基于stm32单片机的多串口数据收发控制电路的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于STM32单片机的多串口数据收发控制电路。本发明中电源供电电路为电平转换电路提供+5V的电源输入，为开其它电路提供+3.3V的电源输入。主控电路控制开关及指示灯电路中指示灯的亮灭，并接受拨动开关的输入信号。主控电路的两个通用异步收发器经过个串口扩展电路中的串口扩展芯片扩展为10个串口。主控电路的另外三个通用异步收发器以及扩展的串口的TTL电平经电平转换电路中的转换芯片转换为RS232电平与外围设备连接。本发明运用STM32单片机扩展多个串口并对多个串口数据收发进行控制，将来自于不同设备的数据进行初步整合后再向远端进行传送，使得监测系统的可靠性、易维护性都大为增强。
【专利说明】基于STM32单片机的多串口数据收发控制电路
【技术领域】
[0001]本发明属于基于RS-232协议的串行通讯技术范围，具体涉及一种基于STM32单片机对其内部的3个通用同步/异步收发器(USART)接口以及由另外2个通用异步收发器(UART)扩展的10个异步收发器接口进行智能控制实现多路串行数据收发的电路。
【背景技术】
[0002]RS-232串口通信是一种常用的通信方式，许多数字化设备、测量仪器都具有串行接口。这些设备可以方便地与PC、PLC等控制器连接进行数据交换，从而组成一个测试检测/监测系统。
[0003]目前安装在江、河、湖、海等水体现场的不同种类的水环境监测设备，通过采集水样，周期性地生成一组数据通过串口向外传送。如果在现场需配置一台或多台PC，既不经济，又难以维护。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于设计一种基于STM32单片机的多串口数据收发控制电路，通过多路的开关来控制各个串行通信接口的通断，并利用LED指示灯显示各个接口的工作状态。从而实现对多串口数据收发的控制。
[0005]本发明包括电源供电电路、开关及指示灯电路、电平转换电路、串口扩展电路和主控电路。
[0006]电源供电电路包括一级电源转换芯片U0、二级电源转换芯片Ul、2个电解电容CO和Cl、2个钽电容C2-2和C2-1、稳压管D5、发光二极管LEDO、瓷片电容C3、功率电感L1、电阻R2、二极管Dl和开关S。接口 in的I脚与开关S的一端连接，开关S的另一端与二极管Dl的正极连接，二极管Dl的负极与UO的I脚连接；接口 in的2脚接地。一级电源转换芯片UO的I脚为输入端，与电解电容CO的正极连接，一级电源转换芯片UO的2脚为输出端，与稳压管D5的阴极和电感LI的一端连接,一级电源转换芯片UO的4脚与电感LI的另一端和电解电容Cl的正极连接，二级电源转换芯片Ul的3脚为输入端，与钽电容C2-1和一级转换芯片UO的4脚连接，二级电源转换芯片Ul的2脚为输出端，与钽电容C2-2的正极、瓷片电容C3的一端和发光二极管LEDO的阳极相连，发光二极管LEDO的负极与电阻R2的一端连接，一级电源转换芯片UO的3和5脚、二级电源转换芯片Ul的I脚、稳压管D5的阳极、电解电容CO和Cl的负极、钽电容C2-1和C2-2的负极、瓷片电容C3的另一端和电阻R2的另一端接地。
[0007]开关及指示灯电路包括拨动开关电路和LED指示灯电路两部分。其中拨动开关电路包括9位拨动开关S1、4位拨动开关S2和13个电阻R20?R32。9位的拨动开关SI的I脚至9脚接地，拨动开关SI的10至18脚分别与电阻R20至R28的一端连接，电阻R20至R28的另一端分别与电源供电电路中的电源转换芯片IC2的输出端2脚连接，4位拨动开关S2的I脚至4脚接地，拨动开关S2的5脚至8脚分别与电阻R29至R32的一端连接，电阻R29至R32的另一端分别与电源供电电路中的电源转换芯片IC2的输出端2脚连接。LED指示灯电路包括13个发光二级管和13个电阻。每个发光二极管的阳极分别与一个电阻的一端连接，电阻的另一端与电源供电电路中的电源转换芯片IC2的输出端2脚连接。
[0008]电平转换电路包括电平转换芯片U2、U3、三个DB9母头接口 USART1、USART2、USART3和八个瓷片电容。电平转换芯片U2的7脚与DB9母头接口 USARTl的2脚连接，电平转换芯片U2的8脚与DB9母头接口 USARTl的3脚连接，电平转换芯片U2的14脚与DB9母头接口 USART2的2脚连接，电平转换芯片U2的13脚与DB9母头接口 USART2的3脚连接，两个DB9母头接口 USARTl、USART2接口的5脚分别接地，电平转换芯片U2的6脚与瓷片电容C6的一端连接，瓷片电容C6的另一端和电平转换芯片U2的15脚与地连接，电平转换芯片U2的2脚与瓷片电容C9的一端连接，瓷片电容C9的另一端和电平转换芯片U2的16脚与电源供电电路中一级电源转换芯片UO的4脚连接。电平转换芯片U2的4脚与瓷片电容C7的一端连接，瓷片电容C7的另一端与电平转换芯片U2的5脚连接，电平转换芯片U2的I脚与瓷片电容C8的一端连接，瓷片电容C8的另一端与电平转换芯片U2的3脚连接。
[0009]电平转换芯片U3的7脚与DB9母头接口 USART3的2脚连接，电平转换芯片U3的8脚与DB9母头接口 USART3的3脚连接，DB9母头接口 USART3的5脚接地，电平转换芯片U3的6脚与瓷片电容C44的一端连接，瓷片电容C44的另一端和电平转换芯片U3的15脚与地连接，电平转换芯片U3的2脚与瓷片电容C46的一端连接，瓷片电容C46的另一端和电平转换芯片U3的16脚与电源供电电路中一级电源转换芯片UO的4脚连接，电平转换芯片U3的4脚与瓷片电容C45的一端连接，瓷片电容C45的另一端与电平转换芯片U3的5脚连接，电平转换芯片U3的I脚与瓷片电容C47的一端连接，瓷片电容C47的另一端与电平转换芯片U3的3脚连接。
[0010]串口扩展电路包括两片串口扩展芯片UlO和Ul1、五个电平转换芯片U4、U5、U6、U7 和 U8、5 个双 DB9 母头接口 C0M1-2、C0M3-4、C0M5-6、C0M7-8 和 C0M9-10、两个 12MHz 晶振和二十二个瓷片电容。串口扩展芯片UlO的2脚与晶振Yl的一端和瓷片电容ClO的一端连接，串口扩展芯片UlO的3脚与晶振Yl的另一端和瓷片电容Cll的一端连接，瓷片电容C10、C11的另一端分别与地连接。串口扩展芯片UlO的4脚与电平转换芯片U4的10脚连接，串口扩展芯片UlO的5脚与电平转换芯片U4的9脚连接，串口扩展芯片UlO的11脚与电平转换芯片U4的11脚连接，串口扩展芯片UlO的12脚与电平转换芯片U4的12脚连接；串口扩展芯片UlO的6脚和8脚分别与电平转换芯片U5的10脚和11脚连接，串口扩展芯片UlO的7脚和9脚分别与电平转换芯片U5的9脚和12脚连接；串口扩展芯片UlO的13脚与电平转换电路中电平转换芯片U6的10脚连接，串口扩展芯片UlO的19脚与电平转换芯片U6的9脚连接；串口扩展芯片UlO的10脚、20脚和28脚与电源供电电路中的电源转换芯片Ul的输出端2脚连接，串口扩展芯片UlO的I脚和14脚接地。
[0011]串口扩展芯片Ull的4脚与电平转换芯片U6的11脚连接，串口扩展芯片Ull的5脚与电平转换芯片U6的12脚连接，串口扩展芯片Ull的11脚与电平转换芯片U7的10脚连接，串口扩展芯片Ull的12脚与电平转换芯片U7的9脚连接；串口扩展芯片Ull的6脚与电平转换芯片U7的11脚连接，串口扩展芯片Ull的8脚和13脚分别与电平转换芯片U8的10脚和11脚连接；串口扩展芯片Ull的9脚和19脚分别与电平转换芯片U8的9脚和12脚连接；串口扩展芯片Ull的10脚、20脚和28脚与电源供电电路中的电源转换芯片Ul的输出端2脚连接，串口扩展芯片Ull的I脚和14脚接地。
