一种串口半/全双工测试工具的制作方法

1.本实用新型涉及串口通信技术领域，特别涉及一种串口半/全双工测试工具。


背景技术：

2.很多工程师在软件开发的时候，都会使用到串口调试助手来将软件运行日志打印出来，方便逻辑分析与调试。在调试电路进行通讯时候，会采用半/全双工两种通讯方式。半双工串口通信具有连接简单、材料成本低、通讯可靠等诸多优点，被广泛应用于工业现场多机互联控制中，在此通讯电路中，有三个信号端口与该设备的程序处理器连接：接收数据信号端口、发送数据信号端口、收发使能控制端口。由于半双工的通信特点，发送数据和接收数据不能同时进行，为避免数据发生冲突，必须在一定规则下，由程序处理器发出的收发使能控制信号来控制该设备当前是数据发送状态还是数据接收状态。
3.全双工技术采用自干扰和互干扰消除的方法后，相比传统的双工模式，可以节约频率或时隙资源，从而提高传输效率。全双工系统与传统的无线通信系统的不同之处在于全双工系统可以在相同频段同时进行信号收发，全双工系统可以节省一半的系统资源，使频谱效率或者系统吞吐量得到提升，也称作同时全双工系统。
4.但是很多的时候受限与测试电路中处理芯片，例如单片机串口资源的限制，测试人员不能使用串口的全双工通讯，此时就需要采用半双工模式进行通讯，所以设计了一个具有串口半双工和全双工通讯模式的调试工具。


