一种串口调试系统及串口调试电路的制作方法

1.本实用新型涉及一种串口通信技术领域，特别是涉及一种串口调试系统及串口调试电路。


背景技术：

2.随着我国无人机行业的发展，无人机航电系统也越来越多的使用模块化设计。例如无人机航电系统中常见的数传模块、图传模块以及gnss模块的通信，都是采用ttl或rs232的串口方式，而目前的ttl和rs232串口只能点对点通信，不支持多点通信，在日常使用中，单串口模块不管是对模块进行调试还是升级，都需要拆盖后将模块取下来，调试完成后再装配回去，导致操作不便；此外，航空设备一旦拆盖，就需要做大量的测试进行验证，合格后才能继续使用，也耗费了大量人力物力。即使是调式和工作串口分离的模块，在设计中则需要将调试口单独引出，有多少个设备就需要多少个外部接口，导致设备外部连接器数量众多，实际使用过程中操作困难。


技术实现要素：

3.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种串口调试系统及串口调试电路，用于解决现有技术中的串口方式不支持多点通信，需要拆盖才能对模块进行调试或升级，导致操作不便的问题。
4.本实用新型的第一方面提供一种串口调试系统，串接在调试工具和多个待调试模块之间，包括：接口转换模块和逻辑切换模块；
5.所述接口转换模块的第一端与所述调试工具连接，第二端与所述逻辑切换模块的第一端连接，所述逻辑切换模块的第二端与各所述待调试模块的调试口连接，所述逻辑切换模块的选择端与控制按键连接。
6.于本实用新型的一实施例中，所述接口转换模块为rs232转ttl模块。
7.于本实用新型的一实施例中，所述接口转换模块采用的型号为max13223。
8.于本实用新型的一实施例中，所述待调试模块的数量为三个，记为第一模块、第二模块及第三模块。
9.于本实用新型的一实施例中，所述控制按键包括第一按键和第二按键。
10.于本实用新型的一实施例中，所述逻辑切换模块包括第一复选器和第二复选器；
11.所述第一复选器分别与所述接口转换模块、所述第一模块、所述第二模块、所述第三模块及第二复选器相连接；
12.所述第二复选器分别与所述接口转换模块、所述第一模块、所述第二模块、所述第三模块及第一复选器相连接；
13.所述第一复选器的选择端与第一按键的一端连接；所述第二复选器的选择端与第二按键的一端连接，第一按键和第二按键的另一端接地。
14.于本实用新型的一实施例中，所述第一复选器和所述第二复选器采用的型号为
sn74cbtlv3257。
15.于本实用新型的一实施例中，接口转换模块的第二端的rx端口与第一复选器的第四引脚连接，tx端口与第二复选器的第九引脚和第十二引脚连接；
16.第一模块的tx端口与第一复选器的第七引脚连接；
17.第二模块的rx端口分别与第一复选器的第十引脚、第二复选器的第五引脚连接，tx端口与第二复选器的第十四引脚连接；
18.第三模块的rx端口分别与第一复选器的第六引脚、第一复选器的第九引脚、第二复选器的第三引脚连接，tx端口与第二复选器的第十一引脚连接；
19.第一复选器的第二引脚分别与第二复选器的第四引脚、第七引脚连接。
20.于本实用新型的一实施例中，所述第一复选器和所述第二复选器的选择端还接有反向电路，所述反向电路包括第一三极管和多个电阻；
21.第一电阻和第二电阻的一端分别与第一按键的一端、所述第二按键的一端连接，第一电阻的另一端与第一三极管的基极连接，第二电阻的另一端分别与第三电阻的一端和第一三极管的集电极连接，第一三极管的集电极与高电平连接，第一三极管的发射极分别与第四电阻的一端、第三电阻的另一端和所述第一复选器和所述第二复选器的选择端连接，第四电阻的另一端接地。
22.本实用新型的第二方面还提供一种串口调试电路，包括：调试工具、串口调试系统和多个待调试模块；所述串口调试系统串接在所述调试工具和各所述待调试模块之间；其中，所述串口调试系统为第一方面中任一项所述的串口调试系统。
23.如上所述，本实用新型的一种串口调试系统及串口调试电路，具有以下有益效果：
24.本实用新型设计了一种采用硬件逻辑实现一对多设备调试的系统，通过外部按键切换串口通道，既可保证单串口模块在非调试状态时的正常工作，在调试状态顺利连接外部调试工具，也可实现多串口模块调试口的整合，从而实现通过一个外部串口来调试设备中所有模块的功能。本实用新型完全用硬件电路实现，脱离软件控制逻辑，不牺牲通信速率，可靠性高。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例的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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1显示为本实用新型实施例中公开的串口调试系统的结构框图。
27.图2显示为本实用新型实施例中公开的设备正常工作时的连接示意图。
28.图3显示为本实用新型实施例中公开的调试第二模块时的连接示意图。
29.图4显示为本实用新型实施例中公开的调试第三模块时的连接示意图。
30.图5显示为图1的电路连接示意图。
31.图6显示为本实用新型实施例中公开的接口转换模块的电路连接示意图。
32.图7显示为本实用新型实施例中公开的串口调试电路的结构框图。
具体实施方式
33.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
34.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