[0012]电平转换芯片U4的6脚与瓷片电容C12的一端连接，瓷片电容C12的另一端和电平转换芯片U4的15脚与地连接，电平转换芯片U4的2脚与瓷片电容C15的一端连接，瓷片电容C15的另一端和电平转换芯片U4的16脚与电源供电电路中一级电源转换芯片UO的4脚连接，电平转换芯片U4的4脚与瓷片电容C13的一端连接，瓷片电容C13的另一端与电平转换芯片U4的5脚连接，电平转换芯片U4的I脚与瓷片电容C14的一端连接，瓷片电容C14的另一端与电平转换芯片U4的3脚连接。
[0013]电平转换芯片U5的6脚与瓷片电容C18的一端连接，瓷片电容C18的另一端和电平转换芯片U5的15脚与地连接，电平转换芯片U5的2脚与瓷片电容C21的一端连接，瓷片电容C21的另一端和电平转换芯片U5的16脚与电源供电电路中一级电源转换芯片UO的4脚连接，电平转换芯片U5的4脚与瓷片电容C19的一端连接，瓷片电容C19的另一端与电平转换芯片U5的5脚连接，电平转换芯片U5的I脚与瓷片电容C20的一端连接，瓷片电容C20的另一端与电平转换芯片U5的3脚连接。
[0014]电平转换芯片U6的6脚与瓷片电容C22的一端连接，瓷片电容C22的另一端和电平转换芯片U6的15脚与地连接，电平转换芯片U6的2脚与瓷片电容C25的一端连接，瓷片电容C25的另一端和电平转换芯片U6的16脚与电源供电电路中一级电源转换芯片UO的4脚连接，电平转换芯片U6的4脚与瓷片电容C23的一端连接，瓷片电容C23的另一端与电平转换芯片U6的5脚连接，电平转换芯片U6的I脚与瓷片电容C24的一端连接，瓷片电容C24的另一端与电平转换芯片U6的3脚连接。
[0015]电平转换芯片U7的6脚与瓷片电容C31的一端连接，瓷片电容C31的另一端和电平转换芯片U7的15脚与地连接，电平转换芯片U7的2脚与瓷片电容C34的一端连接，瓷片电容C34的另一端和电平转换芯片U7的16脚与电源供电电路中一级电源转换芯片UO的4脚连接，电平转换芯片U7的4脚与瓷片电容C32的一端连接，瓷片电容C32的另一端与电平转换芯片U7的5脚连接，电平转换芯片U7的I脚与瓷片电容C33的一端连接，瓷片电容C33的另一端与电平转换芯片U7的3脚连接。
[0016]电平转换芯片U8的6脚与瓷片电容C40的一端连接，瓷片电容C40的另一端和电平转换芯片U8的15脚与地连接，电平转换芯片U8的2脚与瓷片电容C43的一端连接，瓷片电容C43的另一端和电平转换芯片U8的16脚与电源供电电路中一级电源转换芯片UO的4脚连接，电平转换芯片U8的4脚与瓷片电容C41的一端连接，瓷片电容C41的另一端与电平转换芯片U8的5脚连接，电平转换芯片U8的I脚与瓷片电容C42的一端连接，瓷片电容C42的另一端与电平转换芯片U8的3脚连接。
[0017]电平转换芯片U4的7脚与双DB9母头接口 C0M1-2的2脚连接，电平转换芯片U4的8脚与双DB9母头接口 C0M1-2的3脚连接，电平转换芯片U4的13脚与双DB9母头接口C0M1-2的12脚连接，电平转换芯片U4的14脚与双DB9母头接口 C0M1-2的11脚连接，双DB9母头接口 C0M1-2的5脚和14脚分别与地连接。
[0018]电平转换芯片U5的7脚与双DB9母头接口 C0M3-4的2脚连接，电平转换芯片U5的8脚与双DB9母头接口 C0M3-4的3脚连接，电平转换芯片U5的13脚与双DB9母头接口C0M3-4的12脚连接，电平转换芯片U5的14脚与双DB9母头接口 C0M3-4的11脚连接，双DB9母头接口 C0M3-4的5脚和14脚分别与地连接。
[0019]电平转换芯片U6的7脚与双DB9母头接口 C0M5-6的2脚连接，电平转换芯片U6的8脚与双DB9母头接口 C0M5-6的3脚连接，电平转换芯片U6的13脚与双DB9母头接口C0M5-6的12脚连接，电平转换芯片U6的14脚与双DB9母头接口 C0M5-6的11脚连接，双DB9母头接口 C0M5-6的5脚和14脚分别与地连接。
[0020]电平转换芯片U7的7脚与双DB9母头接口 C0M7-8的2脚连接，电平转换芯片U7的8脚与双DB9母头接口 C0M7-8的3脚连接，电平转换芯片U7的13脚与双DB9母头接口C0M7-8的12脚连接，电平转换芯片U7的14脚与双DB9母头接口 C0M7-8的11脚连接，双DB9母头接口 C0M7-8的5脚和14脚分别与地连接。
[0021]电平转换芯片U8的7脚与双DB9母头接口 C0M9-10的2脚连接，电平转换芯片U8的8脚与双DB9母头接口 C0M9-10的3脚连接，电平转换芯片U8的13脚与双DB9母头接口 C0M9-10的12脚连接，电平转换芯片U8的14脚与双DB9母头接口 C0M9-10的11脚连接，双DB9母头接口 C0M9-10的5脚和14脚分别与地连接。
[0022]主控电路主要包括主控芯片U9和程序下载与调试接口 JTAG。
[0023]主控芯片U9的10脚、19脚、20脚、27脚、49脚、74脚、94脚、和99脚接地，11脚、21脚、22脚、28脚、50脚、75脚和100脚与电源供电电路的二级电源转换芯片Ul的输出端2脚连接；瓷片电容C26的一端与主控芯片IC5的11脚连接，瓷片电容C27的一端与主控芯片U9的28脚连接，瓷片电容C28的一端与主控芯片U9的50脚连接，瓷片电容C29的一端与主控芯片U9的75脚连接，瓷片电容C30的一端与主控芯片U9的100脚连接，瓷片电容C35的一端与主控芯片U9的21脚连接，瓷片电容C36的一端与主控芯片U9的22脚连接，瓷片电容C26、C27、C28、C29、C30、C35和C36的另一端分别接地；主控芯片U9的37脚与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端接地；主控芯片U9的6脚与瓷片电容C37的一端、二极管D2的阴极和二极管D3的阴极连接，瓷片电容C37的另一端接地，二极管D2的阳极与电源供电电路的二级电源转换芯片Ul的输出端2脚连接，二极管D3的阳极与备用电池的正极连接；主控芯片U9的12脚与晶振Y3的一端和瓷片电容C38的一端连接，13脚与晶振Y3的另一端和瓷片电容C39的一端连接，瓷片电容C38和C39的另一端分别接地；主控芯片U9的14脚与电阻Rl的一端和瓷片电容C5的一端连接，瓷片电容C5的另一端接地，电阻Rl的另一端与电源供电电路的二级电源转换芯片IC2的输出端2脚连接；主控芯片U9的68脚与电平转换电路中的电平转换芯片U2的10脚连接，69脚与电平转换电路中的电平转换芯片U2的9脚连接，25脚与电平转换电路中的电平转换芯片U2的11脚连接，26脚与电平转换电路中的电平转换芯片U2的12脚连接；主控芯片U9的47脚与电平转换电路中的电平转换芯片IU3的10脚连接，48脚与电平转换电路中的电平转换芯片U2的9脚连接；主控芯片U9的30脚与开关及指示灯电路中的拨动开关S2的7脚连接，31脚与开关及指示灯电路中的拨动开关S2的6脚连接，32脚与开关及指示灯电路中的拨动开关S2的5脚连接，51脚与开关及指示灯电路中的拨动开关S2的8脚连接；主控芯片U9的35脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的18脚连接，36脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的17脚连接，39脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的16脚连接，90脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的15脚连接，91脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的14脚连接，92脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的13脚连接，93脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的12脚连接，95脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的11脚连接，96脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的10脚连接；主控芯片U9的15脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 