CN106372017A - 一种嵌入式设备和串口收发系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种嵌入式设备和串口收发系统，嵌入式设备包括：通用接口和设置在嵌入式设备内部的UART接口；处理器，分别与UART接口的发送端口和接收端口相连，在发送端口发送待发送数据前，处理器检测接收端口是否处于接收状态，如果否，控制发送端口发送待发送数据；发送模块，一端分别与发送端口和接收端口相连，另一端与通用接口的一信号脚相连，发送模块用于接收待发送数据，设置接收端口处于高电平，并将待发送数据发送至通用接口的信号脚。本发明在设备外壳上没有设置UART接口的情况下，无需拆开外壳也可实现UART接口的数据接收和发送功能，降低了测试、维修难度和成本，避免损伤外壳，有利于减小设备尺寸，提升设备外观。

Description

一种嵌入式设备和串口收发系统

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，特别是涉及一种嵌入式设备和一种串口收发系统。

背景技术

UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)是一种通用串行数据总线，UART通过一对信号线连接两个设备，两个设备采用约定的波特率进行通信，实现数据的全双工发送和接收。由于UART实现简单，在嵌入式硬件产品设计中，通常将UART接口作为嵌入式硬件产品的调试接口，嵌入式硬件产品的UART接口与计算机端的UART接口连接后，计算机端的串口工具通过UART接口对嵌入式硬件产品进行测试等操作。

目前，嵌入式硬件产品体积越来越小，外观要求越来越高，导致产品外壳上无法预留UART接口。这样，当需要对嵌入式硬件产品进行整机硬件测试、故障机维修时十分不便，测试人员或维修人员必须拆开嵌入式硬件产品外壳，才能将内部的UART接口连接到计算机端，测试、维修的难度和成本高，而且容易损伤嵌入式硬件产品外壳。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种嵌入式设备和一种串口收发系统，以解决现有嵌入式硬件产品测试、维修的难度和成本高，而且容易损伤嵌入式硬件产品外壳的问题。

为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种嵌入式设备，包括：通用接口和设置在所述嵌入式设备内部的UART接口；处理器，所述处理器分别与所述UART接口的发送端口和接收端口相连，在所述发送端口发送待发送数据前，所述处理器用于检测所述接收端口是否处于接收状态，如果否，控制所述发送端口发送所述待发送数据；发送模块，所述发送模块的一端分别与所述发送端口和所述接收端口相连，所述发送模块的另一端与所述通用接口的一信号脚相连，所述发送模块用于接收所述待发送数据，设置所述接收端口处于高电平，并将所述待发送数据发送至所述通用接口的信号脚。

可选地，所述发送模块包括：二极管，所述二极管的阴极与所述发送端口相连，所述二极管的阳极与电源相连；第一与非门，所述第一与非门的第一输入端分别与所述二极管的阳极和所述通用接口的信号脚相连，所述第一与非门的第二输入端与所述电源相连；第二与非门，所述第二与非门的第一输入端分别与所述发送端口相连，所述第二与非门的第二输入端与所述第一与非门的输出端相连，所述第二与非门的输出端与所述接收端口相连。

可选地，所述发送模块还包括：电阻，所述电阻的一端与所述电源相连，所述电阻的另一端分别与所述第一与非门的第一输入端、所述二极管的阳极和所述通用接口的信号脚相连。

可选地，所述发送模块还包括：电容，所述电容的一端分别与所述第二与非门的输出端和所述接收端口相连，所述电容的另一端接地。

可选地，所述处理器包括：检测单元，在所述发送端口发送待发送数据前，所述检测单元用于检测所述接收端口是否处于接收状态；等待控制单元，若所述接收端口处于接收状态，所述等待控制单元控制所述发送端口等待直至所述接收端口处于空闲状态；发送控制单元，若所述接收端口处于空闲状态，所述发送控制单元控制所述发送端口发送所述待发送数据。

可选地，所述发送模块设置在所述通用接口中。

可选地，所述通用接口为Micro USB(USB标准的一个便携版本)接口，所述通用接口的信号脚为所述Micro USB接口的ID(Identity)脚。

可选地，所述通用接口为HDMI(High Definition Multimedia Interface，高清晰度多媒体接口)接口，所述通用接口的信号脚为所述HDMI接口的RSVD(Reserved)脚。

