一种计算机通用USB电路控制器及其实现方法.pdf

上传人:n****g 文档编号:4368419 上传时间:2018-09-24 格式:PDF 页数:12 大小:880.71KB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN201410061864.4

申请日:

2014.02.19

公开号:

CN104298185A

公开日:

2015.01.21

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G05B 19/418申请日:20140219|||公开

IPC分类号:

G05B19/418

主分类号:

G05B19/418

申请人:

王超

发明人:

王超

地址:

030900 山西省晋中市祁县昭馀镇虹桥路30号

优先权:

专利代理机构:

北京市盛峰律师事务所 11337

代理人:

赵建刚

PDF下载: PDF下载
内容摘要

一种计算机通用USB电路控制器,包括MCU内核设备和AD电路转换设备,MCU内核设备和AD电路转换设备连接;MCU内核设备为STM32设备;所述AD电路转换设备为C8051F350单片机设备;STM32设备的USART2与C8051F350单片机设备的UART串口进行连接;MCU内核设备上烧写电路控制协议;步骤101,上位机通过电路控制协议将电路控制指令发送到MCU内核设备;步骤102,根据电路控制指令,MCU内核设备直接对电路进行控制或通过AD电路转换设备对所述电路进行控制。通过本发明,只需要针对他的电路,制作相应的应用程序即可;通过本发明降低了研发前期的投入,开发门槛的成本。

权利要求书

权利要求书
1.  一种计算机通用USB电路控制器的通讯方法,其特征在于:计算机通用USB电路控制器包括MCU内核设备和AD电路转换设备;所述MCU内核设备上烧写电路控制协议;
步骤101,上位机通过所述电路控制协议将电路控制指令发送到所述MCU内核设备;
步骤102,根据所述电路控制指令,所述MCU内核设备直接对所述电路进行控制或通过AD电路转换设备对所述电路进行控制。

2.  根据权利要求1所述的计算机通用USB电路控制器的通讯方法,其特征在于,步骤101中,所述电路控制协议位于所述MCU内核设备的程序中,所述电路控制协议具体包括MCU内核设备驱动、USB转串口模块、检测模块、所述设备串口编号模块、IO控制模块、PWM控制模块和模拟控制模块;通过所述电路控制协议将电路控制指令发送到所述MCU内核设备的具体方法为:
步骤201,所述MCU内核设备驱动对所述MCU内核设备进行驱动识别;若识别正确则进入步骤202;若识别错误则继续识别,直到识别正确为止;
步骤202,通过所述USB转串口模块在所述MCU内核设备驱动上映射两个串口,分别为EPO和EP2;所述EPO用于所述MCU内核设备与所述上位机进行通讯;所述EP2用于所述MCU内核设备与所述电路进行通讯;
步骤203,通过所述检测模块对所述上位机通讯的电路控制指令进行判断,形成判断结果;
步骤204,所述设备串口编号模块、所述IO控制模块、所述PWM控制模块和所述模拟控制模块根据所述判断结果对电路进行控制。

3.  根据权利要求2所述的计算机通用USB电路控制器的通讯方法,其特征在于,步骤203中,对所述上位机通讯的电路控制指令进行判断的具体方法为:
步骤301,对所述电路控制指令进行扫描检查,形成检查结果;
步骤302,根据所述检查结果,对所述电路控制指令的串口缓存长度进行判断;
若所述串口缓存长度小于等于7个字符,则返回步骤301;
若所述串口缓存长度大于7个字符,则进入步骤303;
步骤303,对所述电路控制指令中的出栈组织指令进行异或校验;
步骤303.a若校验失败,则输出错误信息,并返回步骤301;
步骤303.b,若校验成功,则对所述电路控制指令进行指令识别;
若所述电路控制指令识别失败,则输出错误信息,并返回步骤301;
若所述电路控制指令识别成功,则形成判断结果。

4.  根据权利要求2所述的计算机通用USB电路控制器,其特征在于:步骤204中,所述设备串口编号模块根据所述判断结果对电路进行控制的具体方法为:
当所述判断结果中包括上位机发送8个0时,所述设备串口编号模块则返回两帧参数作为所述MCU内核设备的ID;所述两帧参数中的每帧参数包括6个字节。

5.  根据权利要求2所述的计算机通用USB电路控制器,其特征在于:步骤204中,所述IO控制模块根据所述判断结果对电路进行控制的具体方法为:
当所述判断结果包括0x01指令时,则所述IO控制模块对电路进行方向控制;
当所述判断结果包括0x03指令时,则所述IO控制模块对电路进行IO输出控制;
当所述判断结果包括0x02指令时,则所述IO控制模块对电路进行IO输入设置。

6.  根据权利要求2所述的计算机通用USB电路控制器,其特征在于:步骤204中,所述PWM控制模块根据所述判断结果对电路进行控制的具体方法为:
当所述判断结果包括0x04、0x05或0x06指令中的一种或多种时,PWM模块将8路PWM分为两组,所述PWM控制模块对电路进行PWM输出控制;当所述判断结果包括所述0x04指令时,所述PWM控制模块对电路进PWM分频系数与周期节能型控制;当所述判断结果包括所述0x05指令时,所述PWM控制模块选取PWM组别并进行周期控制;当所述判断结果包括所述0x06指令时,所述PWM控制模块对PWM进行高电平控制;
当所述判断结果包括0x07或0x08指令中的一种或多种时,则所述PWM控制模块对电路进行PWM输入控制;
当所述判断结果包括0x07指令时,所述PWM控制模块对电路进行分频系数控制;
当所述判断结果包括0x08指令时,所述PWM控制模块对电路进行周期及高电平时间进行控制。

7.  根据权利要求2所述的计算机通用USB电路控制器,其特征在于:步骤204中,所述模拟控制模块根据所述判断结果对电路进行控制的具体方法为:
当所述判断结果包括0x09指令时,则所述模拟控制模块对电路进行模拟输出控制;
当所述判断结果包括0x0A指令时,则所述模拟控制模块对电路进行模拟输入控制;
当所述判断结果包括0xff指令时,所述模拟控制模块对电路进行防盗信息输入控制。

8.  一种计算机通用USB电路控制器,其特征在于:包括MCU内核设备和AD电路转换设备,所述MCU内核设备和所述AD电路转换设备连接。

9.  根据权利要求8所述的计算机通用USB电路控制器,其特征在于:所述MCU 内核设备为STM32设备。

10.  根据权利要求9所述的计算机通用USB电路控制器,其特征在于:所述AD电路转换设备为C8051F350单片机设备;所述STM32设备的USART2与所述C8051F350单片机设备的UART串口进行连接。

