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专利号: 2019106587619
申请人: 成都航空职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种KNX仿真器,其特征在于,包括MCU主控电路、RS232通讯电路、RS485通讯电路、KNX信号分压限流电路、信号仿真接口、KNX信号与USB信号互转电路、3.3V稳压电路和扩展电源电路;

所述信号仿真接口分别与RS232通讯电路、RS485通讯电路、3.3V稳压电路、扩展电源电路和KNX信号与USB信号互转电路连接;

所述3.3V稳压电路分别与MCU主控电路和KNX信号与USB信号互转电路连接;

所述信号仿真接口与KNX信号分压限流电路连接;

所述MCU主控电路分别与KNX信号分压限流电路、信号仿真接口、RS485通讯电路和RS232通讯电路连接。

2.根据权利要求1所述的KNX仿真器,其特征在于,所述信号仿真接口包括信号仿真接口P1和信号仿真接口P2,所述信号仿真接口P1分别与扩展电源电路和KNX信号分压限流电路连接,所述信号仿真接口P2分别与RS232通讯电路、MCU主控电路、KNX信号分压限流电路、RS485通讯电路、3.3V稳压电路和KNX信号与USB信号互转电路连接。

3.根据权利要求2所述的KNX仿真器,其特征在于,所述3.3V稳压电路的外围接口包括:

5V端、3V3端和GND端;所述3.3V稳压电路的5V端与信号仿真接口P2的5V接口连接;所述3.3V稳压电路的GND端与信号仿真接口P2的GND接口连接;所述3.3V稳压电路包括:接地电容C32、接地电容C33、接地电容C34、接地电容C35和稳压芯片LM1117T-3.3;所述稳压芯片LM1117T-3.3的Vin端分别与接地电容C34和接地电容C32连接,并作为3.3V稳压电路的5V端;所述稳压芯片LM1117T-3.3的Vout端分别与接地电容C33和接地电容C35连接,并作为

3.3V稳压电路的3V3端;所述稳压芯片LM1117T-3.3的GND端分别与接地电容C32的接地端、接地电容C33的接地端、接地电容C34的接地端和接地电容C35的接地端连接,并作为3.3V稳压电路的GND端。

4.根据权利要求3所述的KNX仿真器,其特征在于,所述MCU主控电路的外围接口包括:

3V3端和GND端;所述MCU主控电路包括:主控芯片STM32F103RCT6、下载接口P3、电阻R1、接地电阻R2、模式切换接口P6、接地电容C1、接地电容C2、接地电容C3、接地电容C4、接地电容C5、接地电容C6、接地电容C7、接地电容C8、接地电容C9、接地电容C10、接地电容C12、晶振Y2、晶振Y1和按键SW-PB;所述下载接口P3的NRST接口分别与按键SW-PB的一端、接地电容C12和主控芯片STM32F103RCT6的NRST引脚连接;所述下载接口P3的SWCLK1接口与主控芯片STM32F103RCT6的PA14引脚连接,所述下载接口P3的SWDIO1接口与主控芯片STM32F103RCT6的PA13引脚连接;所述晶振Y2的一端分别与主控芯片STM32F103RCT6的PD1引脚和接地电容C9连接,所述晶振Y2的另一端分别与主控芯片STM32F103RCT6的PD0-OSC_IN引脚和接地电容C10连接;所述晶振Y1的一端分别与接地电容C1和主控芯片STM32F103RCT6的PC15-OSC32_OUT引脚连接,所述晶振Y1的另一端分别与接地电容C8和主控芯片STM32F103RCT6的PC14-OSC32_IN引脚连接;所述电阻R1的一端与模式切换接口P6的3引脚连接,所述接地电阻R2与模式切换接口P6的1引脚连接;所述主控芯片STM32F103RCT6的VBAT引脚分别与主控芯片STM32F103RCT6的VDD_1引脚、VDD_2引脚、VDD_3引脚、VDD_4引脚以及VDDA引脚、接地电容C2、接地电容C3、接地电容C4、接地电容C5、接地电容C6、接地电容C7、电阻R1的另一端和下载接口P3的3V3接口连接,并作为MCU主控电路的3V3端;所述主控芯片STM32F103RCT6的VSS_1引脚分别与主控芯片STM32F103RCT6的VSS_2引脚、VSS_3引脚、VSS_4引脚以及VSSA引脚、接地电容C2的接地端、接地电容C3的接地端、接地电容C4的接地端、接地电容C5的接地端、接地电容C6的接地端、接地电容C7的接地端、接地电阻R2的接地端、接地电容C9的接地端、接地电容C10的接地端、接地电容C1的接地端、接地电容C8的接地端、接地电容C12的接地端和按键SW-PB的另一端连接,并作为MCU主控电路的GND端;所述MCU主控电路的3V3端与

