CN208820801U - 一种基于arm的串口信号转换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于ARM的串口信号转换装置，用于实现串口数据和TCP/IP协议网络数据的双向转换，涉及信号转换领域。所述信号转换装置包括作为串口信号转换装置核心的ARM，用于控制数据包的处理和实现网络数据和串口数据的相互转换，同时可以监听端口实现web服务以配置不同波特率；网络模块，用于连接以太网接收或发送网络数据；串口数据收发模块，包含USB转串口模块，用于连接串口设备接收或发送串口数据，同时也可连接带有USB接口的设备；该装置还包括供电模块，输出稳定电压保证电路芯片稳定运行。该装置运行稳定，转换效率高且成本低，可用于智能家居和工业设备的网络化连接等，值得大范围推广。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种信号转换装置，具体为一种基于ARM的串口信号转换装置，属于信号转换领域。
背景技术
随着当今世界网络通信的迅速发展，我们迎来了物联网的时代，设备的网络化已经成为一种趋势。串口通信距离的有限以及串口连接的单一性使串口通信方式无法满足设备网络化的需求，而以太网互联方式已成为主导通讯模式，并且逐渐扩展延伸到工业现场设备的通信应用中，所以采用相应的装置把串口设备连接到以太网上显得十分必要。
考虑到串口设备在接入网络进行通信时，由于通信协议的不同而产生的异构网络通信困难，现有设备又不可能在短时间内更新换代，所以本实用新型的目的就是为了解决上述问题，利用一种串口信号转换装置通过串口与网络接入口的双向透明传输把串口设备连接到相应的网络上，完成了不同通信协议之间的数据传输。
目前相关产品通常价格高昂，功能方面也有待完善，如此看来，设计一类高性能且低成本的串口信号转换装置有很大的发展前景。本实用新型在保证性能的基础上极大地降低了成本，且装置易于维护以满足不同场景的需求。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种低成本的基于ARM的串口信号转换装置。
为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：一种基于ARM的串口信号转换装置，包括作为串口信号转换装置核心的ARM，用于控制数据包的处理和实现网络数据和串口数据的相互转换，同时可以监听端口实现web服务以配置不同波特率；网络模块，用于连接以太网接收或发送网络数据；串口数据收发模块，包含USB转串口模块，用于连接串口设备接收或发送串口数据；供电模块，输出稳定电压保证电路芯片稳定运行。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述的ARM采用 Cortex-M3先进内核的STM32F103ZET6微处理器，运行频率较高，稳定性好，拥有杰出的功耗控制和极低的开发成本，性价比高。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述的网络模块采用Microchip公司的以太网控制器芯片ENC28J60，其数据传输速率可达10Mbps并且含有许多寄存器实现数据读写，成本也乐观；同时网络模块设有RJ45接口，RJ45接口通过以太网变压器和以太网控制器芯片ENC28J60相连，这个以太网变压器主要用于不同电平之间的耦合，使信号的传播距离增加，隔离外部信号的干扰，从而增加主芯片的抗干扰能力。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述的串口数据收发模块采用USB总线的转接芯片CH340实现USB转串口，ARM核心处理器通过USB转串口和USB接口与外部设备相连。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述的供电模块采用MP2359降压并配合采用AMS1117-3.3V芯片输出3.3V电压，提高电源利用率。
本实用新型有益效果为：ARM核心处理器通过连接以太网控制器和串口数据收发模块可以实现网络数据和串口数据的双向转换传输，并且可通过监听网络端口，利用远程PC端的操作以达到配置传输波特率的目的。该装置运行稳定，转换效率高且成本低，具有电路结构简单、功耗较低且易于维护等特点，可用于智能家居和工业设备的网络化连接等，值得大范围推广。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图2为本实用新型的供电模块的电路图。
图3为本实用新型的网络模块的结构示意图。
图4为本实用新型的网络模块的电路图。
图5为本实用新型的串口数据收发模块的电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参见图1，本具体实施方式采用如下技术方案：一种基于ARM的串口信号转换装置，包括作为串口信号转换装置核心的ARM，用于控制数据包的处理和实现网络数据和串口数据的相互转换，同时可以监听端口实现web服务以配置不同波特率，它通过串行外设接口与以太网控制器相连，把接收到的网络数据转存到相应缓存区后进行去除以太网头和IP包处理等操作，转换成串口数据后放入串口数据发送缓存区内通过串口数据收发模块发送到串口设备上，以实现网络数据转换为串口数据，串口数据转换为网络数据同上述过程类似；网络模块，用于连接以太网接收或发送网络数据；串口数据收发模块，包含USB转串口模块，用于连接串口设备接收或发送串口数据；供电模块，输出稳定电压保证电路芯片稳定运行。
图2为供电模块电路图，采用MP2359降压并配合采用AMS1117-3.3V芯片输出3.3V电压，由此可以提高电源利用率。
图3为网络模块的结构示意图，采用Microchip公司的以太网控制器芯片ENC28J60，其内部同时集成了MAC控制器和PHY层并通过串行外设接口与ARM处理器相连，实现ARM处理器对其的控制以及串行数据的收发，其中处理器I/O口发出片选信号实现对以太网控制器的控制，SDO、SDI分别是核心处理器数据发送与接收的两条数据线，对应着以太网控制器芯片的数据接收与发送，SCK线提供时钟信号。ENC28J60的另一端使用RJ45口与外部网络相连，考虑到电平等问题在两者中间加入以太网变压器来提高性能。具体的网络模块电路图参见图4。
图5为串口数据收发模块的电路图，采用USB总线的转接芯片CH340实现USB转串口，可以把USB接口映射为串口使用。
所述的ARM采用 Cortex-M3先进内核的STM32F103ZET6微处理器，运行频率较高，稳定性好，拥有杰出的功耗控制和极低的开发成本，性价比高，满足低成本的要求。
Claims (5)
1.一种基于ARM的串口信号转换装置，其特征在于，包括：
作为串口信号转换装置核心的ARM，用于控制数据包的处理和实现网络数据和串口数据的相互转换，同时可以监听端口实现web服务以配置不同波特率；
网络模块，用于连接以太网接收或发送网络数据；
串口数据收发模块，包含USB转串口模块，用于连接串口设备接收或发送串口数据；
供电模块，输出稳定电压保证电路芯片稳定运行。
2.根据权利要求1所述的一种基于ARM的串口信号转换装置，其特征在于：所述的ARM采用Cortex-M3先进内核的 STM32F103ZET6。
3.根据权利要求1所述的一种基于ARM的串口信号转换装置，其特征在于：所述的网络模块采用Microchip公司的以太网控制器芯片ENC28J60，并设有RJ45接口，在RJ45接口与ENC28J60之间可加入以太网变压器。
4.根据权利要求1所述的一种基于ARM的串口信号转换装置，其特征在于：所述的串口数据收发模块采用USB总线的转接芯片CH340实现USB转串口，并包含USB接口。
5.根据权利要求1所述的一种基于ARM的串口信号转换装置，其特征在于：所述的供电模块采用MP2359降压并配合采用AMS1117-3.3V芯片输出3.3V电压，提高电源利用率。
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