说明书

说明书一种计算机通用USB电路控制器及其实现方法
技术领域
本发明涉及计算机外部设备的工业控制技术领域,尤其是涉及一种计算机通用USB电路控制器及其实现方法。
背景技术
由于电子产品已经趋于智能化,无论是家电,还是工业控制设备,控制核心都是智能设备。当前的智能控制设备的核心一般是微控制器(Micro Controller Unit,简称MCU);微控制器功耗小、成本低,在很多小型电器中都有它。MCU设计是为了控制电路,具有直接控制电路的输入/输出口,并且在MCU内部,集成了控制电路的各种单元,如数字IO、模拟量输入(Analog-Digital)、输出(Digital-Analog)、脉宽调制(Pulse Width Modulation)、集成输入输出接口(串口等)。但是MCU存在如下缺陷:①嵌入式系统CPU指令系统五花八门,外设控制方式更是各有各的特色,导致嵌入式软件的移植非常困难;②嵌入式系统指令存储器、数据存储器等资源小,而且速度也很低(数字信号处理器DSP除外),在数据处理上,非常困难;③基于第一和第二点缺陷的原因,在嵌入式控制器上移植诸如文件系统、以太网模块等成熟技术也显得非常困难;④在设计方案的过程中,一般都需要为嵌入式微控制器搭建最小系统电路,在研发过程中,在研发过程中,最小系统板的制作是不小的成本;嵌入式开发的环境需要编辑器、交叉编译器、烧写/调试器(IEC/JTAG/……),还需要目标机的最小系统,故此研究与学习嵌入式开发的门槛、成本相对较高。
由于嵌入式开发的门槛、成本都非常高,功能单一,但是在电路控制领域,微控制器与电路的无缝连接的优势体现出来,必须用微控制器处理电信号;通用微型计算机的开发门槛非常低,速度快,储量大,而且内部操作系统集成网络、WEB、文件系统等通用功能,但是通用计算机的外设接口相对很少,除了专用的VGA/DVI/HDMI、PS/2等,就是通用的USB、232串口。
发明内容
本发明的目的在于设计一种计算机通用USB电路控制器及其实现方法,通过与计算机USB连接,前端扩展出数字输入输出、模拟输入输出、脉宽调制输入输出、控制系统中常用的USART(TTL/232/485)、IIC、SPI等的设备,降低做智能控制系统的门槛,把最核心的程序-电气之间的接口标准化,最终系统实现者只需要去写任何一种高级语言的应用程序即可实现与电气电路的搭建,解决上述问题。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种计算机通用USB电路控制器的通讯方法,计算机通用USB电路控制器包括MCU内核设备和AD电路转换设备;所述MCU内核设备上烧写电路控制协议;
步骤101,上位机通过所述电路控制协议将电路控制指令发送到所述MCU内核设备;
步骤102,根据所述电路控制指令,所述MCU内核设备直接对所述电路进行控制或通过AD电路转换设备对所述电路进行控制。
优选的,步骤101中,所述电路控制协议位于所述MCU内核设备的程序中,所述电路控制协议具体包括MCU内核设备驱动、USB转串口模块、检测模块、所述设备串口编号模块、IO控制模块、PWM控制模块和模拟控制模块;通过所述电路控制协议将电路控制指令发送到所述MCU内核设备的具体方法为:
步骤201,所述MCU内核设备驱动对所述MCU内核设备进行驱动识别;若识别正确则进入步骤202;若识别错误则继续识别,直到识别正确为止;
步骤202,通过所述USB转串口模块在所述MCU内核设备驱动上映射两个串口,分别为EPO和EP2;所述EPO用于所述MCU内核设备与所述上位机进行通讯;所述EP2用于所述MCU内核设备与所述电路进行通讯;
步骤203,通过所述检测模块对所述上位机通讯的电路控制指令进行判断, 形成判断结果;
步骤204,所述设备串口编号模块、所述IO控制模块、所述PWM控制模块和所述模拟控制模块根据所述判断结果对电路进行控制。
优选的,步骤203中,对所述上位机通讯的电路控制指令进行判断的具体方法为:
步骤301,对所述电路控制指令进行扫描检查,形成检查结果;
步骤302,根据所述检查结果,对所述电路控制指令的串口缓存长度进行判断;
若所述串口缓存长度小于等于7个字符,则返回步骤301;
若所述串口缓存长度大于7个字符,则进入步骤303;
步骤303,对所述电路控制指令中的出栈组织指令进行异或校验;
步骤303.a若校验失败,则输出错误信息,并返回步骤301;
步骤303.b,若校验成功,则对所述电路控制指令进行指令识别;
若所述电路控制指令识别失败,则输出错误信息,并返回步骤301;
若所述电路控制指令识别成功,则形成判断结果。
优选的,步骤204中,所述设备串口编号模块根据所述判断结果对电路进行控制的具体方法为:
当所述判断结果中包括上位机发送8个0时,所述设备串口编号模块则返回两帧参数作为所述MCU内核设备的ID;所述两帧参数中的每帧参数包括6个字节。
优选的,步骤204中,所述IO控制模块根据所述判断结果对电路进行控制的具体方法为:
当所述判断结果包括0x01指令时,则所述IO控制模块对电路进行方向控制;
当所述判断结果包括0x03指令时,则所述IO控制模块对电路进行IO输出控 制;
当所述判断结果包括0x02指令时,则所述IO控制模块对电路进行IO输入设置。
优选的,步骤204中,所述PWM控制模块根据所述判断结果对电路进行控制的具体方法为:
当所述判断结果包括0x04、0x05或0x06指令中的一种或多种时,PWM模块将8路PWM分为两组,所述PWM控制模块对电路进行PWM输出控制;当所述判断结果包括所述0x04指令时,所述PWM控制模块对电路进PWM分频系数与周期节能型控制;当所述判断结果包括所述0x05指令时,所述PWM控制模块选取PWM组别并进行周期控制;当所述判断结果包括所述0x06指令时,所述PWM控制模块对PWM进行高电平控制;
当所述判断结果包括0x07或0x08指令中的一种或多种时,则所述PWM控制模块对电路进行PWM输入控制;
当所述判断结果包括0x07指令时,所述PWM控制模块对电路进行分频系数控制;
当所述判断结果包括0x08指令时,所述PWM控制模块对电路进行周期及高电平时间进行控制。
优选的,步骤204中,所述模拟控制模块根据所述判断结果对电路进行控制的具体方法为:
当所述判断结果包括0x09指令时,则所述模拟控制模块对电路进行模拟输出控制;
