[實用新型]一種基于STM32單片機的多串口數據收發控制電路

有效

• 申請號: 201420538982.5
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN204102123U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 章雪挺;曾凡宗;高祎軒;魏晗冬
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06F13/38
• 分類號: G06F13/38;G05B19/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.?一種基于STM32單片機的多串口數據收發控制電路，包括電源供電電路、開關及指示燈電路、電平轉換電路、串口擴展電路和主控電路，其特征在于：

電源供電電路包括一級電源轉換芯片U0、二級電源轉換芯片U1、2個電解電容C0和C1、2個鉭電容C2-2和C2-1、穩壓管D5、發光二極管LED0、瓷片電容C3、功率電感L1、電阻R2、二極管D1和開關S；接口in的1腳與開關S的一端連接，開關S的另一端與二極管D1的正極連接，二極管D1的負極與U0的1腳連接；接口in的2腳接地；一級電源轉換芯片U0的1腳為輸入端，與電解電容C0的正極連接，一級電源轉換芯片U0的2腳為輸出端，與穩壓管D5的陰極和電感L1的一端連接，一級電源轉換芯片U0的4腳與電感L1的另一端和電解電容C1的正極連接，二級電源轉換芯片U1的3腳為輸入端，與鉭電容C2-1和一級轉換芯片U0的4腳連接，二級電源轉換芯片U1的2腳為輸出端，與鉭電容C2-2的正極、瓷片電容C3的一端和發光二極管LED0的陽極相連，發光二極管LED0的負極與電阻R2的一端連接，一級電源轉換芯片U0的3和5腳、二級電源轉換芯片U1的1腳、穩壓管D5的陽極、電解電容C0和C1的負極、鉭電容C2-1和C2-2的負極、瓷片電容C3的另一端和電阻R2的另一端接地；

開關及指示燈電路包括撥動開關電路和LED指示燈電路兩部分；其中撥動開關電路包括9位撥動開關S1、4位撥動開關S2和13個電阻R20～R32；9位的撥動開關S1的1腳至9腳接地，撥動開關S1的10至18腳分別與電阻R20至R28的一端連接，電阻R20至R28的另一端分別與電源供電電路中的電源轉換芯片IC2的輸出端2腳連接，4位撥動開關S2的1腳至4腳接地，撥動開關S2的5腳至8腳分別與電阻R29至R32的一端連接，電阻R29至R32的另一端分別與電源供電電路中的電源轉換芯片IC2的輸出端2腳連接；LED指示燈電路包括13個發光二級管和13個電阻；每個發光二極管的陽極分別與一個電阻的一端連接，電阻的另一端與電源供電電路中的電源轉換芯片IC2的輸出端2腳連接；

電平轉換電路包括電平轉換芯片U2、U3、三個DB9母頭接口USART1、USART2、USART3和八個瓷片電容；電平轉換芯片U2的7腳與DB9母頭接口USART1的2腳連接，電平轉換芯片U2的8腳與DB9母頭接口USART1的3腳連接，電平轉換芯片U2的14腳與DB9母頭接口USART2的2腳連接，電平轉換芯片U2的13腳與DB9母頭接口USART2的3腳連接，兩個DB9母頭接口USART1、USART2接口的5腳分別接地，電平轉換芯片U2的6腳與瓷片電容C6的一端連接，瓷片電容C6的另一端和電平轉換芯片U2的15腳與地連接，電平轉換芯片U2的2腳與瓷片電容C9的一端連接，瓷片電容C9的另一端和電平轉換芯片U2的16腳與電源供電電路中一級電源轉換芯片U0的4腳連接；電平轉換芯片U2的4腳與瓷片電容C7的一端連接，瓷片電容C7的另一端與電平轉換芯片U2的5腳連接，電平轉換芯片U2的1腳與瓷片電容C8的一端連接，瓷片電容C8的另一端與電平轉換芯片U2的3腳連接；

電平轉換芯片U3的7腳與DB9母頭接口USART3的2腳連接，電平轉換芯片U3的8腳與DB9母頭接口USART3的3腳連接，DB9母頭接口USART3的5腳接地，電平轉換芯片U3的6腳與瓷片電容C44的一端連接，瓷片電容C44的另一端和電平轉換芯片U3的15腳與地連接，電平轉換芯片U3的2腳與瓷片電容C46的一端連接，瓷片電容C46的另一端和電平轉換芯片U3的16腳與電源供電電路中一級電源轉換芯片U0的4腳連接，電平轉換芯片U3的4腳與瓷片電容C45的一端連接，瓷片電容C45的另一端與電平轉換芯片U3的5腳連接，電平轉換芯片U3的1腳與瓷片電容C47的一端連接，瓷片電容C47的另一端與電平轉換芯片U3的3腳連接；

