一種sdi-12智能調試器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及信號轉發器技術領域，特別是涉及一種SD1-12智能調試器。
【背景技術】
[0002]SD1-12通信在電力、工業、交通、農業等領域有廣泛地應用，常見的如農業領域的傳感器等設備，一般都配備SD1-12通信接口。但是現有調試器存在功能單一，只能通過電腦連接待測設備實現電腦程序和設備的通信轉換，無法實現數據的存儲功能。
【發明內容】
[0003]為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種SD1-12智能調試器，可以解決傳統SD1-12設備僅具備通信轉換功能的問題，實現了采集信息的存儲。
[0004]本發明所采用的技術方案是:
[0005]供電模塊、信號轉換模塊、信息存儲模塊、USB接口模塊、指示模塊分別與微處理器模塊連接；
[0006]所述信號轉換模塊的結構為:SDI_12與接線端子連接，接線端子分別與靜電保護電路、信號處理電路連接，靜電保護電路與信號處理電路均與USART串行外設接口連接，USART串行外設接口與微處理器模塊連接；
[0007]所述信號處理電路的結構為:第一三極管的集電極分為兩路，一路串聯10kQ電阻后與+5V電源連接，另一路與第二三極管的基極連接；第一三極管的發射極接地；第一三極管的基極分為兩路，一路串聯第一個20k Ω電阻后與USART串行外設接口的TXD 口連接，另一路串聯200kΩ電阻后與+5V電源連接；
[0008]第二三極管的集電極與+5V電源連接；第二三極管的發射極分為兩路，一路串聯第二個20k Ω電阻后與第三三極管的基極連接，另一路依次與第一個1kQ電阻、510k Ω電阻、SD1-12串聯；
[0009]第三三極管的集電極分為兩路，一路與USART串行外設接口的RXD 口連接，另一路串聯第二個1kQ電阻后與+5V電源連接；第二三極管的發射極接地；
[0010]在第一個1kD電阻與510kD電阻之間的連接點與地之間分別并聯了一個200kΩ電阻、一個6pF電容、以及一個二極管。
[0011 ] 所述供電模塊包括與微處理器模塊連接的電源模塊，所述電源模塊有USB接口供電和接線端子供電兩種模式:電源通過USB接口與電源模塊連接，實現USB接口供電；7V?12V直流電源依次通過接線端子、過流保護電路、穩壓電路與電源模塊連接，實現接線端子供電。
[0012]所述USB接口模塊為:USB接口通過靜電保護電路與微處理器模塊連接。
[0013]所述信息存儲模塊為Flash存儲器。
[0014]所述指示模塊為LED指示電路。
[0015]所述微處理器模塊還與SWD調試模塊連接。
[0016]本發明主要有兩種工作模式，分別為主動采集和被動透傳:主動采集工作模式下設備會按照用戶設備的采集周期，定時采集傳感器數據并存儲；被動透傳模式下用戶可以通過串口調試工具直接給SD1-12接口傳感器發送命令，讀取數據，同時在該模式下設備也會自動記錄用戶收發的調試信息。
[0017]本發明的有益效果為:
[0018]本發明是一款USB接口的SD1-12智能調試器，支持Modbus協議透傳。本發明將傳統的調試器和采集器合二為一，既可以完成傳統SD1-12設備具備的通信轉換功能，還可做到根據用戶設定的參數脫離電腦主動定時采集待測設備的數據并存儲下來，方便了用戶，節約了用戶經費。本設備通過USB連接電腦的方式也讓用戶使用更為簡便，最大數據存儲條數可以達到65472條，用戶可以在需要的時候再利用電腦將數據導出。
【附圖說明】
[0019]圖1為SD1-12智能調試器基本結構圖；
[0020]圖2為SD1-12智能調試器信號處理電路的原理圖。
【具體實施方式】
