简 介： 本文给出了改在 ESP32 形成万用表联网转换模块过程。 经过改造之后，便可以通过 UDP 来访问万用联网数据了。

关键词： 万用表，ESP32

01 万用表联网

一、背景介绍

  由于所使用的 计算机Windows突然检测不到 USB串口线 ，在 读取万用表USB串口模块 制作了利用 CH340 读取串口的模块，但后来这款串口模块也无法识别。 现在利用在 利用ESP32构造一个ZIGBEE的网络发送转接 所使用到的 ESP32模块改在一款 WiFi转换成 RS232 串口，这样便可以摆脱对于计算机UART依赖，直接通过实验室中的 WiFi 来完成对于万用表网络的访问，获得万用表测量信息。

二、制作转接板

1、ESP32转接模块

  ESP32 MicroPython 模块使用 ESP32模块转接板 ，在面包板上搭建与 MAX3232 的接口电路。

（1）ESP32模块

  后面又找到了一个用于调试的 ESP32 计时系统，下面还是基于这款模块完成模块改造。

  利用其中的 UART1 比较方便外出引出接口。

（2）引出接口

 Ⅱ.引出接口定义

 Ⅲ.焊接输出管脚

  根据 ESP32 计时系统的原理图，如下引出 UART1 的接口。

  ESP32 的 UART 对应的管脚为：

  经过测试，直接使用UART1 在 PIN9,PIN10上没有输出，现在修改的模式则是利用 UART2 在 GPIO12(RX），GPIO14（TX）上完成输入输出的设置。

（3）ESP32刷新固件

  利用 Thonny 对于 ESP32 固件进行刷新。具体方法可以参见 ESP-12F模块转接板测试版调试说明，下载MicroPython程序。ESP8266-12F 。

2、测试ESP32模块

  测试 ESP32 的UART1功能。经过测试之后，验证 UART 的功能正常。

from machine                import Pin,UART
import time
import machine

machine.freq(240000000)
uart1 = UART(2, baudrate=115200, rx=12, tx=14, timeout=10)

bz1 = Pin(21, Pin.OUT)
bz1.on()
time.sleep_ms(50)
bz1.off()
print("Test LED")

while True:
    uart1.write('hello')
    b = uart1.read(5)
    print(b)

    time.sleep_ms(250)

3、MAX3232转接模块

  由于所使用的 MAX3232 模块都是表贴模块，所以利用 一分钟制版方法 搭建具有100mil 测插针接口的小板，便于在面包板上与前面 ESP32 测试版进行连接。

（1）转接板设计

  设计转接板，下面给出了原理图以及快速制版的 PCB 设计图。

AD\Test\2022\MAX3232SIP.SchDoc

（2）转接板调试

  下面测试电平转接板的功能。 利用前面 ESP32 的 UART 发送与接收 “hello” 字符串。 测量输出信号的电平以，以及短接 UART 的 RX，TX 的管脚。可以获得发送与接收的字符串。

三、连接万用表网络

1、读取数据

  根据原来的万用表读取程序 ： ShowPannelResult() ，获得万用表网络读取协议。下面程序表明，读取万用表的周期为 25ms。

//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TMainForm::Timer1Timer(TObject *Sender) {
    static int nShowResultCount = 0;
    if((nShowResultCount ++) >= 25) {
        nShowResultCount = 0;
        if(m_nShowResultFlag) {
            ShowPannelResult();
        }
    }
}

  读取数据与解析数据程序片段。

int GetMeterValueAll(double * lfResult) {
    unsigned char ucBuffer[1024];
    ClearPort(PORT1);
    SendChar(0x55, PORT1);

    unsigned char ucChar;
    if(ReceCharL(&ucChar, PORT1, 20)) return 0;
    if(ucChar != 0x55) return 0;
    unsigned char ucMask;
    if(ReceCharL(&ucMask, PORT1, 20)) return 0;
    int nLength = ucMask;

    int i;
    for(i = 0; i < nLength; i ++) {
        if(ReceChar(&ucChar, PORT1)) return 0;
        ucBuffer[i] = ucChar;
        ucMask += ucChar;
    }

    if(ReceChar(&ucChar, PORT1)) return 0;
    if(ucChar != (ucMask ^ 0xff)) return 0;
    if(ReceChar(&ucChar, PORT1)) return 0;
    if(ucChar != 0xaa) return 0;

    float * p;
    int nNumber = nLength / 4;
    for(i = 0; i < nNumber; i ++) {
        p = (float *)&ucBuffer[i * 4];
        *(lfResult + i) = *(p);
    }

    return nNumber;
}

2、连接接口定义

  定义与万用表联网 RS232 接口定义。 将这个接口定义与 PC UART 的定义相同。 也就是 DB9 的管脚中定义为：

• PIN2：RXD
• PIN3：TXD
• PIN5：GND

3、测试读取万用表网络

  利用下面程序，通过发送 0x55 字符之后，接收后面的数据。

from machine                import Pin,UART
import time
import machine

machine.freq(240000000)
uart1 = UART(2, baudrate=115200, rx=12, tx=14, timeout=100)

bz1 = Pin(21, Pin.OUT)
bz1.on()
time.sleep_ms(50)
bz1.off()
print("Test LED")

while True:
    _ = uart1.write(bytes([0x55]))
    b = uart1.read(50)
    print(b)

    time.sleep_ms(10)