为了解决上述问题，本发明实施例还公开了一种串口收发系统，包括：一双向传输信号线和两个所述的嵌入式设备，所述双向传输信号线分别与两个所述嵌入式设备中通用接口的信号脚相连，所述双向传输信号线用于接收任一所述嵌入式设备发送的待发送数据，通过另一所述嵌入式设备的发送模块将所述待发送数据发送至所述另一嵌入式设备的接收端口。

可选地，两个所述嵌入式设备中发送模块的结构相同。

本发明实施例包括以下优点：在UART接口的发送端口发送待发送数据前，通过处理器检测接收端口是否处于接收状态，在接收端口不处于接收状态时，控制UART接口的发送端口发送待发送数据，从而保证在发送端口发送数据时，接收端口不处于接收状态(即与本实施例嵌入式设备通信的另一设备不处于发送状态)，避免两设备出现冲突；以及将发送模块的一端分别与发送端口和接收端口相连，发送模块的另一端与通用接口的一信号脚和电源相连，发送模块接收待发送数据后，设置接收端口处于高电平，并将待发送数据发送至通用接口的信号脚，不仅便于将通用接口的信号脚与单根双向传输信号线连接，而且在发送端口发送待发送数据时，可以避免接收端口接收该待发送数据。本发明实施例在嵌入式设备的外壳未预留UART接口的情况下，通过一根双向传输信号线与通用接口的信号脚连接后，即可方便的实现UART接口接收数据和发送数据，便于减小产品尺寸，提高产品外观，而且测试人员或维修人员无需拆开嵌入式设备外壳，就能将内部的UART接口连接到计算机端，有效降低了测试、维修的难度和成本，避免了损伤嵌入式设备外壳。

附图说明

图1是本发明的一种嵌入式设备实施例的结构框图；

图2是本发明的一种嵌入式设备实施例的结构示意图；

图3是本发明的一种串口收发系统实施例的结构框图；

图4是本发明的一种串口收发系统实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1，示出了本发明的一种嵌入式设备实施例的结构框图，具体可以包括如下模块：通用接口10和设置在嵌入式设备内部的UART接口20；处理器30，处理器30分别与UART接口20的发送端口TX和接收端口RX相连，在发送端口TX发送待发送数据前，处理器30用于检测接收端口RX是否处于接收状态，如果否，控制发送端口TX发送待发送数据；发送模块40，发送模块40的一端分别与发送端口TX和接收端口RX相连，发送模块40的另一端与通用接口10的一信号脚11相连，发送模块40用于接收待发送数据，设置接收端口RX处于高电平，并将待发送数据发送至通用接口10的信号脚11；通用接口10的信号脚11设置在嵌入式设备的外壳上。

其中，在发送端口TX发送待发送数据前，通过处理器30检测接收端口RX是否处于接收状态，并在接收端口RX不处于接收状态(即接收端口RX处于接收状态)时，控制发送端口TX发送待发送数据，这样可以保证在发送端口TX发送数据时，接收端口RX不处于接收状态(即与本实施例嵌入式设备通信的另一设备不处于发送状态)，避免两设备出现冲突。其中，处理器30检测接收端口RX是否处于接收状态可以通过已有技术实现。

另外，发送模块40接收待发送数据后，设置接收端口RX处于高电平，并将待发送数据发送至通用接口10的信号脚11，不仅便于将通用接口10的信号脚11与单根双向传输信号线连接，通过单根双向传输信号线传输待发送数据、接收数据，而且设置接收端口RX处于高电平，可以保证接收端口RX无法接收该待发送数据，确保待发送数据有效发送至通用接口10的信号脚11。

可选地，在本发明的一个实施例中，参照图2，发送模块40可以包括：二极管D，二极管D的阴极与发送端口TX相连，二极管D的阳极与电源VCC相连；第一与非门UB，第一与非门UB的第一输入端分别与二极管D的阳极和通用接口10的信号脚11相连，第一与非门UB的第二输入端与电源VCC相连；第二与非门UA，第二与非门UA的第一输入端分别与发送端口TX相连，第二与非门UA的第二输入端与第一与非门UB的输出端相连，第二与非门UA的输出端与接收端口RX相连。