串口擴展電路包括兩片串口擴展芯片U10和U11、五個電平轉換芯片U4、U5、U6、U7和U8、5個雙DB9母頭接口COM1-2、COM3-4、COM5-6、COM7-8和COM9-10、兩個12MHz晶振和二十二個瓷片電容；串口擴展芯片U10的2腳與晶振Y1的一端和瓷片電容C10的一端連接，串口擴展芯片U10的3腳與晶振Y1的另一端和瓷片電容C11的一端連接，瓷片電容C10、C11的另一端分別與地連接；串口擴展芯片U10的4腳與電平轉換芯片U4的10腳連接，串口擴展芯片U10的5腳與電平轉換芯片U4的9腳連接，串口擴展芯片U10的11腳與電平轉換芯片U4的11腳連接，串口擴展芯片U10的12腳與電平轉換芯片U4的12腳連接；串口擴展芯片U10的6腳和8腳分別與電平轉換芯片U5的10腳和11腳連接，串口擴展芯片U10的7腳和9腳分別與電平轉換芯片U5的9腳和12腳連接；串口擴展芯片U10的13腳與電平轉換電路中電平轉換芯片U6的10腳連接，串口擴展芯片U10的19腳與電平轉換芯片U6的9腳連接；串口擴展芯片U10的10腳、20腳和28腳與電源供電電路中的電源轉換芯片U1的輸出端2腳連接，串口擴展芯片U10的1腳和14腳接地；

串口擴展芯片U11的4腳與電平轉換芯片U6的11腳連接，串口擴展芯片U11的5腳與電平轉換芯片U6的12腳連接，串口擴展芯片U11的11腳與電平轉換芯片U7的10腳連接，串口擴展芯片U11的12腳與電平轉換芯片U7的9腳連接；串口擴展芯片U11的6腳與電平轉換芯片U7的11腳連接，串口擴展芯片U11的8腳和13腳分別與電平轉換芯片U8的10腳和11腳連接；串口擴展芯片U11的9腳和19腳分別與電平轉換芯片U8的9腳和12腳連接；串口擴展芯片U11的10腳、20腳和28腳與電源供電電路中的電源轉換芯片U1的輸出端2腳連接，串口擴展芯片U11的1腳和14腳接地；

電平轉換芯片U4的6腳與瓷片電容C12的一端連接，瓷片電容C12的另一端和電平轉換芯片U4的15腳與地連接，電平轉換芯片U4的2腳與瓷片電容C15的一端連接，瓷片電容C15的另一端和電平轉換芯片U4的16腳與電源供電電路中一級電源轉換芯片U0的4腳連接，電平轉換芯片U4的4腳與瓷片電容C13的一端連接，瓷片電容C13的另一端與電平轉換芯片U4的5腳連接，電平轉換芯片U4的1腳與瓷片電容C14的一端連接，瓷片電容C14的另一端與電平轉換芯片U4的3腳連接；

電平轉換芯片U5的6腳與瓷片電容C18的一端連接，瓷片電容C18的另一端和電平轉換芯片U5的15腳與地連接，電平轉換芯片U5的2腳與瓷片電容C21的一端連接，瓷片電容C21的另一端和電平轉換芯片U5的16腳與電源供電電路中一級電源轉換芯片U0的4腳連接，電平轉換芯片U5的4腳與瓷片電容C19的一端連接，瓷片電容C19的另一端與電平轉換芯片U5的5腳連接，電平轉換芯片U5的1腳與瓷片電容C20的一端連接，瓷片電容C20的另一端與電平轉換芯片U5的3腳連接；

電平轉換芯片U6的6腳與瓷片電容C22的一端連接，瓷片電容C22的另一端和電平轉換芯片U6的15腳與地連接，電平轉換芯片U6的2腳與瓷片電容C25的一端連接，瓷片電容C25的另一端和電平轉換芯片U6的16腳與電源供電電路中一級電源轉換芯片U0的4腳連接，電平轉換芯片U6的4腳與瓷片電容C23的一端連接，瓷片電容C23的另一端與電平轉換芯片U6的5腳連接，電平轉換芯片U6的1腳與瓷片電容C24的一端連接，瓷片電容C24的另一端與電平轉換芯片U6的3腳連接；

電平轉換芯片U7的6腳與瓷片電容C31的一端連接，瓷片電容C31的另一端和電平轉換芯片U7的15腳與地連接，電平轉換芯片U7的2腳與瓷片電容C34的一端連接，瓷片電容C34的另一端和電平轉換芯片U7的16腳與電源供電電路中一級電源轉換芯片U0的4腳連接，電平轉換芯片U7的4腳與瓷片電容C32的一端連接，瓷片電容C32的另一端與電平轉換芯片U7的5腳連接，電平轉換芯片U7的1腳與瓷片電容C33的一端連接，瓷片電容C33的另一端與電平轉換芯片U7的3腳連接；

