CN210776312U - 一种基于stm32单片机的bmc监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于STM32单片机的BMC监测装置，属于通信控制技术领域，解决了现有技术中国产BMC控制器可靠性和安全性低等问题。包括设置在主板上的STM32单片机、电压采集电路、温度采集电路、电流采集电路和SMbus通讯接口；所述电压采集电路、温度采集电路、电流采集电路分别用于采集主板的电压、温度和电流；所述STM32单片机，用于读取所述电压、温度和电流，并通过所述SMbus通讯接口输出至外部主控BMC。实现了外部主控BMC对主板电路的监测，提高了主板的可靠性和安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信控制技术领域，尤其涉及一种基于STM32单片机的BMC监测装置。
背景技术
随着计算机技术的发展，服务器在社会的应用越来越广泛，对服务器运行状态进行监控管理的BMC(baseboard Management Controller，基板管理控制器)也得到了广泛应用。
目前市场上现有的BMC健康管理功能主要用于服务器级别的主板，并且采用国外专用BMC控制芯片实现主板上参数采集、控制等功能，国产化的BMC控制器目前还是国内市场短板，同时，国产化的BMC控制器具有可靠性和安全性较低等问题。
实用新型内容
鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种基于STM32单片机的BMC监测装置，用以解决现有的国产化BMC控制器可靠性和安全性较低的问题。
本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一种基于STM32单片机的BMC监测装置，包括设置在主板上的STM32单片机、电压采集电路、温度采集电路、电流采集电路和SMbus通讯接口；
所述电压采集电路、温度采集电路、电流采集电路分别用于采集主板的电压、温度和电流；
所述STM32单片机，用于读取所述电压、温度和电流，并通过所述SMbus通讯接口输出至外部主控BMC；
所述STM32单片机的PB8管脚连接所述SMbus通讯接口的时钟管脚SMBCLK；PB9管脚连接所述SMbus通讯接口的数据管脚SMBDAT；PB0-PB1管脚和PC4-PC5管脚为电压接收管脚；PA4管脚连接所述温度采集电路的温度输出端口；PB6管脚连接所述电流采集电路的数据端口。
进一步，所述电流采集电路包括INA220AIDGSR芯片、电阻R26、电阻R29、电阻R24和电容M3；
所述INA220AIDGSR芯片的A1端连接电阻R26的一端，电阻R26的另一端接地；A0端连接电阻R29的一端，电阻R29的另一端接地；VIN+端和VIN-端均连接主板的+5V电源，所述电阻R24和电容M3并联跨接在VIN+端和VIN-端之间；
所述INA220AIDGSR芯片的数据端口SDA连接所述STM32单片机的PB7端；控制端口SCL连接所述STM32单片机的PB6端。
进一步，所述电流采集电路还包括电阻R25、电阻R31、电容C15、电容M4和电容M5；
所述INA220AIDGSR芯片的VBUS端同时连接电阻R25、电阻R31、电容C15和电容M4的一端，所述电阻R25的另一端连接INA220AIDGSR芯片的VIN+端，所述电阻R31、电容C15和电容M4的另一端接地；
所述INA220AIDGSR芯片的VS端连接所述电容M5的一端，所述电容M5的另一端接地。
进一步，该装置还包括主板供电控制电路；
所述主板供电控制电路，用于控制主板的上电和断电。
进一步，所述主板供电控制电路包括P沟道MOS管、三极管Q2、电阻R18和电阻R19；
所述P沟道MOS管的源极和栅极均连接主板的+5V电源；
所述P沟道MOS管的门极连接电阻R18的一端，电阻R18的另一端连接所述三极管2N3904的集电极，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的基极连接电阻R19的一端，所述电阻R19的另一端连接所述STM32单片机的PA6端。
进一步，所述主板供电控制电路还包括电容C9、电容C10、电容C11、电阻R16和电阻R20；
所述电容C9、电容C10和电容C11的一端均连接所述P沟道MOS管的栅极，所述电容C9、电容C10和电容C11的另一端均接地；
