;朱亮
• 申請（專利權）人: 貴州航天控制技術有限公司
• 主分類號: G08C19/00
• 分類號: G08C19/00;H04L29/06;G06F13/38
• 代理公司: 貴州國防工業專利中心 52001
• 代理人: 杜勝雄

技術領域

本發明涉及一種串口轉換和數據采集卡，具體地說是涉及一種帶TCP/IP通訊接口的通用串口轉換和數據采集卡。

背景技術

在產品與測試PC機間的數據交換中，經常使用測試設備接收產品異步串行接口輸出的數據，測試設備接收到測試數據后，目前一般采用RS-232接口和USB接口兩種方案來傳輸采集的數據，但使用這兩種技術方案來傳輸數據存在如下缺點：①采用RS-232串口傳輸數據時，傳輸距離短，數據傳輸可靠性不高，并且傳輸速度低，另外也存在RS-232串口在PC機上逐漸被淘汰的問題；②采用USB接口傳輸數據時，同樣也存在傳輸距離短，數據傳輸可靠性不高，而且還需要專用的傳輸線路。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種帶TCP/IP通訊接口的通用串口轉換和數據采集卡，解決了產品與測試PC機間數據交換時，傳輸距離短，數據傳輸可靠性不高，傳輸速度低等問題。

本發明通過如下技術方案予以實現。

本發明所述的通用串口轉換和數據采集卡主要由串口模塊、數據采集模塊和網卡模塊組成，被測產品通過測試接口與串口模塊連接用于接收被測產品的測試數據包，串口模塊將接收的測試數據包通過其串行口發送給數據采集模塊，數據采集模塊通過其內置A/D芯片采集產品輸出的模擬量和自身電源模擬量，并將串口模塊傳輸過來的數據包通過網卡模塊發送給PC機，同時接收PC機發送過來的指令協議包并解碼后發送給串口模塊。

所述串口模塊主要包括UART芯片，UART芯片通過相應的引腳使用RS-422/485協議接收被測產品串口傳輸的數據包，并將其通過串行口以RS-422/485電平發送給數據采集模塊的A/D芯片。

所述數據采集模塊主要包括A/D芯片，A/D芯片采集產品輸出的模擬量和自身使用的電源模擬量，將模擬量轉換為12位或10位的數據，并將轉換所得數據通過相應的引腳傳輸給串口模塊的UART芯片和網卡模塊的芯片。

所述網卡模塊采用全雙工工作模式，通過其內部芯片的相應引腳與PC機的網卡連接，將串口模塊傳輸的TCP/IP協議數據包發送給PC機，同時接收PC機發送過來的指令數據并發送給串口模塊。

與現有加工技術相比，本發明達到了如下技術效果：

(1)通過串口模塊、數據采集模塊和網卡模塊，實現了RS-422/485與網卡之間的接口轉換；

(2)內置數據采集通道和集成的UART數據接收通道，增強了數據傳輸接口的通用性；

(3)采用單片機控制的網卡接口，增加了數據傳輸距離，提高了產品與測試PC機間的數據傳輸速度，增強了數據傳輸的可靠性。

附圖說明

圖1是本發明的組成框圖；

圖2是本發明中串口模塊電路原理圖；

圖3是本發明中數據采集模塊電路原理圖；

圖4是本發明中網卡模塊電路原理圖；

圖5是本發明的測試軟件流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明，但并不作為對本發明做任何限制的依據。

圖1是本發明的組成框圖，本發明所述的通用串口轉換和數據采集卡2主要由串口模塊、和網卡模塊組成，被測產品1通過測試接口與串口模塊連接用于接收被測產品1的測試數據包，串口模塊將接收的測試數據包通過其串行口發送給數據采集模塊，數據采集模塊通過其內置A/D芯片采集產品輸出的模擬量和自身電源模擬量，并將串口模塊傳輸過來的數據包通過網卡模塊發送給PC機3，同時接收PC機3發送過來的指令協議包并解碼后發送給串口模塊。

圖2是本發明中串口模塊電路原理圖，所述串口模塊采用全雙工工作模式，主要包括UART芯片，UART芯片通過相應的引腳使用RS-422/485協議接收被測產品1串口傳輸的數據包，并將其通過串行口以RS-422/485電平發送給數據采集模塊的A/D芯片。

圖3是本發明中數據采集模塊電路原理圖，所述數據采集模塊包括A/D芯片，A/D芯片在UART芯片的控制下，采集產品1輸出的模擬量和自身使用的電源模擬量，將模擬量轉換為12位或10位的數據，并將轉換所得數據通過相應的引腳傳輸給串口模塊的UART芯片和網卡模塊的芯片。

圖4是本發明中網卡模塊電路原理圖，所述網卡模塊采用全雙工工作模式，通過其內部芯片的相應引腳與PC機3的網卡連接，將串口模塊傳輸的TCP/IP協議數據包發送給PC機3，同時接收PC機3發送過來的指令數據并發送給串口模塊。

圖5是本發明的底層測試軟件流程圖，所述底層測試軟件實現串口模塊、數據采集模塊和網卡模塊的初始化、網絡連接、包重組、數據采集、網卡與串口之間數據轉發的功能，采用C語言編制，具體工作流程為：通用串口轉換和數據采集卡2上電復位后，在底層測試軟件的控制下，首先初始化完成串口模塊、數據采集模塊和網卡模塊，然后建立與PC機3的網絡連接，并等待接收網絡包，裝載在PC機3的應用層測試軟件發出測試指令，網卡將測試指令通過TCP/IP協議包發送給通用串口轉換和數據采集卡2，該卡的網卡模塊接收到測試指令網絡包后，在單片機底層測試軟件的控制下解碼測試指令網絡包，得到指令后將該指令通過串口模塊轉發給被測產品，產品1通過串口發送數據給通用串口轉換和數據采集卡2，該卡產生串口中斷，在中斷程序中接收串口數據并采集模擬量數據，將數據進行包重組，然后發送給網卡。