CN103686146A - 一种在线故障诊断装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在线故障诊断装置及方法，开关控制模块的一端分别连接CPU模块和MCU控制模块，另一端连接VGA模块的第四管脚和第十管脚。当接收到对MCU控制模块进行故障诊断的用户指令时，MCU控制模块控制开关控制模块选择电键的闭合端，MCU控制模块的故障诊断信息经开关控制模块和VGA模块的第四管脚和第十管脚发送给PC。当接收到对CPU模块进行故障诊断的用户指令时，MCU控制模块控制开关控制模块选择电键的闭合端，CPU模块的故障诊断信息经开关控制模块和VGA模块的第四管脚和第十管脚发送给PC。本发明可以实现无需拆机即可获得CPU和MCU的故障诊断信息。

Description

一种在线故障诊断装置及方法

技术领域

本发明涉及故障诊断（debug）技术领域，尤其涉及一种在线故障诊断装置及方法。

背景技术

传统的电视系统仅需要进行电视节目的播放，智能电视除了具备传统电视的功能外，还能够提供节目点播、音视频下载、网络游戏、视频监控、各类提醒等越来越多的数字化功能。这些功能的出现，要求智能电视除了具备系统中央处理器CPU外，还有一个或者多个微处理器MCU，MCU负责开机，接收红外信号，按键的IO转换等功能，CPU负责完成其他系统功能。

由于电器设备功能的增多，CPU和MCU也很容易发生故障，每次CPU和MCU故障，会将故障诊断信息（debug信息）保存在内存中。进行故障检测debug时，需要进行拆机，然后用数据线分别连接CPU和MCU的UART口（通用异步收发传输器接口），分别将CPU和MCU的debug信息传输给数据线连接的PC。并且，在电器设备研发时，也需要对CPU和MCU进行测试，每次故障诊断debug都要拆机，分别用数据线将CPU和MCU的debug信息传输给数据线连接的PC。拆机检测给用户的使用造成了很大的麻烦，也增加了电器设备厂家的成本。因此，亟需一种无需拆机即可获得debug信息的技术，以方便研发分析和售后维修分析。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种在线故障诊断装置及方法，其可以实现无需拆机即可获得CPU和MCU的故障诊断信息。

一种在线故障诊断装置，包括CPU模块、MCU控制模块、VGA模块，还包括开关控制模块，所述开关控制模块的一端分别连接所述CPU模块和所述MCU控制模块，另一端连接所述VGA模块的第四管脚和第十管脚。

当接收到对MCU控制模块进行故障诊断的用户指令时，MCU控制模块控制所述开关控制模块选择电键的闭合端，所述MCU控制模块的故障诊断信息经开关控制模块和VGA模块的第四管脚和第十管脚发送给PC。

当接收到对所述CPU模块进行故障诊断的用户指令时，MCU控制模块控制所述开关控制模块选择电键的闭合端，所述CPU模块的故障诊断信息经开关控制模块和VGA模块的第四管脚和第十管脚发送给PC。

进一步地，本发明所述开关控制模块包括第一开关和第二开关，所述第一开关的一端连接所述VGA芯片的第四管脚和第十管脚，另一端连接所述第二开关，控制引脚连接所述MCU控制模块；

所述第二开关的一端连接所述第一开关，另一端分别连接所述MCU控制模块和CPU模块，控制引脚连接所述MCU控制模块。

进一步地，本发明所述第一开关的控制引脚还经第一电阻接地；所述第二开关的控制引脚还经第二电阻接地。

进一步地，本发明所述第一开关的VCC输入端连接电源，所述第一开关的VCC输入端还经第一电容后接地；所述第二开关的VCC输入端连接电源，所述第二开关的VCC输入端还经第二电容后接地。

进一步地，本发明所述第二开关分别连接所述MCU控制模块和CPU模块进一步为：所述第二开关分别连接所述MCU控制模块和CPU模块的UART接口。

本发明还提供一种在线故障诊断方法，包括步骤：

接收到对MCU控制模块或者CPU模块进行故障诊断的指令；

如所述故障诊断指令为对MCU控制模块进行故障诊断的指令，所述MCU控制模块控制开关控制模块选择电键的闭合端，令MCU控制模块的故障诊断信息经开关控制模块发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚；

如所述故障诊断指令为对CPU模块进行故障诊断的指令，所述MCU控制模块控制开关控制模块选择电键的闭合端，令CPU模块的故障诊断信息经开关控制模块发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚；