所述电阻R16连接在所述P沟道MOS管的源极和门极之间；所述电阻R20的一端连接电阻R19的一端，所述电阻R20的另一端接地。
进一步，所述STM32单片机的PC6和PB12-PB15管脚对应连接主板的五个槽位，用于读取主板的槽位地址。
进一步，所述温度采集电路包括DS18B20Z芯片和电阻R1；
所述DS18B20Z芯片的VCC管脚连接电源；DQ管脚连接电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端连接电源，同时DQ管脚连接所述STM32单片机的PA4管脚；所述DS18B20Z芯片的GND管脚接地。
进一步，所述温度采集电路还包括电容M1；
所述电容M1的一端连接电源，另一端接地。
进一步，该装置的工作温度为-40℃～+85℃。
与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：
1、通过BMC监测装置，实现了对主板自身健康状态的监测，保证了电路板工作性能的稳定，提高了主板的可靠性。同时，位于主板上的电压采集电路、温度采集电路、电流采集电路均为自主设计电路，解决了长期依赖进口专用芯片的问题，实现了技术国产化，提高了安全性。
2、采用温度采集电路对主板温度进行监测，避免了主板因温度过高而损坏的现象，提高了主板的稳定性。
3、采用SMbus通讯接口，解决了远程BMC控制器如何获得主板健康状态的问题，实现了远程监测和控制功能，提高了产品智能化。
本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的内容中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过文字以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为一种基于STM32单片机的BMC监测装置原理图；
图2为STM32单片机工作原理图；
图3为电压采集电路原理图；
图4为电流采集电路原理图；
图5为主板供电控制电路原理图；
图6为温度采集电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
本实用新型的一个具体实施例，公开了一种基于STM32单片机的BMC监测装置，如图1所示，包括设置在主板上的STM32单片机、电压采集电路、温度采集电路、电流采集电路和SMbus通讯接口；
所述电压采集电路、温度采集电路、电流采集电路分别用于采集主板的电压、温度和电流；
所述STM32单片机，用于读取所述电压、温度和电流，并通过所述SMbus通讯接口输出至外部主控BMC；
所述STM32单片机的PB8管脚连接所述SMbus通讯接口的时钟管脚SMBCLK；PB9管脚连接所述SMbus通讯接口的数据管脚SMBDAT；PB0-PB1管脚和PC4-PC5管脚为电压接收管脚；PA4管脚连接所述温度采集电路的温度输出端口；PB6管脚连接所述电流采集电路的数据端口。
具体地，如图2所示，STM32单片机采用ST意法半导体公司的STM32F103芯片。
所述STM32单片机的PC6和PB12-PB15管脚对应连接主板的五个槽位GA0、GA1、GA2、GA3和GA4，用于读取主板的槽位地址。
电压采集电路有多种，可用于采集主板的不同电压。示例性的，如图3所示的(a)、(b)、(c)和(d)，列举了四种采集电路，可用于采集主板不同压值的电压，其中，四种电压采集电路的输出端子ADC1、ADC2、ADC3和ADC4均可连接STM32单片机的电压接收管脚PB0-PB1和PC4-PC5中的任一管脚，实现将采集的主板电压输出至STM32单片机。优选的，电压采集电路同时包括上述四种，分别通过PB0-PB1和PC4-PC5四个管脚将采集的主板的四种电压读取到STM32单片机中。
SMbus通讯接口为STM32单片机自带的通讯接口，该接口包括时钟管脚SMBCLK和数据管脚SMBDAT；SMbus通讯接口的时钟管脚SMBCLK连接外部主控BMC的时钟管脚SMBCLK，用于STM32单片机与外部主控BMC保持时钟同步；SMbus通讯接口的数据管脚SMBDAT连接外部主控BMC的数据管脚SMBDAT，用于给单片机发送控制指令并接收单片机获取主板的电压、温度及电流。采用SMbus通讯接口，解决了远程BMC控制器如何获得主板健康状态的问题，实现了远程监测和控制功能，提高了产品智能化。