I的阴极连接，16脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口2的阴极连接，17脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 3的阴极连接，18脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 4的阴极连接，33脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 5的阴极连接，34脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 6的阴极连接，63脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 7的阴极连接，64脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 8的阴极连接，65脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 9的阴极连接，66脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 10的阴极连接，97脚与开关及指示灯电路中的发光二极管LEDl的阴极连接，98脚与开关及指示灯电路中的发光二极管LED2的阴极连接，I脚与开关及指示灯电路中的发光二极管LED3的阴极连接；主控芯片U9的88脚与串口扩展电路中的两个串口扩展芯片UlO和Ull的18脚连接，54脚与两个串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO和Ull的27脚连接；主控芯片IC5的55脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的26脚连接，56脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的25脚连接，57脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的24脚连接，58脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的23脚连接，59脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的22脚连接，60脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的21脚连接；主控芯片U9的38脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片Ull的26脚连接，39脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片Ull的25脚连接，40脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlI的24脚连接，41脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片Ull的23脚连接，42脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片Ull的22脚连接，43脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片Ull的21脚连接；主控芯片U9的78脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的17脚连接，79脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的16脚连接；主控芯片U9的80脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片Ull的17脚连接，83脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片Ull的16脚连接。
[0024]程序下载与调试接口 JTAG的4脚与电源供电电路中的二级电源转换芯片IC2的输出端2脚连接，3脚与主控芯片IC5的72脚连接，2脚与主控芯片IC5的76脚连接，I脚接地。
[0025]所述的一级电源转换芯片UO采用NI公司的LM2576 ;二级电源转换芯片Ul采用AMS公司的AMS1117 ；电平转换芯片U2、U3、U4、U5、U6、U7和U8采用AD公司的AD202E ；串口扩展芯片UlO和Ull采用I扩5的扩展芯片GM8125 ;主控芯片U9采用ST公司的STM32F103VCT6。
[0026]本发明运用STM32单片机扩展多个串口并对多个串口数据收发进行控制，基于STM32单片机的多串口数据收发控制电路一方面可以取代计算机安装于监测现场，将来自于不同设备的数据进行初步整合后再向远离现场的中央控制室进行传送，则监测系统的可靠性、易维护性都大为增强。另一方面也可以模拟多个传感器设备接口向多路数据存储器同时发送大量的数据，以此来检测该多路数据存储器的可靠性和稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本发明的整体电路示意图； 图2为图1中的电源供电电路示意图；
图3为图1中的开关及指TjV灯电路意图；
图4为图1中的电平转换电路示意图；
图5a为图1中的串口扩展电路一部分示意图；
图5b为图1中的串口扩展电路另一部分不意图；
图6为图1中的主控电路示意图。
【具体实施方式】
[0028]本实施例包括电源供电电路1、开关及指示灯电路2、电平转换电路3、串口扩展电路4和主控电路5。
[0029]如图1所示，电源供电电路I为电平转换电路3提供+5V的电源输入，为开关及指示灯电路2、串口扩展电路4和主控电路5提供+3.3V的电源输入。主控电路5控制开关及指不灯电路2中指不灯的売灭，并接受:拨动开关的输入/[目号。主控电路5的UART4和UART5经过2个串口扩展电路4中的串口扩展芯片扩展为10个串口。主控电路5的USARTl、USART2和USART3以及扩展的10个串口的TTL电平经电平转换电路3中的转换芯片转换为RS232电平与外围设备连接。