3.3V稳压电路的3V3端连接,所述MCU主控电路的GND端与3.3V稳压电路的GND端连接。

5.根据权利要求4所述的KNX仿真器,其特征在于,所述RS232通讯电路的外围接口包括:5V端和GND端;所述RS232通讯电路包括:通讯芯片MAX232AESE、接地电容C44、电容C45、电容C47、电容C46、接地电容C48和RS232接口P10;所述通讯芯片MAX232AESE的1引脚通过电容C45与通讯芯片MAX232AESE的3引脚连接,所述通讯芯片MAX232AESE的4引脚通过电容C47与通讯芯片MAX232AESE的5引脚连接,所述通讯芯片MAX232AESE的2引脚与电容C46的一端连接,所述通讯芯片MAX232AESE的16引脚分别与电容C46的另一端、接地电容C44和RS232接口的1引脚连接,并作为RS232通讯电路的5V端;所述通讯芯片MAX232AESE的7引脚与RS232接口的3引脚连接,所述通讯芯片MAX232AESE的8引脚与RS232接口的4引脚连接,所述通讯芯片MAX232AESE的6引脚与接地电容C48连接,所述RS232接口的2引脚分别与接地电容C48的接地端、接地电容C44的接地端和通讯芯片MAX232AESE的15引脚连接,并作为RS232通讯电路的GND端;所述RS232通讯电路的5V端与信号仿真接口P2的5V接口连接,所述RS232通讯电路的GND端与信号仿真接口P2的GND接口连接,所述通讯芯片MAX232AESE的10引脚与主控芯片STM32F103RCT6的PB11引脚连接,所述通讯芯片MAX232AESE的9引脚与主控芯片STM32F103RCT6的PB10引脚连接。

6.根据权利要求4所述的KNX仿真器,其特征在于,所述RS485通讯电路的外围接口包括:5V端和GND端;所述RS485通讯电路包括:通讯芯片SP3485和接地电容C11;所述通讯芯片SP3485的VCC引脚与接地电容C11连接,并作为RS485通讯电路的5V端;所述RS485通讯电路的GND引脚与接地电容C11的接地端连接,并作为RS485通讯电路的GND端;所述通讯芯片SP3485的RO引脚与主控芯片STM32F103RCT6的PC11引脚连接,所述通讯芯片SP3485的RE引脚分别与通讯芯片SP3485的DE引脚和主控芯片STM32F103RCT6的PA15引脚连接,所述通讯芯片SP3485的DI引脚与主控芯片STM32F103RCT6的PC10引脚连接,所述通讯芯片SP3485的B引脚与信号仿真接口P2的485B接口连接,所述通讯芯片SP3485的A引脚与信号仿真接口P2的485A接口连接,所述RS485通讯电路的5V端与信号仿真接口P2的5V接口连接,所述RS485通讯电路的GND端与信号仿真接口P2的GND接口连接。

7.根据权利要求4所述的KNX仿真器,其特征在于,所述KNX信号与USB信号互转电路包括KNX总线电路、双通道隔离电路和KNX下载电路;所述KNX总线电路的KNX总线芯片为NCN5130,所述双通道隔离电路的双通道隔离芯片为ADUM1201,所述KNX下载电路的MCU为STM32F103T8U6,所述KNX总线电路与双通道隔离电路连接,所述双通道隔离电路与KNX下载电路连接。