技术实现要素：

5.测试人员采用串口进行测试时，不能根据测试电路中芯片资源选择合适的通讯方式，影响了测试效率。
6.针对上述问题，一种串口半/全双工测试工具，通过将测试工具连接选择单元，选择单元与单片机单元连接，在需要半双工通讯时，通过控制选择单元闭合，将转换单元传输过来的ttl信号进行转换处理，并通过io口输出，当有数据需要发送的时候，串口调试助手工作模式为发送模式，发送为数据后系统自动转为接收模式，实现半双工通讯，在不需要半双工通讯时，控制选择单元断开，ttl信号不经过转换单片机进行全双工通讯，大大提高了测试工具的兼容性及利用率。
7.一种串口半/全双工测试工具，包括：
8.通信接口单元；
9.转换单元；
10.选择单元；
11.单片机单元；
12.传输单元；
13.所述通信接口单元与所述转换单元连接，所述转换单元还与选择单元连接，所述选择单元还与单片机单元连接，所述单片机单元还与传输单元连接；
14.所述通信接口单元用于用户终端与被调试终端进行通信传输；
15.所述转换单元用于将usb调试信号转换成ttl信号，并将所述ttl信号通过所述传输单元传输出去，或者通过选择单元传输到所述单片机单元进行通讯模式转换；
16.所述选择单元用于根据测试需要通对通讯模式进行选择；
17.所述单片机单元用于将全双工通讯信号转换为半双工通讯信号、并对应地转换通讯工作模式。
18.结合本实用新型所述的串口半/全双工测试工具，第一种可能的实施方式中，所述转换单元包括：
19.第一指示单元；
20.所述单片机单元包括：
21.第二指示单元；
22.所述第一指示单元与所述转换单元连接，用以指示数据信号的发送或者接收；
23.所述第二指示单元与所述单片机单元连接，用以指示单片机工作状态。
24.结合本实用新型第一种可能的实施方式，第二种可能的实施方式中，所述测试工具还包括：
25.电源单元；
26.所述电源单元用于向所述测试工具供电。
27.结合本实用新型第二种可能的实施方式，第三种可能的实施方式中，所述电源单元包括：
28.稳压芯片u1，电容c1，电容c2；
29.所述稳压芯片u1用于将5v电压信号转换为3v电压供芯片使用，包括第一端、第二端、第三端，所述第一端与所述电容c1的一端、电容c2的一端共接后接地，所述第二端与5v电源、电容c1的另一端共接，所述第三端用于输出3v电源并与电容c2的另一端的连接。
30.结合本实用新型第三种可能的实施方式，第四种可能的实施方式中，所述通信接口单元为usb接口单元。
31.结合本实用新型第四种可能的实施方式，第五种可能的实施方式中，所述转换单元还包括：
32.转换电路；
33.所述转换电路包括：
34.转换芯片u2；
35.所述第一指示单元包括：
36.led1、电阻r1、led2、电阻r2；
37.所述转换芯片u2包括：
38.第一信号引脚；
39.第二信号引脚；
40.第三信号引脚；
41.第四信号引脚；
42.所述led1阳极端连接第四信号引脚、阴极端连接电阻r1的一端，所述led2阳极端连接第三信号引脚、阴极端连接电阻r2的一端，所述电阻r1另一端、电阻r2另一端共接后连
接电源；
43.所述第一信号引脚、第二信号引脚分别与所述usb接口单元的输出引脚连接，所述第三信号引脚、第四信号引脚还分别连接选择单元。
44.结合本实用新型第五种可能的实施方式，第六种可能的实施方式中，所述选择单元包括：
45.选择开关；
46.第一选择引脚；
47.第二选择引脚；
48.第三选择引脚；
49.第四选择引脚；
50.所述第一选择引脚、第三选择引脚分别与第三信号引脚、第四信号引脚连接，所述第二选择引脚、第四选择引脚分别与所述单片机单元连接；
51.所述选择开关用于通过闭合或者断开，以控制所述第一选择引脚与第二选择引脚连接或者断开、所述第二选择引脚与第四选择引脚连接或者断开。
52.结合本实用新型第六种可能的实施方式，第七种可能的实施方式中，所述第二指示单元包括：
53.led3、电阻r3、led4、电阻r4；
54.所述单片机单元还包括：
55.单片机芯片u3
56.所述led3阳极端连接电源、阴极端连接电阻r3的一端，所述led4阳极端连接电源、阴极端连接电阻r4的一端，所述电阻r3另一端、电阻r4另一端分别连接所述单片机芯片u3。
57.实施本实用新型所述的一种串口半/全双工测试工具，通过将测试工具连接选择单元，选择单元与单片机单元连接，在需要半双工通讯时，通过控制选择单元闭合，将转换单元传输过来的ttl信号进行转换处理，并通过io口输出，当有数据需要发送的时候，串口调试助手工作模式为发送模式，发送为数据后系统自动转为接收模式，实现半双工通讯，在不需要半双工通讯时，控制选择单元断开，ttl信号不经过转换单片机进行全双工通讯，大大提高了测试工具的兼容性及利用率。
附图说明
58.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
59.图1是一种串口半/全双工测试工具模块逻辑连接示意图；
60.图2是电源单元电路结构图；
61.图3是通信接口单元电路结构图；
62.图4是转换单元与选择单元电路连接结构图；
63.图5是第二指示单元电路连接结构图；
64.图6是传输单元电路连接结构图；
65.图7是单片机芯片u3引脚结构图；
66.附图中各数字所指代的部位名称为：100——通信接口单元、200——转换单元、210——第一指示单元、300——选择单元、400——传输单元、500——单片机单元、510—第二指示单元、600—电源单元。
具体实施方式
67.下面将结合实用新型中的附图，对本实用新型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的一部分实施例，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付出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
68.测试人员采用串口进行测试时，不能根据测试电路中芯片资源选择合适的通讯方式，影响了测试效率。
69.针对上述问题，一种串口半/全双工测试工具。
