[實(shí)用新型]一種嵌入式串口HUB

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201822025757.2
• 申請(qǐng)日: 2018-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN209388294U
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李亞鋒;張弓;王衛(wèi)軍;楊文林;侯至丞;蔡君義
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州中國(guó)科學(xué)院先進(jìn)技術(shù)研究所;深圳市中科德睿智能科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F13/38
• 分類號(hào): G06F13/38
• 代理公司: 廣州容大專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年;潘素云

本實(shí)用新型公開了一種嵌入式串口HUB采用微處理器(STM32)架構(gòu)，其外設(shè)接口主要包括8路可選擇的RS232與RS485接口(COM0～COM7)，本實(shí)用新型為一種串口HUB，包括微處理器(STM32)、8個(gè)芯片內(nèi)置串口(4個(gè)USART+4個(gè)UART)組成。串口HUB采用主從架構(gòu)，由1個(gè)主串口和7個(gè)從串口組成，其中USART1作為主串口，其它串口均為從串口。主串口通信協(xié)議同一制定，而從串口通信協(xié)議根據(jù)外圍設(shè)備協(xié)議進(jìn)行設(shè)定，由主串口命令進(jìn)行設(shè)置。該串口HUB也可用于RS232和RS485的接口擴(kuò)展。為了減少串口通信時(shí)占用過多的CPU資源，8個(gè)串口的數(shù)據(jù)接收均采用雙緩沖DMA方式傳輸。本實(shí)用新型既能保證擴(kuò)展串口數(shù)量，又能滿足多串口同時(shí)通信的要求。因此可擴(kuò)展性和適應(yīng)性強(qiáng)，能滿足多種移動(dòng)機(jī)器人嵌入式底層控制需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及移動(dòng)機(jī)器人嵌入式控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種嵌入式串口HUB，可用于擴(kuò)展嵌入式控制器的串口數(shù)。

背景技術(shù)

移動(dòng)機(jī)器人是機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，在科研教學(xué)、民用運(yùn)輸、服務(wù)性行業(yè)、軍事偵察和空間探測(cè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)的功能越來(lái)越多，因此在機(jī)器人本體上裝載的功能部件或傳感器也越來(lái)越多。在實(shí)際工作時(shí)，機(jī)器人控制器需要不斷地與諸多外圍設(shè)備之間進(jìn)行通信，而串行通訊接口以成本低、協(xié)議制定靈活等特點(diǎn)，已成為設(shè)備廠商們的優(yōu)先選擇。市面上很多外圍設(shè)備基本上都集成了串行通信接口，然而現(xiàn)有移動(dòng)機(jī)器人控制器的串口數(shù)量都十分有限(只有少數(shù)幾個(gè))，因此很難匹配更多的外圍設(shè)備。

為了解決此問題，目前有兩種方案：其一，大多是選用其它類型接口設(shè)備，如CAN總線、EtherCAT等，但是很多設(shè)備可能并不兼容這些接口，而且擁有這些接口的設(shè)備價(jià)格也頗高；其二，串口集線器方式，采用統(tǒng)一的通信協(xié)議，但是不同廠商設(shè)備的通信協(xié)議可能都不一樣，而串口數(shù)據(jù)接收采用輪詢方式，無(wú)法滿足多串口同時(shí)通信情況，因此適應(yīng)性差，實(shí)時(shí)性低。

由此可見，現(xiàn)有技術(shù)主要具有如下缺點(diǎn)：

1)、市面上機(jī)器人控制器的串口數(shù)量很少，一般只有1～3個(gè)，難以匹配更多的串口外圍設(shè)備；

2)、采用串口集線器方式，雖然可以拓展串口數(shù)量，但是難以適應(yīng)不同通信的協(xié)議的串口設(shè)備；

3)、采用輪詢方式查看各從串口的數(shù)據(jù)接收，無(wú)法滿足多串口同時(shí)通信的情況。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本實(shí)用新型提出一種嵌入式串口HUB，既能保證擴(kuò)展串口，又能滿足多串口同時(shí)通信的要求。該嵌入式串口HUB可有效配匹更多的外圍設(shè)備接口，可擴(kuò)展性和適應(yīng)性強(qiáng)，能滿足多種移動(dòng)機(jī)器人嵌入式底層控制需求。

本實(shí)用新型通過以下技術(shù)手段解決上述問題：

一種嵌入式串口HUB，包括微處理器和8個(gè)芯片內(nèi)置串口，微處理器分別與8個(gè)芯片內(nèi)置串口連接，8個(gè)芯片內(nèi)置串口由4個(gè)USART和4個(gè)UART組成；串口HUB的外設(shè)接口包括8路可選擇的RS232與RS485接口，分別為COM0～COM7，串口HUB的外設(shè)接口采用主從架構(gòu)，由1個(gè)主串口和7個(gè)從串口組成；主串口由USART1構(gòu)成，從串口由其它7個(gè)串口構(gòu)成。

進(jìn)一步地，所述微處理器采用STM32系列。

進(jìn)一步地，8個(gè)芯片內(nèi)置串口分別包括USART1～USART3和USART6組成的同異步串口，UART4～UART5和UART7～UART8組成的異步串口。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果至少包括：

本實(shí)用新型是一款通用的嵌入式串口HUB，既能保證擴(kuò)展串口數(shù)量，又能滿足多串口同時(shí)通信的要求。該串口HUB可有效配匹更多的外圍設(shè)備接口，即是各個(gè)設(shè)備之間的通信協(xié)議不相同，因此可擴(kuò)展性和適應(yīng)性強(qiáng)，能滿足多種移動(dòng)機(jī)器人嵌入式底層控制需求。

附圖說(shuō)明