CN208092477U - 一种智能多通道数据转换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能多通道数据转换装置，包括有作为控制机构的MCU、电源模块和显示屏，还包括有USB模块、IIC接口、485通讯模块、串口模块、SPI接口、IR模块、CAN通讯模块、蓝牙通讯模块、24L01无线模块以及旋转编码开关，其通过左右旋转及按下方式形成滚动选择工作模式的开关结构。本实用新型设计基于Cortex‑M3处理器的智能多通道数据转换器，可实现USB、串口、485、CAN、SPI、I2C、IR、24L01等数据接口转发与数据监控，不仅能实现单通道之间的协议转换，还可以一个通道输入从多个通道输出以及多通道一起工作进行多种通讯设备数据交换；具有高集成度，通过编码旋钮自主选择所需要的工作通道及相关参数，并通过高分辨率的OLED显示。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种数据通信中的多通道数据置换装置。
背景技术
目前在企业信息化、楼宇BAS、工控项目中监控设备种类繁多，系统联网中通信协议的多样化问题，常用的有RS-232、RS-485、CAN、无线网络等，再加上工业4.0在国内正蓬勃发展，但工厂设备使用协议不一，难以统一管理。这种问题越来越突出，已严重影响到自动化系统的性能、工期、成本和系统稳定，因此解决自动化系统通信协议的转换及通信标准化的问题意义重大。会涉及到多种协议转换，例如I2C、SPI、UART等各种通信接口之间的数据交换。常见的协议模块仅对应一种转换到另外一种协议，更谈及不到对数据进行监视，当遇到多种协议时，开发者所需的硬件工具就相应多，连接繁琐、易断，线多难梳理，使用频率高，接触不良，数据追踪困难，参数不可设置，操作繁琐，等等。
专利“1553B与同步485通讯协议转换器”(CN105530154A)提出了两种不同协议之间的转换装置，该装置包括DSP、1553B控制器、FPGA门阵列和485收发器、隔离变压器。该装置隔离变压器的初级和外部1553B差分信号端连接，隔离变压器的次级1553控制器连接，DSP处理器的异步数据端口同时与1553B控制器和FPGA门阵列连接，FPGA门阵列与485收发器连接，485收发器与外部同步485总线连接，实现1553B与同步485之间的通讯，但功能单一，无法对数据进行监视。
专利“一种通讯协议转换器”(CN206077440U)提出了一种通讯协议转换器，包括了MCU微处理器和与其信号连接的工作电源电路，CAN通讯协议电路、串口协议接口电路和数据存储电路。然而，该转换器只是实现了CAN总线与RS422、RS485等串口之间的协议转换工作，数据协议转换的类型少，只有两种之间的转换，不便于多种数据协议的转换。
综上所述，传统方案中，只能实现单一类型数据转换,且无法实现数据跟踪调试，当需要多种接口类型的产品开发时，接线复杂，调试难度大；无法显示实时通讯协议状态，使用不方便。归结现有技术方案缺点主要如下：基于传统固有转换协议芯片，硬件设计上集成度不高，系统功能比较单一，只是具有单通道之间的通讯，无法满足多种不同的通讯方式；缺乏数据跟踪模式，无法实时查看通信数据内容及格式，也就无法分析通讯数据故障；缺乏人机交互界面，不能适应人性化功能设计的需要，不够智能化；通道参数无法设置，机械化，不方便用户使用。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种采用OLED显示，采用编码旋钮进行人机交互，可自主选择通讯通道，通讯参数可设置，对于多种不同的通讯方式，可以选择多通道输出的智能多通道数据转换装置。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种智能多通道数据转换装置，包括有作为控制机构的MCU、电源模块和显示屏，其特征在于：MCU采用32位的Cortex-M3微处理器，还包括有以下模块，
USB模块，与MCU双向通信连接，虚拟成USB设备与外界设备进行通讯；
IIC接口，与MCU双向通信连接，与遵循IIC协议的设备进行通讯；