70.一种串口半/全双工测试工具，如图1，图1是一种串口半/全双工测试工具模块逻辑连接示意图，包括通信接口单元100、转换单元200、选择单元300、单片机单元500、传输单元400；通信接口单元100与转换单元200连接，转换单元200还与选择单元300连接，选择单元300还与单片机单元500连接，单片机单元500还与传输单元400连接；通信接口单元100用于用户终端与被调试终端进行通信传输；转换单元200用于将usb调试信号转换成ttl信号，并将ttl信号通过传输单元400传输出去，或者通过选择单元300传输到单片机单元500进行通讯模式转换；选择单元300用于根据测试需要通对通讯模式进行选择；单片机单元500用于将全双工通讯信号转换为半双工通讯信号、并对应地转换通讯工作模式。通过将测试工具连接选择单元300，选择单元300与单片机单元500连接，在需要半双工通讯时，通过控制选择单元300闭合，将转换单元200传输过来的ttl信号进行转换处理，并通过io口输出，当有数据需要发送的时候，串口调试助手工作模式为发送模式，发送为数据后系统自动转为接收模式，实现半双工通讯，在不需要半双工通讯时，控制选择单元300断开，ttl信号不经过转换单片机进行全双工通讯，大大提高了测试工具的兼容性及利用率。
71.优选地，测试设备采用5v的micro usb接口供电，然后使用ttl转usb芯片的转换单元200作为电平转换工具，把usb信号转换成ttl信号，最后把ttl信号传输给单片机单元500，然后单片机串口配置为半双工模式，经过单片机分析，再把接收的信号通过单片机的一个io输出，当有数据需要发送的时候，工作模式为发送模式，发送为数据后系统自动转为接收模式，就这样实现了半双工通讯，当需要使用全双工通讯的时候，只需要把选择单元300断开，这样信号不经过单片机单元500，就可以实现全双工通讯了。
72.如图6，图6是传输单元400电路连接结构图；传输单元400包括引脚mcu tr，引脚mcu r及电源和接地引脚，引脚mcu tr用于半双工通讯时，它的功能时用来处理数据发送和接收。
73.进一步地，转换单元200包括第一指示单元210；单片机单元500包括第二指示单元510；第一指示单元210与转换单元200连接，用以指示数据信号的发送或者接收；第二指示单元510与单片机单元500连接，用以指示单片机工作状态。
74.进一步地，如图4，图4是转换单元200与选择单元300电路连接结构图，转换单元
200还包括转换电路；转换电路包括转换芯片u2；第一指示单元210包括led1、电阻r1、led2、电阻r2；转换芯片u2包括：第一信号引脚ud 、第二信号引脚ud-、第三信号引脚rxd、第四信号引脚txd；led1阳极端连接第四信号引脚txd、阴极端连接电阻r1的一端，led2阳极端连接第三信号引脚rxd、阴极端连接电阻r2的一端，电阻r1另一端、电阻r2另一端共接后连接电源；第一信号引脚ud 、第二信号引脚ud-分别与usb接口单元的输出引脚(ud ，ud-)连接，第三信号引脚rxd、第四信号引脚txd还分别连接选择单元300的第一选择引脚、第三选择引脚。
75.转换芯片u2还包括控制引脚v3、电源引脚vcc，控制引脚v3通过电容c4接地，进行杂波去除，电源引脚vcc通过电容c3接地滤除电源杂波。
76.优选地，测试设备采用micro usb接口供电，然后经过转换芯片u2把usb信号转成ttl信号，然后输出，其中led1是发送数据指示灯，led2是接收数据指示灯，选择单元300进行通讯方式选择，如果需要全双工通讯，则断开转换单元200与单片机单元500之间的连接，如果需要半双工通讯则需要把选择单元300闭合，然后数据经过单片机芯片u3把信号转成半双工通讯。
77.优选地，测试工具还包括电源单元600；电源单元600用于向测试工具供电。
78.具体地，如图2，图2是电源单元600电路结构图，电源单元600包括稳压芯片u1，电容c1，电容c2；稳压芯片u1用于将5v电压信号转换为3v电压供芯片使用，包括第一端、第二端、第三端，第一端与电容c1的一端、电容c2的一端共接后接地，第二端与5v电源、电容c1的另一端共接，第三端用于输出3v电源并与电容c2的另一端的连接。如图2，第一端gnd，第二端vm、第三端vout。
79.优选地，如图3，图3是通信接口单元100电路结构图，通信接口单元100为usb接口单元，usb接口单元包括引脚gnd、电源引脚usb power，信号引脚(ud ，ud-)。
80.具体地，选择单元300包括选择开关、第一选择引脚、第二选择引脚、第三选择引脚、第四选择引脚；第一选择引脚、第三选择引脚分别与第三信号引脚、第四信号引脚连接，第二选择引脚、第四选择引脚分别与单片机单元500连接；选择开关用于通过闭合或者断开，以控制第一选择引脚与第二选择引脚连接或者断开、第二选择引脚与第四选择引脚连接或者断开。选择单元300还包括电源引脚及接地引脚。第二选择引脚与第四选择引脚分别与单片机芯片u3的mcu t2、mcu r2引脚连接，发送或者接收信号。
81.具体地，如图5，图5是第二指示单元510电路连接结构图，第二指示单元510包括led3、电阻r3、led4、电阻r4；单片机单元500还包括单片机芯片v3led3阳极端连接电源、阴极端连接电阻r3的一端，led4阳极端连接电源、阴极端连接电阻r4的一端，电阻r3另一端、电阻r4另一端分别连接单片机芯片u3。如图7，图7是单片机芯片u3引脚结构图，单片机芯片u3包括引脚led3，引脚led4，引脚mcu r，引脚mcu tr，引脚nrst，引脚pa0，引脚pa1，引脚mcu t2，引脚mcu r2，引脚swclk及引脚swdio，分别与相应的单元模块连接。
82.实施本实用新型所述的一种串口半/全双工测试工具，通过将测试工具连接选择单元300，选择单元300与单片机单元500连接，在需要半双工通讯时，通过控制选择单元300闭合，将转换单元200传输过来的ttl信号进行转换处理，并通过io口输出，当有数据需要发送的时候，串口调试助手工作模式为发送模式，发送为数据后系统自动转为接收模式，实现半双工通讯，在不需要半双工通讯时，控制选择单元300断开，ttl信号不经过转换单片机进
行全双工通讯，大大提高了测试工具的兼容性及利用率。
83.以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。