可选地，在本发明的一个实施例中，参照图2，发送模块40还可以包括：电阻R，电阻R的一端与电源VCC相连，电阻R的另一端分别与第一与非门UB的第一输入端、二极管D的阳极和通用接口10的信号脚11相连。其中，电阻R作为上拉电阻，电阻R的大小可以根据电源VCC电压和第一与非门UB的工作电压确定。

可选地，参照图2，发送模块40还可以包括：电容C，电容C的一端分别与第二与非门UA的输出端和接收端口RX相连，电容C的另一端接地。其中，当发送端口TX的信号从低电平变为高电平时，由于信号在第一与非门UB上传输存在延迟，会在第二与非门UA的输出端产生一个低电平，电容C可以消除该低电平，避免了处理器30由于该低电平误判断接收端口RX处于接收状态。

图2中，当嵌入式设备无数据发送时，发送端口TX为高电平，通用接口10的信号脚11由于电阻R上拉也处于高电平，经过第一与非门UB和第二与非门UA后，接收端口RX也处于高电平，即表示接收端口RX处于空闲状态。当嵌入式设备开始发送待发送数据前，处理器30检测接收端口RX的状态，如果接收端口RX处于接收状态，则等待接收端口RX接收数据完成后，处理器30再控制发送端口TX发送待发送数据；如果接收端口RX处于空闲状态，处理器30直接控制发送端口TX发送待发送数据。在发送端口TX发送待发送数据时，若发送端口TX为低电平，通用接口10的信号脚11被二极管D下拉为低电平，第一与非门UB输出为高电平，第二与非门UA输出为高电平，即接收端口RX为高电平；若发送端口TX为高电平，通用接口10的信号脚11被的电阻R上拉为高电平，第一与非门UB输出为低电平，第二与非门UA输出为高电平，即接收端口RX为高电平；即在发送端口TX发送待发送数据时，无论发送端口TX输出高电平或者低电平，接收端口RX始终保持高电平，不被发送端口TX的电平变化所影响。

可选地，处理器30可以包括：检测单元，在发送端口TX发送待发送数据前，检测单元用于检测接收端口RX是否处于接收状态；等待控制单元，若接收端口RX处于接收状态，等待控制单元控制发送端口TX等待直至接收端口RX处于空闲状态；发送控制单元，若接收端口RX处于空闲状态，发送控制单元控制发送端口TX发送待发送数据。

可选地，在本发明的一个实施例中，通用接口10可以为Micro USB接口，此时，通用接口10的信号脚11可以为Micro USB接口的ID脚。可选地，在本发明的另一个实施例中，通用接口10可以为HDMI接口，此时，通用接口10的信号脚11可以为HDMI接口的RSVD脚。具体地，在本发明的一个实施例中，参照图2，发送模块40可以设置在通用接口10中，此时，嵌入式设备的产品尺寸可以做的更小。参照图1，发送模块40也可以设置在通用接口10外。

本发明实施例的嵌入式设备包括以下优点：在UART接口的发送端口发送待发送数据前，通过处理器检测UART接口的接收端口是否处于接收状态，并在接收端口不处于接收状态时，控制发送端口发送待发送数据，这样可以保证在发送端口发送数据时，接收端口不处于接收状态(即与本实施例嵌入式设备通信的另一设备不处于发送状态)，避免两设备出现冲突；将发送模块的一端分别与发送端口和接收端口相连，发送模块的另一端与通用接口的一信号脚和电源相连，发送模块接收待发送数据后，设置接收端口处于高电平，并将待发送数据发送至通用接口的信号脚，不仅便于将通用接口的信号脚与单根双向传输信号线连接，通过单根双向传输信号线传输待发送数据、接收数据，而且设置接收端口处于高电平，可以保证接收端口无法接收该待发送数据，确保待发送数据有效发送至通用接口的信号脚。本发明实施例在嵌入式设备的外壳未预留UART接口的情况下，通过一根双向传输信号线与通用接口的信号脚连接后，即可方便的实现UART接口的接收数据和发送数据，便于减小产品尺寸，提高产品外观，而且测试人员或维修人员无需拆开嵌入式设备外壳，就能将内部的UART接口连接到计算机端，有效降低了测试、维修的难度和成本，避免了损伤嵌入式设备外壳。

