CN214427509U - 一种基于多种通讯接口的测试测量***嵌入式核心硬件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于多种通讯接口的测试测量***嵌入式核心硬件，包括电压采集、电流采集、脉冲采集、热电偶采集、信息存储、信息接收及处理、信息显示、USB接口、以太网接口、CAN接口、RS485接口，所述电压采集连接信息接收及处理，电流采集连接信息接收及处理，脉冲采集连接信息接收及处理，热电偶采集连接信息接收及处理，信息接收及处理连接信息存储、信息显示、USB接口、以太网接口、CAN接口、RS485接口，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本方案拥先通过XTR101放大热电偶采集的电压差，在芯片内放大信号，在通过放大器进一步放大信号，解决了在温度变化较小时检测不到温度变化的情况。

Description

一种基于多种通讯接口的测试测量***嵌入式核心硬件

技术领域

本实用新型涉及测试测量***领域，具体是一种基于多种通讯接口的测试测量***嵌入式核心硬件。

背景技术

测量***是用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环 境和假设的集合；用来获得测量结果的整个过程。一般来说，测量结果的准确度通常是值得怀疑的，因为所有的测量都受物理和电气环境的影响，并受到使用的源/测试器件/仪器的限制。因而，测量的值永远不会等于测试的DUT/性能的真实值。测量值和真实性能值之间的差别叫做误差。依据误差的来源（DUT外部），这些误差可被大致地分为随机误差和***误差。随机误差是随机的，它们来源于测试设备和测试环境的不可预测的时间或空间变化。通常难以追踪和量化随机误差如何影响DUT的测量结果。随机误差主要由RF ATE环境的变化引起，如温度变化、连接变化、仪器噪声和失真，也包含连接和线缆的误差。

目前相关的测试测量***都存在信息传输问题，有时候由于改变的信息太小，往往不会被检测出发生了改变，需要改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于多种通讯接口的测试测量***嵌入式核心硬件，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于多种通讯接口的测试测量***嵌入式核心硬件，包括电压采集、电流采集、脉冲采集、热电偶采集、信息存储、信息接收及处理、信息显示、USB接口、以太网接口、CAN接口、RS485接口，所述电压采集连接信息接收及处理，电流采集连接信息接收及处理，脉冲采集连接信息接收及处理，热电偶采集连接信息接收及处理，信息接收及处理连接信息存储、信息显示、USB接口、以太网接口、CAN接口、RS485接口。

热电偶采集，包括电源模块、降压整流滤波模块、稳压开关模块、热电偶电压检测模块、放大输出模块，所述电源模块连接降压整流滤波模块，降压整流滤波模块连接稳压开关模块，稳压开关模块连接热电偶电压检测模块、放大输出模块，热电偶电压检测模块连接放大输出模块。

作为本实用新型再进一步的方案：所述降压整流滤波模块由变压器W、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电容C1、电感L1、电阻R1所构成，稳压开关模块由开关S1、稳压器U1、二极管D5、电阻R2所构成，热电偶电压检测模块由热电偶O、电位器RP1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C2、二极管D6、集成电路U2、电阻R6所构成，放大输出模块由放大器U3、电阻R7、电位器RP2、输出信号X所构成。

变压器W的输入端连接市电电源，变压器W的输出端一端连接二极管D1的正极、二极管D3的负极，变压器W的输出端另一端连接二极管D2的正极、二极管D4的负极，二极管D1的负极连接二极管D2的负极、电容C1、电感L1，二极管D3的正极连接二极管D4的正极、电容C1的另一端、电阻R1，电感L1的另一端连接电阻R1的另一端、开关S1，开关S1的另一端连接稳压器U1的输入端，稳压器U1的接地端接地，稳压器U1的输出端连接二极管D5的正极、放大器U3的电源端、集成电路U2的8号引脚，二极管D5的负极连接电阻R2，电阻R2的另一端接地。

集成电路U2的10号引脚连接热电偶O的负极、电位器RP1，热电偶O的正极连接集成电路U2的4号引脚，集成电路U2的11号引脚连接二极管D6的正极，二极管D6的负极连接电位器RP1的另一端、电阻R4，电阻R4的另一端连接电容C2，电容C2的另一端连接电阻R5，电阻R5的另一端连接集成电路U2的3号引脚、电阻R3，电阻R3的另一端连接集成电路U2的11号引脚，集成电路U2的5号引脚连接电阻R6，电阻R6的另一端连接集成电路U2的6号引脚，集成电路U2的7号引脚连接放大器U3的同相端，放大器U3的接地端接地，放大器U3的反相端连接电阻R7、电位器RP2，电位器RP2的另一端接地，电阻R7的另一端连接放大器U3的输出端、输出信号X。

作为本实用新型再进一步的方案：所述二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4为限流二极管，二极管D5为发光二极管，二极管D6为稳压二极管。

作为本实用新型再进一步的方案：所述二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4组成桥式整流电路。