[0021]本發明提供了一種SD1-12智能調試器，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進一步說明。
[0022]圖1為SD1-12智能調試器基本結構圖，供電模塊、信號轉換模塊、信息存儲模塊、USB接口模塊、指示模塊分別與微處理器模塊連接。微處理器模塊的主處理器采用STM32F102C8T6型號，可以實現USB驅動、信號處理、數據處理功能。
[0023]信號轉換模塊的結構為:SD1-12與接線端子連接，接線端子分別與靜電保護電路、信號處理電路連接，靜電保護電路與信號處理電路均與USART串行外設接口連接，USART串行外設接口與微處理器模塊連接。
[0024]由于微處理器模塊只能識別TTL信號，無法識別SD1-12信號，因此需要將二者進行轉換。TTL信號與SD1-12信號的區別為:
[0025]第一:電平等級不同，微處理器模塊所需的TTL電平為3V，SDI_12電平等級為5V ；
[0026]第二，電平邏輯不同，TTL電平+3V為邏輯1，0V為邏輯0，SD1-12電平+5V表示邏輯0，0V表示邏輯I ;
[0027]第三，TTL電平需要收、發、地三根線，而SDI則只需要數據線和地線即可完成通訊；
[0028]第四，TTL協議只規定硬件協議，SD1-12協議不僅規定了硬件協議，也規定了軟件協議。
[0029]如圖2所示，信號處理電路的結構為:第一三極管Ql的集電極分為兩路，一路串聯10k Ω電阻R5后與+5V電源連接，另一路與第二三極管Q2的基極連接；第一三極管Ql的發射極接地；第一三極管Ql的基極分為兩路，一路串聯第一個20k Ω電阻Rl后與USART串行外設接口的USART1_TXD 口連接，另一路串聯200k Ω電阻R26后與+5V電源連接；
[0030]第二三極管Q2的集電極與+5V電源連接；第二三極管Q2的發射極分為兩路，一路串聯第二個20kQ電阻R2后與第三三極管Q3的基極連接，另一路依次與第一個1kQ電阻 R37、510kQ 電阻 R7、SD1-12 串聯；
[0031]第三三極管Q3的集電極分為兩路，一路與USART串行外設接口的USART1_RXD 口連接，另一路串聯第二個1kQ電阻R27后與+5V電源連接；第二三極管的發射極接地；
[0032]在第一個1kD電阻R37與510kD電阻R7之間的連接點與地之間分別并聯了一個200k Ω電阻R6、一個6pF電容C20、以及一個二極管Dl。
[0033]該信號處理電路可以實現TTL信號與SD1-12信號的轉換。
[0034]所述供電模塊包括與微處理器模塊連接的電源模塊，所述電源模塊有USB接口供電和接線端子供電兩種模式:電源通過USB接口與電源模塊連接，實現USB接口供電；7V?12V直流電源依次通過接線端子、過流保護電路、穩壓電路與電源模塊連接，實現接線端子供電。
[0035]信息存儲模塊，采用W25Q64FVSSIG型號的Flash存儲器，實現采集數據的存儲。
[0036]USB接口模塊提供USB接口，通過一根數據線和一根時鐘線實現程序下載、調試。
[0037]指示模塊為LED指示電路，主要采用二極管實現，主要包括電源指示燈、工作狀態指示燈、通信工作狀態指示燈。當接通電源時，電源指示燈長亮；當工作狀態指示燈慢閃時，說明當前工作在主動采集狀態下；當工作狀態指示燈快閃時，說明當前工作在被動透傳模式下；當工作狀態指示燈長亮時，說明此時調試器進入配置模式。當SD1-12接口有通信時，通信指示燈閃爍，當SD1-12接口通信失敗時，通信指示燈長亮，平時通信指示燈熄滅。
[0038]SD1-12具體工作步驟如下:
[0039](a)驅動安裝
[0040]根據操作系統類型選擇64位或者32位驅動安裝，安裝完驅動后使用USB連接設備即可自動安裝好驅動，安裝完驅動后可以在設備管理器中看到串口號，串口號根據用戶電腦不同而不同。
