一種數(shù)字千分表數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置設(shè)計(jì)

1、    一種數(shù)字千分表數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置設(shè)計(jì)    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(gè)問題，一是連接不方便的問題，二是通訊速率的問題。本文設(shè)計(jì)的千分表數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置就是為了解決這兩種問題。本文設(shè)計(jì)的千分表數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置使用stm32系列微控制器設(shè)計(jì)，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(cè)量計(jì)算機(jī)，完成了整個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的工作?！娟P(guān)鍵詞】數(shù)字千分表 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(cè)量計(jì)算

2、機(jī)交互，串口波特率為：4800bit/s，7個(gè)數(shù)據(jù)位2個(gè)停止位和偶校驗(yàn)方式。每一個(gè)千分表都需要連接一根串口通訊線與測(cè)量計(jì)算機(jī)相連，這就存在著兩個(gè)問題：首先由于瑞士丹青提供的串口通訊線長(zhǎng)度有限（10米），所以測(cè)量計(jì)算機(jī)必須放置在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)附近;其次是由于計(jì)算機(jī)本身自帶的串口數(shù)量有限，多個(gè)千分表同時(shí)使用時(shí)，需要使用串口擴(kuò)展裝置，比如usb轉(zhuǎn)串口盒，或者moxa多串口板卡，這兩種方式或者需要在計(jì)算機(jī)外部增加設(shè)備連線，或者需要在計(jì)算機(jī)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(jī)軟件并且軟件在測(cè)量過程中使用串行方式，多個(gè)千分表在測(cè)量過程中是按照一發(fā)一收的方式依次操

3、作每一個(gè)千分表，實(shí)測(cè)二十個(gè)千分表測(cè)量一次需要的時(shí)間近2秒鐘，對(duì)于測(cè)量速度和同步性要求較高的情況，這樣的時(shí)間延遲的不能滿足要求的。在基于以上兩種問題的基礎(chǔ)上，本文提出了一種數(shù)字千分表數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置的設(shè)計(jì)。2 硬件設(shè)計(jì)說明數(shù)字千分表數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置的主要設(shè)計(jì)思路，是將多個(gè)千分表經(jīng)過串口通訊線纜連接在同一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)裝置上，轉(zhuǎn)發(fā)裝置再通過以太網(wǎng)與測(cè)量機(jī)相連。目前設(shè)計(jì)每一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)裝置可以連接四個(gè)數(shù)字千分表，多個(gè)千分表同時(shí)使用時(shí)可以多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)裝置同時(shí)接在交換機(jī)上，每一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)裝置具有不同的ip地址。結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。這樣設(shè)計(jì)主要可以解決三個(gè)問題：（1）可以解決測(cè)量速度的問題：在本文設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)發(fā)裝置中，對(duì)于千分表測(cè)量的操作是

4、使用并行的方式，大大縮短了多個(gè)千分表同時(shí)測(cè)量時(shí)的時(shí)間延時(shí)。（2）可以解決多個(gè)千分表連線繁瑣的問題：多個(gè)千分表同時(shí)使用時(shí)，串口通訊線纜與轉(zhuǎn)發(fā)裝置連接，而無需與計(jì)算機(jī)連接。轉(zhuǎn)發(fā)裝置安裝在試驗(yàn)件附近，從而測(cè)量計(jì)算機(jī)可以布置在任意位置并且計(jì)算機(jī)無需安裝多串口板卡或者外置usb轉(zhuǎn)換設(shè)備，大大減少了試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的工作量。（3）可以解決千分表測(cè)量數(shù)據(jù)與其他測(cè)量數(shù)據(jù)融合的問題：通過轉(zhuǎn)發(fā)裝置，千分表測(cè)量數(shù)據(jù)按照其它測(cè)量數(shù)據(jù)格式發(fā)送給測(cè)量計(jì)算機(jī)，每一次測(cè)量數(shù)據(jù)就可以自動(dòng)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(zhuǎn)發(fā)裝置使用兩個(gè)max3232串口電平轉(zhuǎn)換芯片，將千分表使用的rs232電平轉(zhuǎn)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(cè)量計(jì)算機(jī)。轉(zhuǎn)發(fā)裝置的硬件設(shè)計(jì)圖如圖2所示。3 軟件設(shè)計(jì)說明本設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置軟件部分流程圖如圖3所示。千分表數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置在啟動(dòng)之后首先進(jìn)入初始化流程，對(duì)網(wǎng)絡(luò)及串口等外設(shè)進(jìn)行初始化，確定串口連接的千分表數(shù)目，然后進(jìn)入以太網(wǎng)指令接受循環(huán)中。在收到上位機(jī)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(gè)格式是上位機(jī)發(fā)送下來的與其他測(cè)量設(shè)備數(shù)據(jù)格式兼容的，接下來對(duì)通過串口對(duì)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(cè)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(jìn)行打包并通過以太網(wǎng)發(fā)

6、送至測(cè)量計(jì)算機(jī)，重新回到等待下一次測(cè)量指令的循環(huán)中。4 總結(jié)說明千分表數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置目前已經(jīng)在我單位的試驗(yàn)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(yàn)的效率。目前轉(zhuǎn)發(fā)裝置受限于stm32f107vc芯片的串口資源并且按照使用習(xí)慣只設(shè)計(jì)了四個(gè)串口，后期可根據(jù)使用需求模擬串口外設(shè)，增加轉(zhuǎn)發(fā)裝置的串口接入量。另外可以根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)中使用到的測(cè)量?jī)x器增加轉(zhuǎn)發(fā)裝置可以連接的外部設(shè)備的種類，將所有能用到的特殊測(cè)量設(shè)備整合進(jìn)我們目前使用的測(cè)量系統(tǒng)中，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)效率。參考文獻(xiàn)1杜春雷.arm體系結(jié)構(gòu)與編程m.清華大學(xué)出版社，2003.2周立功等.arm嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教程m.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005.電子技術(shù)與軟件工程2019年5期電子技術(shù)與軟件工程的其它文章新高校資產(chǎn)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則及目標(biāo)紡織智能制造