VGA模块将故障诊断信息发送给PC。

进一步地，本发明所述MCU控制模块控制开关控制模块选择电键的闭合端，令MCU控制模块的故障诊断信息经开关控制模块发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚进一步为：

所述MCU控制模块经第一开关和第二开关的控制引脚，控制第一开关和第二开关的切换，令MCU控制模块的故障诊断信息经第二开关和第一开关发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚。

进一步地，本发明所述MCU控制模块的故障诊断信息经第二开关和第一开关发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚进一步为：

所述MCU控制模块的故障诊断信息由其UART接口经第二开关和第一开关发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚。

进一步地，本发明所述MCU控制模块控制开关控制模块选择电键的闭合端，令CPU模块的故障诊断信息经开关控制模块发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚进一步为：

所述MCU控制模块经第一开关和第二开关的控制引脚，控制第一开关和第二开关的切换，令CPU模块的故障诊断信息经第二开关和第一开关送给VGA模块的第四管脚和第十管脚。

进一步地，本发明所述MCU控制模块的故障诊断信息经第二开关和第一开关发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚进一步为：

所述MCU控制模块的故障诊断信息由其UART接口经第二开关和第一开关发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚。

由以上技术方案可见，本发明利用了VGA模块中悬空或者接地的第四管脚和第十管脚，连接开关控制模块，MCU控制模块控制开关控制模块选择电键的闭合端，来选择对CPU模块或者MCU控制模块进行故障检测debug。CPU模块和MCU控制模块的故障检测结果信息经开关控制模块发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚发送给PC。因此，本发明可以实现无需拆机即可获得CPU和MCU的故障诊断信息，方便研发分析和售后维修分析。

附图说明

图1为本发明在线故障诊断装置结构图；

图2为对MCU控制模块进行在线故障诊断的示意图；

图3为对CPU模块进行在线故障诊断的示意图；

图4为本发明在线故障诊断方法流程图。

具体实施方式

本发明利用了VGA模块中悬空或者接地的第四管脚和第十管脚，连接开关控制模块，MCU控制模块控制开关控制模块选择电键的闭合端，来选择对CPU模块或者MCU控制模块进行故障检测debug。CPU模块和MCU控制模块的故障检测结果信息经开关控制模块发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚发送给PC。因此，本发明可以实现无需拆机即可获得CPU和MCU的故障诊断debug信息，方便研发分析和售后维修分析。

实施例一

参看图1，本发明提供一种电视机在线故障诊断装置1，包括CPU模块11、MCU控制模块12、VGA模块13，还包括开关控制模块14，开关控制模块14的一端分别连接CPU模块11和MCU控制模块12，另一端连接VGA模块13的第四管脚和第十管脚。

VGA（Video Graphic Array）接口，即视频图形阵列，也叫D-Sub接口，是15针的梯形插头，分成3排，每排5个，传输模拟信号。VGA接口采用非对称分布的15针连接方式，其工作原理：是将显存内以数字格式存储的图像（帧）信号在RAMDAC里经过模拟调制成模拟高频信号，然后再输出到显示设备成像。VGA支持在640×480的较高分辨率下同时显示16种色彩或256种灰度，同时在320×240分辨率下可以同时显示256种颜色。

本发明利用了VGA模块13空闲的两个管脚，一般第四管脚和第十管脚在现有技术的实际使用中都是用来接地或者悬空的，本发明利用这两个管脚来连接开关控制模块14，使得MCU控制模块12或者CPU模块11的debug信息可以通过开关控制模块14发送给VGA模块13空闲的第四管脚和第十管脚，从而经VGA模块13输出给PC。而本发明使用VGA模块13的这两个管脚来传输debug信息是由于MCU控制模块12和CPU模块11本身的debug信息输出端口为两个。

当接收到对MCU控制模块12进行故障诊断的用户指令时，MCU控制模块12控制开关控制模块14选择电键的闭合端，令MCU控制模块12的debug信息经开关控制模块14和VGA模块13的第四管脚和第十管脚发送给PC。

如果需要对MCU进行debug，MCU控制模块12、开关控制模块14和VGA模块13构成通路，MCU控制模块12的debug信息经开关控制模块14发送到VGA模块13的第四管脚和第十管脚。

当接收到对CPU模块11进行故障诊断的用户指令时，MCU控制模块12控制开关控制模块14选择电键的闭合端，令CPU模块11的debug信息经开关控制模块14和VGA模块13的第四管脚和第十管脚发送给PC。

