[實用新型]智能多串口板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220388969.7
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN202736037U
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設計）人: 張克彥
• 申請（專利權）人: 張克彥
• 主分類號: G06F13/38
• 分類號: G06F13/38
• 代理公司: 長春眾益專利商標事務所(普通合伙) 22211
• 代理人: 紀尚

技術領域

本實用新型屬于微電技術領域。

背景技術

目前多串口技術市場已有種類繁多產(chǎn)品，多數(shù)與PC視窗操作系統(tǒng)有關，因此價格昂貴。有的還帶調(diào)制解調(diào)器(MODEM),通訊波特率高而且傳輸距離遠，但價位較高，例如：

MOXA?CP-104UL?V2?為4串口(RS-232),速度961.200KC,價格￥650。

MOXA?CP-114???為4串口(RS-232，422/485),速度961.200?KC，傳輸距離100米??價格￥1800。

MOXA?CP-168EL??為8串口(RS-232?422/485),速度961.200?KC,?傳輸距離1200米，價格￥7200。

MOXA?CP-168H??為8串口(RS-232),非智能高速度961.200?KC,傳輸距離100米，價格￥800。

還有一些低檔多串口產(chǎn)品采用公共緩存數(shù)據(jù)區(qū)(例如FIFO),因這種公共緩存數(shù)據(jù)區(qū)不能做得很大，故緩存能力很有限。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是：提供一種智能多串口板，它只靠微控制器本身資源，以高效匯編語言編程解決多串口收發(fā)任務，實現(xiàn)只用于多臺儀器與主機之間近距離通訊。

本實用新型的技術方案是：微控器提供9個串行通訊接口，其中一個為主串口，其輸出與主機串行接口之輸入相接；主機串行接口之輸出與主機通訊插座相連接；其余8個串口之輸出對應與8個分機串行接口之輸入相接；8個分機串行接口之輸出與對應分機通訊插座相接。

本智能多串口板利用微控制器外圍設備--特殊功能寄存器對串行數(shù)據(jù)脈沖沿的中斷捕獲功能，以及定時器/計數(shù)器的中斷定時功能，從而實現(xiàn)模擬串口的接收、發(fā)送功能。

本智能多串口板可利用DIP撥碼開關控制設置波特率。

本實用新型的有益效果是：本智能多串口板是只靠微控制器本身資源（單周期指令峰值達1億條/秒(100MIPS)吞吐量的高速、功能強大的MCU內(nèi)核，可編程計數(shù)器陣列PCA0，外部中斷INTx，定時/計數(shù)器Tx等外圍設備），以高效匯編語言編程解決多串口收發(fā)任務。它只用于多臺儀器與主控機之間實現(xiàn)近距離并發(fā)通訊。成本低廉而功能強，因而有很強的競爭優(yōu)勢。

附圖說明

圖1是本實用新型電路原理框圖；

圖2是本實用新型電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步描述：

圖2中未標出電容容量都是0.1uF。

使用一片高檔的通用微控制器（C8051F系列）、一片邏輯芯片和5片串行通信電平轉(zhuǎn)換芯片，組成一個微型嵌入式應用系統(tǒng)。通過充分利用微控制器外圍設備對脈沖沿的捕獲功能和定時器/計數(shù)器的中斷功能以及微控制器的高速處理能力，用軟件完成串行數(shù)據(jù)的實時接收與發(fā)送，加上微控制器原有的串口資源，從而實現(xiàn)主從一對八（或七）串行通信。波特率為（主）38400bps對（從）8×4800bps;或（主）57600bps對（從）8×9600bps。從機可設置為自行定時上傳數(shù)據(jù)；或約定為接收到主機命令時才上傳數(shù)據(jù)。

每一從串口都有獨立的接收主機命令的緩存區(qū)（兼作向從機發(fā)送命令的緩存區(qū)），以及接收從機數(shù)據(jù)的緩存區(qū)（兼作向主機發(fā)送數(shù)據(jù)的緩存區(qū)），而且它們都是環(huán)形區(qū)。依據(jù)數(shù)據(jù)（命令）塊長度大小可存儲多個數(shù)據(jù)（命令）塊；每個環(huán)行區(qū)都設置接收與發(fā)送雙向數(shù)據(jù)指針。對主機廣播命令還設有專門的接收緩存區(qū)（環(huán)形區(qū)），典型廣播命令為帶時間參數(shù)的給從機對時命令。主機和所有從機均可在任何時間通過本智能多串口板向?qū)Ψ桨l(fā)送數(shù)據(jù)，本智能多串口板按中斷優(yōu)先級并發(fā)（即嵌套）接收；以查詢優(yōu)先級向?qū)Ψ睫D(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；可啟動多個通道同時發(fā)送。

主機發(fā)給某從機的命令以該從機機號的ASCII碼打頭，即1號機以0X31打頭，2號機以0X32打頭，其余類推；由本智能多串口板接收后對號向?qū)謾C轉(zhuǎn)發(fā)；從機發(fā)給主機的數(shù)據(jù)塊經(jīng)由本智能多串口板接收緩沖后，加上從機機號ASCII碼字頭再轉(zhuǎn)發(fā)給主機，以使主機能夠識別數(shù)據(jù)塊之來源。

本智能多串口板采用邏輯器件處理外部中斷電平，使MCU能捕獲串行數(shù)據(jù)上升沿、下降沿。

本智能多串口板利用脈沖沿中斷功能計算某種波特率下的脈寬、脈空所對應的數(shù)據(jù)位數(shù)，從而完成每幀數(shù)據(jù)接收；以定時功能器件產(chǎn)生定時中斷來發(fā)送數(shù)據(jù)幀的每個位，并且采用了相同連續(xù)位連發(fā)技術（以一次定時發(fā)送相同連續(xù)位），有效減少了發(fā)送中斷之頻度。

本智能多串口板各個串口資源獨立，無共享數(shù)據(jù)緩存區(qū)部分，不需分配從機地址或主機發(fā)出選通信號；故有效避免因數(shù)據(jù)通道擁塞而丟失數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。