485通讯模块，与MCU双向通信连接，与遵循485协议的设备进行通讯；
串口模块，与MCU双向通信连接，与外界设备进行通讯，并通过电脑对数据进行跟踪、监视；
SPI接口，与MCU双向通信连接，与遵循SPI协议的设备进行通讯；
USB转串口模块，与MCU双向通信连接，与带USB设备进行通讯；
CAN通讯模块，与MCU双向通信连接，与遵循CAN协议的设备进行通讯；
蓝牙通讯模块，与MCU双向通信连接，通过蓝牙模块与手机或电脑进行通讯及追踪数据；
IR模块，与MCU双向通信连接，与遵循红外通信协议设备进行通讯；
无线模块，如2.4G无线模块，与MCU双向通信连接，通过通知三极管的基极电平状态来实现无线模块电源的接通与断开，并通过SPI方式进行数据交换；
MCU还连接有旋转编码开关，其通过左右旋转及按下方式形成滚动选择工作模式的开关结构。
优选地，MCU采用型号为STM32F105RBT6的32位微处理器，128k FLASH，外接25MHZ晶振，为主控MCU提供高速时钟，复位方式使用上电复位，根据选择工作的端口控制数据的传输方向，同时在显示屏显示当前的工作模式和工作通道。
优选地，所述显示屏采用OLED显示屏，OLED显示屏与MCU连接。用于显示工作模式，通道，自发光，亮度高视角广，在光线较强的情况下也能清楚地看出操作内容。
优选地，所述485通讯模块采用型号为SP485EEP的转换芯片，与主控的串口2相连，将一般串口数据通过差分传输方式传输，传输稳定距离远。
优选地，串口模块采用型号为UT3232L的电平转换芯片，进行电平转换，TTL电平通过RS232C也就是计算机的串口电平，从而与电脑进行数据交换。
优选地，所述旋转编码开关包括编码器EC12E，其分别与MCU的SW A脚、SW B脚及Switch脚连接。采用ALPS(阿尔卑斯)的旋转编码开关，通过旋转选择工作模式、设定参数等
进一步地，还包括有红外接收发送电路，其红外线发送管和接收管的型号分别为IR333C和IRM-3638，分别与主控MCU的串口3的发送管脚和接收管脚相连，通过调制和解调，实现红外线接收与发送的短距离通讯。
优选地，所述CAN通讯模块采用型号为TJA1057T的CAN芯片，CAN总线高性能，高可靠性，可以实现与遵循CAN总线的设备进行数据交换。
本实用新型设计基于Cortex-M3处理器的智能多通道数据转换器，可实现USB、串口、485、CAN、SPI、I2C、IR等数据接口转发与数据监控，不仅能实现单通道之间的协议转换，还可以一个通道输入从多个通道输出，除此之外还可以选择多通道一起工作进行多种通讯设备数据交换；具有高集成度，相比传统方案在硬件设计上省略了外扩元器件，可以更安全可靠地运行；通过编码旋钮自主选择所需要的工作通道及相关参数，并通过高分辨率的OLED显示出来，方便用户使用获得较好的体验，便捷的使用开发产品；通过蓝牙或电脑对数据进行监视有利于提高通讯质量，提高开发效率。
附图说明
图1为本实用新型结构示意框图；
图2为本实用新型电路原理图；
图3为旋转编码开关模块电路原理图。
具体实施方式
本实施例中，参照图1和图2，所述智能多通道数据转换装置，包括有作为控制机构的MCU、电源模块和显示屏，其特征在于：MCU采用32位的Cortex-M3微处理器，还包括有以下模块，
USB模块，与MCU双向通信连接，虚拟成USB设备与外界设备进行通讯；
IIC接口，与MCU双向通信连接，与遵循IIC协议的设备进行通讯；
485通讯模块，与MCU双向通信连接，与遵循485协议的设备进行通讯；
串口模块，与MCU双向通信连接，与外界设备进行通讯，并通过电脑对数据进行跟踪、监视；
SPI接口，与MCU双向通信连接，与遵循SPI协议的设备进行通讯；
USB转串口模块，与MCU双向通信连接，与带USB设备进行通讯；
CAN通讯模块，与MCU双向通信连接，与遵循CAN协议的设备进行通讯；
蓝牙通讯模块，与MCU双向通信连接，通过蓝牙模块与手机或电脑进行通讯及追踪数据；
IR模块，与MCU双向通信连接，与遵循红外通信协议设备进行通讯；
无线模块，与MCU双向通信连接，通过通知三极管的基极电平状态来实现无线模块电源的接通与断开，并通过SPI方式进行数据交换；