当所述判断结果包括0x0A指令时,则所述模拟控制模块对电路进行模拟输入控制;
当所述判断结果包括0xff指令时,所述模拟控制模块对电路进行防盗信息输入控制。
一种计算机通用USB电路控制器,包括MCU内核设备和AD电路转换设备,所述MCU内核设备和所述AD电路转换设备连接。
优选的,所述MCU内核设备为STM32设备。
优选的,所述AD电路转换设备为C8051F350单片机设备;所述STM32设备的USART2与所述C8051F350单片机设备的UART串口进行连接。
名词解释:
STM32型号:基本型:STM32F101R6STM32F101C8STM32F101R8STM32F101V8STM32F101RB STM32F101VB;增强型:STM32F103C8STM32F103R8STM32F103V8STM32F103RBSTM32F103VB STM32F103VE STM32F103ZE。
AD是英文“Analog-Digital”的缩写,是电路里面的模拟信号转换为数字信号的电路简称。
DA是英文“Digital-Analog”的缩写,是电路里面的数字信号转换为模拟信号的电路简称。
PWM是英文“Pulse Width Modulation”的缩写,简称脉宽调制,是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术,广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
本发明的有益效果可以总结如下:
1、通过本发明将控制系统中最有技术难度、风险的嵌入式控制平台统一化,使用方只需要针对他的电路,制作相应的应用程序即可;
2、通过本发明降低了研发前期的投入,开发门槛的成本;
3、通过本发明提供了高级语言开发程序的执行效率,改善了USB电路的管理、开发的周期与维护;
4、通过本发明将充分了利用了计算机速度快、存储量大、集成各种通用资源(RTC/文件系统/网络)的优势,降低了开发门槛低,直接发挥了微控制器具有直接操作电路接口的优势,方便控制的研发。
附图说明
图1为本发明中计算机通用USB电路控制器的通讯方法的流程示意图。
图2为本发明通过所述电路控制协议将电路控制指令发送到所述MCU内核设备的流程示意图。
图3为本发明对上位机通讯的电路控制指令进行判断的流程示意图。
图4为本发明中计算机通用USB电路控制器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、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,对本发明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发明,并不用于限定本发明。
如图1所示的一种计算机通用USB电路控制器的通讯方法,包括计算机通用USB电路控制器包括MCU内核设备和AD电路转换设备;MCU内核设备上烧写电路控制协议;
步骤101,上位机通过电路控制协议将电路控制指令发送到MCU内核设备;
步骤102,根据电路控制指令,MCU内核设备直接对电路进行控制或通过AD电路转换设备对电路进行控制。
如图2所示,电路控制协议位于MCU内核设备的程序中,电路控制协议具体包括MCU内核设备驱动、USB转串口模块、检测模块、设备串口编号模块、IO控制模块、PWM控制模块和模拟控制模块;通过电路控制协议将电路控制指令发送到MCU内核设备的具体方法为:
步骤201,MCU内核设备驱动对MCU内核设备进行驱动识别;若识别正确则进 入步骤202;若识别错误则继续识别,直到识别正确为止;
步骤202,通过USB转串口模块在MCU内核设备驱动上映射两个串口,分别为EPO和EP2;EPO用于MCU内核设备与上位机进行通讯;EP2用于MCU内核设备与电路进行通讯;
步骤203,通过检测模块对上位机通讯的电路控制指令进行判断,形成判断结果;
步骤204,设备串口编号模块、IO控制模块、PWM控制模块和模拟控制模块根据判断结果对电路进行控制;
设备串口编号模块根据判断结果对电路进行控制的具体方法为:当判断结果中包括上位机发送8个0时,设备串口编号模块则返回两帧参数作为MCU内核设备的ID;两帧参数中的每帧参数包括6个字节;
IO控制模块根据判断结果对电路进行控制的具体方法为:当判断结果包括0x01指令时,则IO控制模块对电路进行方向控制;当判断结果包括0x03指令时,则IO控制模块对电路进行IO输出控制;当判断结果包括0x02指令时,则IO控制模块对电路进行IO输入设置;
PWM控制模块根据判断结果对电路进行控制的具体方法为:当判断结果包括0x04、0x05或0x06指令中的一种或多种时,PWM模块将8路PWM分为两组,PWM控制模块对电路进行PWM输出控制;当判断结果包括0x04指令时,PWM控制模块对电路进PWM分频系数与周期节能型控制;当判断结果包括0x05指令时,PWM控制模块选取PWM组别并进行周期控制;当判断结果包括0x06指令时,PWM控制模块对PWM进行高电平控制;当判断结果包括0x07或0x08指令中的一种或多种时,则PWM控制模块对电路进行PWM输入控制;当判断结果包括0x07指令时,PWM控制模块对电路进行分频系数控制;当判断结果包括0x08指令时,PWM控制模块对电路 进行周期及高电平时间进行控制;
模拟控制模块根据判断结果对电路进行控制的具体方法为:当判断结果包括0x09指令时,则模拟控制模块对电路进行模拟输出控制;当判断结果包括0x0A指令时,则模拟控制模块对电路进行模拟输入控制;当判断结果包括0xff指令时,模拟控制模块对电路进行防盗信息输入控制。
如图3所示,对上位机通讯的电路控制指令进行判断的具体方法为:
步骤301,对电路控制指令进行扫描检查,形成检查结果;
步骤302,根据检查结果,对电路控制指令的串口缓存长度进行判断;
若串口缓存长度小于等于7个字符,则返回步骤301;
若串口缓存长度大于7个字符,则进入步骤303;
步骤303,对电路控制指令中的出栈组织指令进行异或校验;
步骤303.a若校验失败,则输出错误信息,并返回步骤301;
步骤303.b,若校验成功,则对电路控制指令进行指令识别;
若电路控制指令识别失败,则输出错误信息,并返回步骤301;
若电路控制指令识别成功,则形成判断结果。