参照图3，本发明实施例还公开了一种串口收发系统，包括：两个上述的嵌入式设备(以下称嵌入式设备1、嵌入式设备2)和一双向传输信号线3，双向传输信号线3分别与两个嵌入式设备中通用接口10的信号脚11相连，双向传输信号线用于接收任一嵌入式设备发送的待发送数据，通过另一嵌入式设备的发送模块40将待发送数据发送至另一嵌入式设备的接收端口RX。

其中，两个嵌入式设备中通用接口10可以相同或不相同。

需要说明的是，在本发明的一个实施例中，两个嵌入式设备中的一个可以为计算机端的嵌入式设备。

可选地，两个嵌入式设备中发送模块40的结构可以相同，或两个嵌入式设备中发送模块40的结构不相同，例如，嵌入式设备1中发送模块40可以具有电容C，而嵌入式设备2中发送模块40不具有电容C。具体地，参照图4，在本发明的一个实施例中，两个嵌入式设备具有图2所示的嵌入式设备的结构，图4所示的串口收发系统的工作原理如下：

当嵌入式设备1和嵌入式设备2无数据发送时，嵌入式设备1的发送端口TX和嵌入式设备2的发送端口TX为高电平，双向传输信号线3由于嵌入式设备1和嵌入式设备2中电阻R上拉也处于高电平，经过两级与非门后，嵌入式设备1的接收端口RX和嵌入式设备2的接收端口RX也是高电平，此时，嵌入式设备1的接收端口RX和嵌入式设备2的接收端口RX处于空闲状态。

当嵌入式设备1开始发送待发送数据前，嵌入式设备1中处理器30检嵌入式设备1中测接收端口RX的状态，如果嵌入式设备1中接收端口RX处于接收状态，则等待嵌入式设备1中接收端口RX接收数据完成后，嵌入式设备1中处理器30控制嵌入式设备1中发送端口TX发送待发送数据；如果嵌入式设备1中接收端口RX处于空闲状态，嵌入式设备1中处理器30控制嵌入式设备1中发送端口TX直接发送待发送数据。

在嵌入式设备1中发送端口TX发送待发送数据时，若嵌入式设备1中发送端口TX为低电平，双向传输信号线3被嵌入式设备1中二极管D下拉为低电平，嵌入式设备1中第一与非门UB输出为高电平，嵌入式设备1中第二与非门UA输出为高电平，即嵌入式设备1中接收端口RX为高电平；若嵌入式设备1中发送端口TX为高电平，双向传输信号线3被嵌入式设备1中电阻R上拉为高电平，嵌入式设备1中第一与非门UB输出为低电平，嵌入式设备1中第二与非门UA输出为高电平，即嵌入式设备1中接收端口RX为高电平；即在嵌入式设备1中发送端口TX发送待发送数据时，无论嵌入式设备1中发送端口TX输出高电平或者低电平，嵌入式设备1中接收端口RX始终保持高电平，不被嵌入式设备1中发送端口TX的电平变化所影响。

在嵌入式设备1中发送端口TX发送待发送数据时，若嵌入式设备1中发送端口TX为低电平，双向传输信号线3被嵌入式设备1中二极管D下拉为低电平，嵌入式设备2中第一与非门UB输出为高电平，嵌入式设备2中第二与非门UA输出为低电平，即嵌入式设备2中接收端口RX为低电平；若嵌入式设备1中发送端口TX为为高电平，双向传输信号线3被嵌入式设备1中电阻R上拉为高电平，嵌入式设备2中第一与非门UB输出为低电平，嵌入式设备2中第二与非门UA输出为高电平，即嵌入式设备2中接收端口RX为高电平；由此可见，嵌入式设备2中接收端口RX的电平跟随嵌入式设备1中发送端口TX的电平，即嵌入式设备2可有效接收到嵌入式设备1发送的数据。

