[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

说明书

一种基于串口网络的IO数字量监测端口扩展方法，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；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。本发明所述方法将扩展的I/O型数字量端口在其他板卡上实现，通过串口总线将测试信息传回到微处理器板卡上，这样在微处理器板卡上无需实现监测I/O型数字量相关功能的电路，从而可以使微处理器板卡更好地完成其他功能。

技术领域

本发明涉及工业控制系统的监测领域，特别是涉及一种基于串口网络的IO数字量监测端口扩展方法。

背景技术

IO(或写成I/O)型数字量是工业控制系统中常常监测的一类信号，其通常作为嵌入式系统中的开关信号，在系统的运行过程中控制系统进行从一个状态到另一个状态的转换。因此，对I/O型数字量进行实时监测可以有助于更好地了解系统的运行状态和运行进程，便于及时纠正系统运行偏差，调整系统运行节奏，提高系统运行效率。现有技术通常采用微控制器直接对I/O型数字量监测，但是，当需要监测的I/O型数字量规模超过微处理器I/O型数字量端口所能监测的最大位数时，就需要对微处理器的I/O型数字量端口进行扩展。直接的方法是在带有微处理器的板卡上面利用FPGA进行扩展，这样在使用上，微处理器就可以将扩展的I/O型数字量端口像自己原生的端口一样使用。但这样的I/O型数字量端口扩展方式会占用板卡的大量面积，同时监测板卡一般并不仅仅对I/O型数字量进行监控，各种模拟量、状态信息等等往往也都在监测之列，当因为扩展I/O型数字量端口而占据大量板卡面积时，难免影响其他监测功能的正常实现。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：提供一种基于串口网络的IO型数字量监测端口扩展方法，解决现有技术中的扩展方法式会占用板卡的大量面积，同时难免影响其他监测功能的正常实现的问题。

本发明的技术方案为：

一种基于串口网络的I/O型数字量监测端口扩展方法，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；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。

进一步地，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。

进一步地，包括，分别建立微控制器到各个带FPGA监测逻辑的监测板卡间的串口通信控制信号；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。

进一步地，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。

进一步地，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。