CN107885630A - 一种可编程虚拟键盘检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种可编程虚拟键盘检测装置，包括控制模块、继电器模块、下载通信模块、键盘输出模块、编程用计算机、触摸屏显示模块、电源模块；控制模块用于实现已下载的操作指令的存储与读取，根据测试人员在触摸屏上的操作控制对应的键盘及继电器输出；继电器模块按操作指令进行接通、断开，用于对待测设备进行开机、关机操作；下载通信模块负责接收编程用计算机发送的一系列操作指令；键盘输出模块负责按PS2及USB协议发送键盘指令；触摸屏显示模块用于显示当前已下载的操作指令、当前正在执行指令、键盘设备输出模式等，并读取测试人员在触摸屏上的操作；电源模块提供工作电压。

Description

一种可编程虚拟键盘检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种仪器设备测试技术，特别是一种可编程虚拟键盘检测装置及方法。

背景技术

在大型仪器和武器系统中，大多使用通用电脑键盘作为用户输入设备。在设备的研发过程中，通常会使用长时间持续工作来测试工作效果或是验证当前设备的可靠性。在此测试期间，通常是采用人工手动输入或是从程序内部设定输入指令的方式控制待测设备的工作。

使用人工手动输入的方式，就意味着需要多名测试人员长时间的重复工作，而且测试人员的长时间重复操作可能使待测设备面临不安全的错误操作的隐患，对于比较精密的仪器或设备一次不安全操作可能就意味着巨大损失。而使用程序内部设定好输入指令的方式进行测试能较好的避免不安全误操作的发生，且测试效率高于人工手动输入。但是使用程序内部设定输入指令的方式可能不方便实时更换待测试的工作指令，而且有时待测设备可能并不方便提前设定工作指令。另一方面从程序内部载入输入意味着待测设备的关于键盘输入部分的通信程序和硬件结构并没有参与到当前的长时间重复工作当中，不能测试是否在这部分存在隐患，也不能较好的模拟实际的工作情况。

发明内容

本发明目的在于提供一种可编程虚拟键盘检测装置及方法。该方法为设备的长时间工作测试提供一种更方便、有效的测试手段。

实现本发明目的的技术方案为：一种可编程虚拟键盘检测装置，包括控制模块、继电器模块、下载通信模块、键盘输出模块、编程用计算机、触摸屏显示模块、电源模块；所述控制模块用于实现已下载的操作指令的存储与读取，根据测试人员在触摸屏上的操作控制对应的键盘及继电器输出；所述继电器模块按操作指令进行接通、断开，用于对待测设备进行开机、关机操作；所述下载通信模块负责接收编程用计算机发送的一系列操作指令；所述键盘输出模块负责按PS2及USB协议发送键盘指令；所述触摸屏显示模块用于显示当前已下载的操作指令、当前正在执行指令、键盘设备输出模式等，并读取测试人员在触摸屏上的操作；所述电源模块提供工作电压。

一种可编程虚拟键盘检测方法，键盘装置一端与编程用计算机相连，另一端与待测试设备相连；其工作步骤如下：

步骤1，在编程用计算机上建立将要输出的指令清单，随后将指令下载至可编程虚拟键盘装置；

步骤2，在可编程虚拟键盘装置上对键盘输出的循环次数、输出速度进行设置，选择用PS2或是USB协议输出键盘键值；

步骤3，测试开始，在键盘装置上执行发送操作，键盘装置开始按当前设置输出键值，并可以随时进行暂停、修改操作。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：(1)与人工手动输入相比，本发明提供快速的键盘输入，而且通过提前设置好将要执行的键盘操作指令，可以避免不安全操作的产生；测试成本更低；(2)与程序内部设定输入指令的方式相比，本发明可以实时更新测试用的键盘输入而不用更改设备内控制程序，使用方便；而且，本发明按设定好的指令输出键值，可以更好地模拟设备正常工作时的用户输入，可以较为完整地对待测设备进行测试。