同理，嵌入式设备1也可以有效接收到嵌入式设备2发送的数据，且在嵌入式设备2发送数据时，嵌入式设备2中接收端口RX始终保持高电平，不被嵌入式设备2中发送端口TX的电平变化所影响。

本发明实施例的串口收发系统包括以下优点：通过采用两个上述的嵌入式设备，并将两个嵌入式设备中通用接口的信号脚通过一根双向传输信号线相连。这样，在嵌入式设备的外壳未预留UART接口的情况下，也可以方便的实现UART接口的接收数据和发送数据，便于减小产品尺寸，提高产品外观，而且测试人员或维修人员无需拆开嵌入式设备外壳，就能将内部的UART接口连接到计算机端，有效降低了测试、维修的难度和成本，避免了损伤嵌入式设备外壳。

对于串口收发系统实施例而言，由于其包括嵌入式设备实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见嵌入式设备实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种嵌入式设备和一种串口收发系统，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 (10)

1.一种嵌入式设备，其特征在于，所述嵌入式设备包括通用接口和设置在所述嵌入式设备内部的UART接口，所述嵌入式设备还包括：

处理器，所述处理器分别与所述UART接口的发送端口和接收端口相连，在所述发送端口发送待发送数据前，所述处理器用于检测所述接收端口是否处于接收状态，如果否，控制所述发送端口发送所述待发送数据；

发送模块，所述发送模块的一端分别与所述发送端口和所述接收端口相连，所述发送模块的另一端与所述通用接口的一信号脚相连，所述发送模块用于接收所述待发送数据，设置所述接收端口处于高电平，并将所述待发送数据发送至所述通用接口的信号脚。

2.根据权利要求1所述的嵌入式设备，其特征在于，所述发送模块包括：

二极管，所述二极管的阴极与所述发送端口相连，所述二极管的阳极与电源相连；

第一与非门，所述第一与非门的第一输入端分别与所述二极管的阳极和所述通用接口的信号脚相连，所述第一与非门的第二输入端与所述电源相连；

第二与非门，所述第二与非门的第一输入端分别与所述发送端口相连，所述第二与非门的第二输入端与所述第一与非门的输出端相连，所述第二与非门的输出端与所述接收端口相连。

3.根据权利要求2所述的嵌入式设备，其特征在于，所述发送模块还包括：

电阻，所述电阻的一端与所述电源相连，所述电阻的另一端分别与所述第一与非门的第一输入端、所述二极管的阳极和所述通用接口的信号脚相连。

4.根据权利要求2所述的嵌入式设备，其特征在于，所述发送模块还包括：

电容，所述电容的一端分别与所述第二与非门的输出端和所述接收端口相连，所述电容的另一端接地。

5.根据权利要求1所述的嵌入式设备，其特征在于，所述处理器包括：

检测单元，在所述发送端口发送待发送数据前，所述检测单元用于检测所述接收端口是否处于接收状态；

等待控制单元，若所述接收端口处于接收状态，所述等待控制单元控制所述发送端口等待直至所述接收端口处于空闲状态；

发送控制单元，若所述接收端口处于空闲状态，所述发送控制单元控制所述发送端口发送所述待发送数据。

6.根据权利要求1所述的嵌入式设备，其特征在于，所述发送模块设置在所述通用接口中。

7.根据权利要求1所述的嵌入式设备，其特征在于，所述通用接口为Micro USB接口，所述通用接口的信号脚为所述Micro USB接口的ID脚。

8.根据权利要求1所述的嵌入式设备，其特征在于，所述通用接口为HDMI接口，所述通用接口的信号脚为所述HDMI接口的RSVD脚。

9.一种串口收发系统，其特征在于，包括：一双向传输信号线和两个权利要求1-8中任一项所述的嵌入式设备，所述双向传输信号线分别与两个所述嵌入式设备中通用接口的信号脚相连，所述双向传输信号线用于接收任一所述嵌入式设备发送的待发送数据，通过另一所述嵌入式设备的发送模块将所述待发送数据发送至所述另一嵌入式设备的接收端口。

10.根据权利要求9所述的串口收发系统，其特征在于，两个所述嵌入式设备中发送模块的结构相同。