  下面是接收到的万用表的信息。

b'U\x10\x83\xa8{7\xd6\xe5\x9484\x807\xba\x00\x00\x00\x00\xe6\xaa'
b'U\x10\x83\xa8{7\xd6\xe5\x9484\x807\xba\x00\x00\x00\x00\xe6\xaa'
b'U\x10\x8b\xe1j7\x93\x17\x9984\x807\xba\x00\x00\x00\x00\xc2\xaa'
b'U\x10:\x9b\x8e7\x93\x17\x9984\x807\xba\x00\x00\x00\x005\xaa'
b'U\x10:\x9b\x8e7\x93\x17\x9984\x807\xba\x00\x00\x00\x005\xaa'
b'U\x10\x83\xa8{70b\x9f84\x807\xba\x00\x00\x00\x00\x04\xaa'
b'U\x10:\x9b\x8e70b\x9f84\x807\xba\x17\xb7\xd1\xb8\xf0\xaa'
b'U\x10:\x9b\x8e70b\x9f84\x807\xba\x17\xb7\xd1\xb8\xf0\xaa'
b'U\x100b\x9f7\x93\x17\x998RI\x1d\xba\x00\x00\x00\x00\x9a\xaa'
b'U\x100b\x9f7\x93\x17\x998RI\x1d\xba\x00\x00\x00\x00\x9a\xaa'
b'U\x10:\x9b\x8e7r0\x9b8RI\x1d\xba\x00\x00\x00\x00n\xaa'

四、UDP连接与发送

1、转发Python程序

  下面是最终的 ESP32 MicroPython 程序。

from machine                import Pin,UART
import time
import machine
import usocket,network

machine.freq(240000000)
uart1 = UART(2, baudrate=115200, rx=16, tx=17, timeout=50)

bz1 = Pin(21, Pin.OUT)
bz1.on()
time.sleep_ms(50)
bz1.off()
wlan = network.WLAN(network.STA_IF)
wlan.active(False)

wlan.active(True)
time.sleep_ms(100)
wlan.connect('TENDA626A', 'gniqouhz')

bz1.on()

while not wlan.isconnected():
    time.sleep_ms(100)

wlan.ifconfig()
bz1.off()

us = usocket.socket(usocket.AF_INET, usocket.SOCK_DGRAM)
sockaddr = usocket.getaddrinfo('0.0.0.0', 7654)[0][-1]
us.bind(sockaddr)

count = 0

while True:
    data,addr = us.recvfrom(1024)

    if len(data) > 0:
        _ = uart1.write(bytes([0x55]))

        count += 1
        if count >= 10:
            count = 0
            bz1.on()
            time.sleep_ms(5)
            bz1.off()

        b = uart1.read(50)

        if type(b) == bytes:            
            if len(b) > 0:
                us.sendto(b, addr)

2、修改 MEGA程序

  上位机软件：

D:\zhuoqing\window\cb\MyResearch\Test\TestAD5344\M8BL_BAS\M8BL_BAS.exe

  修改后的程序，能够完成原来基于 UART 的程序功能。

※ 总  结 ※

  本文给出了改在 ESP32 形成万用表联网转换模块过程。 经过改造之后，便可以通过 UDP 来访问万用联网数据了。

利用 TENDA无线服务器中的 DHCP 服务器进行静态IP分配。可以使得接入ESP32 的IP地址固定了。 本文中的ESP32的接入IP地址为：115.

■ 相关文献链接:

• USB转UART模块驱动问题：Z-TEK
• 读取万用表USB串口模块
• 利用ESP32构造一个ZIGBEE的网络发送转接
• ESP32模块转接板
• ESP-12F模块转接板测试版调试说明，下载MicroPython程序。ESP8266-12F
• 一分钟制版方法

● 相关图表链接:

• 图1.2.1 基于ESP32的MicroPython测试模块
• 图1.2.2 ESP32计时系统
• 图A1.2.3 改造ESP32输出接口
• 图1.2.4 焊接引出UART1接口
• 图1.2.5 ESP32 UART 缺省管脚
• 图1.2.3 Altium Design设计的转接板
• 图1.2.7 焊接后测试RS3232功能
• 图1.2.8 测试转接板的输出RS232信号
• 图1.3.1 接口定义
• 图1.4.1 测试后的程序