[0030]如图2所示，电源供电电路包括一级电源转换芯片UO、二级电源转换芯片Ul、2个电解电容CO和Cl、2个钽电容C2-2和C2-1、稳压管D5、发光二极管LEDO、瓷片电容C3、功率电感L1、电阻R2、二极管Dl和开关S。接口 in的I脚与开关S的一端连接，开关S的另一端与二极管Dl的正极连接，二极管Dl的负极与UO的I脚连接；接口 in的2脚接地。一级电源转换芯片UO的I脚为输入端，与电解电容CO的正极连接，一级电源转换芯片UO的2脚为输出端，与稳压管D5的阴极和电感LI的一端连接,一级电源转换芯片UO的4脚与电感LI的另一端和电解电容Cl的正极连接，二级电源转换芯片Ul的3脚为输入端，与钽电容C2-1和一级转换芯片UO的4脚连接，二级电源转换芯片Ul的2脚为输出端，与钽电容C2-2的正极、瓷片电容C3的一端和发光二极管LEDO的阳极相连，发光二极管LEDO的负极与电阻R2的一端连接，一级电源转换芯片UO的3和5脚、二级电源转换芯片Ul的I脚、稳压管D5的阳极、电解电容CO和Cl的负极、钽电容C2-1和C2-2的负极、瓷片电容C3的另一端和电阻R2的另一端接地。
[0031]如图3所示，开关及指示灯电路包括拨动开关电路和LED指示灯电路两部分。其中拨动开关电路包括9位拨动开关Sl、4位拨动开关S2和13个电阻R20?R32。9位的拨动开关SI的I脚至9脚接地，拨动开关SI的10至18脚分别与电阻R20至R28的一端连接，电阻R20至R28的另一端分别与电源供电电路中的电源转换芯片IC2的输出端2脚连接，4位拨动开关S2的I脚至4脚接地，拨动开关S2的5脚至8脚分别与电阻R29至R32的一端连接，电阻R29至R32的另一端分别与电源供电电路中的电源转换芯片IC2的输出端2脚连接。LED指示灯电路包括13个发光二级管和13个电阻。每个发光二极管的阳极分别与一个电阻的一端连接，电阻的另一端与电源供电电路中的电源转换芯片IC2的输出端2脚连接。
[0032]如图4所示，电平转换电路包括电平转换芯片U2、U3、三个DB9母头接口 USART1、USART2、USART3和八个瓷片电容。电平转换芯片U2的7脚与DB9母头接口 USARTl的2脚连接，电平转换芯片U2的8脚与DB9母头接口 USARTl的3脚连接，电平转换芯片U2的14脚与DB9母头接口 USART2的2脚连接，电平转换芯片U2的13脚与DB9母头接口 USART2的3脚连接，两个DB9母头接口 USARTl、USART2接口的5脚分别接地，电平转换芯片U2的6脚与瓷片电容C6的一端连接，瓷片电容C6的另一端和电平转换芯片U2的15脚与地连接，电平转换芯片U2的2脚与瓷片电容C9的一端连接，瓷片电容C9的另一端和电平转换芯片U2的16脚与电源供电电路中一级电源转换芯片UO的4脚连接。电平转换芯片U2的4脚与瓷片电容C7的一端连接，瓷片电容C7的另一端与电平转换芯片U2的5脚连接，电平转换芯片U2的I脚与瓷片电容C8的一端连接，瓷片电容C8的另一端与电平转换芯片U2的3脚连接。
[0033]电平转换芯片U3的7脚与DB9母头接口 USART3的2脚连接，电平转换芯片U3的8脚与DB9母头接口 USART3的3脚连接，DB9母头接口 USART3的5脚接地，电平转换芯片U3的6脚与瓷片电容C44的一端连接，瓷片电容C44的另一端和电平转换芯片U3的15脚与地连接，电平转换芯片U3的2脚与瓷片电容C46的一端连接，瓷片电容C46的另一端和电平转换芯片U3的16脚与电源供电电路中一级电源转换芯片UO的4脚连接，电平转换芯片U3的4脚与瓷片电容C45的一端连接，瓷片电容C45的另一端与电平转换芯片U3的5脚连接，电平转换芯片U3的I脚与瓷片电容C47的一端连接，瓷片电容C47的另一端与电平转换芯片U3的3脚连接。
[0034]如图5a和图5b所示，串口扩展电路包括两片串口扩展芯片UlO和U11、五个电平转换芯片 U4、U5、U6、U7 和 U8、5 个双 DB9 母头接口 C0M1-2、C0M3-4、C0M5-6、C0M7-8 和C0M9-10、两个12MHz晶振和二十二个瓷片电容。串口扩展芯片UlO的2脚与晶振Yl的一端和瓷片电容ClO的一端连接，串口扩展芯片UlO的3脚与晶振Yl的另一端和瓷片电容Cll的一端连接，瓷片电容C1、Cll的另一端分别与地连接。串口扩展芯片UlO的4脚与电平转换芯片U4的10脚连接，串口扩展芯片UlO的5脚与电平转换芯片U4的9脚连接，串口扩展芯片UlO的11脚与电平转换芯片U4的11脚连接，串口扩展芯片UlO的12脚与电平转换芯片U4的12脚连接；串口扩展芯片UlO的6脚和8脚分别与电平转换芯片U5的10脚和11脚连接，串口扩展芯片UlO的7脚和9脚分别与电平转换芯片U5的9脚和12脚连接；串口扩展芯片UlO的13脚与电平转换电路中电平转换芯片U6的10脚连接，串口扩展芯片UlO的19脚与电平转换芯片U6的9脚连接；串口扩展芯片UlO的10脚、20脚和28脚与电源供电电路中的电源转换芯片Ul的输出端2脚连接，串口扩展芯片UlO的I脚和14脚接地。
[0035]串口扩展芯片Ull的4脚与电平转换芯片U6的11脚连接，串口扩展芯片Ull的5脚与电平转换芯片U6的12脚连接，串口扩展芯片Ull的11脚与电平转换芯片U7的10脚连接，串口扩展芯片Ull的12脚与电平转换芯片U7的9脚连接；串口扩展芯片Ull的6脚与电平转换芯片U7的11脚连接，串口扩展芯片Ull的8脚和13脚分别与电平转换芯片U8的10脚和11脚连接；串口扩展芯片Ull的9脚和19脚分别与电平转换芯片U8的9脚和12脚连接；串口扩展芯片Ull的10脚、20脚和28脚与电源供电电路中的电源转换芯片Ul的输出端2脚连接，串口扩展芯片Ull的I脚和14脚接地。
[0036]电平转换芯片U4的6脚与瓷片电容C12的一端连接，瓷片电容C12的另一端和电平转换芯片U4的15脚与地连接，电平转换芯片U4的2脚与瓷片电容C15的一端连接，瓷片电容C15的另一端和电平转换芯片U4的16脚与电源供电电路中一级电源转换芯片UO的4脚连接，电平转换芯片U4的4脚与瓷片电容C13的一端连接，瓷片电容C13的另一端与电平转换芯片U4的5脚连接，电平转换芯片U4的I脚与瓷片电容C14的一端连接，瓷片电容C14的另一端与电平转换芯片U4的3脚连接。
[0037]电平转换芯片U5的6脚与瓷片电容C18的一端连接，瓷片电容C18的另一端和电平转换芯片U5的15脚与地连接，电平转换芯片U5的2脚与瓷片电容C21的一端连接，瓷片电容C21的另一端和电平转换芯片U5的16脚与电源供电电路中一级电源转换芯片UO的4脚连接，电平转换芯片U5的4脚与瓷片电容C19的一端连接，瓷片电容C19的另一端与电平转换芯片U5的5脚连接，电平转换芯片U5的I脚与瓷片电容C20的一端连接，瓷片电容C20的另一端与电平转换芯片U5的3脚连接。
[0038]电平转换芯片U6的6脚与瓷片电容C22的一端连接，瓷片电容C22的另一端和电平转换芯片U6的15脚与地连接，电平转换芯片U6的2脚与瓷片电容C25的一端连接，瓷片电容C25的另一端和电平转换芯片U6的16脚与电源供电电路中一级电源转换芯片UO的4脚连接，电平转换芯片U6的4脚与瓷片电容C23的一端连接，瓷片电容C23的另一端与电平转换芯片U6的5脚连接，电平转换芯片U6的I脚与瓷片电容C24的一端连接，瓷片电容C24的另一端与电平转换芯片U6的3脚连接。
[0039]电平转换芯片U7的6脚与瓷片电容C31的一端连接，瓷片电容C31的另一端和电平转换芯片U7的15脚与地连接，电平转换芯片U7的2脚与瓷片电容C34的一端连接，瓷片电容C34的另一端和电平转换芯片U7的16脚与电源供电电路中一级电源转换芯片UO的4脚连接，电平转换芯片U7的4脚与瓷片电容C32的一端连接，瓷片电容C32的另一端与电平转换芯片U7的5脚连接，电平转换芯片U7的I脚与瓷片电容C33的一端连接，瓷片电容C33的另一端与电平转换芯片U7的3脚连接。
[0040]电平转换芯片U8的6脚与瓷片电容C40的一端连接，瓷片电容C40的另一端和电平转换芯片U8的15脚与地连接，电平转换芯片U8的2脚与瓷片电容C43的一端连接，瓷片电容C43的另一端和电平转换芯片U8的16脚与电源供电电路中一级电源转换芯片UO的4脚连接，电平转换芯片U8的4脚与瓷片电容C41的一端连接，瓷片电容C41的另一端与电平转换芯片U8的5脚连接，电平转换芯片U8的I脚与瓷片电容C42的一端连接，瓷片电容C42的另一端与电平转换芯片U8的3脚连接。
