一种模块式多数据转换装置及其转换方法

1.一种模块式多数据转换装置，其特征在于：由基于ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）、电源模块、设置键盘模块、LCD显示模块和通讯模块组成，所述的通迅模块为蓝牙模块（2）、Zigbee模块（3）、CAN模块（4）、RS485模块（5）和Profibus模块（6）中的两种或多种模块，该转换装置可以根据需要在ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的通讯接口上接插可选的通讯模块，以实现多种通讯数据间的数据格式转换和数据传输的功能，其中：
ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的电压输入端与电源模块的电压输出端连接；设置键盘模块的键盘输出端与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的键盘输入I/O端连接；LCD显示模块的LCD控制端、LCD数据端分别与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的LCD控制I/O端、LCD数据端连接；蓝牙模块（2）的蓝牙控制端和蓝牙数据端通过ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的蓝牙接口分别与ARM Cortex核微处理器的蓝牙控制I/O端和蓝牙数据端连接；Zigbee模块（3）的Zigbee控制端和Zigbee数据端通过ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的Zigbee接口分别与ARM Cortex核微处理器的Zigbee控制I/O端和Zigbee数据I/O端连接；CAN模块（4）的CAN数据端通过ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的CAN接口分别与ARM Cortex核微处理器的CAN数据端连接；RS485模块（5）的RS485数据端和RS485控制端通过ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的RS485接口分别与ARM Cortex核微处理器的RS485数据端和RS485控制I/O端连接；Profibus模块（6）的Profibus控制端和Profibus数据端、Profibus地址端通过ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的Profibus接口分别与ARM Cortex核微处理器的Profibus控制I/O端口、Profibus数据端、Profibus地址端连接；ARM Cortex核微处理器的串口数据端与RS232串口模块的串口数据端连接，RS232串口模块的串口数据端与RS232设备的串口数据端连接；ARM Cortex核微处理器的EEPROM数据端、EEPROM控制端与EEPROM存储器的EEPROM数据、EEPROM控制端连接；ARM Cortex核微处理器的SRAM数据端、SRAM地址端、SRAM控制I/O端口分别与SRAM存储器的SRAM数据、SRAM地址端、SRAM控制端连接；
所述的ARM Cortex核微处理器为ARM Cortex-M4 32位微处理器或 ARM Cortex-M3 32位微处理器；
电源模块的电压输出端VDD、VCC分别与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的电压输入端VCC_5、VCC_3.3连接；ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的电压输出端VCC_3.3分别与LCD显示模块的电压输入端VCC_3.3、蓝牙模块（2）的电压输入端VCC_3.3、Zigbee模块（3）的电压输入端VCC_3.3、CAN模块（4）的电压输入端VCC_3.3、RS485模块（5）的电压输入端VCC_3.3、Profibus模块（6）的电压输入端VCC_3.3连接；ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的电压输出端VCC_5与LCD显示模块的电压输入端VCC_5连接；电源模块的接地端GND与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的接地端GND连接；ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的接地端GND分别与LCD显示模块的接地端GND、蓝牙模块（2）的接地端GND、Zigbee模块（3）的接地端GND、CAN模块（4）的接地端GND、RS485模块（5）的接地端GND、Profibus模块（6）的接地端GND连接；
ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的LCD控制I/O端口PD3、PD4、PD5分别与LCD显示模块的LCD指令控制端RS、LCD读写控制端R/W、LCD片选端CE连接；ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的LCD数据端PC[0:7]与LCD显示模块的LCD数据端DB[0:7]连接；
ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的键盘输入I/O端口PC10、PC11、PC12、PC13、PC14分别与设置键盘模块的键盘输出端左移键K1、右移键K2、上页键K3、下页键K4、设定键K5连接；ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的复位输入端Reset与设置键盘模块的复位输出端Reset连接；
ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的蓝牙数据端RXD1、TXD1分别与蓝牙接口的蓝牙数据端RXD1、TXD1连接，蓝牙接口的蓝牙数据端RXD1、TXD1分别与蓝牙模块（2）的蓝牙数据端RXD1、TXD1连接；ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的蓝牙控制I/O端口PD0、PD1分别与蓝牙接口的蓝牙控制I/O端口PD0、PD1连接，蓝牙接口的蓝牙控制I/O端口PD0、PD1分别与蓝牙模块（2）的蓝牙流控制端CTS1、RTS1连接；ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的蓝牙复位I/O端口PC8与蓝牙接口的蓝牙复位I/O端口PC8连接，蓝牙接口的蓝牙复位I/O端口PC8与蓝牙模块（2）的蓝牙复位控制端BL_RESET连接；
ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的Zigbee数据I/O端口PA4、PA5分别与Zigbee接口的Zigbee数据I/O端口PA4、PA5连接，Zigbee接口的Zigbee数据I/O端口PA4、PA5分别与Zigbee模块（3）的Zigbee数据输出端SO1、Zigbee数据输入端SI1连接；ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的Zigbee控制I/O端口PA2、PD2、PD8、PD9、PC15分别与Zigbee接口的Zigbee控制I/O端口PA2、PD2、PD8、PD9、PC15连接，Zigbee接口的Zigbee控制I/O端口PA2、PD2、PD8、PD9、PC15分别与Zigbee模块（3）的Zigbee时钟输入端SCLK1、Zigbee片选控制端CSn1、Zigbee发送缓冲控制端FIFO、Zigbee接受缓冲控制端FIFOA、Zigbee复位端ZG_RESET连接；
ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的CAN数据端CANTX、CANRX分别与CAN接口的CAN数据端CANTX、CANRX连接，CAN接口的CAN数据端CANTX、CANRX分别与CAN模块（4）的CAN数据端CANRX、CANTX连接；
ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的RS485数据端RXD2、TXD2分别与RS485接口的RS485数据端RXD2、TXD2连接，RS485接口的RS485数据端RXD2、TXD2分别与RS485模块（5）的RS485数据端RXD2、TXD2连接；ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的RS485控制I/O端口PB13、PB14分别与RS485接口的RS485控制I/O端口PB13、PB14连接，RS485接口的RS485控制I/O端口PB13、PB14分别与RS485模块（5）的RS485接收使能端RE2、RS485发送使能端TE2连接；
ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的数据端/地址端PIE[0:7]、地址端PIE[8:15]分别与Profibus接口的数据端/地址端PIE[0:7]、地址端PIE[8:15]连接，Profibus接口的数据端/地址端PIE[0:7]、地址端PIE[8:15]分别与Profibus模块（6）的Profibus数据端DB[0:7]、地址端AB[8:15]连接；ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的Profibus控制信号I/O端口PD15、PD14、PD13、PE4、PA0分别与Profibus接口的Profibus控制信号I/O端口PD15、PD14、PD13、PE4、PA0连接，Profibus接口的Profibus控制信号I/O端口PD15、PD14、PD13、PE4、PA0分别与Profibus模块（6）的Profibus读控制端RD3、Profibus写控制端WR3、地址锁存控制端ALE3、 Profibus中断输出端XINT、Profibus复位端PF_RESET连接；
ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的串口数据端TXD0、RXD0分别与RS232串口模块的串口数据端TXD0、RXD0连接；RS232串口模块的数据端TXD02、RXD02分别与RS232设备的串口数据端连接；ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的接地端GND与RS232串口模块的的接地端GND连接，RS232串口模块的接地端GND与RS232设备的接地端GND连接；
ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的I2C端口SCL、SDA分别与EEPROM存储器的I2C端口SCL、SDA连接；
ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的数据/地址端PIE[0:7]分别与锁存器的数据输入端D[0:7]、SRAM存储器的数据端DB[0:7]连接；锁存器的数据输出端Q[0:7]与SRAM存储器的地址端AB[0:7]连接；ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的地址端PIE[8:15]与SRAM存储器的地址端AB[8:15]连接；ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的地址锁存I/O控制端PJ6与锁存器的地址锁存控制端LE连接；ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的SRAM控制I/O端口PH6、PH7、PJ4、PJ5分别与SRAM存储器的片使能控制端SCE1、片使能控制端SCE2、输出使能控制端SOE、写使能控制端SWE连接。
2.根据权利要求1所述一种模块式多数据转换装置，其特征在于：所述的蓝牙模块（2）的结构为：
蓝牙模块（2）的蓝牙控制器的蓝牙数据端RXD1、TXD1分别与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的蓝牙接口的蓝牙数据端RXD1、TXD1连接，蓝牙接口的蓝牙数据端RXD1、TXD1分别与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的蓝牙数据端RXD1、TXD1连接；蓝牙模块（2）的蓝牙控制器的蓝牙流控制端CTS1、RTS1分别与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的蓝牙接口的蓝牙控制I/O端口PD0、PD1连接，蓝牙接口的蓝牙控制I/O端口PD0、PD1分别与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的蓝牙控制I/O端口PD0、PD1连接；蓝牙模块（2）的蓝牙控制器的蓝牙复位控制端BL_RESET与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的蓝牙接口的蓝牙复位I/O端口PC8连接，蓝牙接口的蓝牙复位I/O端口PC8与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的蓝牙复位I/O端口PC8连接；蓝牙模块（2）的天线输入端RF_IN、天线输出端RF_OUT与天线连接；蓝牙模块（2）的电压输入端VCC_3.3与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的电压输出端VCC_3.3连接；蓝牙模块（2）的接地端GND 与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的接地端GND连接。
3.根据权利要求1所述一种模块式多数据转换装置，其特征在于：所述的Zigbee模块（3）的结构为：
Zigbee模块（3）的Zigbee控制器的Zigbee数据输出端SO1、Zigbee数据输入端SI1分别与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的Zigbee接口的Zigbee数据I/O端口PA4、PA5连接，Zigbee接口的Zigbee数据I/O端口PA4、PA5分别与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的Zigbee数据I/O端口PA4、PA5连接；