8.根据权利要求7所述的KNX仿真器,其特征在于,所述KNX总线电路的外部接口包括3_

3端和GND端;所述KNX总线电路的3_3端与双通道隔离电路连接,所述KNX总线电路的GND端与3.3V稳压电路的GND端连接,KNX总线电路包括:KNX接口、二极管D2、二极管D1、电阻R72、电阻R81、电阻R82、电容C17、接地电容C21、接地电容C22、接地电容C23、电容C19、电感L1、电阻R73、接地电容C24、接地电容C14、接地电容C16、接地电容C18、接地电容C20和晶振Y4;KNX接口的2脚分别与二极管D1的正极和二极管D2的正极连接,所述二极管D1的负极分别与电容C17的一端、芯片NCN5130的VBUS1引脚、电阻R72的一端、电阻R81的一端和电阻R82的一端连接,所述电容C17的另一端与芯片NCN5130的CCP引脚连接;所述电阻R72的另一端分别与电阻R81的另一端、电阻R82的另一端和芯片NCN5130的TXO引脚连接;所述芯片NCN5130的CAV引脚与接地电容C21连接,所述芯片NCN5130的VFILT引脚分别与接地电容C22和与芯片NCN5130的VIN引脚连接,所述芯片NCN5130的V20V引脚与接地电容C23连接,所述芯片NCN5130的CEQ1引脚通过电容C19与芯片NCN5130的CEQ2引脚连接;所述芯片NCN5130的VSW1引脚与电感L1的一端连接,所述电感L1的另一端分别与芯片NCN5130的VDD1M引脚和电阻R73的一端连接;所述电阻R73的另一端分别与接地电容C24和芯片NCN5130的VDD1引脚、VDDA引脚以及VDDD引脚连接,并作为KNX总线电路的3_3端;所述芯片NCN5130的XTAL2引脚分别与晶振Y4的一端和接地电容C18连接,所述芯片NCN5130的XTAL1引脚分别与晶振Y4的另一端和接地电容C20连接,所述芯片NCN5130的VDDA引脚与接地电容C14连接,所述芯片NCN5130的VDDD引脚与接地电容C16连接,所述芯片NCN5130的VSSA引脚分别与KNX接口的1脚、二极管D2的负极、接地电容C21的接地端、接地电容C22的接地端、接地电容C23的接地端、接地电容C24的接地端、接地电容C14的接地端、接地电容C16的接地端、接地电容C18的接地端、接地电容C20的接地端和芯片NCN5130的VBUS2引脚、VSS1引脚、VSS2引脚、VSSD引脚、XSEL引脚、SCK/UC2引脚、CSB/UC1引脚、TREQ引脚、MODE2引脚以及MODE1引脚连接,并作为KNX总线电路的GND端;所述芯片NCN5130的SDO/TXD引脚与双通道隔离芯片ADUM1201的VOA引脚连接,所述芯片NCN5130的SDI/RXD引脚与双通道隔离芯片ADUM1201的VIB引脚连接。

9.根据权利要求8所述的KNX仿真器,其特征在于,所述KNX下载电路的外部接口包括:

