一種數(shù)字千分表數(shù)據(jù)轉發(fā)裝置設計

1、    一種數(shù)字千分表數(shù)據(jù)轉發(fā)裝置設計    楊超 胡旭摘要    在數(shù)量較多的使用情況下，數(shù)字千分表的使用過程中出現(xiàn)了兩個問題，一是連接不方便的問題，二是通訊速率的問題。本文設計的千分表數(shù)據(jù)轉發(fā)裝置就是為了解決這兩種問題。本文設計的千分表數(shù)據(jù)轉發(fā)裝置使用stm32系列微控制器設計，將數(shù)字千分表的串口輸出集中并通過以太網(wǎng)發(fā)送給測量計算機，完成了整個數(shù)據(jù)轉發(fā)的工作?！娟P鍵詞】數(shù)字千分表 數(shù)據(jù)轉發(fā) stm321 前言我所目前使用的數(shù)字千分表為瑞士丹青sylvac229型數(shù)顯千分表，該數(shù)顯千分表使用串口rs232通訊方式與測量計算

2、機交互，串口波特率為：4800bit/s，7個數(shù)據(jù)位2個停止位和偶校驗方式。每一個千分表都需要連接一根串口通訊線與測量計算機相連，這就存在著兩個問題：首先由于瑞士丹青提供的串口通訊線長度有限（10米），所以測量計算機必須放置在試驗現(xiàn)場附近;其次是由于計算機本身自帶的串口數(shù)量有限，多個千分表同時使用時，需要使用串口擴展裝置，比如usb轉串口盒，或者moxa多串口板卡，這兩種方式或者需要在計算機外部增加設備連線，或者需要在計算機pci插槽上增加板卡，這兩種方式都給使用過程增加了不少工作量。其次瑞士丹青提供的上位機軟件并且軟件在測量過程中使用串行方式，多個千分表在測量過程中是按照一發(fā)一收的方式依次操

3、作每一個千分表，實測二十個千分表測量一次需要的時間近2秒鐘，對于測量速度和同步性要求較高的情況，這樣的時間延遲的不能滿足要求的。在基于以上兩種問題的基礎上，本文提出了一種數(shù)字千分表數(shù)據(jù)轉發(fā)裝置的設計。2 硬件設計說明數(shù)字千分表數(shù)據(jù)轉發(fā)裝置的主要設計思路，是將多個千分表經(jīng)過串口通訊線纜連接在同一個轉發(fā)裝置上，轉發(fā)裝置再通過以太網(wǎng)與測量機相連。目前設計每一個轉發(fā)裝置可以連接四個數(shù)字千分表，多個千分表同時使用時可以多個轉發(fā)裝置同時接在交換機上，每一個轉發(fā)裝置具有不同的ip地址。結構圖如圖1所示。這樣設計主要可以解決三個問題：（1）可以解決測量速度的問題：在本文設計的轉發(fā)裝置中，對于千分表測量的操作是

4、使用并行的方式，大大縮短了多個千分表同時測量時的時間延時。（2）可以解決多個千分表連線繁瑣的問題：多個千分表同時使用時，串口通訊線纜與轉發(fā)裝置連接，而無需與計算機連接。轉發(fā)裝置安裝在試驗件附近，從而測量計算機可以布置在任意位置并且計算機無需安裝多串口板卡或者外置usb轉換設備，大大減少了試驗現(xiàn)場的工作量。（3）可以解決千分表測量數(shù)據(jù)與其他測量數(shù)據(jù)融合的問題：通過轉發(fā)裝置，千分表測量數(shù)據(jù)按照其它測量數(shù)據(jù)格式發(fā)送給測量計算機，每一次測量數(shù)據(jù)就可以自動的同步記錄在一起，最后無需再經(jīng)過人工處理。千分表數(shù)據(jù)轉發(fā)裝置使用兩個max3232串口電平轉換芯片，將千分表使用的rs232電平轉換為stm32f10

5、7vc芯片使用的ttl電平，stm32f107vc芯片再將從串口讀取的千分表數(shù)據(jù)打包通過以太網(wǎng)發(fā)送給測量計算機。轉發(fā)裝置的硬件設計圖如圖2所示。3 軟件設計說明本設計中數(shù)據(jù)轉發(fā)裝置軟件部分流程圖如圖3所示。千分表數(shù)據(jù)轉發(fā)裝置在啟動之后首先進入初始化流程，對網(wǎng)絡及串口等外設進行初始化，確定串口連接的千分表數(shù)目，然后進入以太網(wǎng)指令接受循環(huán)中。在收到上位機發(fā)送的千分表數(shù)據(jù)采集指令后，首先記錄數(shù)據(jù)格式，這個格式是上位機發(fā)送下來的與其他測量設備數(shù)據(jù)格式兼容的，接下來對通過串口對所有連接的千分表發(fā)送數(shù)據(jù)采集指令，在等待千分表測量完成后統(tǒng)一回收數(shù)據(jù)，最后按照所記錄的數(shù)據(jù)格式，將所有數(shù)據(jù)進行打包并通過以太網(wǎng)發(fā)

6、送至測量計算機，重新回到等待下一次測量指令的循環(huán)中。4 總結說明千分表數(shù)據(jù)轉發(fā)裝置目前已經(jīng)在我單位的試驗中廣泛使用，其使用的便捷性和穩(wěn)定性很大程度的提高了試驗的效率。目前轉發(fā)裝置受限于stm32f107vc芯片的串口資源并且按照使用習慣只設計了四個串口，后期可根據(jù)使用需求模擬串口外設，增加轉發(fā)裝置的串口接入量。另外可以根據(jù)實際實驗中使用到的測量儀器增加轉發(fā)裝置可以連接的外部設備的種類，將所有能用到的特殊測量設備整合進我們目前使用的測量系統(tǒng)中，進一步提高實驗效率。參考文獻1杜春雷.arm體系結構與編程m.清華大學出版社，2003.2周立功等.arm嵌入式系統(tǒng)實驗教程m.北京：北京航空航天大學出版社，2005.電子技術與軟件工程2019年5期電子技術與軟件工程的其它文章新高校資產管理系統(tǒng)的設計原則及目標紡織智能制造