Zigbee模块（3）的Zigbee控制器的Zigbee时钟输入端SCLK1、Zigbee片选控制端CSn1、Zigbee发送缓冲控制端FIFO、Zigbee接受缓冲控制端FIFOA、Zigbee复位端ZG_RESET分别与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的Zigbee接口的Zigbee控制I/O端口PA2、PD2、PD8、PD9、PC15连接，Zigbee接口的Zigbee控制I/O端口PA2、PD2、PD8、PD9、PC15分别与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的Zigbee控制I/O端口PA2、PD2、PD8、PD9、PC15连接；Zigbee模块（3）的天线输入端RF_IN、天线输出端RF_OUT与天线连接；Zigbee模块（3）的电压输入端VCC_3.3与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的电压输出端VCC_3.3连接；Zigbee模块（3）的接地端GND 与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的接地端GND连接。
4.根据权利要求1所述一种模块式多数据转换装置，其特征在于：所述的CAN模块（4）的结构为：
CAN模块（4）的CAN驱动器的CAN数据端 CANTX、CANRX分别与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的CAN接口的CAN数据端CANTX、CANRX连接，CAN接口的CAN数据端CANTX、CANRX分别与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的CAN数据端CANTX、CANRX连接；CAN模块（4）的电压输入端VCC_3.3与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的电压输出端VCC_3.3连接；CAN模块（4）的接地端GND 与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的接地端GND连接。
5.根据权利要求1所述一种模块式多数据转换装置，其特征在于所述的RS485模块（5）的结构为：
RS485模块（5）的RS485驱动器的RS485数据端TXD2、RXD2分别与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的RS485接口的RS485数据端RXD2、TXD2连接，RS485接口的RS485数据端RXD2、TXD2分别与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的RS485数据端RXD2、TXD2连接；RS485模块（5）的RS485驱动器的RS485接收使能端RE2、RS485发送使能端TE2 分别与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的RS485接口的RS485控制I/O端口PB13、PB14连接，RS485接口的RS485控制I/O端口PB13、PB14分别与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的RS485控制I/O端口PB13、PB14连接；RS485模块（5）的电压输入端VCC_3.3与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的电压输出端VCC_3.3连接；RS485模块（5）的接地端GND 与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的接地端GND连接。
6.根据权利要求1所述一种模块式多数据转换装置，其特征在于：所述的Profibus模块（6）的结构为：
Profibus模块（6）的Profibus控制器的Profibus数据端DB[0:7]、地址端AB[8:15]分别与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的Profibus接口的Profibus数据端/地址端PIE[0:7]、地址端PIE[8:15]连接，Profibus接口的数据端/地址端PIE[0:7]、地址端PIE[8:15]分别与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的Profibus数据端/地址端PIE[0:7]、地址端PIE[8:15]连接；Profibus模块（6）的Profibus控制器的Profibus读控制端RD3、Profibus写控制端WR3、Profibus地址锁存控制端ALE3、Profibus中断输出端XINT、Profibus复位端PF_RESET分别与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的Profibus接口的Profibus控制信号I/O端口PD15、PD14、PD13、PE4、PA0连接，Profibus接口的Profibus控制信号I/O端口PD15、PD14、PD13、PE4、PA0分别与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的ARM Cortex核微处理器的Profibus控制信号I/O端口PD15、PD14、PD13、PE4、PA0连接；Profibus模块（6）的电压输入端VCC_3.3与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的电压输出端VCC_3.3连接；
Profibus模块（6）的接地端GND 与ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）的接地端GND连接。
7.根据权利要求1所述一种模块式多数据转换装置的转换方法，其特征在于：该转换方法包括以下步骤：
1）ARM Cortex核微处理器的核心控制模块（1）上电初始化，完成模块式多数据转换装置的初始化程序和数据的加载，并将SRAM存储器的存储空间划分为：蓝牙、Zigbee、CAN、RS485、Profibus、RS232等数据通讯收发通道的缓存区；
2）用户通过设置键盘模块，对模块式多数据转换装置的各通讯模块的硬件参数进行配置，并执行相应通讯子程序的使能或屏蔽操作；
3）将各通讯模块的配置参数存储在EEPROM存储器内；
4）执行使能通讯模块的初始化子程序，完成其硬件配置参数的设置；
5）模块式多数据转换装置的数据转换与控制程序由数据帧的中断接收子程序、多数据转换处理子程序、以及轮询数据转发传输子程序等三部分组成，其中中断接收子程序负责对蓝牙模块（2）、Zigbee模块（3）、CAN模块（4）、RS485模块（5）、Profibus模块（6）、RS232等通讯模块的数据帧进行接收，根据ARM Cortex核微处理器中各模块的中断的优先等级，实现相应各通讯模块的接收数据的处理；多数据转换处理子程序负责对接收到的数据帧按照目的地地址进行检测，并按照发送的地址，依次将接受的数据帧存储到SRAM存储器各相应的数据通讯发送通道的缓存区内；轮询数据转发传输子程序则负责对SRAM存储器内的各个数据通讯发送通道的缓存区的头、尾指针是否相等进行检测，如果数据通讯发送通道的缓存区的头、尾指针不相等，依次将数据通讯发送通道的缓存区中的数据发送到各通讯模块的发送缓冲区内。

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