如果需要对CPU模块11进行debug，CPU模块11、开关控制模块14和VGA模块13构成通路，MCU控制模块12的debug信息经开关控制模块14发送到VGA模块13的第四管脚和第十管脚。

这样通过控制开关控制模块14选择电键的闭合端，实现CPU模块11和MCU控制模块12的debug信息会分别经开关控制模块14发送给VGA模块13的第四管脚和第十管脚，然后发送给PC。而MCU控制模块12控制开关控制模块14选择电键的闭合端，需要保证MCU控制模块12、开关控制模块14和VGA模块13的第四管脚和第十管脚构成通路或者CPU模块11、开关控制模块14和VGA模块13的第四管脚和第十管脚构成通路。因此，本发明可以实现无需拆机即可进行CPU和MCU的故障检测，方便研发分析和售后维修分析。

参看图1，本实施例开关控制模块14包括第一开关141和第二开关142，采用第一开关141和第二开关142组成开关控制模块14令电路设计简单，便于操作控制，且成本低廉。

第一开关141的一端连接VGA芯片的第四管脚和第十管脚，另一端连接第二开关142，控制引脚连接MCU控制模块12。

第二开关142的一端连接第一开关141，另一端分别连接MCU控制模块12和CPU模块11，控制引脚连接MCU控制模块12。

采用第一开关141和第二开关142构成开关控制模块14，且MCU控制模块12控制第一开关141和第二开关142的切换实现对CPU模块11还是MCU控制模块12进行debug。参看图2和图3当需要对MCU控制模块12和CPU模块11debug时，MCU控制模块12通过第一开关141的控制引脚控制第一开关141。第一开关141的电键COM1和COM2分别切换到NO1端和NO2端。

参看图2，当对MCU控制模块12debug时，MCU控制模块12通过第二开关142的控制引脚控制第二开关142，第二开关142的电键COM1和COM2分别切换到NC1端和NC2端。MCU控制模块12、第二开关142、第一开关141和VGA模块13构成通路。

参看图3，当对CPU模块11debug时，MCU控制模块12通过第二开关142的控制引脚控制第二开关142，第二开关142的电键COM1和COM2分别切换到NO1端和NO2端，MCU控制模块12、第二开关142、第一开关141和VGA模块13构成通路。

参看图1，本实施例第一开关141的控制引脚还经第一电阻R1接地；第二开关142的控制引脚还经第二电阻R2接地。

当经过第一开关或者第二开关的电流过大时，会对电视系统的电路产生损坏，而第一电阻R1和第二电阻R2可以保护电视系统的运行安全，其取值由本领域技术人员根据经验和系统要求选取，优选地R1和R2为10KΩ。

实施例四

参看图1，本实施例第一开关的VCC输入端连接电源，第一开关的VCC输入端还经第一电容接地；第二开关的VCC输入端连接电源，第二开关的VCC输入端还经第二电容接地

所述第一电容C1和第二电容C2用于隔除交流电成分，其取值由本领域技术人员根据经验和系统要求选取，优选地C1和C2为0.1uF。

实施例五

本实施例所述第二开关142分别连接所述所述MCU控制模块12和CPU模块11的UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)通用异步收发传输器接口。该接口双向通信，可以实现全双工传输和接收。作为接口的一部分，UART还提供以下功能：将由内部传送过来的并行数据转换为输出的串行数据流。将外部来的串行数据转换为字节，供内部并行数据的器件使用。在输出的串行数据流中加入奇偶校验位，并对从外部接收的数据流进行奇偶校验。在输出数据流中加入启停标记，并从接收数据流中删除启停标记。处理由串行设备发出的中断信号。本发明优选的采用URAT接口，以实现debug信息通信是一种高效稳定的信息通信。

第二开关142的电键NC1和NC2端连接MCU控制模块12的UART接口，NO1和NO2端连接CPU模块11的UART接口。

本发明利用了VGA模块中悬空或者接地的第四管脚和第十管脚，连接开关控制模块，MCU控制模块控制开关控制模块选择电键的闭合端，来选择对CPU模块或者MCU控制模块进行故障检测debug。CPU模块和MCU控制模块的故障检测结果信息经开关控制模块发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚发送给PC。因此，本发明可以实现无需拆机即可获得CPU和MCU的故障诊断，方便研发分析和售后维修分析。

