CN101001239A - 扩展串行接口的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扩展串行接口的装置，所述装置包括电源控制单元和转换单元：所述电源控制单元连接到电源控制引脚，根据所述被测终端的状态控制转换单元电源的通断。本发明还公开了一种扩展串行接口的装置，所述装置包括转换单元和电源控制单元，所述电源控制单元在被测终端断电时关闭所述转换单元的电源，并在被测终端上电时，接通所述转换单元的电源。本发明还公开了一种扩展串行接口的方法：根据被测终端的状态，控制用于转换测试设备串行接口与被测终端串行接口间电平的转换单元的电源通断。通过应用本发明可以保护被测终端的接口芯片，及在需要频繁控制被测终端打开电源，或关断电源时，减少终端产品无法启动或时序混乱发生的机率。

Description

扩展串行接口的方法及装置

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，尤其涉及一种扩展串行接口的方法及装置。

背景技术

大部分的终端产品，如移动电话、数据卡之类，一般都留有为生产测试或开发调试使用的一个用于串行通信的串行接口，也叫做串口，在实际的生产和调试中，由于测试或开发仪器和被测终端之间的电压大多数情况下都是不匹配的，需要经过电平转换才成互联，为了方便其生产测试或开发调试，通常需要使用一块串口电平转换板，转换电平。

现有的串口电平转换板都是直接通过电平转换芯片，完成串口的电平转换，实现串口通信，完全没有对串口电平转换板的电源进行任何控制，此串口电平转换板的信号线引脚在有信号时会处于带有电平的状态，引脚带电平的串口电平转换板插入被测终端的串行接口时，很容易损坏被测终端的接口芯片。

再则，这些终端产品在大规模生产或平时调试时，时常需要频繁控制被测终端打开电源，或关断电源，这样就不可避免出现被测终端还未开始工作，即还处于关断电源状态时，串口已经连接，且信号线引脚上已有电平的情况，这时被测终端打开电源，被测终端上和有电平引脚相连的芯片就处于先上信号后上电的状态，有时会造成终端产品无法启动或时序混乱，导致测试或调制无法继续进行下去。被测终端需要打开电源，或关断电源的频率越高，这种现象出现的几率就会越大。

由上可知现有的串口电平转换板，很容易在插入被测终端接口时损坏被测终端的接口芯片，在需要频繁控制被测终端打开电源，或关断电源时有可能造成终端产品无法启动或时序混乱，导致测试或调制无法继续进行下去。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种扩展串行接口的方法及装置，该方法及装置可以保护被测终端的接口芯片，及在需要频繁控制被测终端打开电源，或关断电源时，减少终端产品无法启动或时序混乱发生的机率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种扩展串行接口的装置，所述装置包括电源控制单元和用于转换测试设备串行接口与被测终端串行接口间电平的转换单元：

所述电源控制单元连接到电源控制引脚，根据所述被测终端的状态控制转换单元电源的通断，进而控制测试设备串行接口与被测终端串行接口间信号的通断。

本发明还提供了一种扩展串行接口的装置，所述装置包括用于转换测试设备串行接口与被测终端串口间电平的转换单元，所述装置还包括电源控制单元，所述电源控制单元在被测终端断电时关闭所述转换单元的电源，并在被测终端上电时，接通所述转换单元的电源。

本发明还提供了一种扩展串行接口的方法，所述方法包括：

根据被测终端的状态，控制用于转换测试设备串行接口与被测终端串行接口间电平的转换单元的电源通断，进而控制测试设备串行接口与被测终端串行接口间信号的通断。

由上可知，本发明通过根据被测终端的状态对转换单元的电源通断进行控制，可以在对终端产品进行生产测试或开发调试，需要对串口电平进行转换时，先控制转换单元处于断电状态，再插入被测端产品的串行接口，此时转换单元的串口引脚处于高阻态，不会损坏测终端产品的接口芯片。

同时，在需要频繁控制被测终端打开电源，或关断电源时，也可以控制转换单元在被测终端打开电源时上电，在被测终端关闭电源时断电，避免了由于被测终端上的芯片处于先上信号后上电的状态，可能造成的终端产品无法启动或时序混乱，相应由此导致测试或调制无法继续进行下去的情况也会减少。