通过该BMC监测装置，实现了主板自身健康状态的监测，保证了电路板工作性能的稳定，提高了主板的可靠性。同时，位于主板上的电压采集电路、温度采集电路、电流采集电路均为自主设计电路，解决了长期依赖进口专用芯片的问题，实现了技术国产化，提高了安全性。
优选的，如图4所示，所述电流采集电路包括INA220AIDGSR芯片、电阻R26、电阻R29、电阻R24和电容M3；所述INA220AIDGSR芯片的A1端连接电阻R26的一端，电阻R26的另一端接地；A0端连接电阻R29的一端，电阻R29的另一端接地；VIN+端和VIN-端均连接主板的+5V电源，所述电阻R24和电容M3并联跨接在VIN+端和VIN-端之间；所述INA220AIDGSR芯片的数据端口SDA连接所述STM32单片机的PB7端；控制端口SCL连接所述STM32单片机的PB6端。所述电流采集电路还包括电阻R25、电阻R31、电容C15、电容M4和电容M5；所述INA220AIDGSR芯片的VBUS端同时连接电阻R25、电阻R31、电容C15和电容M4的一端，所述电阻R25的另一端连接INA220AIDGSR芯片的VIN+端，所述电阻R31、电容C15和电容M4的另一端接地；所述INA220AIDGSR芯片的VS端连接所述电容M5的一端，所述电容M5的另一端接地。
具体地，数据端口SDA用于将电流采集电路采集的主板电流输出至STM32单片机；控制端口SCL用于STM32单片机通过编程控制电流采集电路，使电流采集电路将采集的主板电流从数据端口输出至STM32单片机。
优选的，如图5所示，该装置还包括主板供电控制电路；所述主板供电控制电路，用于控制主板的上电和断电。所述主板供电控制电路包括P沟道MOS管、三极管Q2、电阻R18和电阻R19；所述P沟道MOS管的源极和栅极均连接主板的+5V电源；所述P沟道MOS管的门极连接电阻R18的一端，电阻R18的另一端连接所述三极管2N3904的集电极，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的基极连接电阻R19的一端，所述电阻R19的另一端连接所述STM32单片机的PA6端。所述主板供电控制电路还包括电容C9、电容C10、电容C11、电阻R16和电阻R20；所述电容C9、电容C10和电容C11的一端均连接所述P沟道MOS管的栅极，所述电容C9、电容C10和电容C11的另一端均接地；所述电阻R16连接在所述P沟道MOS管的源极和门极之间；所述电阻R20的一端连接电阻R19的一端，所述电阻R20的另一端接地。
具体地，STM32单片机接收外部主控BMC的上电或断电指令，STM32单片机通过编程实现高电平或低电平信号由PA6管脚输入至主板供电控制电路的5V_ON端，通过高低电平控制三极管2N3904的通断，进而控制主板的上电和断电。
优选的，如图6所示，所述温度采集电路包括DS18B20Z芯片和电阻R1；所述DS18B20Z芯片的VCC管脚连接电源；DQ管脚连接电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端连接电源，同时DQ管脚连接所述STM32单片机的PA4管脚；所述DS18B20Z芯片的GND管脚接地。所述温度采集电路还包括电容M1；所述电容M1的一端连接电源，另一端接地。
采用温度采集电路对主板温度进行监测，避免了主板因温度过高而损坏的现象，提高了电路的稳定性。
示例性的，对于某定制的6U VPX服务器主板，该主板上设置了STM32单片机、电压采集电路、温度采集电路、电流采集电路和SMbus通讯接口，将SMbus通讯接口与某通用的外部主控BMC连接后，打开SMbus通讯接口，外部主控BMC向STM32单片机发出查询电压、查询电流、查询温度和查询槽位号和上电、断电等命令，STM32单片机在获取到主板的电压、电流、温度和槽位地址后，能够稳定可靠地反馈给外部主控BMC请求的信息，并能响应主控BMC对主板的上电和断电指令。
优选的，该装置的工作温度为-40℃～+85℃，在该温度范围内可稳定工作，若是超出该温度范围，会造成STM32单片机的损坏，使得该监测装置不能进行正常工作。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于STM32单片机的BMC监测装置，其特征在于，包括设置在主板上的STM32单片机、电压采集电路、温度采集电路、电流采集电路和SMbus通讯接口；
