一种洁净或保密厂房调试用串口多功能仪表的制作方法

本实用新型涉及一种串口多功能仪表，更具体的说，尤其涉及一种洁净或保密厂房调试用串口多功能仪表。

背景技术：

在半导体洁净厂房（如生产液晶面板的无尘车间）的调试过程中，不仅要求进入厂房的调试人员身着无尘工作服，还不允许将笔记本电脑带入，以免对洁净厂房造成污染，这就给现场的调试工作带来麻烦。对于技术保密的生产企业来说，为了保证数据不被泄漏，也是不允许调试人员利用笔记本电脑进行现场调试的。如遇到主控制器的PLC无法读取RS485网络总线上的仪表，在做PLC调试程序时，没有电力仪表测试，查找故障点需要花费很长时间，不仅给调试工作带来麻烦，而且还影响企业的正常生产。

技术实现要素：

本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种洁净或保密厂房调试用串口多功能仪表。

本实用新型的洁净或保密厂房调试用串口多功能仪表，包括壳体以及设置于壳体上的LCD显示屏、操作按键、进行RS485通讯的4个压线旋钮、USB接口和RJ45网络接口，壳体中设置有控制电路；其特征在于：所述控制电路由ARM控制器及与其相连接的第一RS485通讯电路、第二RS485通讯电路、USB通讯电路、以太网控制器和矩阵键盘电路组成，4个压线旋钮分别与第一、第二RS485通讯电路的接线端相连接，RJ45网络接口经以太网控制器与ARM控制器相通信，操作按键设置于矩阵键盘电路中，LCD显示屏与ARM控制器相连接；所述壳体上还设置有与ARM控制器相连接的通讯状态指示灯、故障状态指示灯、接地插口和状态选择开关。

本实用新型的洁净或保密厂房调试用串口多功能仪表，所述ARM控制采用型号为S3C2440X的芯片，第一RS485通讯电路和第二RS485通讯电路均采用型号为MAX485CUA的芯片，两个MAX485CUA芯片一侧的通讯端口分别与S3C2440X芯片的TXD0、RXD0、TXD1、RXD2引脚相连接，另一侧的通讯端口分别与4个压线旋钮相连接；所述USB通讯电路由S3C2440X芯片的DNO和DPO管脚分别串联电阻R23和电阻R24形成。

本实用新型的洁净或保密厂房调试用串口多功能仪表，所述以太网控制器采用型号为DM9000的芯片，所述RJ45网络接口采用型号为HR911103A的插座，芯片DM9000的TXO-、TXO+、RXI-、RXI+引脚分别与RJ45网络接口的TD+、TD-、RD+、RD-接线端相连接。

本实用新型的洁净或保密厂房调试用串口多功能仪表，所述电源管理和控制电路包括3.3V电源产生电路、1.8V电源产生电路和1.25V电源产生电路，3.3V、1.8V和1.25V电源产生电路分别采用型号为LM1117-33、LM1117-1.8V和MAX8860EUA18的芯片。

本实用新型的洁净或保密厂房调试用串口多功能仪表，所述通讯状态指示灯的数量为2个，分别对数据接收状态和数据发送状态进行指示，故障状态指示灯的数量为一个，通讯状态指示灯和故障状态指示灯均由发光二极管组成；所述矩阵键盘电路为5×7的键盘矩阵。

本实用新型的洁净或保密厂房调试用串口多功能仪表，包括与ARM控制器相连接的故障报警电路，故障报警电路由三极管Q1、扬声器和电阻R34组成，三极管Q1与扬声器串联后接于电源两端，三极管Q1的基极经电阻R34与ARM控制器的控制端相连接。