35.请参阅图1，本实用新型的实施例提供一种串口调试系统，该串口调试系统串接在调试工具和多个待调试模块之间，用于通过硬件逻辑实现一对多设备的串口调试，具体包括：接口转换模块和逻辑切换模块。
36.接口转换模块的第一端与调试工具连接，第二端与逻辑切换模块的第一端连接，逻辑切换模块的第二端与各待调试模块的调试口连接，逻辑切换模块的选择端与外部的控制按键连接。本实施例中，调试工具可以是测试线缆，且该测试线缆上配有控制按键，接口转换模块通过测试线缆与外部的调试计算机连接。
37.请参阅图6，本实施例中，调试工具输入的信号是rs232，因此接口转换模块的用途是将rs232信号转换为ttl信号，此处选用rs232转ttl模块，具体采用的芯片型号为max13223。应理解，实际应用中，针对不同的输入协议，也可选用例如rs422转ttl芯片，rs485转ttl芯片或者can转tll芯片等转换芯片。
38.待调试模块的数量可为多个，为方便说明，本实施例中选用的数量为三个，记为第一模块、第二模块及第三模块，其中，第一模块对应无人机航电系统中的数传模块，第二模块对应无人机航电系统中的图传模块，第三模块对应无人机航电系统中的gnss模块。
39.请参阅图2
‑
图5，逻辑切换模块用于控制ttl信号的收发逻辑，为了调试上述三个模块，本实施例的逻辑切换模块包括两个复选器，且两个复选器采用的型号为sn74cbtlv3257，当复选器的选择端s为高电平时，四个开关量均朝上，当复选器的选择端s为低电平时，四个开关量均朝下。为方便表述，两个复选器分别记为第一复选器u1和第二复选器u2；相应的，控制按键包括第一按键sw1和第二按键sw2。
40.应理解，当需要调试更多的模块时，可按照本实施例的设计逻辑增加复选器和控制按键的数量即可。
41.请参阅图5，接口转换模块的第二端的rx端口与第一复选器u1的第四引脚连接，tx端口与第二复选器u2的第九引脚和第十二引脚连接；
42.第一模块的tx端口与第一复选器u1的第七引脚连接；
43.第二模块的rx端口分别与第一复选器u1的第十引脚、第二复选器u2的第五引脚连接，tx端口与第二复选器u2的第十四引脚连接；
44.第三模块的rx端口分别与第一复选器u1的第六引脚、第一复选器u1的第九引脚、第二复选器u2的第三引脚连接，tx端口与第二复选器u2的第十一引脚连接；
45.第一复选器u1的第二引脚分别与第二复选器u2的第四引脚、第七引脚连接；
46.第一复选器u1的选择端s与第一按键sw1的一端连接；第二复选器u2的选择端s与第二按键sw2的一端连接，第一按键sw1和第二按键sw2的另一端接地。
47.为防止开关量误动作，本实施例中在两个复选器的选择端与控制按键之间分别连接有反向电路，两个反向电路的结构相同，以下以第一复选器u1的选择端来进行说明：
48.请参阅图5，反向电路包括第一三极管和多个电阻，其中，第一电阻r1和第二电阻r2的一端分别与第一按键sw1的一端连接，第一电阻r1的另一端与第一三极管q1的基极连接，第二电阻r2的另一端分别与第三电阻r3的一端和第一三极管q1的集电极连接，第一三极管q1的集电极还与高电平vcc连接，第一三极管q1的发射极分别与第四电阻r4的一端、第三电阻r3的另一端和第一复选器u1的选择端s连接，第四电阻r4的另一端接地。采用这种方案，在控制按键空接或断开时，第一三极管q1截止，复选器的选择端s始终位于高电平，保证设备可正常工作，防止在干扰信号作用下的误动作。
49.请参阅表一，当第一按键和第二按键均空接或断开的状态下，设备正常工作，此时第一模块发送数据给第二模块或第三模块；当需要对第二模块或第三模块进行调试时，通过操作按键的开关即可。
50.表一
[0051][0052]
请参阅图2，当第一按键sw1和第二按键sw2均空接或断开时，第一复选器u1和第二复选器u2的开关量均朝上，此时，接口转换模块的输入被断开，设备正常工作。
[0053]
请参阅图3，当第一按键sw1和第二按键sw2均连接时，第一复选器u1和第二复选器u2的开关量均朝下，此时，第一模块和第三模块的连接被断开，接口转换模块与第二模块连接，可对第二模块进行调试。
[0054]
请参阅图4，当第一按键sw1连接，第二按键sw2断开时，第一复选器u1的开关量朝下、第二复选器u2的开关量朝上，此时，第一模块和第二模块的连接被断开，接口转换模块与第三模块连接，可对第三模块进行调试。
[0055]
应理解，为了保证调试的可靠性，本实施例中采用按键作为复选器的逻辑开关，实际应用中，可通过软件设置高低电平信号，来达到同样的控制效果。
[0056]
需要说明的是，本实施例的串口调试系统，还包括电源模块，该电源模块包括多个电压转换器，用于将输入的电压转换为串口调试系统所需的多种电压值。应理解，电压转换器为现有技术中的常规电压转换器件，具有成熟的器件和设计方法可以实现，本实施例对其型号不做具体限定。
[0057]
请参阅图7，本实用新型的实施例还提供一种串口调试电路，包括：调试工具、串口调试系统和多个待调试模块；串口调试系统串接在调试工具和各待调试模块之间；其中，串
口调试系统为上述实施例中公开的串口调试系统。
[0058]
综上所述，本实用新型的一种串口调试系统及串口调试电路，设计了一种采用硬件逻辑实现一对多设备调试的系统，通过外部按键切换串口通道，既可保证单串口模块在非调试状态时的正常工作，在调试状态顺利连接外部调试工具，也可实现多串口模块调试口的整合，从而实现通过一个外部串口来调试设备中所有模块的功能。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0059]
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。