附图说明

图1、本发明提供的扩展串行接口的装置实施例结构图；

图2、本发明提供的扩展串行接口的装置实施例中电源控制单元的电路图；

图3、本发明提供的扩展串行接口的装置实施例中转换单元的电路图；

图4、本发明提供的具有读取控制功能的扩展串行接口的装置实施例结构图；

图5、本发明提供的具有读取控制功能的扩展串行接口的装置实施例中控制读取信号单元的电路图。

具体实施方式

本发明提供了一种扩展串行接口的方法及装置，可以根据被测终端的状态实现对串口电平转换板的电源控制，完成对串行接口功能的扩展。

本发明提供的扩展串行接口的装置有两种不同的实施方式，其中一种为利用空闲串口引脚控制串口电平转换板的电源，一种为利用被测终端的状态信号线控制串口电平转换板的电源。

在实际使用中，只需要连接好接收数据引脚和发送数据引脚就能实现串行通信，但是多数串口都预留有很多通常处于空闲状态的引脚，现以比较常用的9针串口(DB9)和25针串口(DB25)为例，详细说明一下其引脚的定义，DB9引脚定义如表1所示，DB25引脚定义如表2所示：

9针串口(DB9)
				针号	功能说明	信号源	缩写
1	数据载波检测	数据通信设备(DCE)	DCD
				2	接收数据	DCE	RXD
3	发送数据	数据终端设备(DTE)	TXD
				4	数据终端准备	DTE	DTR
5	信号地		GND
				6	数据设备准备好	DCE	DSR

7	请求发送	DTE	RTS
				8	清除发送	DCE	CTS
9	振铃指示	DCE	RI

表1、DB9引脚定义

25针串口(DB25)
				针号	功能说明	信号源	缩写
8	数据载波检测	DCE	DCD
				3	接收数据	DCE	RXD
2	发送数据	DTE	TXD
				20	数据终端准备	DTE	DTR
7	信号地		GND
				6	数据设备准备好	DCE	DSR
4	请求发送	DTE	RTS
				5	清除发送	DCE	CTS
22	振铃指示	DCE	RI

表2、DB25引脚定义

其中DB9的引脚1和引脚2为接收数据(RXD)引脚和发送数据(TXD)引脚，是进行串行通信时必须使用到的，再除去信号地(GND)引脚，可用于扩展的空闲引脚有6个，如果是DB25，可用于扩展的空闲引脚更是多达22个。

通常，数据终端设备(DTE)是指广义上的终端设备，如个人计算机、开发调试、生产测试时使用的测试设备之类；数据通信设备(DCE)是指连接DTE的通信设备，如开发调试、生产测试时和测试设备相连的移动电话、数据卡之类。

本发明提供的扩展串行接口的装置实施例一，既是利用了上述的串口空闲引脚扩展了串口的功能，本发明提供的扩展串行接口的装置实施例一结构图如图1所示，包括电源控制单元101、转换单元102：

电源控制单元101：用于控制转换单元102电源的通断，连接到一根空闲引脚，以此空闲引脚为电源控制引脚，控制转换单元102电源的通断。

转换单元102：用于转换串口电平，需要进行串行通信的双方经过转换单元转换串口电平，实现串行通信，这里转换单元102完成的就是现有的串口电平转换板的功能。

此转换单元102的电源通断被电源控制单元101控制。

由于串口的标准类型有很多，下文将以DB9为例对本发明提供的扩展串行接口的装置实施例进行详细描述。

由表1可以看出，DB9的引脚除去串行通信用引脚RXD、TXD，及信号地GND之外，有两根引脚DTR、RTS的信号源来自数据终端设备，是输出信号引脚，因此，我们可以利用其中的一根用作电源控制引脚，控制电源的通断，以选择DTR为例，电源控制单元的电路图如图2所示：

用作电源控制引脚的DTR经过一个二极管D1接入电源芯片U1的EN引脚，本实施例中选取的电源芯片U1为MIC5205，其引脚IN与输入电源VCC相连，引脚GND接地，引脚BYP与地之间接入一个470pF的电容C2，引脚OUT与地之间也要接入一个3.3uF的电容C1，引脚OUT为输出电源引脚，输出电源V33提供给转换单元。