MCU还连接有旋转编码开关，其通过左右旋转及按下方式形成滚动选择工作模式的开关结构。
MCU采用型号为STM32F105RBT6的32位微处理器，128k FLASH，外接25MHZ晶振，为主控MCU提供高速时钟，复位方式使用上电复位，根据选择工作的端口控制数据的传输方向，同时在显示屏显示当前的工作模式和工作通道。
所述显示屏采用OLED显示屏，OLED显示屏与MCU连接。用于显示工作模式，通道，自发光，亮度高视角广，在光线较强的情况下也能清楚地看出操作内容。
所述485通讯模块采用型号为SP485EEP的转换芯片，与主控的串口2相连，将一般串口数据通过差分传输方式传输，传输稳定距离远。
串口模块采用型号为UT3232L的电平转换芯片，进行电平转换，TTL电平通过RS232C也就是计算机的串口电平，从而与电脑进行数据交换。
参照图3，所述旋转编码开关包括编码器EC12E，其分别与MCU的SW A脚、SW B脚及Switch脚连接。采用ALPS(阿尔卑斯)的旋转编码开关，通过旋转选择工作模式、设定参数等
还包括有红外接收发送电路，其红外线发送管和接收管的型号分别为IR333C和IRM-3638，分别与主控MCU的串口3的发送管脚和接收管脚相连，通过调制和解调，实现红外线接收与发送的短距离通讯。
所述CAN通讯模块采用型号为TJA1057T的CAN芯片，CAN总线高性能，高可靠性，可以实现与遵循CAN总线的设备进行数据交换。
以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。
Claims (8)
1.一种智能多通道数据转换装置，包括有作为控制机构的MCU、电源模块和显示屏，其特征在于：MCU采用32位的Cortex-M3微处理器，还包括有以下模块，
USB模块，与MCU双向通信连接，虚拟成USB设备与外界设备进行通讯；
IIC接口，与MCU双向通信连接，与遵循IIC协议的设备进行通讯；
485通讯模块，与MCU双向通信连接，与遵循485协议的设备进行通讯；
串口模块，与MCU双向通信连接，与外界设备进行通讯，并通过电脑对数据进行跟踪、监视；
SPI接口，与MCU双向通信连接，与遵循SPI协议的设备进行通讯；
USB转串口模块，与MCU双向通信连接，与带USB设备进行通讯；
CAN通讯模块，与MCU双向通信连接，与遵循CAN协议的设备进行通讯；
蓝牙通讯模块，与MCU双向通信连接，通过蓝牙模块与手机或电脑进行通讯及追踪数据；
IR模块，与MCU双向通信连接，与遵循红外通信协议设备进行通讯；
无线模块，与MCU双向通信连接，通过通知三极管的基极电平状态来实现无线模块电源的接通与断开，并通过SPI方式进行数据交换；
MCU还连接有旋转编码开关，其通过左右旋转及按下方式形成滚动选择工作模式的开关结构。
2.根据权利要求1所述的智能多通道数据转换装置，其特征在于：MCU采用型号为STM32F105RBT6的32位微处理器。
3.根据权利要求1所述的智能多通道数据转换装置，其特征在于：所述显示屏采用OLED显示屏，OLED显示屏与MCU连接。
4.根据权利要求1所述的智能多通道数据转换装置，其特征在于：所述485通讯模块采用型号为SP485EEP的转换芯片。
5.根据权利要求1所述的智能多通道数据转换装置，其特征在于：串口模块采用型号为UT3232L的电平转换芯片。
6.根据权利要求1所述的智能多通道数据转换装置，其特征在于：所述旋转编码开关包括编码器EC12E，其分别与MCU的SW A脚、SW B脚及Switch脚连接。
7.根据权利要求1所述的智能多通道数据转换装置，其特征在于：还包括有红外接收发送电路，其红外线发送管和接收管的型号分别为IR333C和IRM-3638，分别与主控MCU的串口3的发送管脚和接收管脚相连，通过调制和解调，实现红外线接收与发送的短距离通讯。
8.根据权利要求1所述的智能多通道数据转换装置，其特征在于：所述CAN通讯模块采用型号为TJA1057T的CAN芯片。
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