如图4所示的一种计算机通用USB电路控制器,包括MCU内核设备和AD电路转换设备,MCU内核设备和AD电路转换设备连接;MCU内核设备为STM32设备;AD电路转换设备为C8051F350单片机设备;STM32设备的USART2与C8051F350单片机设备的UART串口进行连接。本设备采用STM32设备和C8051F350单片机设备。逻辑连接上,STM32设备与上位机使用USB2.0接口通讯,STM32设备与C8051F350单片机设备之间用一个通用异步串口(UART)通讯,STM32设备的USART2接C8051F350的UART接口上。STM32设备内部内建USB转串口协议,转换出两个串口,其中一个串口,被映射到STM32的串口1做通用串口,另一个 串口接收的数据直接被STM32设备内部的串口解析为操作电气端口的指令。使用USB转串口的原因是:上位机操作系统如WinXP/Win7/Linux/MacOs等、开发环境如Vs.Net/VS/GCC/JAVA等都对串口的操作,上位机兼容性、可移植性、易上手度非常好。串口协议采用了固定长度,为8个字节一帧,其中第一个字节是命令字,后面六个字节是参数,最后一个字节为校验字。设备扩展出一路CMOS-3.3V电平的串口,并在板上具有232、485转换电路;扩展出一路SPI口,一路IIC口。这三个接口供现场其他工业控制板与设备的连接。扩展出48路数字IO,电平为CMOS-3.3V。每路IO都可以单独操作,IO的工作模式有:浮空输入、上拉输入、下拉输入、开漏输出、推挽输出。IO的响应速度是50MHz。扩展出8路PWM(脉宽调制)输出,1路PWM输入,电平为CMOS-3.3V。PWM的计时单位从1/72000000秒到65536/72000000秒可调;周期从1到65536个计时单位可调;占空比在0-1区间内,精度为计时单位。例如:输出周期为50ms,高电平时间为20ms,可以将计时单位设置成0.5ms(1ms>(65536/72000000)s),周期设置为100单位,高电平时间设置为40单位。8路PWM输出分为两组,每组4路,每组的计时单位、周期相同,同组内的4路可有不同的高电平时间/占空比。扩展出2路12位模拟量输出(Digital-Analog),满刻度为2.048V,精度为12位。换言之,DA将2.048V分成了212等份,可以输出精度为0.5mV的电压信号。STM32设备与一个C8051F350通讯,C8051F350单片机设备内部内建8路24位模拟量输入(Analog-Digital),满刻度为2.048V,精度为24位,具有0.122uV的精度。
电源方面,使用USB供电,能供给5V500mA的负载,内部使用LDO(MIC5209-3.3BS)降到3.3V供两个单片机使用;另外使用电压参考(LM4040AME-2.048)产生2.048V的参考电压,供模数转换与数模转换时使用。
C8051F350单片机设备只起模数转换(AD)的作用,它片内含有24位AD转换器,可以做到精密测量。将其AIN0-AIN7用2.54mm单排针的方式引出,可以进行模拟测量。主要设备中并没有做任何措施,直接把芯片的引脚连接到单排针,可以用RC滤波。C8051F350单片机设备的工作流程为:接收到STM32设备发送来的AD转换命令(一个字节,为转换的通道号),开启AD转换过程,AD转换结束后,向STM32设备发送三个字节,由高到低,AD转换结果。任何一个24位AD都可以起到C8051F350单片机设备的作用,当然每个芯片有每个芯片的接口方式,如果用其它24位AD,则相应与STM32设备的通讯接口也需要有变化。
STM32设备的PC0-PC15,PD0-PD15,PE0-PE15直接接出,作为通用IO口(Digital0-Digital47),有浮空输入、上拉输入、下拉输入、推挽输出、开漏输出五种工作方式。
STM32设备中TIM3、TIM4两个定时器的8个通道作为PWM输出功能,PWM的分辨率t(1/72000000秒的整数倍,取值范围是1-65536)、周期(单位为分辨率t,取值范围是1-65535)每个定时器的4路输出通道可以一并设置,占空比高电平时间(单位为分辨率t,取值范围是0-周期)每路可单独设定。STM32设备中TIM2的通道1作为PWM输入,分辨率t可设置,设置后,可读取周期、占空比(单位为t)。STM32设备数模转换引脚(DAC1、DAC2)接到放大器LM324上,经过运放搭建的电压跟随器输出到引线上。DAC的分辨率为12bit。STM32设备串口1直接、通过232电平转换器、485电平转换器接到输出口上,在使用过程中,串口1就相当于CP2102、PL2303一样可以使用。STM32设备串口2连接到C8051F350单片机设备上,与C8051F350单片机设备通讯。STM32设备通过USB连接到上位机上。STM32设备驱动程序上,IO、PWM输出/输入(定时器)、DAC、串口等都为意法半导体提供的开源驱动。USB接口转换出两个串口,其中一个串口(内部 ID为0)映射到串口1上,可以直接像CP2102、PL2303一样可以使用,另一个串口(内部ID为2)不在STM32设备引脚上体现。而是将USB收发的数据在STM32设备应用层处理。串口2的波特率可忽略。在STM32设备应用层上,主要为串口2的协议解析,有IO输出、IO输入、模拟量输出12bit、模拟量输入24bit(通过C8051F)、PWM输出、PWM输入功能,这些量均为电路控制的基本点血量。这样,系统呈现为USB串口发送指令,单片机端口实现相应的动作,以达到电路控制与电学量采集的功能。只要在上位机上简单的实现一下串口数据组织,就可以编写任何软件,直接控制电路。本系统在WINDOWS、LINUX下均可正常运行。从实现功能上,任何一个带有USB接口的MCU均可代替STM32设备,当然是重新写在此MCU上运行的固件。然而采用本固件可以用在STM32设备F103VxT6上,其中x可以是6/8/B/C/D/E/F/G,使用C及其以下的MCU,将不具备DA输出功能。
以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明,但本领域技术人员应该明白,本发明并不局限于以上所述实施例,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换等,均应包含在本发明的保护范围之内。