本实用新型的洁净或保密厂房调试用串口多功能仪表，所述壳体为长方体形状，LCD显示屏设置于壳体的前面，壳体的背面设置有可开启的电源后盖，4个压线旋钮和RJ45网络接口设置于壳体的上断面上，USB接口、状态选择开关和接地插口设置于壳体的同一个侧面上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的多功能仪表，通过在仪表的壳体上设置2路可进行RS485通讯的压线旋钮、可进行以太网通讯的RJ45网络接口、USB接口、状态选择开关、LCD显示屏以及操作按键，调试人员携带其进入无尘洁净厂房或技术保密厂房后，通过USB接口可下载各种品牌仪表的数据以及导出测试数据，使得多功能仪表与不同厂家生产的现场仪表均可进行通信，以获取现场设备的用电数据；通过RS485通讯接口或RJ45网络接口可实现与现场设备的连接，以便读取现场设备的用电数据，进而查找出故障设备，实现对现场设备的故障排查和调试。

附图说明

图1为本实用新型的串口多功能仪表的主视图；

图2为本实用新型的串口多功能仪表的后视图；

图3为本实用新型的串口多功能仪表的右视图；

图4为本实用新型的串口多功能仪表的俯视图；

图5为本实用新型的串口多功能仪表的控制电路的原理图；

图6为本实用新型中ARM控制器及其端口标号的电路图；

图7为本实用新型中LCD显示屏接口插座的电路图；

图8为本实用新型中两路RS485通讯电路的电路图；

图9为本实用新型中USB通讯电路的电路图；

图10为本实用新型中以太网控制器的电路图；

图11为本实用新型中RJ45网络接口的电路图；

图12为本实用新型中电源管理和控制电路的电路图；

图13为本实用新型中故障报警电路的电路图；

图14为本实用新型中状态指示灯的电路图；

图15为本实用新型中矩阵键盘电路的电路图。

图中：1壳体，2 LCD显示屏，3操作按键，4压线旋钮，5通讯状态指示灯，6故障状态指示灯，7电源后盖，8 USB接口，9状态选择开关，10接地插口，11 RJ45网络接口，12 ARM控制器，13第一RS485通讯电路，14第二RS485通讯电路，15 USB通讯电路，16以太网控制器，17电源管理和控制电路，18蓄电池，19故障报警电路，20状态指示灯，21矩阵键盘电路。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1至图4所示，分别给出了本实用新型的串口多功能仪表的主视图、后视图、右视图和俯视图，其由壳体1、LCD显示屏2、操作按键3及设置于壳体1中的控制电路组成，壳体1起固定和支撑作用，壳体1为长方体形状，LCD显示屏设置于壳体1前面的上半部分，操作按键3设置于壳体1前面的下半部分。所示壳体1的上端面上设置有4个压线旋钮4和一个RJ45网络接口11，4个压线旋钮4为2路RS485通讯的接线端，其标号分别为A、B、A1和B1，其中标号为A和B的压线旋钮4为一路RS485通讯接口，标号为A1和B1的为另一路。使用时，将现场的RS485通讯线分别缠绕在A和B或者A1和B1的下方，然后将压线旋钮4旋紧，即可实现多功能仪表与现场设备的通信，根据RS485总线上仪表的参数地址，即可获取仪表的数据，如电压、A相电流、B相电流、C相电流和平均电流等。RJ45网络接口11通过Modbus TCP/IP协议与现场设备连接。

壳体1的后面上设置有可拆装的电源后盖7，壳体1的有侧面上设置有USB接口8、状态选择开关9和接地插口10，USB接口8用于连接串口工具，可向本实用新型的串口多功能仪表中下载和安装硬件驱动，以便导入各个品牌的现场仪表数据，如现场仪表通信的波特率、校验位、停止位等信息。同时，通过USB接口8与上位机连接后，还可导出测试数据、干扰信息等，以便对调试系统进行分析。

接地插口10用于RS485总线接地。状态选择开关9为终端电阻和隔离栅选择开关，当状态选择开关9拨动到TER一端时，RJ45网络接口11作为终端电阻使用，此时标号为A1和B1的压线旋钮4为接入端。当波动到ISO一端时，A和B为信号输入，A1和B1为隔离信号输出。

