[发明专利]一种基于串口网络的IO数字量监测端口扩展方法

权利要求书

1.一种基于串口网络的I/O型数字量监测端口扩展方法，其特征在于，包括，

S1、将带FPGA监测逻辑的监测板卡挂接到由一块带微控制器的板卡控制的串口网络上；

S2、由分布在监测板卡上的FPGA监测逻辑对I/O型数字量进行监测，并将FPGA监测逻辑对I/O型数字量的监测结果通过串口网络传给微控制器；具体为：由分布在监测板卡上的FPGA监测逻辑对各自I/O型数字量进行监测，当被监测的I/O型数字量发生变化时，FPGA生成一帧串口数据，串口帧数据中包括被监测I/O型数字量当前的状态以及I/O型数字量发生变化的时间，其中I/O型数字量发生变化的时间为当前FPGA监测逻辑的本地时间；

S3、由微控制器完成对I/O型数字量监测结果信息的整理校正，提供监测报告；

带微控制器的板卡和带FPGA监测逻辑的监测板卡间的串口网络中的通信信号分为三类：串口通信控制信号、串口数据信号和时钟同步信号；

微控制器通过循环置每个带FPGA监测逻辑的监测板卡的串口通信控制信号有效来控制带FPGA监测逻辑的监测板卡的串口数据发送；微控制器通过发送时钟同步信号来控制带FPGA监测逻辑的监测板卡的时间与微控制器时间同步。

2.根据权利要求1所述的基于串口网络的I/O型数字量监测端口扩展方法，其特征在于，串口通信控制信号由一位I/O型控制信号构成，将各个带FPGA监测逻辑的监测板卡的一个I/O端口中的一位分别连接到微控制器的I/O型端口的不同位上，微控制器通过向带FPGA监测逻辑的监测板卡发送有效信号对应的电平信号来控制带FPGA监测逻辑的监测板卡的串口数据发送。

3.根据权利要求1所述的基于串口网络的I/O型数字量监测端口扩展方法，其特征在于，微控制器通过向带FPGA监测逻辑的监测板卡发送有效信号对应的电平信号来控制带FPGA监测逻辑的监测板卡的串口数据发送，I/O型控制信号有两种状态，选择其中一种状态作为有效状态，另一种状态即为无效状态。

4.根据权利要求1所述的基于串口网络的I/O型数字量监测端口扩展方法，其特征在于，微控制器通过循环置每个带FPGA监测逻辑的监测板卡的控制信号有效来控制带FPGA监测逻辑的监测板卡的串口数据发送，微控制器在开始状态置串口通信控制信号无效，在监测开始后，将循环置对各个带FPGA监测逻辑的监测板卡间的串口通信控制信号，带FPGA监测逻辑的监测板卡检测到串口通信控制信号有效后，则通过串口总线向微控制器发送一帧I/O监测结果数据。

5.根据权利要求1所述的基于串口网络的I/O型数字量监测端口扩展方法，其特征在于，每次置一个带FPGA监测逻辑的监测板卡的串口通信控制信号有效，在完成本次串口帧接受后置所有串口通信控制信号无效，完成本次串口帧消息处理后置下一个带FPGA监测逻辑的监测板卡对应的串口通信控制信号有效。

6.根据权利要求1所述的基于串口网络的I/O型数字量监测端口扩展方法，其特征在于，由分布在监测板卡上的FPGA监测逻辑对各自I/O型数字量进行监测，FPGA监测逻辑包括本地计时逻辑，即通过FPGA本身的晶振对本地时间进行计时，所记时间称为本地时间。

7.根据权利要求1所述的基于串口网络的I/O型数字量监测端口扩展方法，其特征在于，时钟同步信号是由微处理器发出，所有带FPGA监测逻辑的监测板卡接收的周期型脉冲信号，该周期型脉冲信号的周期T应该满足其中MaxTime_monitoring为需要进行监测的最长时间。