一种计算机通用USB电路控制器及其实现方法.pdf_第1页
第1页 / 共12页
一种计算机通用USB电路控制器及其实现方法.pdf_第2页
第2页 / 共12页
一种计算机通用USB电路控制器及其实现方法.pdf_第3页
第3页 / 共12页
点击查看更多>>
资源描述

《一种计算机通用USB电路控制器及其实现方法.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《一种计算机通用USB电路控制器及其实现方法.pdf(12页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 104298185 A (43)申请公布日 2015.01.21 C N 1 0 4 2 9 8 1 8 5 A (21)申请号 201410061864.4 (22)申请日 2014.02.19 G05B 19/418(2006.01) (71)申请人王超 地址 030900 山西省晋中市祁县昭馀镇虹桥 路30号 (72)发明人王超 (74)专利代理机构北京市盛峰律师事务所 11337 代理人赵建刚 (54) 发明名称 一种计算机通用USB电路控制器及其实现方 法 (57) 摘要 一种计算机通用USB电路控制器,包括MCU 内核设备和AD电路转换设备,MCU内核设备。

2、和 AD电路转换设备连接;MCU内核设备为STM32设 备;所述AD电路转换设备为C8051F350单片机设 备;STM32设备的USART2与C8051F350单片机设 备的UART串口进行连接;MCU内核设备上烧写电 路控制协议;步骤101,上位机通过电路控制协议 将电路控制指令发送到MCU内核设备;步骤102, 根据电路控制指令,MCU内核设备直接对电路进 行控制或通过AD电路转换设备对所述电路进行 控制。通过本发明,只需要针对他的电路,制作相 应的应用程序即可;通过本发明降低了研发前期 的投入,开发门槛的成本。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 (19)中华。

3、人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104298185 A CN 104298185 A 1/2页 2 1.一种计算机通用USB电路控制器的通讯方法,其特征在于:计算机通用USB电路控 制器包括MCU内核设备和AD电路转换设备;所述MCU内核设备上烧写电路控制协议; 步骤101,上位机通过所述电路控制协议将电路控制指令发送到所述MCU内核设备; 步骤102,根据所述电路控制指令,所述MCU内核设备直接对所述电路进行控制或通过 AD电路转换设备对所述电路进行控制。 2.根据权利要求1所述的计算机通用USB电路控制器的通讯。

4、方法,其特征在于,步骤 101中,所述电路控制协议位于所述MCU内核设备的程序中,所述电路控制协议具体包括 MCU内核设备驱动、USB转串口模块、检测模块、所述设备串口编号模块、IO控制模块、PWM控 制模块和模拟控制模块;通过所述电路控制协议将电路控制指令发送到所述MCU内核设备 的具体方法为: 步骤201,所述MCU内核设备驱动对所述MCU内核设备进行驱动识别;若识别正确则进 入步骤202;若识别错误则继续识别,直到识别正确为止; 步骤202,通过所述USB转串口模块在所述MCU内核设备驱动上映射两个串口,分别为 EPO和EP2;所述EPO用于所述MCU内核设备与所述上位机进行通讯;所述E。

5、P2用于所述MCU 内核设备与所述电路进行通讯; 步骤203,通过所述检测模块对所述上位机通讯的电路控制指令进行判断,形成判断结 果; 步骤204,所述设备串口编号模块、所述IO控制模块、所述PWM控制模块和所述模拟控 制模块根据所述判断结果对电路进行控制。 3.根据权利要求2所述的计算机通用USB电路控制器的通讯方法,其特征在于,步骤 203中,对所述上位机通讯的电路控制指令进行判断的具体方法为: 步骤301,对所述电路控制指令进行扫描检查,形成检查结果; 步骤302,根据所述检查结果,对所述电路控制指令的串口缓存长度进行判断; 若所述串口缓存长度小于等于7个字符,则返回步骤301; 若所述。

6、串口缓存长度大于7个字符,则进入步骤303; 步骤303,对所述电路控制指令中的出栈组织指令进行异或校验; 步骤303.a若校验失败,则输出错误信息,并返回步骤301; 步骤303.b,若校验成功,则对所述电路控制指令进行指令识别; 若所述电路控制指令识别失败,则输出错误信息,并返回步骤301; 若所述电路控制指令识别成功,则形成判断结果。 4.根据权利要求2所述的计算机通用USB电路控制器,其特征在于:步骤204中,所述 设备串口编号模块根据所述判断结果对电路进行控制的具体方法为: 当所述判断结果中包括上位机发送8个0时,所述设备串口编号模块则返回两帧参数 作为所述MCU内核设备的ID;所述。

7、两帧参数中的每帧参数包括6个字节。 5.根据权利要求2所述的计算机通用USB电路控制器,其特征在于:步骤204中,所述 IO控制模块根据所述判断结果对电路进行控制的具体方法为: 当所述判断结果包括0x01指令时,则所述IO控制模块对电路进行方向控制; 当所述判断结果包括0x03指令时,则所述IO控制模块对电路进行IO输出控制; 当所述判断结果包括0x02指令时,则所述IO控制模块对电路进行IO输入设置。 权 利 要 求 书CN 104298185 A 2/2页 3 6.根据权利要求2所述的计算机通用USB电路控制器,其特征在于:步骤204中,所述 PWM控制模块根据所述判断结果对电路进行控制的。

8、具体方法为: 当所述判断结果包括0x04、0x05或0x06指令中的一种或多种时,PWM模块将8路PWM 分为两组,所述PWM控制模块对电路进行PWM输出控制;当所述判断结果包括所述0x04指 令时,所述PWM控制模块对电路进PWM分频系数与周期节能型控制;当所述判断结果包括所 述0x05指令时,所述PWM控制模块选取PWM组别并进行周期控制;当所述判断结果包括所 述0x06指令时,所述PWM控制模块对PWM进行高电平控制; 当所述判断结果包括0x07或0x08指令中的一种或多种时,则所述PWM控制模块对电 路进行PWM输入控制; 当所述判断结果包括0x07指令时,所述PWM控制模块对电路进行。

9、分频系数控制; 当所述判断结果包括0x08指令时,所述PWM控制模块对电路进行周期及高电平时间进 行控制。 7.根据权利要求2所述的计算机通用USB电路控制器,其特征在于:步骤204中,所述 模拟控制模块根据所述判断结果对电路进行控制的具体方法为: 当所述判断结果包括0x09指令时,则所述模拟控制模块对电路进行模拟输出控制; 当所述判断结果包括0x0A指令时,则所述模拟控制模块对电路进行模拟输入控制; 当所述判断结果包括0xff指令时,所述模拟控制模块对电路进行防盗信息输入控制。 8.一种计算机通用USB电路控制器,其特征在于:包括MCU内核设备和AD电路转换设 备,所述MCU内核设备和所述A。

10、D电路转换设备连接。 9.根据权利要求8所述的计算机通用USB电路控制器,其特征在于:所述MCU内核设 备为STM32设备。 10.根据权利要求9所述的计算机通用USB电路控制器,其特征在于:所述AD电路转 换设备为C8051F350单片机设备;所述STM32设备的USART2与所述C8051F350单片机设 备的UART串口进行连接。 权 利 要 求 书CN 104298185 A 1/6页 4 一种计算机通用 USB 电路控制器及其实现方法 技术领域 0001 本发明涉及计算机外部设备的工业控制技术领域,尤其是涉及一种计算机通用 USB电路控制器及其实现方法。 背景技术 0002 由于电子。

11、产品已经趋于智能化,无论是家电,还是工业控制设备,控制核心都是智 能设备。当前的智能控制设备的核心一般是微控制器(Micro Controller Unit,简称MCU); 微控制器功耗小、成本低,在很多小型电器中都有它。MCU设计是为了控制电路,具有直接控 制电路的输入/输出口,并且在MCU内部,集成了控制电路的各种单元,如数字IO、模拟量输 入(Analog-Digital)、输出(Digital-Analog)、脉宽调制(Pulse Width Modulation)、集成 输入输出接口(串口等)。但是MCU存在如下缺陷:嵌入式系统CPU指令系统五花八门, 外设控制方式更是各有各的特色,。