使用软件控制DTR引脚为高电平，输出电源V33就是一个可以进行供电的电源，使用V33作为电源的转换单元就可以正常工作，控制DTR引脚为低电平，输出电源V33就为“0”，使用V33作为电源的转换单元就处于断电状态，因此通过此电源控制单元可以方便的控制转换单元电源的通断。

此处需要说明的是，实际使用中可选作电源芯片的芯片种类很多，此处选择MIC5205只是为了举例详细说明电源控制单元的电气连接和工作方式。

再利用此扩展串行接口的装置实施例一对终端产品进行测试时，测试设备会根据对被测终端进行测试的流程，预估出被测终端在何时处于何状态，并根据这个结果设置好何时发送高电平，何时发送低电平，控制实施例一中的扩展串行接口的装置的通断可以很好的配合被测终端的状态，也可以直接对测试流程进行分析，使实施例一中的扩展串行接口的装置的电源通断与被测终端的状态相关联，在测试设备控制被测终端进入某状态后，经过一段预设的时间，控制实施例一中的扩展串行接口的装置的电源通断。

在本实施例中，测试设备可以是个人计算机、也可以是其它用来进行测试的仪器。

也可以人工判断实施例一中的扩展串行接口的装置何时需要通电，何时需要断电，然后给出相应信号。

对DB9进行电平转换的转换单元如图3所示：

图中芯片U2为电平转换芯片，其电源引脚VCC连接在电源控制单元的输出电源V33上，既使用V33为转换单元进行供电，其引脚V+、V-与地线之间分别接入一个取值为0.1uF的电容C4、C5，引脚C1+与引脚C1-之间接入一个取值为0.1uF的电容C6，引脚C2+与引脚C2-之间接入一个取值为0.1uF的电容C3。

由于本实施例选用的电平转换芯片只能转换4根引脚的电平，所以从DB9的引脚中选取了RXD、TXD、CTS、RTS进行转换，其中RXD和TXD是进行串行通信必须要使用到的引脚，必须进行电平转换，不管这里选择哪个4根引脚进行转换，都必须包含RXD和TXD引脚。

图3中引脚DTE-RXD、引脚DTE-TXD、引脚DTE-CTS、引脚DTE-RTS是数据终端设备的串口引脚，即从用于控制测试的测试设备，计算机之类引出的DB9引脚，引脚DCE-RXD、引脚DCE-TXD、引脚DCE-CTS、引脚DCE-RTS是数据通信设备的串口引脚，如开发调试、生产测试时和测试设备相连的移动电话、数据卡之类引出的DB9引脚。引脚DTE-RXD与U1的引脚T1OUT相连、引脚DTE-TXD与U1的引脚R1IN相连、引脚DTE-CTS与U1的引脚T2OUT相连、引脚DTE-RTS与U1的引脚R2IN相连、引脚DCE-RXD与U1的引脚T1IN相连、引脚DCE-TXD与U1的引脚R1OUT相连、引脚DCE-CTS与U1的引脚T2IN相连、引脚DCE-RTS与U1的引脚R2OUT相连，其中引脚DCE-TXD与地线之间接入一个二极管D2。

图3所示的转换单元由于采用了电源控制单元的输出电源V33进行供电，其电源的通断状态完全由V33的状态决定，通过上文对电源控制单元的描述，我们可以知道，通过控制电源控制引脚的电平状态可以方便有效的控制V33的状态，也就可以方便有效的控制转换单元的电源通断，此转换单元出于断电状态时，引脚DCE-RXD、DCE-TXD都处于高阻态，经过此转换单元转换的串口可以视为断开。

在对终端产品进行生产测试或开发调试，需要对串口电平进行转换时，应用此扩展串行接口的装置，可以先控制转换单元处于断电状态，再插入被测端产品的串行接口，开始进行通信时才打开电源，转换单元处于断电状态时引脚DCE-RXD、DCE-TXD都处于高阻态，不会带有电平，不会损坏测终端产品的接口芯片。

在需要频繁控制被测终端打开电源，或关断电源时，也可以相应的控制此转换单元在被测终端打开电源时上电，在被测终端关闭电源时断电，避免了由于被测终端上的芯片处于先上信号后上电的状态，可能造成的终端产品无法启动或时序混乱。