实施例二

参看图4，对应于上述装置，本发明还提供一种在线故障诊断方法，包括步骤：

401、接收到对MCU控制模块或者CPU模块进行故障诊断的指令。

当需要对电器设备进行在线故障诊断时，会将PC连接电器设备，用户可以通过PC或者电器设备的遥控器发送需要进行故障诊断的指令。当然用户还可以通过其它方式，比如电器设备自身设置的故障诊断按键，或者其他可以和电器设备进行通信的便携终端。总之，用户可以将故障诊断的指令发送给电器设备，令电器设备接收到故障诊断的指令。接收到的故障诊断的指令为对MCU控制模块进行故障诊断的指令或者对CPU模块进行故障诊断的指令。

402、判断接收的所述故障诊断指令是否为对MCU控制模块进行故障诊断的指令；

403、如所述故障诊断指令为对MCU控制模块进行故障诊断的指令，所述MCU控制模块控制开关控制模块选择电键的闭合端，令MCU控制模块的debug信息经开关控制模块发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚。

对MCU控制模块进行故障诊断的指令是用户通过PC或者电器设备的遥控器或者其他方式发出的，电器设备接收到需要对MCU控制模块进行故障诊断的指令。电器设备的MCU控制模块根据电器设备接收到的对MCU控制模块进行故障诊断的指令来控制开关控制模块选择电键的闭合端。令MCU控制模块将其保存在内存中的debug信息经开关控制模块发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚。之后执行步骤404。

404、如所述故障诊断指令不为对MCU控制模块进行故障诊断的指令，所述故障诊断指令为对CPU模块进行故障诊断的指令，所述MCU控制模块控制开关控制模块选择电键的闭合端，令CPU模块的debug信息经开关控制模块发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚。

对CPU模块进行故障诊断的用户指令是用户通过PC或者电器设备的遥控器或者其他方式发出的，电器设备接收到需要对CPU模块进行故障诊断的指令。电器设备的MCU控制模块根据电器设备接收到的对CPU模块进行故障诊断的用户指令来控制开关控制模块选择电键的闭合端。令CPU模块将其保存在内存中的debug信息经开关控制模块发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚。之后执行步骤405。

405、VGA模块将debug信息发送给PC。

这样CPU模块和MCU控制模块的debug信息会分别经开关控制模块发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚，然后VGA模块将debug信息发送给与电器设备连接的PC。

本发明利用了VGA模块空闲的两个管脚，一般第四管脚和第十管脚在现有技术的实际使用中都是用来接地或者悬空的，本发明利用这两个管脚来连接开关控制模块，分别获得CPU模块和MCU控制模块的debug信息。因此，本发明可以实现无需拆机即可获得CPU和MCU的debug信息，方便研发分析和售后维修分析。

在本实施例中步骤402进一步为：

MCU控制模块经第一开关和第二开关的控制引脚，控制第一开关和第二开关的切换，令MCU控制模块的debug信息经第二开关和第一开关发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚。

MCU控制模块通过开关控制模块的第一开关的控制引脚控制第一开关。第一开关的电键COM1和COM2分别切换到NO1端和NO2端。

MCU控制模块通过开关控制模块的第二开关的控制引脚控制第二开关，第二开关的电键COM1和COM2分别切换到NC1端和NC2端。从而，MCU控制模块的debug信息经第二开关、第一开关发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚。

本实施例采用简单的控制开关闭合的方式来控制MCU控制模块的debug信息经第二开关和第一开关发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚，电路结构简单，控制方便，成本低廉。

本实施例MCU控制模块的debug信息由其UART接口经第二开关和第一开关发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚。

采用URAT接口实现debug信息通信是一种高效稳定的信息通信方式。

在本实施例中步骤404进一步为：

MCU控制模块经第一开关和第二开关的控制引脚，控制第一开关和第二开关的切换，令CPU模块的debug信息经第二开关和第一开关发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚。

MCU控制模块通过开关控制模块的第一开关的控制引脚控制第一开关。第一开关的电键COM1和COM2分别切换到NO1端和NO2端。

MCU控制模块通过开关控制模块的第二开关的控制引脚控制第二开关，第二开关的电键COM1和COM2分别切换到NO1端和NO2端。从而，CPU模块的debug信息经第二开关、第一开关发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚。

本实施例采用简单的控制开关闭合的方式来控制CPU模块的debug信息经第二开关和第一开关发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚，电路结构简单，控制方便，成本低廉。