12、导致嵌入式软件的移植非常困难;嵌入式系统指令存 储器、数据存储器等资源小,而且速度也很低(数字信号处理器DSP除外),在数据处理上, 非常困难;基于第一和第二点缺陷的原因,在嵌入式控制器上移植诸如文件系统、以太网 模块等成熟技术也显得非常困难;在设计方案的过程中,一般都需要为嵌入式微控制器 搭建最小系统电路,在研发过程中,在研发过程中,最小系统板的制作是不小的成本;嵌入 式开发的环境需要编辑器、交叉编译器、烧写/调试器(IEC/JTAG/),还需要目标机的 最小系统,故此研究与学习嵌入式开发的门槛、成本相对较高。 0003 由于嵌入式开发的门槛、成本都非常高,功能单一,但是在电路控制领域,微控。

13、制 器与电路的无缝连接的优势体现出来,必须用微控制器处理电信号;通用微型计算机的开 发门槛非常低,速度快,储量大,而且内部操作系统集成网络、WEB、文件系统等通用功能,但 是通用计算机的外设接口相对很少,除了专用的VGA/DVI/HDMI、PS/2等,就是通用的USB、 232串口。 发明内容 0004 本发明的目的在于设计一种计算机通用USB电路控制器及其实现方法,通过与计 算机USB连接,前端扩展出数字输入输出、模拟输入输出、脉宽调制输入输出、控制系统中 常用的USART(TTL/232/485)、IIC、SPI等的设备,降低做智能控制系统的门槛,把最核心的 程序-电气之间的接口标准化,最。

14、终系统实现者只需要去写任何一种高级语言的应用程序 即可实现与电气电路的搭建,解决上述问题。 0005 为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下: 0006 一种计算机通用USB电路控制器的通讯方法,计算机通用USB电路控制器包括MCU 内核设备和AD电路转换设备;所述MCU内核设备上烧写电路控制协议; 0007 步骤101,上位机通过所述电路控制协议将电路控制指令发送到所述MCU内核设 备; 0008 步骤102,根据所述电路控制指令,所述MCU内核设备直接对所述电路进行控制或 说 明 书CN 104298185 A 2/6页 5 通过AD电路转换设备对所述电路进行控制。 0009 优选的,。

15、步骤101中,所述电路控制协议位于所述MCU内核设备的程序中,所述电 路控制协议具体包括MCU内核设备驱动、USB转串口模块、检测模块、所述设备串口编号模 块、IO控制模块、PWM控制模块和模拟控制模块;通过所述电路控制协议将电路控制指令发 送到所述MCU内核设备的具体方法为: 0010 步骤201,所述MCU内核设备驱动对所述MCU内核设备进行驱动识别;若识别正确 则进入步骤202;若识别错误则继续识别,直到识别正确为止; 0011 步骤202,通过所述USB转串口模块在所述MCU内核设备驱动上映射两个串口,分 别为EPO和EP2;所述EPO用于所述MCU内核设备与所述上位机进行通讯;所述E。

16、P2用于所 述MCU内核设备与所述电路进行通讯; 0012 步骤203,通过所述检测模块对所述上位机通讯的电路控制指令进行判断,形成判 断结果; 0013 步骤204,所述设备串口编号模块、所述IO控制模块、所述PWM控制模块和所述模 拟控制模块根据所述判断结果对电路进行控制。 0014 优选的,步骤203中,对所述上位机通讯的电路控制指令进行判断的具体方法为: 0015 步骤301,对所述电路控制指令进行扫描检查,形成检查结果; 0016 步骤302,根据所述检查结果,对所述电路控制指令的串口缓存长度进行判断; 0017 若所述串口缓存长度小于等于7个字符,则返回步骤301; 0018 若所。

17、述串口缓存长度大于7个字符,则进入步骤303; 0019 步骤303,对所述电路控制指令中的出栈组织指令进行异或校验; 0020 步骤303.a若校验失败,则输出错误信息,并返回步骤301; 0021 步骤303.b,若校验成功,则对所述电路控制指令进行指令识别; 0022 若所述电路控制指令识别失败,则输出错误信息,并返回步骤301; 0023 若所述电路控制指令识别成功,则形成判断结果。 0024 优选的,步骤204中,所述设备串口编号模块根据所述判断结果对电路进行控制 的具体方法为: 0025 当所述判断结果中包括上位机发送8个0时,所述设备串口编号模块则返回两帧 参数作为所述MCU内核。

18、设备的ID;所述两帧参数中的每帧参数包括6个字节。 0026 优选的,步骤204中,所述IO控制模块根据所述判断结果对电路进行控制的具体 方法为: 0027 当所述判断结果包括0x01指令时,则所述IO控制模块对电路进行方向控制; 0028 当所述判断结果包括0x03指令时,则所述IO控制模块对电路进行IO输出控制; 0029 当所述判断结果包括0x02指令时,则所述IO控制模块对电路进行IO输入设置。 0030 优选的,步骤204中,所述PWM控制模块根据所述判断结果对电路进行控制的具体 方法为: 0031 当所述判断结果包括0x04、0x05或0x06指令中的一种或多种时,PWM模块将8路。

19、 PWM分为两组,所述PWM控制模块对电路进行PWM输出控制;当所述判断结果包括所述0x04 指令时,所述PWM控制模块对电路进PWM分频系数与周期节能型控制;当所述判断结果包括 所述0x05指令时,所述PWM控制模块选取PWM组别并进行周期控制;当所述判断结果包括 说 明 书CN 104298185 A 3/6页 6 所述0x06指令时,所述PWM控制模块对PWM进行高电平控制; 0032 当所述判断结果包括0x07或0x08指令中的一种或多种时,则所述PWM控制模块 对电路进行PWM输入控制; 0033 当所述判断结果包括0x07指令时,所述PWM控制模块对电路进行分频系数控制; 0034。

20、 当所述判断结果包括0x08指令时,所述PWM控制模块对电路进行周期及高电平时 间进行控制。 0035 优选的,步骤204中,所述模拟控制模块根据所述判断结果对电路进行控制的具 体方法为: 0036 当所述判断结果包括0x09指令时,则所述模拟控制模块对电路进行模拟输出控 制; 0037 当所述判断结果包括0x0A指令时,则所述模拟控制模块对电路进行模拟输入控 制; 0038 当所述判断结果包括0xff指令时,所述模拟控制模块对电路进行防盗信息输入 控制。 0039 一种计算机通用USB电路控制器,包括MCU内核设备和AD电路转换设备,所述MCU 内核设备和所述AD电路转换设备连接。 0040。