[0041]电平转换芯片U4的7脚与双DB9母头接口 C0M1-2的2脚连接，电平转换芯片U4的8脚与双DB9母头接口 C0M1-2的3脚连接，电平转换芯片U4的13脚与双DB9母头接口C0M1-2的12脚连接，电平转换芯片U4的14脚与双DB9母头接口 C0M1-2的11脚连接，双DB9母头接口 C0M1-2的5脚和14脚分别与地连接。
[0042]电平转换芯片U5的7脚与双DB9母头接口 C0M3-4的2脚连接，电平转换芯片U5的8脚与双DB9母头接口 C0M3-4的3脚连接，电平转换芯片U5的13脚与双DB9母头接口C0M3-4的12脚连接，电平转换芯片U5的14脚与双DB9母头接口 C0M3-4的11脚连接，双DB9母头接口 C0M3-4的5脚和14脚分别与地连接。
[0043]电平转换芯片U6的7脚与双DB9母头接口 C0M5-6的2脚连接，电平转换芯片U6的8脚与双DB9母头接口 C0M5-6的3脚连接，电平转换芯片U6的13脚与双DB9母头接口C0M5-6的12脚连接，电平转换芯片U6的14脚与双DB9母头接口 C0M5-6的11脚连接，双DB9母头接口 C0M5-6的5脚和14脚分别与地连接。
[0044]电平转换芯片U7的7脚与双DB9母头接口 C0M7-8的2脚连接，电平转换芯片U7的8脚与双DB9母头接口 C0M7-8的3脚连接，电平转换芯片U7的13脚与双DB9母头接口C0M7-8的12脚连接，电平转换芯片U7的14脚与双DB9母头接口 C0M7-8的11脚连接，双DB9母头接口 C0M7-8的5脚和14脚分别与地连接。
[0045]电平转换芯片U8的7脚与双DB9母头接口 C0M9-10的2脚连接，电平转换芯片U8的8脚与双DB9母头接口 C0M9-10的3脚连接，电平转换芯片U8的13脚与双DB9母头接口 C0M9-10的12脚连接，电平转换芯片U8的14脚与双DB9母头接口 C0M9-10的11脚连接，双DB9母头接口 C0M9-10的5脚和14脚分别与地连接。
[0046]如图6所示,主控电路主要包括主控芯片U9和程序下载与调试接口 JTAG。
[0047]主控芯片U9的10脚、19脚、20脚、27脚、49脚、74脚、94脚、和99脚接地，11脚、21脚、22脚、28脚、50脚、75脚和100脚与电源供电电路的二级电源转换芯片Ul的输出端2脚连接；瓷片电容C26的一端与主控芯片IC5的11脚连接，瓷片电容C27的一端与主控芯片U9的28脚连接，瓷片电容C28的一端与主控芯片U9的50脚连接，瓷片电容C29的一端与主控芯片U9的75脚连接，瓷片电容C30的一端与主控芯片U9的100脚连接，瓷片电容C35的一端与主控芯片U9的21脚连接，瓷片电容C36的一端与主控芯片U9的22脚连接，瓷片电容C26、C27、C28、C29、C30、C35和C36的另一端分别接地；主控芯片U9的37脚与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端接地；主控芯片U9的6脚与瓷片电容C37的一端、二极管D2的阴极和二极管D3的阴极连接，瓷片电容C37的另一端接地，二极管D2的阳极与电源供电电路的二级电源转换芯片Ul的输出端2脚连接，二极管D3的阳极与备用电池的正极连接；主控芯片U9的12脚与晶振Y3的一端和瓷片电容C38的一端连接，13脚与晶振Y3的另一端和瓷片电容C39的一端连接，瓷片电容C38和C39的另一端分别接地；主控芯片U9的14脚与电阻Rl的一端和瓷片电容C5的一端连接，瓷片电容C5的另一端接地，电阻Rl的另一端与电源供电电路的二级电源转换芯片IC2的输出端2脚连接；主控芯片U9的68脚与电平转换电路中的电平转换芯片U2的10脚连接，69脚与电平转换电路中的电平转换芯片U2的9脚连接，25脚与电平转换电路中的电平转换芯片U2的11脚连接，26脚与电平转换电路中的电平转换芯片U2的12脚连接；主控芯片U9的47脚与电平转换电路中的电平转换芯片IU3的10脚连接，48脚与电平转换电路中的电平转换芯片U2的9脚连接；主控芯片U9的30脚与开关及指示灯电路中的拨动开关S2的7脚连接，31脚与开关及指示灯电路中的拨动开关S2的6脚连接，32脚与开关及指示灯电路中的拨动开关S2的5脚连接，51脚与开关及指示灯电路中的拨动开关S2的8脚连接；主控芯片U9的35脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的18脚连接，36脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的17脚连接，39脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的16脚连接，90脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的15脚连接，91脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的14脚连接，92脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的13脚连接，93脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的12脚连接，95脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的11脚连接，96脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的10脚连接；主控芯片U9的15脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 I的阴极连接，16脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口2的阴极连接，17脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 3的阴极连接，18脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 4的阴极连接，33脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 5的阴极连接，34脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 6的阴极连接，63脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 7的阴极连接，64脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 8的阴极连接，65脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 9的阴极连接，66脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 