CN110795295B - 一种改进的usb转ttl测试装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子计算机技术领域，具体地说，是一种改进的USB转TTL测试装置及其方法，可以监测两路TTL电平的USB转TTL测试装置，包括USB接口单元、隔离电源模块、线性电源模块、信号转换模块、信号指示模块、信号隔离模块、两路接收屏蔽模块、发送接口、接收接口1、接收接口2、设备供电单元；在传统USB转TTL增加两路接收屏蔽模块，使得装置不仅具备传统USB转TTL的收发功能，还可实现两路TTL信号监控功能。
Description
技术领域
本发明涉及电子计算机技术领域，具体地说，是一种改进的USB转TTL测试装置及其方法，可以监测两路TTL电平的USB转TTL测试装置。
背景技术
在通讯测试或者通讯电路测试时，经常会用到各种调试工具，USB转TTL测试工具可以直接测试控制器引脚上通讯TTL电平信号，并在电脑监控软件显示通讯数据。
由于实现通讯时控制器存在接收和发送两路TTL电平信号，如果采用传统的USB转TTL测试工具去监控这两路TTL电平信号，需要两个测试工具并在电脑上占用两个串口资源，这种测试方法既不科学也不便利。
发明内容
本发明提供了一种改进的USB转TTL测试装置，以解决传统USB转TTL测试装置只能监控单路TTL电平信号的问题，通过对传统的USB转TTL测试工具的改进，增加接收互相屏蔽电路，使得在一个USB转TTL测试工具上可以测量两路TTL电平信号。
本发明采用的具体技术方案如下：
一种改进的USB转TTL测试装置，包括USB接口单元、隔离电源模块、线性电源模块、信号转换模块、信号指示模块、信号隔离模块、两次接收屏蔽模块、发送接口、接收接口1、接收接口2、设备供电单元，其中：USB接口单元和信号转换模块相连，用于给信号转换模块和隔离电源模块供源；信号指示模块分别和USB接口单元、信号转换模块相连，用来指示电路的工作状态；隔离电源模块分别与USB接口单元、设备供电单元相连，用来实现电源的隔离，并为设备供电单元和信号隔离模块提供5V电源；线性电源模块分别与隔离电源模块、信号隔离模块、两次接收屏蔽模块以及设备供电单元相连，用于将隔离电源模块的输出电压转换成3.3V，并为两次接收屏蔽模块提供上拉电平，为线性隔离模块与设备供电单元提供3.3V电源；信号转换模块与信号隔离模块相连，用于将信号隔离模块输出的TTL电平转换成USB串口信号传送给USB接口单元，并将USB接口单元输出的USB串口信号转换成TTL电平传送给信号隔离模块；信号隔离模块与隔离电源模块相连，用于实现电平信号的转换；发送接口与信号隔离模块相连，用于给外部发送信号；接收接口1与两次接收屏蔽模块相连，用于连接外部信号；接收接口2与两次接收屏蔽模块相连，用于连接外部信号；两次接收屏蔽模块与信号隔离模块相连，用于实现接收接口1与接收接口2两路信号的相互隔离。
本发明的进一步改进，两次接收屏蔽模块包括二极管D1、二极管D2以及电阻R1；其中：二极管D1的正极分别与电阻R1的一端、信号隔离模块相连以及二极管D2的正极，二极管D1的负极与接收接口1相连；二极管D2的负极与接收接口2相连；电阻R1的另一端与线性电源模块相连；二极管D1、D2可以采用发光二极管、开关二极管或者肖特基二极管。
本发明提供一种改进的USB转TTL测试装置的工作方法，使用上述改进的USB转TTL测试装置，具体流程为：将待测通讯信号的两路信号接入到接收接口1、接收接口2，并将USB接口单元连接至电脑；当接收接口1有信号时，信号经过二极管D1转化输出高电平为3.3V的标准信号，再经过信号隔离模块转化，送入信号转换模块转化数据格式，最后经USB接口单元将数据输送到电脑；当接收接口1有信号时，信号经过二极管D2转化输出高电平为3.3V的标准信号，再经过信号隔离模块转化，送入信号转换模块转化数据格式，最后经USB接口单元将数据输送到电脑。
本发明的有益效果：本发明通过两个二极管并联可以实现两路模块屏蔽作用，由于二极管的单向导通作用实现接收接口1与接收接口2两路信号的相互隔离；本发明不仅具备传统USB转TTL的收发功能，还可实现两路TTL信号监控功能，并且电路改造成本小，尤其在半双工通讯测试有较强的适用性。
附图说明
图1为本发明的电路示意图。
图2为图1补充示意图。
