專利名稱：具有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的多串口擴(kuò)展板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型具有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的多串口擴(kuò)展板，屬于串口擴(kuò)展板卡技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前市場上廣泛出售的串口擴(kuò)展板卡，其采用的技術(shù)主要分兩大類:一種是基于PCI接口的串口擴(kuò)展板卡，此類板卡存在的主要問題是擴(kuò)展端口的數(shù)量少，一般每塊卡的僅能擴(kuò)展出4個(gè)端口，其次是此類板卡價(jià)格非常昂貴，因采用高速PCI，通訊的速率和實(shí)時(shí)性可以保證，但受限于板卡面積和接口，接口數(shù)量少的問題無法解決；另一種是基于獨(dú)立的嵌入式設(shè)備采用DOS等操作系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)與主機(jī)通訊，這類設(shè)備解決了擴(kuò)展端口數(shù)量少的問題，卻出現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性差的問題，同時(shí)價(jià)格也不菲，因采用網(wǎng)絡(luò)傳輸，理論上帶寬足夠，但基于windows系統(tǒng)所開發(fā)的驅(qū)動(dòng)程序，為了批量數(shù)據(jù)傳輸，都采用先緩沖再刷新的策略，造成了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性差，不能滿足對時(shí)間要求嚴(yán)格的應(yīng)用要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，所要解決的技術(shù)問題是:提供一種既有很高的傳輸速率，又具有多個(gè)擴(kuò)展端口的串口擴(kuò)展板。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:具有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的多串口擴(kuò)展板，包括處理器芯片、SPI接口和USB接口 ；所述處理器芯片通過SPI總線連接有多個(gè)SPI接口，處理器芯片通過USB總線與USB接口相連，處理器芯片內(nèi)置實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。所述實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為RT-Thread實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。所述處理器芯片采用型號為STM32F407的ARM處理器。所述SPI接口采用型號為MAX14830的SPI接口。所述SPI接口的數(shù)量為8個(gè)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是:本實(shí)用新型基于RT-Thread實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，連接8個(gè)SPI接口，對外可擴(kuò)展32路串行輸出端口，擴(kuò)展端口的能力大大超過了常見的串口擴(kuò)展卡；同時(shí)，本實(shí)用新型采用USB接口與上位機(jī)通信，不僅確保通訊速度，且數(shù)據(jù)發(fā)送最大間隔為1ms，保證了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性；本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)簡單，且采用開源免費(fèi)操作系統(tǒng)，成本較低，實(shí)用性強(qiáng)，市場廣闊。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明:

圖1是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖中:1為處理器芯片、2為SPI接口、3為USB接口、4為SPI總線、5為USB總線、6為上位機(jī)。
具體實(shí)施方式
[0014]如圖1所示，本實(shí)用新型具有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的多串口擴(kuò)展板，包括處理器芯片I和SPI接口 2和USB接口 3 ;所述處理器芯片I通過SPI總線4連接有多個(gè)SPI接口 2，處理器芯片I通過USB總線5與USB接口 3相連，處理器芯片I內(nèi)置實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。所述處理器芯片I采用型號為STM32F407的ARM處理器；所述SPI接口 2采用型號為MAX14830的SPI接口 ；所述實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為RT-Thread實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)；所述SPI接口2的數(shù)量為8個(gè)。上述處理器芯片I采用STM32F407的ARM處理器，主頻168M，支持USB2.0全速接口，采用USB接口 3與上位機(jī)6通信，不僅確保通訊速度，且數(shù)據(jù)發(fā)送最大間隔為1ms，保證了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，采用USB總線5無緩沖發(fā)送，在確保實(shí)時(shí)性的同時(shí)，也能在產(chǎn)品內(nèi)部通過周期發(fā)送算法，解決因上位機(jī)6未采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)而帶來的無法準(zhǔn)確周期性發(fā)送數(shù)據(jù)的問題；上述處理器芯片I通過SPI總線4連接有8片MAX14830的SPI接口 2，每個(gè)SPI接口 2可以擴(kuò)展4路串行端口，總共可擴(kuò)展32路串口輸出，且該芯片的SPI接口，其最高頻率達(dá)到26MHz，保證了芯片的數(shù)據(jù)吞吐量。本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)簡單，且采用開源免費(fèi)操作系統(tǒng)，成本較低，實(shí)用性強(qiáng)，市場廣闊。
權(quán)利要求1.具有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的多串口擴(kuò)展板，其特征在于:包括處理器芯片(1)、SPI接口(2)和USB接口(3);所述處理器芯片(I)通過SPI總線(4)連接有多個(gè)SPI接口(2)，處理器芯片(I)通過USB總線(5)與USB接口(3)相連，處理器芯片(I)內(nèi)置實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的多串口擴(kuò)展板，其特征在于:所述實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為RT-Thread實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的多串口擴(kuò)展板，其特征在于:所述處理器芯片(I)采用型號為STM32F407的ARM處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的多串口擴(kuò)展板，其特征在于:所述SPI接口(2)采用型號為MAX14830的SPI接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的多串口擴(kuò)展板，其特征在于:所述SPI接口(2)的數(shù)量為8個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型具有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的多串口擴(kuò)展板，屬于串口擴(kuò)展板卡技術(shù)領(lǐng)域；解決的技術(shù)問題是提供一種既有很高的傳輸速率，又具有多個(gè)擴(kuò)展端口的串口擴(kuò)展板；采用的技術(shù)方案是包括處理器芯片、SPI接口和USB接口；所述處理器芯片通過SPI總線連接有多個(gè)SPI接口，處理器芯片通過USB總線與USB接口相連，處理器芯片內(nèi)置實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為RT-Thread實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)；本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于串口擴(kuò)展領(lǐng)域。
文檔編號G06F13/38GK203025692SQ20122070168
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者丁志偉, 梁富 申請人:太原斯泰森電子科技有限公司