10的阴极连接，97脚与开关及指示灯电路中的发光二极管LEDl的阴极连接，98脚与开关及指示灯电路中的发光二极管LED2的阴极连接，I脚与开关及指示灯电路中的发光二极管LED3的阴极连接；主控芯片U9的88脚与串口扩展电路中的两个串口扩展芯片UlO和Ull的18脚连接，54脚与两个串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO和Ull的27脚连接；主控芯片IC5的55脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的26脚连接，56脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的25脚连接，57脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的24脚连接，58脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的23脚连接，59脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的22脚连接，60脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的21脚连接；主控芯片U9的38脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片Ull的26脚连接，39脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片Ull的25脚连接，40脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片Ull的24脚连接，41脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片Ull的23脚连接，42脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片Ull的22脚连接，43脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片Ull的21脚连接；主控芯片U9的78脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的17脚连接，79脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的16脚连接；主控芯片U9的80脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片Ull的17脚连接，83脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片Ull的16脚连接。
[0048]程序下载与调试接口 JTAG的4脚与电源供电电路中的二级电源转换芯片IC2的输出端2脚连接，3脚与主控芯片IC5的72脚连接，2脚与主控芯片IC5的76脚连接，I脚接地。
[0049]本发明由电源供电电路、开关及指示灯电路、电平转换电路、串口扩展电路和主控电路组成。其中电源供电电路主要为本发明的其他电路模块提供+5V和+3.3V电源；开关及指示灯电路主要功能是开通和关断通讯端口，并通过指示灯显示通讯的端口状况。其工作流程:通过拨动开关的打开和闭合，传递信号给单片机，以此来开通和关断通讯端口，同时单片机利用指示灯显示当前通讯端口的状态；电平转换电路实现STM32单片机与上位机的通讯的电平转化功能，将STM32的TTL电平转换为RS232电平实现单片机与上位机的通讯；串口扩展电路主要实现STM32单片机串口的扩展，电路中一共用到两片扩展芯片，每片扩展芯片可以扩展5个端口 ；主控电路作为本发明的控制中心，实现通讯的收发，指示灯的亮灭以及监测通讯的开关等。
[0050]本发明可以同时连接多台不同类型的水质监测设备，现场接收采集的数据并进行整合，然后只通过一个串行接口向控制中心传递，多串口数据收发控制电路不同于多串口卡，可以脱离计算机独立工作，是计算机串口扩展、延伸的一种全新方法。
[0051]本发明主要应用在需要利用多串口的RS-232进行通讯环境中，特别是在江、河、湖、海的水体环境监测中，该电路能取代计算机安装在现场，对多个传感器发送的数据进行收集、处理和传输。这种电路结构简单，成本低，便于维护，可靠性强。随着我国对环境保护的力度加强，特别是在海洋环境的开发和保护方面，该电路的应用范围会越来越广泛。
【权利要求】
1.基于STM32单片机的多串口数据收发控制电路，包括电源供电电路、开关及指示灯电路、电平转换电路、串口扩展电路和主控电路，其特征在于: 电源供电电路包括一级电源转换芯片U0、二级电源转换芯片Ul、2个电解电容CO和Cl、2个钽电容C2-2和C2-1、稳压管D5、发光二极管LEDO、瓷片电容C3、功率电感L1、电阻R2、二极管Dl和开关S ;接口 in的I脚与开关S的一端连接，开关S的另一端与二极管Dl的正极连接，二极管Dl的负极与UO的I脚连接；接口 in的2脚接地；一级电源转换芯片UO的I脚为输入端，与电解电容CO的正极连接，一级电源转换芯片UO的2脚为输出端，与稳压管D5的阴极和电感LI的一端连接，一级电源转换芯片UO的4脚与电感LI的另一端和电解电容Cl的正极连接，二级电源转换芯片Ul的3脚为输入端，与钽电容C2-1和一级转换芯片UO的4脚连接，二级电源转换芯片Ul的2脚为输出端，与钽电容C2-2的正极、瓷片电容C3的一端和发光二极管LEDO的阳极相连,发光二极管LEDO的负极与电阻R2的一端连接，一级电源转换芯片UO的3和5脚、二级电源转换芯片Ul的I脚、稳压管D5的阳极、电解电容CO和Cl的负极、钽电容C2-1和C2-2的负极、瓷片电容C3的另一端和电阻R2的另一端接地； 开关及指示灯电路包括拨动开关电路和LED指示灯电路两部分；其中拨动开关电路包括9位拨动开关Sl、4位拨动开关S2和13个电阻R20?R32 ；9位的拨动开关SI的I脚至9脚接地，拨动开关SI的10至18脚分别与电阻R20至R28的一端连接，电阻R20至R28的另一端分别与电源供电电路中的电源转换芯片IC2的输出端2脚连接，4位拨动开关S2的I脚至4脚接地，拨动开关S2的5脚至8脚分别与电阻R29至R32的一端连接，电阻R29至R32的另一端分别与电源供电电路中的电源转换芯片IC2的输出端2脚连接；LED指示灯电路包括13个发光二级管和13个电阻；每个发光二极管的阳极分别与一个电阻的一端连接，电阻的另一端与电源供电电路中的电源转换芯片IC2的输出端2脚连接； 电平转换电路包括电平转换芯片U2、U3、三个DB9母头接口 USART1、USART2、USART3和八个瓷片电容；电平转换芯片U2的7脚与DB9母头接口 USARTl的2脚连接，电平转换芯片U2的8脚与DB9母头接口 USARTl的3脚连接，电平转换芯片U2的14脚与DB9母头接口 USART2的2脚连接，电平转换芯片U2的13脚与DB9母头接口 USART2的3脚连接，两个DB9母头接口 USARTl、USART2接口的5脚分别接地，电平转换芯片U2的6脚与瓷片电容C6的一端连接，瓷片电容C6的另一端和电平转换芯片U2的15脚与地连接，电平转换芯片U2的2脚与瓷片电容C9的一端连接，瓷片电容C9的另一端和电平转换芯片U2的16脚与电源供电电路中一级电源转换芯片UO的4脚连接；电平转换芯片U2的4脚与瓷片电容C7的一端连接，瓷片电容C7的另一端与电平转换芯片U2的5脚连接，电平转换芯片U2的I脚与瓷片电容C8的一端连接，瓷片电容C8的另一端与电平转换芯片U2的3脚连接； 电平转换芯片U3的7脚与DB9母头接口 USART3的2脚连接，电平转换芯片U3的8脚与DB9母头接口 USART3的3脚连接，DB9母头接口 