下面结合说明书附图对本发明做进一步描述。

附图说明

图1是本发明可编程虚拟键盘装置的系统总体设计图。

图2是本发明可编程虚拟键盘装置软件流程图。

图3是STM32芯片引脚外接图。

图4是编程用计算机功能界面示意图。

具体实施方式

一种可编程虚拟键盘检测装置，包括控制模块、电源模块、继电器模块、下载通信模块、键盘输出模块、编程用计算机以及触摸屏显示模块。

所述控制模块，用来实现已下载的操作指令的存储与读取，根据测试人员在触摸屏上的操作，控制对应的键盘及继电器输出；

所述电源模块，采用电压值为5V的直流电源给键盘装置工作供电，如果需要使用继电器输出的功能，还需额外接入24V的直流电源给继电器工作供电；

所述继电器模块，在工作时需要接入24V的直流电源，可以按操作指令进行接通、断开，可以对待测设备进行开机、关机操作；

所述下载通信模块，负责接收编程用计算机发送的一系列操作指令；

所述键盘输出模块，负责按PS2及USB协议发送键盘指令；

所述触摸屏显示模块，用于显示当前已下载的操作指令、当前正在执行指令、键盘设备输出模式等，并读取测试人员在触摸屏上的操作，如开始发送、暂停发送、继续发送、停止发送、循环模式设置、输出速度设置、键盘协议切换等。

可编程虚拟键盘装置的完整使用步骤如下：

步骤1，为可编程虚拟键盘装置电源模块接入5V及24V直流电源供电，如不需使用继电器模块可不用接24V电源。将可编程虚拟键盘装置与编程用计算机建立联接。将可编程虚拟键盘装置与待测设备建立联接。如果需要下载或更新可编程虚拟键盘装置当前已下载操作指令，在编程用计算机上运行提供的应用程序，建立操作指令列表并执行下载操作；

步骤2，在可编程虚拟键盘装置的触摸屏上选择将使用的键盘输出协议，设置循环模式为“单次执行”、“死循环”或“设置循环次数”。在触摸屏上设置键盘的输出速度；

步骤3，测试开始时，点击触摸屏上的开始按钮，如有需要可以随时进行暂停、复位操作。如需更改操作指令，回至步骤1。

结合图1可编程虚拟键盘装置的系统总体设计图所示。本发明可编程虚拟键盘装置，包括基于单片机STM32F103的控制模块、电源模块、继电器模块、下载通信模块、键盘输出模块、编程用计算机以及触摸屏显示模块。工作时，为键盘装置接入5V及24V的工作电源，将键盘装置接入编程用计算机USB接口，将键盘装置的输出USB接口或PS2接口代替工作键盘接入待检测设备，如有需要可以使用键盘装置的继电器输出控制待检测设备的上电、断电。本装置利用串口与编程用计算机的USB转串口建立通讯，利用FSMC更新液晶屏的图像显示，利用SPI接收触摸屏的触摸输入，用IO口驱动继电器输出，用STM32的USB模块输出USBHID键盘协议键值，用IO口模拟PS2协议输出键盘键值。测试人员在编程用计算机上运行提供的应用程序创建指令列表时，首先将键盘装置下载接口与计算机USB口相联接，接着打开计算机上的下载应用程序开始创建指令列表，指令列表创建完成后可以生成数据文件保存在计算机以便之后使用，点击下载按钮将指令下载至键盘装置，断开连接。将指令数据通过USB转RS232通讯下载到键盘装置的STM32后，STM32会将指令数据复制到Flash中的特定地址以备下次开机运行时读取已下载指令。

键盘装置工作流程图如图2所示，键盘装置在工作时处于不停检测用户输入的循环当中，当检测到计算机传输的下载指令时，调用下载指令子程序接收计算机指令；当检测到用户在触摸屏上的循环设置操作时，调用循环设置子程序；当检测到用户在触摸屏上的速度设置操作时，调用速度设置子程序；当检测到用户在触摸屏上执行发送操作时，调用键值发送子程序。

图3为STM32芯片的外接引脚图，所示控制模块基于单片机STM32F103ZET6。芯片STM32F103ZET6的PA6引脚输出PS2协议的PS2 CLK信号，PA7引脚输出PS2协议的PS2 SDA信号；芯片STM32F103ZET6的PA9引脚输出下载用的USART1_TXD信号，PA10引脚输出USART1_RXD信号；芯片STM32F103ZET6的PA11引脚输出USB协议的USB D-信号，PA12输出USB协议的USB D+信号。芯片STM32F103ZET6的PE0引脚控制继电器1的输出，PE1引脚控制继电器2的输出。选用的继电器为直流24V的G2RL-1A，不能与STM32IO口进行控制，需要通过接入MC1413芯片控制通断。下载模块使用CH340G芯片实现USB转串口通信。