電平轉換芯片U8的6腳與瓷片電容C40的一端連接，瓷片電容C40的另一端和電平轉換芯片U8的15腳與地連接，電平轉換芯片U8的2腳與瓷片電容C43的一端連接，瓷片電容C43的另一端和電平轉換芯片U8的16腳與電源供電電路中一級電源轉換芯片U0的4腳連接，電平轉換芯片U8的4腳與瓷片電容C41的一端連接，瓷片電容C41的另一端與電平轉換芯片U8的5腳連接，電平轉換芯片U8的1腳與瓷片電容C42的一端連接，瓷片電容C42的另一端與電平轉換芯片U8的3腳連接；

電平轉換芯片U4的7腳與雙DB9母頭接口COM1-2的2腳連接，電平轉換芯片U4的8腳與雙DB9母頭接口COM1-2的3腳連接，電平轉換芯片U4的13腳與雙DB9母頭接口COM1-2的12腳連接，電平轉換芯片U4的14腳與雙DB9母頭接口COM1-2的11腳連接，雙DB9母頭接口COM1-2的5腳和14腳分別與地連接；

電平轉換芯片U5的7腳與雙DB9母頭接口COM3-4的2腳連接，電平轉換芯片U5的8腳與雙DB9母頭接口COM3-4的3腳連接，電平轉換芯片U5的13腳與雙DB9母頭接口COM3-4的12腳連接，電平轉換芯片U5的14腳與雙DB9母頭接口COM3-4的11腳連接，雙DB9母頭接口COM3-4的5腳和14腳分別與地連接；

電平轉換芯片U6的7腳與雙DB9母頭接口COM5-6的2腳連接，電平轉換芯片U6的8腳與雙DB9母頭接口COM5-6的3腳連接，電平轉換芯片U6的13腳與雙DB9母頭接口COM5-6的12腳連接，電平轉換芯片U6的14腳與雙DB9母頭接口COM5-6的11腳連接，雙DB9母頭接口COM5-6的5腳和14腳分別與地連接；

電平轉換芯片U7的7腳與雙DB9母頭接口COM7-8的2腳連接，電平轉換芯片U7的8腳與雙DB9母頭接口COM7-8的3腳連接，電平轉換芯片U7的13腳與雙DB9母頭接口COM7-8的12腳連接，電平轉換芯片U7的14腳與雙DB9母頭接口COM7-8的11腳連接，雙DB9母頭接口COM7-8的5腳和14腳分別與地連接；

電平轉換芯片U8的7腳與雙DB9母頭接口COM9-10的2腳連接，電平轉換芯片U8的8腳與雙DB9母頭接口COM9-10的3腳連接，電平轉換芯片U8的13腳與雙DB9母頭接口COM9-10的12腳連接，電平轉換芯片U8的14腳與雙DB9母頭接口COM9-10的11腳連接，雙DB9母頭接口COM9-10的5腳和14腳分別與地連接；