USART3的5脚接地，电平转换芯片U3的6脚与瓷片电容C44的一端连接，瓷片电容C44的另一端和电平转换芯片U3的15脚与地连接，电平转换芯片U3的2脚与瓷片电容C46的一端连接，瓷片电容C46的另一端和电平转换芯片U3的16脚与电源供电电路中一级电源转换芯片UO的4脚连接，电平转换芯片U3的4脚与瓷片电容C45的一端连接，瓷片电容C45的另一端与电平转换芯片U3的5脚连接，电平转换芯片U3的I脚与瓷片电容C47的一端连接，瓷片电容C47的另一端与电平转换芯片U3的3脚连接； 串口扩展电路包括两片串口扩展芯片UlO和U11、五个电平转换芯片U4、U5、U6、U7和U8、5 个双 DB9 母头接 口 COM1-2、COM3-4、COM5-6、COM7-8 和 C0M9-10、两个 12MHz 晶振和二十二个瓷片电容；串口扩展芯片UlO的2脚与晶振Yl的一端和瓷片电容ClO的一端连接，串口扩展芯片UlO的3脚与晶振Yl的另一端和瓷片电容Cll的一端连接，瓷片电容C10、Cll的另一端分别与地连接；串口扩展芯片UlO的4脚与电平转换芯片U4的10脚连接，串口扩展芯片UlO的5脚与电平转换芯片U4的9脚连接，串口扩展芯片UlO的11脚与电平转换芯片U4的11脚连接，串口扩展芯片UlO的12脚与电平转换芯片U4的12脚连接；串口扩展芯片UlO的6脚和8脚分别与电平转换芯片U5的10脚和11脚连接，串口扩展芯片UlO的7脚和9脚分别与电平转换芯片U5的9脚和12脚连接；串口扩展芯片UlO的13脚与电平转换电路中电平转换芯片U6的10脚连接，串口扩展芯片UlO的19脚与电平转换芯片U6的9脚连接；串口扩展芯片UlO的10脚、20脚和28脚与电源供电电路中的电源转换芯片Ul的输出端2脚连接，串口扩展芯片UlO的I脚和14脚接地； 串口扩展芯片Ull的4脚与电平转换芯片U6的11脚连接，串口扩展芯片Ull的5脚与电平转换芯片U6的12脚连接，串口扩展芯片Ull的11脚与电平转换芯片U7的10脚连接，串口扩展芯片Ull的12脚与电平转换芯片U7的9脚连接；串口扩展芯片Ull的6脚与电平转换芯片U7的11脚连接，串口扩展芯片Ull的8脚和13脚分别与电平转换芯片U8的10脚和11脚连接；串口扩展芯片Ull的9脚和19脚分别与电平转换芯片U8的9脚和12脚连接；串口扩展芯片Ull的10脚、20脚和28脚与电源供电电路中的电源转换芯片Ul的输出端2脚连接，串口扩展芯片Ull的I脚和14脚接地； 电平转换芯片U4的6脚与瓷片电容C12的一端连接，瓷片电容C12的另一端和电平转换芯片U4的15脚与地连接，电平转换芯片U4的2脚与瓷片电容C15的一端连接，瓷片电容C15的另一端和电平转换芯片U4的16脚与电源供电电路中一级电源转换芯片UO的4脚连接，电平转换芯片U4的4脚与瓷片电容C13的一端连接，瓷片电容C13的另一端与电平转换芯片U4的5脚连接，电平转换芯片U4的I脚与瓷片电容C14的一端连接，瓷片电容C14的另一端与电平转换芯片U4的3脚连接； 电平转换芯片U5的6脚与瓷片电容C18的一端连接，瓷片电容C18的另一端和电平转换芯片U5的15脚与地连接，电平转换芯片U5的2脚与瓷片电容C21的一端连接，瓷片电容C21的另一端和电平转换芯片U5的16脚与电源供电电路中一级电源转换芯片UO的4脚连接，电平转换芯片U5的4脚与瓷片电容C19的一端连接，瓷片电容C19的另一端与电平转换芯片U5的5脚连接，电平转换芯片U5的I脚与瓷片电容C20的一端连接，瓷片电容C20的另一端与电平转换芯片U5的3脚连接； 电平转换芯片U6的6脚与瓷片电容C22的一端连接，瓷片电容C22的另一端和电平转换芯片U6的15脚与地连接，电平转换芯片U6的2脚与瓷片电容C25的一端连接，瓷片电容C25的另一端和电平转换芯片U6的16脚与电源供电电路中一级电源转换芯片UO的4脚连接，电平转换芯片U6的4脚与瓷片电容C23的一端连接，瓷片电容C23的另一端与电平转换芯片U6的5脚连接，电平转换芯片U6的I脚与瓷片电容C24的一端连接，瓷片电容C24的另一端与电平转换芯片U6的3脚连接； 电平转换芯片U7的6脚与瓷片电容C31的一端连接，瓷片电容C31的另一端和电平转换芯片U7的15脚与地连接，电平转换芯片U7的2脚与瓷片电容C34的一端连接，瓷片电容C34的另一端和电平转换芯片U7的16脚与电源供电电路中一级电源转换芯片UO的4脚连接，电平转换芯片U7的4脚与瓷片电容C32的一端连接，瓷片电容C32的另一端与电平转换芯片U7的5脚连接，电平转换芯片U7的I脚与瓷片电容C33的一端连接，瓷片电容C33的另一端与电平转换芯片U7的3脚连接； 电平转换芯片U8的6脚与瓷片电容C40的一端连接，瓷片电容C40的另一端和电平转换芯片U8的15脚与地连接，电平转换芯片U8的2脚与瓷片电容C43的一端连接，瓷片电容C43的另一端和电平转换芯片U8的16脚与电源供电电路中一级电源转换芯片UO的4脚连接，电平转换芯片U8的4脚与瓷片电容C41的一端连接，瓷片电容C41的另一端与电平转换芯片U8的5脚连接，电平转换芯片U8的I脚与瓷片电容C42的一端连接，瓷片电容C42的另一端与电平转换芯片U8的3脚连接； 电平转换芯片U4的7脚与双DB9母头接口 COM1-2的2脚连接，电平转换芯片U4的8脚与双DB9母头接口 COM1-2的3脚连接，电平转换芯片U4的13脚与双DB9母头接口 COM1-2的12脚连接，电平转换芯片U4的14脚与双DB9母头接口 COM1-2的11脚连接，双DB9母头接口 COM1-2的5脚和14脚分别与地连接； 电平转换芯片U5的7脚与双DB9母头接口 COM3-4的2脚连接，电平转换芯片U5的8脚与双DB9母头接口 COM3-4的3脚连接，电平转换芯片U5的13脚与双DB9母头接口 COM3-4的12脚连接，电平转换芯片U5的14脚与双DB9母头接口 COM3-4的11脚连接，双DB9母头接口 COM3-4的5脚和14脚分别与地连接； 电平转换芯片U6的7脚与双DB9母头接口 COM5-6的2脚连接，电平转换芯片U6的8脚与双DB9母头接口 COM5-6的3脚连接，电平转换芯片U6的13脚与双DB9母头接口 COM5-6的12脚连接，电平转换芯片U6的14脚与双DB9母头接口 COM5-6的11脚连接，双DB9母头接口 COM5-6的5脚和14脚分别与地连接； 电平转换芯片U7的7脚与双DB9母头接口 COM7-8的2脚连接，电平转换芯片U7的8脚与双DB9母头接口 COM7-8的3脚连接，电平转换芯片U7的13脚与双DB9母头接口 COM7-8的12脚连接，电平转换芯片U7的14脚与双DB9母头接口 COM7-8的11脚连接，双DB9母头接口 COM7-8的5脚和14脚分别与地连接； 电平转换芯片U8的7脚与双DB9母头接口 C0M9-10的2脚连接，电平转换芯片U8的8脚与双DB9母头接口 C0M9-10的3脚连接，电平转换芯片U8的13脚与双DB9母头接口C0M9-10的12脚连接，电平转换芯片U8的14脚与双DB9母头接口 C0M9-10的11脚连接，双DB9母头接口 C0M9-10的5脚和14脚分别与地连接； 主控电路主要包括主控芯片U9和程序下载与调试接口 JTAG ； 