本实施例MCU控制模块的debug信息由其UART接口经第二开关和第一开关发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚。

采用URAT接口实现debug信息通信是一种高效稳定的信息通信方式。

现有技术中用户对MCU控制模块或者CPU模块进行故障诊断时，需要对电器设备进行拆机，令MCU控制模块或者CPU模块通过数据线连接PC输出debug信息。而本发明当用户需要对电器设备的MCU控制模块或者CPU模块进行故障诊断时，用户发送故障诊断的用户指令给电器设备。如果电器设备接收到的用户指令是MCU控制模块的故障诊断用户指令，则MCU控制模块控制开关控制模块选择电键的闭合端，令MCU控制模块的debug信息经开关控制模块发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚，然后发送给PC，从而得到了MCU控制模块的debug信息。如果电器设备接收到的用户指令是CPU模块的故障诊断用户指令，则MCU控制模块控制开关控制模块选择电键的闭合端，令CPU模块的debug信息经开关控制模块发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚，然后发送给PC，从而得到了CPU模块的debug信息。因此，本发明无需对电器设备进行拆机，仅需要PC连接电器设备，便可获得电器设备的MCU控制模块和CPU模块的debug信息。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种在线故障诊断装置，包括CPU模块、MCU控制模块、VGA模块，其特征在于，还包括开关控制模块，所述开关控制模块的一端分别连接所述CPU模块和所述MCU控制模块，另一端连接所述VGA模块的第四管脚和第十管脚，

当接收到对MCU控制模块进行故障诊断的用户指令时，MCU控制模块控制所述开关控制模块选择电键的闭合端，所述MCU控制模块的故障诊断信息经开关控制模块和VGA模块的第四管脚和第十管脚发送给PC；

当接收到对所述CPU模块进行故障诊断的用户指令时，MCU控制模块控制所述开关控制模块选择电键的闭合端，所述CPU模块的故障诊断信息经开关控制模块和VGA模块的第四管脚和第十管脚发送给PC。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开关控制模块包括第一开关和第二开关，

所述第一开关的一端连接所述VGA芯片的第四管脚和第十管脚，另一端连接所述第二开关，控制引脚连接所述MCU控制模块；

所述第二开关的一端连接所述第一开关，另一端分别连接所述MCU控制模块和CPU模块，控制引脚连接所述MCU控制模块。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一开关的控制引脚还经第一电阻接地；所述第二开关的控制引脚还经第二电阻接地。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一开关的VCC输入端连接电源，所述第一开关的VCC输入端还经第一电容后接地；所述第二开关的VCC输入端连接电源，所述第二开关的VCC输入端还经第二电容后接地。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第二开关分别连接所述MCU控制模块和CPU模块进一步为：所述第二开关分别连接所述MCU控制模块和CPU模块的UART接口。

6.一种在线故障诊断方法，其特征在于，包括步骤：

接收到对MCU控制模块或者CPU模块进行故障诊断的指令；

如所述故障诊断指令为对MCU控制模块进行故障诊断的指令，所述MCU控制模块控制开关控制模块选择电键的闭合端，令MCU控制模块的故障诊断信息经开关控制模块发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚；

如所述故障诊断指令为对CPU模块进行故障诊断的指令，所述MCU控制模块控制开关控制模块选择电键的闭合端，令CPU模块的故障诊断信息经开关控制模块发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚；

VGA模块将故障诊断信息发送给PC。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述MCU控制模块控制开关控制模块选择电键的闭合端，令MCU控制模块的故障诊断信息经开关控制模块发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚进一步为：

所述MCU控制模块经第一开关和第二开关的控制引脚，控制第一开关和第二开关的切换，令MCU控制模块的故障诊断信息经第二开关和第一开关发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述MCU控制模块的故障诊断信息经第二开关和第一开关发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚进一步为：

所述MCU控制模块的故障诊断信息由其UART接口经第二开关和第一开关发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述MCU控制模块控制开关控制模块选择电键的闭合端，令CPU模块的故障诊断信息经开关控制模块发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚进一步为：

所述MCU控制模块经第一开关和第二开关的控制引脚，控制第一开关和第二开关的切换，令CPU模块的故障诊断信息经第二开关和第一开关送给VGA模块的第四管脚和第十管脚。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述MCU控制模块的故障诊断信息经第二开关和第一开关发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚进一步为：

所述MCU控制模块的故障诊断信息由其UART接口经第二开关和第一开关发送给VGA模块的第四管脚和第十管脚。

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