21、 优选的,所述MCU内核设备为STM32设备。 0041 优选的,所述AD电路转换设备为C8051F350单片机设备;所述STM32设备的 USART2与所述C8051F350单片机设备的UART串口进行连接。 0042 名词解释: 0043 STM32型号:基本型:STM32F101R6STM32F101C8STM32F101R8STM32F101V8STM32F1 01RB STM32F101VB;增强型:STM32F103C8STM32F103R8STM32F103V8STM32F103RBSTM32F103 VB STM32F103VE STM32F103ZE。 0044 AD是英文“。

22、Analog-Digital”的缩写,是电路里面的模拟信号转换为数字信号的 电路简称。 0045 DA是英文“Digital-Analog”的缩写,是电路里面的数字信号转换为模拟信号的 电路简称。 0046 PWM是英文“Pulse Width Modulation”的缩写,简称脉宽调制,是利用微处理器的 数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术,广泛应用在从测量、通信到功率 控制与变换的许多领域中。 0047 本发明的有益效果可以总结如下: 0048 1、通过本发明将控制系统中最有技术难度、风险的嵌入式控制平台统一化,使用 方只需要针对他的电路,制作相应的应用程序即可; 0049 2。

23、、通过本发明降低了研发前期的投入,开发门槛的成本; 0050 3、通过本发明提供了高级语言开发程序的执行效率,改善了USB电路的管理、开 发的周期与维护; 0051 4、通过本发明将充分了利用了计算机速度快、存储量大、集成各种通用资源(RTC/ 文件系统/网络)的优势,降低了开发门槛低,直接发挥了微控制器具有直接操作电路接口 的优势,方便控制的研发。 说 明 书CN 104298185 A 4/6页 7 附图说明 0052 图1为本发明中计算机通用USB电路控制器的通讯方法的流程示意图。 0053 图2为本发明通过所述电路控制协议将电路控制指令发送到所述MCU内核设备的 流程示意图。 0054。

24、 图3为本发明对上位机通讯的电路控制指令进行判断的流程示意图。 0055 图4为本发明中计算机通用USB电路控制器的结构示意图。 具体实施方式 0056 为了使本发明所解决的技术问题、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,对本发明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 以解释本发明,并不用于限定本发明。 0057 如图1所示的一种计算机通用USB电路控制器的通讯方法,包括计算机通用USB 电路控制器包括MCU内核设备和AD电路转换设备;MCU内核设备上烧写电路控制协议; 0058 步骤101,上位机通过电路控制协议将电路控制指令发送到MCU内核设备; 00。

25、59 步骤102,根据电路控制指令,MCU内核设备直接对电路进行控制或通过AD电路转 换设备对电路进行控制。 0060 如图2所示,电路控制协议位于MCU内核设备的程序中,电路控制协议具体包括 MCU内核设备驱动、USB转串口模块、检测模块、设备串口编号模块、IO控制模块、PWM控制 模块和模拟控制模块;通过电路控制协议将电路控制指令发送到MCU内核设备的具体方法 为: 0061 步骤201,MCU内核设备驱动对MCU内核设备进行驱动识别;若识别正确则进入步 骤202;若识别错误则继续识别,直到识别正确为止; 0062 步骤202,通过USB转串口模块在MCU内核设备驱动上映射两个串口,分别为。

26、EPO 和EP2;EPO用于MCU内核设备与上位机进行通讯;EP2用于MCU内核设备与电路进行通讯; 0063 步骤203,通过检测模块对上位机通讯的电路控制指令进行判断,形成判断结果; 0064 步骤204,设备串口编号模块、IO控制模块、PWM控制模块和模拟控制模块根据判 断结果对电路进行控制; 0065 设备串口编号模块根据判断结果对电路进行控制的具体方法为:当判断结果中包 括上位机发送8个0时,设备串口编号模块则返回两帧参数作为MCU内核设备的ID;两帧 参数中的每帧参数包括6个字节; 0066 IO控制模块根据判断结果对电路进行控制的具体方法为:当判断结果包括0x01 指令时,则IO。

27、控制模块对电路进行方向控制;当判断结果包括0x03指令时,则IO控制模块 对电路进行IO输出控制;当判断结果包括0x02指令时,则IO控制模块对电路进行IO输入 设置; 0067 PWM控制模块根据判断结果对电路进行控制的具体方法为:当判断结果包括 0x04、0x05或0x06指令中的一种或多种时,PWM模块将8路PWM分为两组,PWM控制模块对 电路进行PWM输出控制;当判断结果包括0x04指令时,PWM控制模块对电路进PWM分频系 数与周期节能型控制;当判断结果包括0x05指令时,PWM控制模块选取PWM组别并进行周 说 明 书CN 104298185 A 5/6页 8 期控制;当判断结果。

28、包括0x06指令时,PWM控制模块对PWM进行高电平控制;当判断结果包 括0x07或0x08指令中的一种或多种时,则PWM控制模块对电路进行PWM输入控制;当判 断结果包括0x07指令时,PWM控制模块对电路进行分频系数控制;当判断结果包括0x08指 令时,PWM控制模块对电路进行周期及高电平时间进行控制; 0068 模拟控制模块根据判断结果对电路进行控制的具体方法为:当判断结果包括 0x09指令时,则模拟控制模块对电路进行模拟输出控制;当判断结果包括0x0A指令时,则 模拟控制模块对电路进行模拟输入控制;当判断结果包括0xff指令时,模拟控制模块对电 路进行防盗信息输入控制。 0069 如图。

29、3所示,对上位机通讯的电路控制指令进行判断的具体方法为: 0070 步骤301,对电路控制指令进行扫描检查,形成检查结果; 0071 步骤302,根据检查结果,对电路控制指令的串口缓存长度进行判断; 0072 若串口缓存长度小于等于7个字符,则返回步骤301; 0073 若串口缓存长度大于7个字符,则进入步骤303; 0074 步骤303,对电路控制指令中的出栈组织指令进行异或校验; 0075 步骤303.a若校验失败,则输出错误信息,并返回步骤301; 0076 步骤303.b,若校验成功,则对电路控制指令进行指令识别; 0077 若电路控制指令识别失败,则输出错误信息,并返回步骤301; 。