图3为本发明的具体电路图。
图4是图3补充示意图。
图5为本发明中实施例中测试对象芯片SP3485的引脚图。
实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
实施例：如图1所示，一种改进的USB转TTL测试装置，包括USB接口单元51、隔离电源模块52、线性电源模块53、信号转换模块54、信号指示模块55、信号隔离模块56、两次接收屏蔽模块57、发送接口3、接收接口1、接收接口2、设备供电单元58，其中：USB接口单元51和信号转换模块54相连，用于给信号转换模块和隔离电源模块供源；信号指示模块55分别和USB接口单元51、信号转换模块54相连，用来指示电路的工作状态。隔离电源模块52分别与USB接口单元51、设备供电单元58相连，用来实现电源的隔离，并为设备供电单元58和信号隔离模块56提供5V电源；线性电源模块53分别与隔离电源模块52、信号隔离模块56、两次接收屏蔽模块57以及设备供电单元58相连，用于将隔离电源模块52的输出电压转换成3.3V，并为两次接收屏蔽模块57提供上拉电平，为线性隔离模块53与设备供电单元58提供3.3V电源；信号转换模块54与信号隔离模块56相连，用于将信号隔离模块56输出的TTL电平转换成USB串口信号传送给USB接口单元51，并将USB接口单元51输出的USB串口信号转换成TTL电平传送给信号隔离模块56；信号隔离模块56与隔离电源模块52相连，用于实现电平信号的转换；发送接口3与所述信号隔离模块56相连，用于给外部发送信号；接收接口1与两次接收屏蔽模块57相连，用于连接外部信号；接收接口2与所述两次接收屏蔽模块57相连，用于连接外部信号；两次接收屏蔽模块57与信号隔离模块56相连，用于实现接收接口1与接收接口2两路信号的相互隔离。
在本实施例中，所述两次接收屏蔽模块57包括二极管D1、二极管D2以及电阻R1；其中：二极管D1的正极分别与所述电阻R1的一端、所述信号隔离模块相连以及二极管D2的正极，二极管D1的负极与接收接口1相连；二极管D2的负极与接收接口2相连；所述电阻R1的另一端与所述线性电源模块相连。
如图2所示，为一种改进的USB转TTL测试装置，其中，USB接口单元51包括USB接口J1、电容C2；USB接口J1的接口4和地GND相连；USB接口J1的接口3和接口转换芯片U1的接口15相连；USB接口J1的接口2和接口转换芯片U1的接口16相连；USB接口J1的接口1和电容C2相连；电容C2和地GND相连。
可选地，隔离电源模块52包括型号为IB0505LS-1W的稳压隔离电源U3、电容C5、电容C6；型号为IB0505LS-1W的稳压隔离电源U3的接口1和电容C5相连；型号为IB0505LS-1W的稳压隔离电源U3的接口2和地GND相连；型号为IB0505LS-1W的稳压隔离电源U3的接口4和地PGND相连；型号为IB0505LS-1W的稳压隔离电源的接口6分别与电容C6与型号为SC662K-3.3V的稳压器U4的接口3相连，用来为线性电源模块提供5V电压源；电容C5和地GND相连；电容C6和地PGND相连。
可选地，线性电源模块53包括型号为SC662K-3.3V的稳压器U4、电容C9；型号为SC662K-3.3V的稳压器U4的接口1和地PGND相连；电容C9分别和型号为SC662K-3.3V的稳压器U4的接口1和接口2相连。
可选地，信号转换模块54包括型号为FT232RL的接口转换芯片U1、电容C1、电容C3、电容C4；型号为FT232RL的接口转换芯片U1的接口17和电容C1相连；型号为FT232RL的接口转换芯片U1的接口18与地GND相连；型号为FT232RL的接口转换芯片U1的接口20分别和电容C3、电容C4相连；型号为FT232RL的接口转换芯片U1的接口21和地GND相连；型号为FT232RL的接口转换芯片U1的接口25和地GND相连；型号为FT232RL的接口转换芯片U1的接口26和地GND相连；型号为FT232RL的接口转换芯片U1的接口7和地GND相连；型号为FT232RL的接口转换芯片U1的接口5与型号为ADUM3201的双通道数字隔离器U2的接口2相连；型号为FT232RL的接口转换芯片U1的接口1与型号为ADUM3201的双通道数字隔离器U2的接口3相连；电容C1和地GND相连；电容C3和地GND相连；电容C4和地GND相连。