[0041](b)工作模式
[0042]SD1-12智能調試器有兩種工作模式，分別為主動采集和被動透傳，主動采集工作模式下設備會按照用戶設備的采集周期，定時采集傳感器數據并存儲，被動透傳模式下用戶可以通過串口調試工具直接給SD1-12接口傳感器發送命令，讀取數據，同時在該模式下設備也會自動記錄用戶收發的調試信息。
【主權項】
1.一種SD1-12智能調試器，其特征在于:供電模塊、信號轉換模塊、信息存儲模塊、USB接口模塊、指示模塊分別與微處理器模塊連接； 所述信號轉換模塊的結構為:SD1-12與接線端子連接，接線端子分別與靜電保護電路、信號處理電路連接，靜電保護電路與信號處理電路均與USART串行外設接口連接，USART串行外設接口與微處理器模塊連接； 所述信號處理電路的結構為:第一三極管的集電極分為兩路，一路串聯10kD電阻后與+5V電源連接，另一路與第二三極管的基極連接；第一三極管的發射極接地；第一三極管的基極分為兩路，一路串聯第一個20k Ω電阻后與USART串行外設接口的TXD 口連接，另一路串聯200k Ω電阻后與+5V電源連接； 第二三極管的集電極與+5V電源連接；第二三極管的發射極分為兩路，一路串聯第二個20kQ電阻后與第三三極管的基極連接，另一路依次與第一個1kQ電阻、510kQ電阻、SD1-12 串聯； 第三三極管的集電極分為兩路，一路與USART串行外設接口的RXD 口連接，另一路串聯第二個1kQ電阻后與+5V電源連接；第二三極管的發射極接地； 在第一個1kD電阻與510kD電阻之間的連接點與地之間分別并聯了一個200kD電阻、一個6pF電容、以及一個二極管。
2.根據權利要求1所述的一種SD1-12智能調試器，其特征在于:所述供電模塊包括與微處理器模塊連接的電源模塊，所述電源模塊有USB接口供電和接線端子供電兩種模式:電源通過USB接口與電源模塊連接，實現USB接口供電.JN?12V直流電源依次通過接線端子、過流保護電路、穩壓電路與電源模塊連接，實現接線端子供電。
3.根據權利要求1所述的一種SD1-12智能調試器，其特征在于:所述USB接口模塊為:USB接口通過靜電保護電路與微處理器模塊連接。
4.根據權利要求1所述的一種SD1-12智能調試器，其特征在于:所述信息存儲模塊為Flash存儲器。
5.根據權利要求1所述的一種SD1-12智能調試器，其特征在于:所述指示模塊為LED指示電路。
6.根據權利要求1所述的一種SD1-12智能調試器，其特征在于:所述微處理器模塊還與SWD調試模塊連接。
【專利摘要】本發明涉及信號轉發器技術領域，特別是涉及一種SDI-12智能調試器。供電模塊、信號轉換模塊、信息存儲模塊、USB接口模塊、指示模塊分別與微處理器模塊連接；所述信號轉換模塊的結構為：SDI-12與接線端子連接，接線端子分別與靜電保護電路、信號處理電路連接，靜電保護電路與信號處理電路均與USART串行外設接口連接，USART串行外設接口與微處理器模塊連接。將傳統的調試器和采集器合二為一，采用主動采集和被動透傳兩種工作模式，不僅可完成原有的傳統調試器的通信轉換功能，還可根據用戶設定的參數脫離電腦主動定時采集待測設備的數據并存儲下來，解決了傳統SDI-12設備功能單一的缺陷，方便了用戶，節約了用戶經費。
【IPC分類】G06F13-38
【公開號】CN104699648
【申請號】CN201510047112
【發明人】陳英義, 于輝輝, 李源, 李翠麗, 李道亮, 高亮亮, 郭承坤, 薛佳妮, 魏曉華, 屠星月, 楊昊
【申請人】中國農業大學
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年1月29日