本发明提供的扩展串行接口的装置实施例二，为利用被测终端的状态信号线控制串口电平转换板的电源，其结构和本发明提供的扩展串行接口的装置实施例一基本一致，不同之处在于电源控制单元101连接到被测终端的状态信号线，由被测终端的状态信号线控制转换单元102的电源通断，具体来说也就是将电源控制引脚和被测终端的状态信号线连接在一起。

被测终端在正常启动时在此测终端产品的状态信号线上置高电平，控制转换单元102电源通电，在正常关机或断电时在此测终端产品的状态信号线上置低电平，控制转换单元102电源断电。

其内部具体结构和本发明提供的扩展串行接口的装置实施例一一致，在此不再详细描述。

进一步，由于在对终端产品进行生产测试或开发调试时，有时需要对终端产品进行一些控制或读取一些信号的状态，现有的方法都是采用一套独立的逻辑电路完成，在本发明提供的扩展串行接口的装置实施例中，则通过对串口的扩展来完成这个功能。

本发明提供的具有读取控制功能的扩展串行接口的装置实施例结构图如图4所示，包括电源控制单元401、转换单元402和控制读取信号单元403：

其中电源控制单元401、转换单元402和上文所述的扩展串行接口的装置实施例中电源控制单元101、转换单元102的功能完全一致。

控制读取信号单元403：用于利用空闲的引脚对被测的终端产品进行控制、及读取被测终端的状态信号。

仍然以上述的DB9例子为例，其转换单元转换了DB9的引脚中的RXD、TXD、CTS、RTS，其中引脚RXD和引脚TXD要用于串行通信，但是引脚CTS和引脚RTS却是处于空闲态的，由表1可知引脚RTS的信号源来自数据终端设备，是输出信号引脚，所以选用引脚RTS对被测的终端产品进行控制，引脚CTS的信号源来自数据通信设备，是输入信号引脚，所以选用引脚CTS来读取被测终端的一个状态信号。

在本发明提供的具有读取控制功能的扩展串行接口的装置实施例中，如果其电源控制单元是连接到串口的空闲引脚上，由空闲串口引脚控制串口电平转换板的电源，那么该装置还可以将读取信号引脚连接在能反映被测终端状态的采样点上，在采集到的信号表示被测终端关机时，测试设备也相应的控制转换单元断电。

本实施例提供的控制读取信号单元电路图如图5所示：

由转换单元出来的引脚DCE-RTS，通过一个阻值为120Ω的电阻R1连接到一个NPN型三极管Q1基极，Q1的射极接地，集电极作为控制信号引脚连接到被测试的终端产品，这样就保证了控制信号引脚在转换单元处于断电状态时，输出为高阻态。

由转换单元出来的引脚DCE-CTS用于读取信号状态，直接连接到被测终端的读取信号引脚上，在需要时直接读取信号。

此实施例中，在需要对终端产品进行一些控制时，可通过DB9接口的RTS引脚将控制信号传递到被测终端，实现对终端产品的控制，在需要读取被测终端的状态信号时，可通过DB9接口的CTS引脚读取需要获知的信号，并传递到测试端。

本实施例是以DB9为例进行的详细描述，由于DB9只有6根可用于扩展的空闲引脚，其中有一根要用于控制电源，有5根可扩展为控制及读取信号的引脚，已经可以满足一般简单的控制读取，如果需要进行比较复杂的控制读取，需要的引脚数很多，则可以选用引脚较多的串口来实现，例如DB25就有22根空闲的引脚可用于扩展，除去用于电源控制的引脚，也还有21根。

本发明提供的扩展串行接口的方法同样有两种不同的实施方式，其中一种为利用空闲串口引脚控制串口电平转换板的电源，一种为利用被测终端的状态信号线控制串口电平转换板的电源，其实现方式与上文所述扩展串行接口的装置完全一致，在此不再详诉。

进一步在需要对终端产品进行一些控制或读取一些信号的状态时，本发明提供了具有读取控制功能的扩展串行接口的方法实施例：

选择串行接口中空闲的引脚对被测的终端产品进行控制、及读取被测终端的状态信号，其实现方式与上文所述扩展串行接口的装置完全一致，在此不再详诉。

以上对本发明所提供的一种扩展串行接口的方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (18)