主控芯片U9的10脚、19脚、20脚、27脚、49脚、74脚、94脚、和99脚接地，11脚、21脚、22脚、28脚、50脚、75脚和100脚与电源供电电路的二级电源转换芯片Ul的输出端2脚连接；瓷片电容C26的一端与主控芯片IC5的11脚连接，瓷片电容C27的一端与主控芯片U9的28脚连接，瓷片电容C28的一端与主控芯片U9的50脚连接，瓷片电容C29的一端与主控芯片U9的75脚连接，瓷片电容C30的一端与主控芯片U9的100脚连接，瓷片电容C35的一端与主控芯片U9的21脚连接，瓷片电容C36的一端与主控芯片U9的22脚连接，瓷片电容C26、C27、C28、C29、C30、C35和C36的另一端分别接地；主控芯片U9的37脚与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端接地；主控芯片U9的6脚与瓷片电容C37的一端、二极管D2的阴极和二极管D3的阴极连接，瓷片电容C37的另一端接地，二极管D2的阳极与电源供电电路的二级电源转换芯片Ul的输出端2脚连接，二极管D3的阳极与备用电池的正极连接；主控芯片U9的12脚与晶振Y3的一端和瓷片电容C38的一端连接，13脚与晶振Y3的另一端和瓷片电容C39的一端连接，瓷片电容C38和C39的另一端分别接地；主控芯片U9的14脚与电阻Rl的一端和瓷片电容C5的一端连接，瓷片电容C5的另一端接地，电阻Rl的另一端与电源供电电路的二级电源转换芯片IC2的输出端2脚连接；主控芯片U9的68脚与电平转换电路中的电平转换芯片U2的10脚连接，69脚与电平转换电路中的电平转换芯片U2的9脚连接，25脚与电平转换电路中的电平转换芯片U2的11脚连接，26脚与电平转换电路中的电平转换芯片U2的12脚连接；主控芯片U9的47脚与电平转换电路中的电平转换芯片IU3的10脚连接，48脚与电平转换电路中的电平转换芯片U2的9脚连接；主控芯片U9的30脚与开关及指示灯电路中的拨动开关S2的7脚连接，31脚与开关及指示灯电路中的拨动开关S2的6脚连接，32脚与开关及指示灯电路中的拨动开关S2的5脚连接，51脚与开关及指示灯电路中的拨动开关S2的8脚连接；主控芯片U9的35脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的18脚连接，36脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的17脚连接，39脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的16脚连接，90脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的15脚连接，91脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的14脚连接，92脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的13脚连接，93脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的12脚连接，95脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的11脚连接，96脚与开关及指示灯电路中的拨动开关SI的10脚连接；主控芯片U9的15脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 I的阴极连接，16脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 2的阴极连接，17脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 3的阴极连接，18脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 4的阴极连接，33脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 5的阴极连接，34脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 6的阴极连接，63脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 7的阴极连接，64脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 8的阴极连接，65脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 9的阴极连接，66脚与开关及指示灯电路中的发光二极管串口 10的阴极连接，97脚与开关及指示灯电路中的发光二极管LEDl的阴极连接，98脚与开关及指示灯电路中的发光二极管LED2的阴极连接，I脚与开关及指示灯电路中的发光二极管LED3的阴极连接；主控芯片U9的88脚与串口扩展电路中的两个串口扩展芯片UlO和Ull的18脚连接，54脚与两个串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO和Ull的27脚连接；主控芯片IC5的55脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的26脚连接，56脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的25脚连接，57脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的24脚连接，58脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的23脚连接，59脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的22脚连接，60脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的21脚连接；主控芯片U9的38脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片Ull的26脚连接，39脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片Ull的25脚连接，40脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlI的24脚连接，41脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片Ull的23脚连接，42脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片Ull的22脚连接，43脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片Ull的21脚连接；主控芯片U9的78脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的17脚连接，79脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片UlO的16脚连接；主控芯片U9的80脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片Ull的17脚连接，83脚与串口扩展电路中的串口扩展芯片Ull的16脚连接；程序下载与调试接口 JTAG的4脚与电源供电电路中的二级电源转换芯片IC2的输出端2脚连接，3脚与主控芯片IC5的72脚连接，2脚与主控芯片IC5的76脚连接，I脚接地；所述的一级电源转换芯片UO采用NI公司的LM2576 ;二级电源转换芯片Ul采用AMS公司的AMSl 117 ;电平转换芯片U2、U3、U4、U5、U6、U7和U8采用AD公司的AD202E ；串口扩展芯片UlO和Ull采用I扩5的扩展芯片GM8125 ;主控芯片U9采用ST公司的STM32F103VCT6。
【文档编号】G05B19/04GK104331382SQ201410479177
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】章雪挺, 曾凡宗, 高祎轩, 魏晗冬 申请人:杭州电子科技大学