主控電路主要包括主控芯片U9和程序下載與調試接口JTAG；

主控芯片U9的10腳、19腳、20腳、27腳、49腳、74腳、94腳、和99腳接地，11腳、21腳、22腳、28腳、50腳、75腳和100腳與電源供電電路的二級電源轉換芯片U1的輸出端2腳連接；瓷片電容C26的一端與主控芯片IC5的11腳連接，瓷片電容C27的一端與主控芯片U9的28腳連接，瓷片電容C28的一端與主控芯片U9的50腳連接，瓷片電容C29的一端與主控芯片U9的75腳連接，瓷片電容C30的一端與主控芯片U9的100腳連接，瓷片電容C35的一端與主控芯片U9的21腳連接，瓷片電容C36的一端與主控芯片U9的22腳連接，瓷片電容C26、C27、C28、C29、C30、C35和C36的另一端分別接地；主控芯片U9的37腳與電阻R4的一端連接，電阻R4的另一端接地；主控芯片U9的6腳與瓷片電容C37的一端、二極管D2的陰極和二極管D3的陰極連接，瓷片電容C37的另一端接地，二極管D2的陽極與電源供電電路的二級電源轉換芯片U1的輸出端2腳連接，二極管D3的陽極與備用電池的正極連接；主控芯片U9的12腳與晶振Y3的一端和瓷片電容C38的一端連接，13腳與晶振Y3的另一端和瓷片電容C39的一端連接，瓷片電容C38和C39的另一端分別接地；主控芯片U9的14腳與電阻R1的一端和瓷片電容C5的一端連接，瓷片電容C5的另一端接地，電阻R1的另一端與電源供電電路的二級電源轉換芯片IC2的輸出端2腳連接；主控芯片U9的68腳與電平轉換電路中的電平轉換芯片U2的10腳連接，69腳與電平轉換電路中的電平轉換芯片U2的9腳連接，25腳與電平轉換電路中的電平轉換芯片U2的11腳連接，26腳與電平轉換電路中的電平轉換芯片U2的12腳連接；主控芯片U9的47腳與電平轉換電路中的電平轉換芯片IU3的10腳連接，48腳與電平轉換電路中的電平轉換芯片U2的9腳連接；主控芯片U9的30腳與開關及指示燈電路中的撥動開關S2的7腳連接，31腳與開關及指示燈電路中的撥動開關S2的6腳連接，32腳與開關及指示燈電路中的撥動開關S2的5腳連接，51腳與開關及指示燈電路中的撥動開關S2的8腳連接；主控芯片U9的35腳與開關及指示燈電路中的撥動開關S1的18腳連接，36腳與開關及指示燈電路中的撥動開關S1的17腳連接，39腳與開關及指示燈電路中的撥動開關S1的16腳連接，90腳與開關及指示燈電路中的撥動開關S1的15腳連接，91腳與開關及指示燈電路中的撥動開關S1的14腳連接，92腳與開關及指示燈電路中的撥動開關S1的13腳連接，93腳與開關及指示燈電路中的撥動開關S1的12腳連接，95腳與開關及指示燈電路中的撥動開關S1的11腳連接，96腳與開關及指示燈電路中的撥動開關S1的10腳連接；主控芯片U9的15腳與開關及指示燈電路中的發光二極管串口1的陰極連接，16腳與開關及指示燈電路中的發光二極管串口2的陰極連接，17腳與開關及指示燈電路中的發光二極管串口3的陰極連接，18腳與開關及指示燈電路中的發光二極管串口4的陰極連接，33腳與開關及指示燈電路中的發光二極管串口5的陰極連接，34腳與開關及指示燈電路中的發光二極管串口6的陰極連接，63腳與開關及指示燈電路中的發光二極管串口7的陰極連接，64腳與開關及指示燈電路中的發光二極管串口8的陰極連接，65腳與開關及指示燈電路中的發光二極管串口9的陰極連接，66腳與開關及指示燈電路中的發光二極管串口10的陰極連接，97腳與開關及指示燈電路中的發光二極管LED1的陰極連接，98腳與開關及指示燈電路中的發光二極管LED2的陰極連接，1腳與開關及指示燈電路中的發光二極管LED3的陰極連接；主控芯片U9的88腳與串口擴展電路中的兩個串口擴展芯片U10和U11的18腳連接，54腳與兩個串口擴展電路中的串口擴展芯片U10和U11的27腳連接；主控芯片IC5的55腳與串口擴展電路中的串口擴展芯片U10的26腳連接,?56腳與串口擴展電路中的串口擴展芯片U10的25腳連接,?57腳與串口擴展電路中的串口擴展芯片U10的24腳連接,?58腳與串口擴展電路中的串口擴展芯片U10的23腳連接,?59腳與串口擴展電路中的串口擴展芯片U10的22腳連接,?60腳與串口擴展電路中的串口擴展芯片U10的21腳連接;?主控芯片U9的38腳與串口擴展電路中的串口擴展芯片U11的26腳連接,?39腳與串口擴展電路中的串口擴展芯片U11的25腳連接,?40腳與串口擴展電路中的串口擴展芯片U11的24腳連接,?41腳與串口擴展電路中的串口擴展芯片U11的23腳連接,?42腳與串口擴展電路中的串口擴展芯片U11的22腳連接,?43腳與串口擴展電路中的串口擴展芯片U11的21腳連接;主控芯片U9的78腳與串口擴展電路中的串口擴展芯片U10的17腳連接，79腳與串口擴展電路中的串口擴展芯片U10的16腳連接；主控芯片U9的80腳與串口擴展電路中的串口擴展芯片U11的17腳連接，83腳與串口擴展電路中的串口擴展芯片U11的16腳連接；

程序下載與調試接口JTAG的4腳與電源供電電路中的二級電源轉換芯片IC2的輸出端2腳連接，3腳與主控芯片IC5的72腳連接，2腳與主控芯片IC5的76腳連接，1腳接地；

所述的一級電源轉換芯片U0采用NI公司的LM2576；二級電源轉換芯片U1采用AMS公司的AMS1117；電平轉換芯片U2、U3、U4、U5、U6、U7和U8采用AD公司的AD202E；串口擴展芯片U10和U11采用1擴5的擴展芯片GM8125；主控芯片U9采用ST公司的STM32F103VCT6。