所示壳体1前面的上端还设置有2个通讯状态指示灯5和一个故障状态指示灯6，当本实用新型的串口多功能仪表出现故障时，故障状态指示灯6会进行闪烁。所示2个通讯状态指示灯5的标号分别为TX和RX，当本实用新型的多功能仪表处于数据发送状态时，标号为TX的通讯状态指示灯5会进行闪烁，当处于数据接收状态时，标号为RX的通讯状态指示灯5会进行闪烁。

如图5所示，给出了本实用新型的串口多功能仪表的控制电路的原理图，其由ARM控制器12及与其相连接的第一RS485通讯电路13、第二RS485通讯电路14、USB通讯电路15、以太网控制器16、电源管理和控制电路17、故障报警电路19、状态指示灯20和矩阵键盘电路21组成，ARM控制器12具有信号采集、数据运算和控制输出的作用，如图6所示，给出了本实用新型中ARM控制器及其端口标号的电路图，本实施例中采用型号为S3C2440X的芯片，LCD显示屏2与ARM控制器12相连接，以便通过LCD显示屏2进行信息显示。如图7所示，给出了本实用新型中LCD显示屏接口插座的电路图，可见，芯片S3C2440X的数据端口和控制端口经接口插座分别与LCD显示屏2的数据、控制端口相连接，以实现对LCD显示屏2的信息显示控制。

如图8所示，给出了本实用新型中两路RS485通讯电路的电路图，所示的第一RS485通讯电路13和第二RS485通讯电路14均采用型号为MAX485CUA的芯片，两个MAX485CUA芯片一侧的通讯端口分别与S3C2440X芯片的TXD0、RXD0、TXD1、RXD2引脚相连接，另一侧的通讯端口分别与4个压线旋钮4相连接，这样就实现了两路RS485总线通讯。如图9所示，给出了本实用新型中USB通讯电路的电路图，所示的USB通讯电路5由S3C2440X芯片的DNO和DPO管脚分别串联电阻R23和电阻R24形成，USB接口8为A类型接口。

如图10所示，给出了本实用新型中以太网控制器的电路图，其采用型号为DM9000的芯片，如图11所示，给出了本实用新型中RJ45网络接口的电路图，所示的RJ45网络接口11采用型号为HR911103A的插座，芯片DM9000的TXO-、TXO+、RXI-、RXI+引脚分别与RJ45网络接口的TD+、TD-、RD+、RD-接线端相连接，本实用新型的多功能仪表经RJ45网络接口可与现场设备进行Modbus TCP/IP协议的通信。

如图12所示，给出了本实用新型中电源管理和控制电路的电路图，所示电源管理和控制电路17包括3.3V电源产生电路、1.8V电源产生电路和1.25V电源产生电路，3.3V、1.8V和1.25V电源产生电路分别采用型号为LM1117-33、LM1117-1.8V和MAX8860EUA18的芯片，这样，电源管理和控制电路17通过对蓄电池18输出电压的处理，可输出3.3V、1.8V和1.25V的直流电压，以满足个芯片的电压需求。

如图13所示，给出了本实用新型中故障报警电路的电路图，所示的故障报警电路由三极管Q1、扬声器和电阻R34组成，三极管Q1与扬声器串联后接于电源两端，三极管Q1的基极经电阻R34与ARM控制器的控制端相连接。当本实用新型的多功能仪表发生故障时，ARM控制器12可控制扬声器发出声音报警。如图14所示，给出了本实用新型中状态指示灯的电路图，所示的状态指示灯20包括两个2个通讯状态指示灯5和一个故障状态指示灯6，其均为发光二极管。如图15所示，给出了本实用新型中矩阵键盘电路的电路图，所示的矩阵键盘电路21为5×7的键盘矩阵，操作按键3设置于矩阵键盘电路21中上，以便通过扫描的方式读取每个操作按键的状态。