3V3端、5V端和GND端;所述KNX下载电路的3V3端与3.3V稳压电路的3V3端连接,所述KNX下载电路的5V端与信号仿真接口P2的5V接口连接,所述KNX下载电路的GND端与3.3V稳压电路的GND端连接;所述KNX下载电路包括:接地电阻R84、电阻R83、按键S1、接地电容C31、电阻R3、电阻R4、电阻R88、三极管Q1、电阻R89、双USB接口、下载接口P5、晶振Y3、接地电容C13、接地电容C15、接地电容C25、接地电容C26、接地电容C27、接地电容C28、电阻R74、接地电阻R75、模式切换接口P8、电阻R85、接地电容C49、电阻R86、电阻R87、二极管LED1和二极管LED2;所述芯片STM32F103T8U6的PA1引脚与电阻R83的一端连接,所述电阻R83的另一端分别与接地电阻R84和按键S1的一端连接,所述按键S1的另一端与芯片STM32F103T8U6的VDD_1引脚、VDD_2引脚、VDD_3引脚以及VDDA引脚、接地电容C31、三极管Q1的发射极、接地电容C25、接地电容C26、接地电容C27、接地电容C28、电阻R74的一端、电阻R85的一端和下载接口P5的2引脚连接,并作为KNX下载电路的3V3端;所述芯片STM32F103T8U6的PA11引脚与电阻R3的一端连接,所述电阻R3的另一端分别与双USB接口的6引脚和2引脚连接,所述芯片STM32F103T8U6的PA12引脚分别与电阻R4的一端和电阻R88的一端连接,所述电阻R4的另一端分别与双USB接口的3引脚和7引脚连接,所述电阻R88的另一端与三极管Q1的集电极连接,所述三极管Q1的基极与电阻R89的一端连接,所述电阻R89的另一端与芯片STM32F103T8U6的PB7引脚连接,所述芯片STM32F103T8U6的OSC_IN/PD0引脚分别与晶振Y3的一端和接地电容C13连接,所述芯片STM32F103T8U6的OSC_OUT/PD1分别与晶振Y3的另一端和接地电容C15连接,所述芯片STM32F103T8U6的BOOT0引脚与模式切换接口P8的2引脚连接,所述模式切换接口P8的3引脚与电阻R74的另一端连接,所述模式切换接口P8的1引脚与接地电阻R75连接,所述芯片STM32F103T8U6的NRST引脚分别与电阻R85的另一端和接地电容C49连接,所述芯片STM32F103T8U6的PB5引脚与电阻R86的一端连接,所述芯片STM32F103T8U6的PB6引脚与电阻R87的一端连接,所述电阻R86的另一端与二极管LED1的正极连接,所述电阻R87的另一端与二极管LED2的正极连接,所述下载接口P5的3引脚与芯片STM32F103T8U6的PA13/JTMS/SWDIO引脚连接,所述下载接口P5的4引脚与芯片STM32F103T8U6的PA14/JTCK/SWCLK引脚连接,所述芯片STM32F103T8U6的VSS_1引脚分别与芯片STM32F103T8U6的VSS_2引脚、VSS_3引脚以及VSSA引脚、接地电阻R84的接地端、接地电容C31的接地端、双USB接口的4引脚、双USB接口的8引脚、接地电容C13的接地端、接地电容C15的接地端、接地电容C18的接地端、接地电容C20接地端、接地电容C25的接地端、接地电容C26的接地端、接地电容C27的接地端、接地电容C28的接地端、接地电阻R75的接地端、接地电容C49的接地端、二极管LED1的负极、二极管LED2的负极和下载接口P5的1引脚连接,并作为KNX下载电路的GND端;所述芯片STM32F103T8U6的PA2引脚与双通道隔离芯片ADUM1201的VIA引脚连接,所述芯片STM32F103T8U6的PA3引脚与双通道隔离芯片ADUM1201的VOB引脚连接。

10.根据权利要求2所述的KNX仿真器,其特征在于,所述扩展电源电路的外围接口包括:24V端、12V端和GND端;所述扩展电源电路的24V端与信号仿真接口P1的24V接口连接,所述扩展电源电路的GND端与信号仿真接口P1的GND接口连接,所述扩展电源电路的12V端与信号仿真接口P1的12V接口连接;所述扩展电源电路包括:电源芯片MP1591、电阻R76、接地电阻R78、电阻R77、电阻R79、接地电阻R80、接地电容C40、二极管D3、电容C36、电感LI1、接地电容C39、接地电容C37、接地电容C38、接地电容C43和接地电容C42;所述电源芯片MP1591的IN引脚分别与接地电容C42、电阻R76的一端和接地电容C40连接,并作为扩展电源电路的

24V端;所述电阻R76的另一端分别与接地电阻R78和电源芯片MP1591的EN引脚连接,所述二极管D3的负极分别与电容C36的一端、电感LI1的一端和电源芯片MP1591的SW引脚连接,所述电容C36的另一端与电源芯片MP1591的BST引脚连接,所述电感LI1的另一端分别与接地电容C39、接地电容C37、接地电容C38和电阻R79的一端连接,并作为扩展电源电路的12V端;

所述电阻R77的一端与电源芯片MP1591的COMP引脚连接,所述电阻R77的另一端与接地电容C43连接,所述接地电阻R80分别与电阻R79的另一端和电源芯片MP1591的FB引脚连接,所述电源芯片MP1591的GND端分别与接地电容C42的接地端、接地电阻R78的接地端、接地电容C40的接地端、二极管D3的正极、接地电阻R80的接地端、接地电容C43的接地端、接地电容C39的接地端、接地电容C37的接地端和接地电容C38的接地端连接,并作为扩展电源电路的GND端。