所述电压采集电路、温度采集电路、电流采集电路分别用于采集主板的电压、温度和电流；
所述STM32单片机，用于读取所述电压、温度和电流，并通过所述SMbus通讯接口输出至外部主控BMC；
所述STM32单片机的PB8管脚连接所述SMbus通讯接口的时钟管脚SMBCLK；PB9管脚连接所述SMbus通讯接口的数据管脚SMBDAT；PB0-PB1管脚和PC4-PC5管脚为电压接收管脚；PA4管脚连接所述温度采集电路的温度输出端口；PB6管脚连接所述电流采集电路的数据端口。
2.根据权利要求1所述的BMC监测装置，其特征在于，所述电流采集电路包括INA220AIDGSR芯片、电阻R26、电阻R29、电阻R24和电容M3；
所述INA220AIDGSR芯片的A1端连接电阻R26的一端，电阻R26的另一端接地；A0端连接电阻R29的一端，电阻R29的另一端接地；VIN+端和VIN-端均连接主板的+5V电源，所述电阻R24和电容M3并联跨接在VIN+端和VIN-端之间；
所述INA220AIDGSR芯片的数据端口SDA连接所述STM32单片机的PB7端；控制端口SCL连接所述STM32单片机的PB6端。
3.根据权利要求2所述的BMC监测装置，其特征在于，所述电流采集电路还包括电阻R25、电阻R31、电容C15、电容M4和电容M5；
所述INA220AIDGSR芯片的VBUS端同时连接电阻R25、电阻R31、电容C15和电容M4的一端，所述电阻R25的另一端连接INA220AIDGSR芯片的VIN+端，所述电阻R31、电容C15和电容M4的另一端接地；
所述INA220AIDGSR芯片的VS端连接所述电容M5的一端，所述电容M5的另一端接地。
4.根据权利要求1所述的BMC监测装置，其特征在于，该装置还包括主板供电控制电路；
所述主板供电控制电路，用于控制主板的上电和断电。
5.根据权利要求4所述的BMC监测装置，其特征在于，所述主板供电控制电路包括P沟道MOS管、三极管Q2、电阻R18和电阻R19；
所述P沟道MOS管的源极和栅极均连接主板的+5V电源；
所述P沟道MOS管的门极连接电阻R18的一端，电阻R18的另一端连接所述三极管2N3904的集电极，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的基极连接电阻R19的一端，所述电阻R19的另一端连接所述STM32单片机的PA6端。
6.根据权利要求5所述的BMC监测装置，其特征在于，所述主板供电控制电路还包括电容C9、电容C10、电容C11、电阻R16和电阻R20；
所述电容C9、电容C10和电容C11的一端均连接所述P沟道MOS管的栅极，所述电容C9、电容C10和电容C11的另一端均接地；
所述电阻R16连接在所述P沟道MOS管的源极和门极之间；所述电阻R20的一端连接电阻R19的一端，所述电阻R20的另一端接地。
7.根据权利要求1所述的BMC监测装置，其特征在于，所述STM32单片机的PC6和PB12-PB15管脚对应连接主板的五个槽位，用于读取主板的槽位地址。
8.根据权利要求1所述的BMC监测装置，其特征在于，所述温度采集电路包括DS18B20Z芯片和电阻R1；
所述DS18B20Z芯片的VCC管脚连接电源；DQ管脚连接电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端连接电源，同时DQ管脚连接所述STM32单片机的PA4管脚；所述DS18B20Z芯片的GND管脚接地。
9.根据权利要求8所述的BMC监测装置，其特征在于，所述温度采集电路还包括电容M1；
所述电容M1的一端连接电源，另一端接地。
10.根据权利要求1所述的BMC监测装置，其特征在于，该装置的工作温度为-40℃～+85℃。
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| CN210776312U true CN210776312U (zh) | 2020-06-16 |
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| CN201922265689.1U Active CN210776312U (zh) | 2019-12-16 | 2019-12-16 | 一种基于stm32单片机的bmc监测装置 |
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