1、一种扩展串行接口的装置，其特征在于，所述装置包括电源控制单元和用于转换测试设备串行接口与被测终端串行接口间电平的转换单元：

所述电源控制单元连接到电源控制引脚，根据所述被测终端的状态控制转换单元电源的通断，进而控制测试设备串行接口与被测终端串行接口间信号的通断。

2、如权利要求1所述的扩展串行接口的装置，其特征在于，所述电源控制引脚为测试设备串行接口的空闲引脚。

3、如权利要求2所述的扩展串行接口的装置，其特征在于，所述电源控制单元根据被测终端的状态控制转换单元电源的通断为：所述电源控制单元根据预设的被测终端的状态控制转换单元电源的通断。

4、如权利要求2所述的扩展串行接口的装置，其特征在于，所述装置还包括控制读取信号单元：

控制读取信号单元将转换单元转换过电平的串行接口空闲引脚连接到被测终端，用于输出控制信号、和/或用于读取信号。

5、如权利要求4所述的扩展串行接口的装置，其特征在于，所述控制读取信号单元用于读取被测终端的状态；

所述电源控制单元还用于根据控制读取信号单元读取的被测终端的状态控制关闭转换单元电源。

6、如权利要求1所述的扩展串行接口的装置，其特征在于，所述电源控制引脚为被测终端的状态信号线；

所述根据所述被测终端的状态控制转换单元电源的通断为，根据所述状态信号线上的状态信号控制转换单元电源的通断。

7、如权利要求6所述的扩展串行接口的装置，其特征在于，所述装置还包括控制读取信号单元：

控制读取信号单元将转换单元转换过电平的串行接口空闲引脚连接到被测终端，用于输出控制信号、和/或用于读取信号。

8、如权利要求1至7任一项所述的扩展串行接口的装置，其特征在于，所述电源控制单元具有电源芯片，所述电源芯片的引脚EN通过一个二极管连接到所述电源控制引脚，所述电源芯片的引脚OUT连接到所述转换单元的电源引脚，控制转换单元电源的通断。

9、如权利要求4、5或7所述的扩展串行接口的装置，其特征在于，所述用于输出控制信号的串行接口空闲引脚与被测终端之间接入一个电阻，和一个三极管。

10、一种扩展串行接口的装置，所述装置包括用于转换测试设备串行接口与被测终端串口间电平的转换单元，其特征在于，所述装置还包括电源控制单元，所述电源控制单元在被测终端断电时关闭所述转换单元的电源，并在被测终端上电时，接通所述转换单元的电源。

11、一种扩展串行接口的方法，其特征在于，所述方法包括：

根据被测终端的状态，控制用于转换测试设备串行接口与被测终端串行接口间电平的转换单元的电源通断，进而控制测试设备串行接口与被测终端串行接口间信号的通断。

12.如权利要求11所述的扩展串行接口的方法，其特征在于，所述方法进一步指：

在被测终端断电时，关闭所述转换单元的电源；在被测终端上电时，接通所述转换单元的电源。

13、如权利要求11所述的扩展串行接口的方法，其特征在于，所述控制用于转换测试设备串行接口与被测终端串行接口间电平的转换单元的电源通断进一步指：

使用测试设备串行接口的空闲引脚控制控制用于转换测试设备串行接口与被测终端串行接口间电平的转换单元的电源通断。

14、如权利要求13所述的扩展串行接口的方法，其特征在于，根据被测终端的状态为：根据预设的被测终端产品的状态。

15、如权利要求13所述的扩展串行接口的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

使用串行接口的空闲引脚向被测终端输出控制信号、和/或读取被测终端的信号。

16、如权利要求15所述的扩展串行接口的方法，其特征在于，所述方法还包括：使用串行接口的空闲引脚读取被测终端的状态，根据读取的被测终端的状态控制关闭转换单元电源。

17、如权利要求11所述的扩展串行接口的方法，其特征在于，所述控制用于转换测试设备串行接口与被测终端串行接口间电平的转换单元的电源通断进一步指：

使用被测终端的状态信号线控制控制用于转换测试设备串行接口与被测终端串行接口间电平的转换单元的电源通断。

18、如权利要求17所述的扩展串行接口的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

使用串行接口的空闲引脚向被测终端输出控制信号、和/或读取被测终端的信号。

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