可选地，信号指示模块55包括发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3、电阻R2、电阻R3、电阻R4；发光二极管LED1的接口1和电阻R4相连；发光二极管LED1的接口2和型号为FT232RL的接口转换芯片U1的接口23相连；发光二极管LED2的接口2和型号为FT232RL的接口转换芯片U1的接口22相连；发光二极管LED2的接口1和电阻R2相连；发光二极管LED3的接口2和地GND相连；发光二极管LED3的接口1和电阻R3相连；电阻R4分别和电阻R2、电阻R3相连；电阻R2和电阻R3相连。
可选地，信号隔离模块56包括型号为ADUM3201的双通道数字隔离器U2；型号为ADUM3201的双通道数字隔离器U2的接口4和地GND相连；型号为ADUM3201的双通道数字隔离器U2的接口5和地PGND相连；型号为ADUM3201的双通道数字隔离器U2的接口6和连接器CON6的接口5相连。
可选地，两次接收屏蔽模块57包括二极管D1、二极管D2、电阻R1；二极管D2的正极分别和型号为ADUM3201的双通道数字隔离器U2的接口7、二极管D1的正极相连；二极管D1的负极和连接器CON6的接口3相连；二极管D1的正极和型号为ADUM3201的双通道数字隔离器U2的接口7相连；二极管D2的负极和连接器CON6的接口4相连。
二极管D1、二极管D2选型为SS14的肖特基二极管，肖特基二极管正向导通电压存在小幅压降，有助于提高通讯的稳定性。
以监控RS-485通讯为例，如图3为芯片SP3485的引脚图。由于RS-485是半双工通讯方式，所以芯片SP3485的接收器输出端与驱动器输入端不能同时有信号。将芯片SP3485的接收器输出端和接收接口1相连，芯片SP3485的驱动器输入端与接收接口2相连，这样就可以测出RS-485的双向通信信号。将USB接口单元连接至电脑；USB串口信号从电脑端输送到USB接口单元，进入信号转换模块转化为TTL电平信号，再经过信号隔离模块转换，进入二极管D1，最后TTL电平信号经接收接口1发送到芯片SP3485的接收器输出端。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种改进的USB转TTL测试装置，其特征在于，包括USB接口单元、信号指示模块、隔离电源模块、信号转换模块、线性电源模块、信号隔离模块、两次接收屏蔽模块、发送接口、接收接口1、接收接口2、设备供电单元，其中：所述USB接口单元和所述信号转换模块相连，所述信号指示模块分别和所述USB接口单元、所述信号转换模块相连，所述隔离电源模块分别与所述USB接口单元、所述设备供电单元相连，所述线性电源模块分别与所述隔离电源模块、所述信号隔离模块、所述两次接收屏蔽模块以及所述设备供电单元相连，所述信号转换模块与所述信号隔离模块相连，所述信号隔离模块与所述隔离电源模块相连，所述发送接口与所述信号隔离模块相连，所述接收接口1与所述两次接收屏蔽模块相连，所述接收接口2与所述两次接收屏蔽模块相连，所述两次接收屏蔽模块与所述信号隔离模块相连；所述两次接收屏蔽模块包括二极管D1、二极管D2以及电阻R1；其中：二极管D1的正极分别与所述电阻R1的一端、所述信号隔离模块相连以及二极管D2的正极，二极管D1的负极与接收接口1相连；二极管D2的负极与接收接口2相连；所述电阻R1的另一端与所述线性电源模块相，所述二极管D1、D2采用发光二极管、开关二极管或者肖特基二极管。
2.一种改进的USB转TTL测试装置的方法，其特征在于：使用如权利要求1所述的改进的USB转TTL测试装置，将待测通讯信号的两路信号接入到所述接收接口1、所述接收接口2，并将USB接口单元连接至电脑；当所述接收接口1有信号时，信号经过所述二极管D1转化输出高电平为3.3V的标准信号，再经过信号隔离模块转化，送入信号转换模块转化数据格式，最后经USB接口单元将数据输送到电脑；当所述接收接口1有信号时，信号经过所述二极管D2转化输出高电平为3.3V的标准信号，再经过信号隔离模块转化，送入信号转换模块转化数据格式，最后经USB接口单元将数据输送到电脑。
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