本实用新型涉及数据传输安全技术领域，具体涉及一种教育机器人的单片机数据加密传输电路。
背景技术：
随着科技的不断发展，对于电子芯片功能的开发与研究也越来越多，芯片的功能依托于内部的程序实现，故程序对于芯片的功能实现意义重大，但是前期对程序的研究与编定耗费人力物力大，在开发使用后容易被其他人窃取，为保护自己的研发成果，现今会对数据加密后再进行传输，但一般都是在数据传输前就对其进行加密然后传输，但在对教育机器人的单片机数据传输中，数据直接加密后通过无线传输有时会导致在使用前解码错误，无法使用。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种教育机器人的单片机数据加密传输电路。
为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种教育机器人的单片机数据加密传输电路，包括加密电路以及与加密电路输入端连接的数据收发电路，所述加密电路输出端接有芯片接口电路，所述芯片接口电路连接目标芯片，所述加密电路包括加密芯片u1，所述加密芯片u1内包括连接在一起的密钥转换模块和矢量叠加模块，所述密钥转换电路将加密密钥转换为电平信号传递给所述矢量叠加模块，所述矢量叠加模块将输入加密芯片u1中的数据与电平信号进行耦合进而完成数据的加密。
在本实用新型中，优选的，所述数据收发电路包括收发芯片u2，所述加密芯片u1与收发芯片u2连接，所述加密芯片u1将所述收发芯片u2传递的数据进行加密后再通过所述芯片接口电路传输给目标芯片使用。
在本实用新型中，优选的，所述收发芯片u2的16和17号引脚分别通过电容c25、c26接信号平衡芯片u4的3号和4号引脚。
在本实用新型中，优选的，所述平衡芯片u4的1号引脚接有无线收发器j1的1号引脚，所述无线收发器j1的2号和3号引脚接地。
在本实用新型中，优选的，所述芯片接口电路包括接口j2以及接口驱动电路。
在本实用新型中，优选的，所述接口驱动电路包括隔离芯片u9，所述隔离芯片u9的3号和6号引脚与所述加密芯片u1的31号和30号引脚连接，所述隔离芯片u9的11号、12号、13号和14号引脚通过线缆接所述目标芯片。
在本实用新型中，优选的，所述收发芯片u2的21号、23号、24号、27号、39号、40号、41号和45号与所述加密芯片u1的29号、18号、14号、10号、17号、16号、15号和41号一一对应连接。
在本实用新型中，优选的，所述加密电路还包括第一电源转换芯片u5，所述第一电源转换芯片u5将5v电压转换为3.3v，提供给所述加密芯片u1使用。
在本实用新型中，优选的，所述数据收发电路还包括第二电源转换芯片u3，所述第二电源转换芯片u3的输入接供电电源，输出接所述收发芯片u2的26号引脚。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型的系统通过加密电路以及与加密电路输入端连接的数据收发电路，加密电路与接收数据的目标芯片之间还设有芯片接口电路，原始数据通过数据收发电路的完整接收和滤波等，输入到加密电路中进行加密，加密后的电路通过芯片接口电路传输到目标芯片中，使得数据在从主控制器到目标芯片传递过程中完成数据的加密且是在传输到目标芯片前一步进行，避免了前期就加密后再传输引起的数据错误，无法使用的情况，且最主要的加密电路输入与输出端有数据收发电路以及芯片接口电路的隔离，避免了直接传输对其的影响，使整体电路更加稳定和安全。
附图说明
图1为本实用新型所述的一种教育机器人的单片机数据加密传输电路的结构框图。
图2为本实用新型所述的一种教育机器人的单片机数据加密传输电路的加密电路图。
图3为本实用新型所述的一种教育机器人的单片机数据加密传输电路的数据收发电路图。