芯片STM32F103ZET6的PD14、PD15、PD0、PD1、PE7、PE8、PE9、PE10、PE11、PE12、PE13、PE14、PE15、PD8、PD9、PD10分别作为FSMC_D0、FSMC_D1、FSMC_D2、FSMC_3、FSMC_D4、FSMC_D5、FSMC_D6、FSMC_D7、FSMC_D8、FSMC_D9、FSMC_D10、FSMC_D11、FSMC_D12、FSMC_D13、FSMC_D14、FSMC_D15用作STM32芯片与显示屏模块的双向数据总线。芯片STM32F103ZET6的PG12作为LCD控制器的片选信号。芯片STM32F103ZET6的PD5作为LCD显示屏的写使能信号。芯片STM32F103ZET6的PG0作为LCD显示屏的命令数据控制信号。芯片STM32F103ZET6的PD4作为LCD显示屏的读使能信号。芯片STM32F103ZET6的PF9作为电容触摸屏的IIC_SDA信号。芯片STM32F103ZET6的PF10作为电容触摸屏的中断信号。芯片STM32F103ZET6的PB1作为电容触摸屏的IIC_SCL信号。

图4为编程用计算机功能界面，包括“连接”按钮、“发送”按钮、“添加动作”按钮、“删除动作”按钮、“清空动作”按钮。此外，在左上角“文件”菜单中还有“保存”、“载入”功能。

Claims (4)

1.一种可编程虚拟键盘检测装置，其特征在于，包括控制模块、继电器模块、下载通信模块、键盘输出模块、编程用计算机、触摸屏显示模块、电源模块；

所述控制模块用于实现已下载的操作指令的存储与读取，根据测试人员在触摸屏上的操作控制对应的键盘及继电器输出；

所述继电器模块按操作指令进行接通、断开，用于对待测设备进行开机、关机操作；

所述下载通信模块负责接收编程用计算机发送的一系列操作指令；

所述键盘输出模块负责按PS2及USB协议发送键盘指令；

所述触摸屏显示模块用于显示当前已下载的操作指令、当前正在执行指令、键盘设备输出模式等，并读取测试人员在触摸屏上的操作；

所述电源模块提供工作电压。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括芯片STM32F103ZET6、芯片CH340、继电器OMRON G2RL-1A24VDC、第一20芯双排插座HD1、第二20芯双排插座HD2、第三20芯双排插座HD3、第一34芯双排插座P1、20针双排针JATG、液晶触摸屏模块；

芯片STM32F103ZET6的PA9引脚USART1_TX接芯片CH340的2脚，

芯片STM32F103ZET6的PA10引脚USART1_RX接芯片CH340的3脚，

芯片STM32F103ZET6的PA13引脚SWDIO接第二20芯双排插座HD2的2脚，

芯片STM32F103ZET6的PA14引脚SWCLK接第二20芯双排插座HD2的12脚，

芯片STM32F103ZET6的3.3V电源接第二20芯双排插座HD2的14脚，

芯片CH340的5脚作为USB下载接口的D+接第三20芯双排插座HD3的1脚，

芯片CH340的6脚作为USB下载接口的D-第三接20芯双排插座HD3的11脚，

第二20芯双排插座HD2的2脚接20针双排针JATG的7脚，

第二20芯双排插座HD2的12脚接20针双排针JATG的9脚，

第二20芯双排插座HD2的14脚接20针双排针JATG的1脚；

20针双排针JATG的4、6、8、10、12、14、16、18、20脚接地。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，包括两个继电器输出模块，输出继电器A及输出继电器B；两个继电器由键盘装置的操作指令控制通断，可以在设备检测过程中实现设备的通电、断电操作。

4.一种针对上述任一权利要求所述装置的检测方法，其特征在于，所述键盘装置，一端与编程用计算机相连，另一端与待测试设备相连；其工作步骤如下：

步骤1，在编程用计算机上建立将要输出的指令清单，随后将指令下载至可编程虚拟键盘装置；

步骤2，在可编程虚拟键盘装置上对键盘输出的循环次数、输出速度进行设置，选择用PS2或是USB协议输出键盘键值；

步骤3，测试开始，在键盘装置上执行发送操作，键盘装置开始按当前设置输出键值，并可以随时进行暂停、修改操作。