作为本实用新型再进一步的方案：所述放大器U3型号为AD8606。

作为本实用新型再进一步的方案：所述稳压器U1型号为7805。

作为本实用新型再进一步的方案：所述集成电路U2型号为XTR101。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本方案拥先通过XTR101放大热电偶采集的电压差，在芯片内放大信号，在通过放大器进一步放大信号，解决了在温度变化较小时检测不到温度变化的情况。

附图说明

图1为一种基于多种通讯接口的测试测量***嵌入式核心硬件的原理图。

图2为一种基于多种通讯接口的测试测量***嵌入式核心硬件的热电偶采集电路图。

图3为XTR101的引脚图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：请参阅图1，一种基于多种通讯接口的测试测量***嵌入式核心硬件，用于采集电流信号的电流采集，用于采集电压信号的电压采集，用于采集脉冲信号的脉冲采集，用于采集热电偶信号的热电偶采集，用于接收各个采集信号并处理的信息采集并处理，用于存储采集信息的信息存储，用于显示采集信息的信息显示，用于将RS232接口转化为USB接口的USB接口，用于将RS232接口转化为RS485接口的RS485接口，用于将RS232接口转化为CAN接口的CAN接口，用于用于将RS232接口转化为以太网接口的以太网接口，所述电压采集连接信息接收及处理，电流采集连接信息接收及处理，脉冲采集连接信息接收及处理，热电偶采集连接信息接收及处理，信息接收及处理连接信息存储、信息显示、USB接口、以太网接口、CAN接口、RS485接口。

信息接收及处理选用STM32F750单片机，STM32F750 在 STM32F7 系列中具有极高的性价比。需要扩展 QSPI Flash，所以在 STM32CubeF7 库中大部分都是提供使用外部QSPI Flash 的例程。

STM32F750为RS232接口，转化为USB接口须得经过USB转换器，可以选用MAX232，通用串行总线（英语：Universal Serial Bus，缩写：USB）是连接计算机***与外部设备的一种串口总线标准，也是一种输入输出接口的技术规范，被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品，并扩展至摄影器材、数字电视（机顶盒）、游戏机等其它相关领域；转化为RS485接口，可以选用MAX485，RS485有两线制和四线制两种接线，四线制是全双工通讯方式，两线制是半双工通讯方式。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机；转化为以太网接口，需要经过以太网控制器和网络隔离器来达到目的，以太网（ Ethernet ）是应用最广泛的局域网通讯方式，同时也是一种协议，而以太网接口就是网络数据连接的端口；转化为CAN接口，需要经过CAN扩展接收，可以选用SJA1000，CAN是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称，是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的，并最终成为国际标准（ISO 11898），是国际上应用最广泛的现场总线之一。

热电偶采集，用于提供电源的电源模块，用于降压整流滤波的降压整流滤波模块，用于稳定输出电压的稳压模块，用于检测热电偶温差情况下电压变化的热电偶电压检测模块，用于放大检测的电压信号并输出的放大输出模块，所述电源模块连接降压整流滤波模块，降压整流滤波模块连接稳压开关模块，稳压开关模块连接热电偶电压检测模块、放大输出模块，热电偶电压检测模块连接放大输出模块。

具体电路如图2所示，所述降压整流滤波模块由变压器W、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电容C1、电感L1、电阻R1所构成，稳压开关模块由开关S1、稳压器U1、二极管D5、电阻R2所构成，热电偶电压检测模块由热电偶O、电位器RP1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C2、二极管D6、集成电路U2、电阻R6所构成，放大输出模块由放大器U3、电阻R7、电位器RP2、输出信号X所构成。

变压器W的输入端连接市电电源，变压器W为降压变压器，将220V交流电变为低伏交流电，变压器W的输出端一端连接二极管D1的正极、二极管D3的负极，变压器W的输出端另一端连接二极管D2的正极、二极管D4的负极，二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4组成桥式整流电路，将交流电变为直流电，二极管D1的负极连接二极管D2的负极、电容C1、电感L1，二极管D3的正极连接二极管D4的正极、电容C1的另一端、电阻R1，电感L1的另一端连接电阻R1的另一端、开关S1，开关S1的另一端连接稳压器U1的输入端，稳压器U1的接地端接地，稳压器U1的输出端连接二极管D5的正极、放大器U3的电源端、集成电路U2的8号引脚，二极管D5的负极连接电阻R2，电阻R2的另一端接地。

集成电路U2的10号引脚连接热电偶O的负极、电位器RP1，热电偶O的正极连接集成电路U2的4号引脚，集成电路U2的11号引脚连接二极管D6的正极，二极管D6的负极连接电位器RP1的另一端、电阻R4，电阻R4的另一端连接电容C2，电容C2的另一端连接电阻R5，电阻R5的另一端连接集成电路U2的3号引脚、电阻R3，电阻R3的另一端连接集成电路U2的11号引脚，集成电路U2的5号引脚连接电阻R6，电阻R6的另一端连接集成电路U2的6号引脚，集成电路U2的7号引脚连接放大器U3的同相端，放大器U3的接地端接地，放大器U3的反相端连接电阻R7、电位器RP2，电位器RP2的另一端接地，电阻R7的另一端连接放大器U3的输出端、输出信号X，放大器U3放大集成电路U2输出的信号，保证改变量较小时也能得到数据。