图4为本实用新型所述的一种教育机器人的单片机数据加密传输电路的芯片接口电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请同时参见图1至图4，本实用新型一较佳实施方式提供一种教育机器人的单片机数据加密传输电路，主要用在教育机器人的单片机程序校验传输过程中，通过对传输的校验程序数据进行无线传输再加密，然后传递到需要该校验程序的目标芯片，使得目标芯片上的程序为加密程序，防止里其他人员直接通过教育机器人中的目标芯片获得校验程序等重要数据，主要包括加密电路以及与加密电路输入端连接的数据收发电路，加密电路用于对程序数据进行加密处理，数据收发电路用于对加密电路内的程序数据进行接收或发送，加密电路输出端接有芯片接口电路，芯片接口电路连接目标芯片，芯片接口电路将加密后的数据传输到目标芯片中，加密电路包括加密芯片u1，加密芯片u1内包括连接在一起的密钥转换模块和矢量叠加模块，密钥转换电路将加密密钥转换为电平信号传递给矢量叠加模块，矢量叠加模块将输入加密芯片u1中的数据与电平信号进行耦合；数据收发电路包括收发芯片u2，加密芯片u1与收发芯片u2连接，加密芯片u1将收发芯片u2传递的数据进行加密后再通过芯片接口电路传输给目标芯片使用。
具体的，加密芯片u1采用stm32系列芯片，收发芯片u2采用dw1000系列芯片，收发芯片u2与加密芯片u1连接，收发芯片u2接收主控制器的发送的原校验程序数据，然后传输到加密芯片u1中，加密芯片u1内置有密钥转换模块和矢量叠加模块，密钥转换模块将加密密钥转换为电平信号，传输到矢量叠加模块，矢量叠加模块将输入的原校验程序数据与电平信号进行耦合叠加，从而得到加密后的程序数据，加密的程序数据通过芯片接口电路传递到目标芯片中，通过在目标芯片接收前对其进行加密，避免了加密后的程序数据经过多次的传输和转换到达目标芯片后无法使用。
在本实施方式中，收发芯片u2的16和17号引脚分别通过电容c25、c26接信号平衡芯片u4的3号和4号引脚，平衡芯片u4的1号引脚接有无线收发器j1的1号引脚，无线收发器j1的2号和3号引脚接地。
具体的，平衡芯片u4采用hhm1595a1系列芯片，平衡芯片u4的1号引脚接有无线收发器j1，无线收发器j1可接收或发送无线电波，无线收发器j1将接收到的信号传递到平衡芯片u4中，平衡芯片u4的3号和4号引脚通过电容c25、c26连接收发芯片u2的16和17号引脚，平衡芯片u4将接收的信号滤波和调节后输入到收发芯片u2中，从而实现平衡芯片u4与收发芯片u2的数据传输。
在本实施方式中，芯片接口电路包括接口j2以及接口驱动电路，接口j2采用c8051_jtag系列接口，主要用来实现加密芯片u1与目标芯片的连接，接口驱动电路实现对接口j2及接口j2连接的传输线缆的驱动及隔离。
在本实施方式中，接口驱动电路包括隔离芯片u9，隔离芯片u9的3号和6号引脚与加密芯片u1的31号和30号引脚连接，隔离芯片u9的11号、12号、13号和14号引脚通过线缆接目标芯片，u9用来防止发生输出短路以及总线竞争导致功耗过大的情况。
具体的，隔离芯片u9采用adm2484e或adm2491e系列芯片，隔离芯片u9的3号和6号引脚与加密芯片u1的31号和30号引脚连接，31号和30号引脚还与矢量叠加模块连接，加密后的数据通过加密芯片u1的30号引脚输出给到隔离芯片u9，从隔离芯片u9的6号引脚进入隔离芯片u9内，隔离芯片u9将加密数据转换成复合422通讯传输数据后从11号和12号引脚输出，通过通讯线缆传输到目标芯片内。
在本实施方式中，收发芯片u2的21号、23号、24号、27号、39号、40号、41号和45号与加密芯片u1的29号、18号、14号、10号、17号、16号、15号和41号一一对应连接。
具体的，收发芯片u2的39号引脚输出从平衡芯片u4传递的校验程序数据，并通过加密芯片u1的17号引脚进入加密芯片u1中，17号引脚内还与矢量叠加模块连接，将原数据传输到矢量叠加模块以完成与加密电平信号的叠加；同时收发芯片u2的41号引脚发送同步时钟脉冲给加密芯片u1，收发芯片u2的24号引脚与加密芯片u1的14号引脚连接，实现二者之间片选信号的传递；片选信号为电平信号，当加密芯片u1接收高电平信号时，控制收发芯片u2与加密芯片u1之间的开始数据传输，收发芯片u2的27号引脚接加密芯片u1的10号引脚，传输的为复位信号；收发芯片u2的21号引脚接加密芯片u1的29号引脚，在收发芯片u2无工作时发送低电平信号给加密芯片u1，停止加密芯片u1与接口j2的数据传输，收发芯片u2的23号引脚接加密芯片u1的18号引脚，当收发芯片u2离开睡眠状态工作时，23号引脚输出高电平信号给加密芯片u1的18号引脚，提前对加密芯片u1的adc通道进行设置，为后续的数据传输做准备，收发芯片u2的45号引脚与加密芯片u1的41号引脚连接，用于实现加密芯片u1的软件iic通讯。