30、0078 若电路控制指令识别成功,则形成判断结果。 0079 如图4所示的一种计算机通用USB电路控制器,包括MCU内核设备和AD电路转换 设备,MCU内核设备和AD电路转换设备连接;MCU内核设备为STM32设备;AD电路转换设备 为C8051F350单片机设备;STM32设备的USART2与C8051F350单片机设备的UART串口进行 连接。本设备采用STM32设备和C8051F350单片机设备。逻辑连接上,STM32设备与上位机使 用USB2.0接口通讯,STM32设备与C8051F350单片机设备之间用一个通用异步串口(UART) 通讯,STM32设备的USART2接C8051F35。

31、0的UART接口上。STM32设备内部内建USB转串口 协议,转换出两个串口,其中一个串口,被映射到STM32的串口1做通用串口,另一个串口接 收的数据直接被STM32设备内部的串口解析为操作电气端口的指令。使用USB转串口的原 因是:上位机操作系统如WinXP/Win7/Linux/MacOs等、开发环境如Vs.Net/VS/GCC/JAVA等 都对串口的操作,上位机兼容性、可移植性、易上手度非常好。串口协议采用了固定长度,为 8个字节一帧,其中第一个字节是命令字,后面六个字节是参数,最后一个字节为校验字。设 备扩展出一路CMOS-3.3V电平的串口,并在板上具有232、485转换电路;扩展。

32、出一路SPI 口,一路IIC口。这三个接口供现场其他工业控制板与设备的连接。扩展出48路数字IO, 电平为CMOS-3.3V。每路IO都可以单独操作,IO的工作模式有:浮空输入、上拉输入、下拉 输入、开漏输出、推挽输出。IO的响应速度是50MHz。扩展出8路PWM(脉宽调制)输出,1路 PWM输入,电平为CMOS-3.3V。PWM的计时单位从1/72000000秒到65536/72000000秒可调; 周期从1到65536个计时单位可调;占空比在0-1区间内,精度为计时单位。例如:输出周期 为50ms,高电平时间为20ms,可以将计时单位设置成0.5ms(1ms(65536/72000000)。

33、s),周 期设置为100单位,高电平时间设置为40单位。8路PWM输出分为两组,每组4路,每组的计 时单位、周期相同,同组内的4路可有不同的高电平时间/占空比。扩展出2路12位模拟量 输出(Digital-Analog),满刻度为2.048V,精度为12位。换言之,DA将2.048V分成了212 说 明 书CN 104298185 A 6/6页 9 等份,可以输出精度为0.5mV的电压信号。STM32设备与一个C8051F350通讯,C8051F350 单片机设备内部内建8路24位模拟量输入(Analog-Digital),满刻度为2.048V,精度为24 位,具有0.122uV的精度。 00。

34、80 电源方面,使用USB供电,能供给5V500mA的负载,内部使用LDO(MIC5209-3.3BS) 降到3.3V供两个单片机使用;另外使用电压参考(LM4040AME-2.048)产生2.048V的参考 电压,供模数转换与数模转换时使用。 0081 C8051F350单片机设备只起模数转换(AD)的作用,它片内含有24位AD转换器,可 以做到精密测量。将其AIN0-AIN7用2.54mm单排针的方式引出,可以进行模拟测量。主要 设备中并没有做任何措施,直接把芯片的引脚连接到单排针,可以用RC滤波。C8051F350单 片机设备的工作流程为:接收到STM32设备发送来的AD转换命令(一个字。

35、节,为转换的通 道号),开启AD转换过程,AD转换结束后,向STM32设备发送三个字节,由高到低,AD转换 结果。任何一个24位AD都可以起到C8051F350单片机设备的作用,当然每个芯片有每个 芯片的接口方式,如果用其它24位AD,则相应与STM32设备的通讯接口也需要有变化。 0082 STM32设备的PC0-PC15,PD0-PD15,PE0-PE15直接接出,作为通用IO口 (Digital0-Digital47),有浮空输入、上拉输入、下拉输入、推挽输出、开漏输出五种工作方式。 0083 STM32设备中TIM3、TIM4两个定时器的8个通道作为PWM输出功能,PWM的分辨 率t(。

36、1/72000000秒的整数倍,取值范围是1-65536)、周期(单位为分辨率t,取值范围是 1-65535)每个定时器的4路输出通道可以一并设置,占空比高电平时间(单位为分辨率t, 取值范围是0-周期)每路可单独设定。STM32设备中TIM2的通道1作为PWM输入,分辨率 t可设置,设置后,可读取周期、占空比(单位为t)。STM32设备数模转换引脚(DAC1、DAC2) 接到放大器LM324上,经过运放搭建的电压跟随器输出到引线上。DAC的分辨率为12bit。 STM32设备串口1直接、通过232电平转换器、485电平转换器接到输出口上,在使用过程 中,串口1就相当于CP2102、PL230。

37、3一样可以使用。STM32设备串口2连接到C8051F350单 片机设备上,与C8051F350单片机设备通讯。STM32设备通过USB连接到上位机上。STM32 设备驱动程序上,IO、PWM输出/输入(定时器)、DAC、串口等都为意法半导体提供的开源 驱动。USB接口转换出两个串口,其中一个串口(内部ID为0)映射到串口1上,可以直接 像CP2102、PL2303一样可以使用,另一个串口(内部ID为2)不在STM32设备引脚上体现。 而是将USB收发的数据在STM32设备应用层处理。串口2的波特率可忽略。在STM32设备 应用层上,主要为串口2的协议解析,有IO输出、IO输入、模拟量输出12。

38、bit、模拟量输入 24bit(通过C8051F)、PWM输出、PWM输入功能,这些量均为电路控制的基本点血量。这样, 系统呈现为USB串口发送指令,单片机端口实现相应的动作,以达到电路控制与电学量采 集的功能。只要在上位机上简单的实现一下串口数据组织,就可以编写任何软件,直接控制 电路。本系统在WINDOWS、LINUX下均可正常运行。从实现功能上,任何一个带有USB接口 的MCU均可代替STM32设备,当然是重新写在此MCU上运行的固件。然而采用本固件可以 用在STM32设备F103VxT6上,其中x可以是6/8/B/C/D/E/F/G,使用C及其以下的MCU,将 不具备DA输出功能。 0084 以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明,但本领域技术人员应该明 白,本发明并不局限于以上所述实施例,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、 等同替换等,均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书CN 104298185 A 1/3页 10 图1 图2 说 明 书 附 图CN 104298185 A 10 2/3页 11 图3 说 明 书 附 图CN 104298185 A 11 3/3页 12 图4 说 明 书 附 图CN 104298185 A 12 。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 物理 > 控制;调节


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1