本实用新型的工作原理是：闭合开关S1，电路导通，市电电源经降压整流滤波稳压使得稳压器U1（7805）输出稳定电压，热电偶O拥有两种不同的导体，在温度变化时会产生一个电压差，通过这个电压差来计算温度的改变量，热电偶O的正极连接集成电路U2（XTR101）的4号引脚，得知热电偶O的正极的电压量，10号引脚直接连接热电偶的负极，得到热电偶O的负极的电压量，11号引脚上的电压为电位器RP1、稳压二极管D6上的电压和，3号引脚上的电压为电位器RP1、电阻R4、电阻R5上的电压和，通过XTR10的内部电路对比放大热电偶O的正负极电压差，通过7号引脚输出，再经过放大器U3（AD8606）进一步放大信号，输出信号，调节电位器RP2可以调节信号放大倍数，该信号输出给单片机STM32F750进行处理得知温度信号，同时对该信号进行存储，并通过显示器显示信号，需要将该信号输出给别的设备，通过USB接口转化、RS485接口转化、以太网接口转化、CAN接口转化传输给别的设备。

实施例2，在实施例1的基础上，图3为XTR101的引脚图，XTR101是一个微型电路、4-20MA的双线变送器，电路包含高精度仪器放大器、电压控制输出电流源和双匹配精密电流基准源，是各种传感器遥控信号调节的理想组合，可用于热电偶、RTD、热敏电阻和应变计等物件。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种基于多种通讯接口的测试测量***嵌入式核心硬件，包括电压采集、电流采集、脉冲采集、热电偶采集、信息存储、信息接收及处理、信息显示、USB接口、以太网接口、CAN接口、RS485接口，其特征在于，所述电压采集连接信息接收及处理，电流采集连接信息接收及处理，脉冲采集连接信息接收及处理，热电偶采集连接信息接收及处理，信息接收及处理连接信息存储、信息显示、USB接口、以太网接口、CAN接口、RS485接口，热电偶采集，包括电源模块、降压整流滤波模块、稳压开关模块、热电偶电压检测模块、放大输出模块，所述电源模块连接降压整流滤波模块，降压整流滤波模块连接稳压开关模块，稳压开关模块连接热电偶电压检测模块、放大输出模块，热电偶电压检测模块连接放大输出模块，所述降压整流滤波模块由变压器W、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电容C1、电感L1、电阻R1所构成，稳压开关模块由开关S1、稳压器U1、二极管D5、电阻R2所构成，热电偶电压检测模块由热电偶O、电位器RP1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C2、二极管D6、集成电路U2、电阻R6所构成，放大输出模块由放大器U3、电阻R7、电位器RP2、输出信号X所构成；

变压器W的输入端连接市电电源，变压器W的输出端一端连接二极管D1的正极、二极管D3的负极，变压器W的输出端另一端连接二极管D2的正极、二极管D4的负极，二极管D1的负极连接二极管D2的负极、电容C1、电感L1，二极管D3的正极连接二极管D4的正极、电容C1的另一端、电阻R1，电感L1的另一端连接电阻R1的另一端、开关S1，开关S1的另一端连接稳压器U1的输入端，稳压器U1的接地端接地，稳压器U1的输出端连接二极管D5的正极、放大器U3的电源端、集成电路U2的8号引脚，二极管D5的负极连接电阻R2，电阻R2的另一端接地；

集成电路U2的10号引脚连接热电偶O的负极、电位器RP1，热电偶O的正极连接集成电路U2的4号引脚，集成电路U2的11号引脚连接二极管D6的正极，二极管D6的负极连接电位器RP1的另一端、电阻R4，电阻R4的另一端连接电容C2，电容C2的另一端连接电阻R5，电阻R5的另一端连接集成电路U2的3号引脚、电阻R3，电阻R3的另一端连接集成电路U2的11号引脚，集成电路U2的5号引脚连接电阻R6，电阻R6的另一端连接集成电路U2的6号引脚，集成电路U2的7号引脚连接放大器U3的同相端，放大器U3的接地端接地，放大器U3的反相端连接电阻R7、电位器RP2，电位器RP2的另一端接地，电阻R7的另一端连接放大器U3的输出端、输出信号X。

2.根据权利要求1所述的基于多种通讯接口的测试测量***嵌入式核心硬件，其特征在于，所述二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4为限流二极管，二极管D5为发光二极管，二极管D6为稳压二极管。

3.根据权利要求2所述的基于多种通讯接口的测试测量***嵌入式核心硬件，其特征在于，所述二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4组成桥式整流电路。

4.根据权利要求1所述的基于多种通讯接口的测试测量***嵌入式核心硬件，其特征在于，所述放大器U3型号为AD8606。

5.根据权利要求1所述的基于多种通讯接口的测试测量***嵌入式核心硬件，其特征在于，所述稳压器U1型号为7805。

6.根据权利要求4所述的基于多种通讯接口的测试测量***嵌入式核心硬件，其特征在于，所述集成电路U2型号为XTR101。

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