进一步的，加密芯片u1的16号引脚与收发芯片u2的40号引脚连接，实现加密芯片u1对收发芯片u2的数据传输，依据实际需要，目标芯片通过隔离芯片u9的13号和14号引脚输入数据，数据通过3号引脚输出到加密芯片u1的31号中，加密芯片u1通过16号引脚再向收发芯片u2传递数据，收发芯片u2通过平衡芯片u4再通过无线收发器j1向外部无线传输数据，从而完成了数据的从目标芯片到主控制器的反向传输。
在本实施方式中，加密电路还包括第一电源转换芯片u5，第一电源转换芯片u5将5v电压转换为3.3v，提供给加密芯片u1使用，第一电源转换芯片u5可采用tps79901系列芯片。
在本实施方式中，数据收发电路还包括第二电源转换芯片u3，第二电源转换芯片u3的输入接供电电源，输出接收发芯片u2的26号引脚，第二电源转换芯片u3可采用lxdc2hl_18a系列芯片。
工作原理：
主控制器作为整体的控制，在向目标芯片传输校验程序等数据时，为保证数据的安全性以及防止他人窃取，会进行加密，程序数据首先通过无线收发器j1接收、平衡芯片u4处理进入到收发芯片u2中，通过收发芯片u2整合，由收发芯片u2的39号引脚输出到加密芯片u1的17号引脚，通过17号引脚进入矢量叠加模块，在发送信号的同时密钥转换电路工作，将加密密钥转换为电平信号也输入到矢量叠加模块，矢量叠加模块对电平信号与原数据信号进行耦合，完成对原始程序数据的加密，加密后的数据从加密芯片u1的30和31号引脚输出，进入到隔离芯片u9中，经过隔离芯片u9转化后从其11号与12号引脚输出，通过接口j2与目标芯片采用422通讯协议通讯连接，实现加密后数据的传递。
上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。
1.一种教育机器人的单片机数据加密传输电路，其特征在于，包括加密电路以及与加密电路输入端连接的数据收发电路，所述加密电路输出端接有芯片接口电路，所述芯片接口电路连接目标芯片，所述加密电路包括加密芯片u1，所述加密芯片u1内包括连接在一起的密钥转换模块和矢量叠加模块，所述密钥转换电路将加密密钥转换为电平信号传递给所述矢量叠加模块，所述矢量叠加模块将输入加密芯片u1中的数据与电平信号进行耦合进而完成数据的加密。
2.根据权利要求1所述的一种教育机器人的单片机数据加密传输电路，其特征在于，所述数据收发电路包括收发芯片u2，所述加密芯片u1与收发芯片u2连接，所述加密芯片u1将所述收发芯片u2传递的数据进行加密后再通过所述芯片接口电路传输给目标芯片使用。
3.根据权利要求2所述的一种教育机器人的单片机数据加密传输电路，其特征在于，所述收发芯片u2的16和17号引脚分别通过电容c25、c26接信号平衡芯片u4的3号和4号引脚。
4.根据权利要求3所述的一种教育机器人的单片机数据加密传输电路，其特征在于，所述平衡芯片u4的1号引脚接有无线收发器j1的1号引脚，所述无线收发器j1的2号和3号引脚接地。
5.根据权利要求1所述的一种教育机器人的单片机数据加密传输电路，其特征在于，所述芯片接口电路包括接口j2以及接口驱动电路。
6.根据权利要求5所述的一种教育机器人的单片机数据加密传输电路，其特征在于，所述接口驱动电路包括隔离芯片u9，所述隔离芯片u9的3号和6号引脚与所述加密芯片u1的31号和30号引脚连接，所述隔离芯片u9的11号、12号、13号和14号引脚通过线缆接所述目标芯片。
7.根据权利要求2所述的一种教育机器人的单片机数据加密传输电路，其特征在于，所述收发芯片u2的21号、23号、24号、27号、39号、40号、41号和45号与所述加密芯片u1的29号、18号、14号、10号、17号、16号、15号和41号一一对应连接。
8.根据权利要求1所述的一种教育机器人的单片机数据加密传输电路，其特征在于，所述加密电路还包括第一电源转换芯片u5，所述第一电源转换芯片u5将5v电压转换为3.3v，提供给所述加密芯片u1使用。
9.根据权利要求2所述的一种教育机器人的单片机数据加密传输电路，其特征在于，所述数据收发电路还包括第二电源转换芯片u3，所述第二电源转换芯片u3的输入接供电电源，输出接所述收发芯片u2的26号引脚。
技术总结