CN111045967A - 一种通讯管理机串口自动测试切换电路 - Google Patents

一种通讯管理机串口自动测试切换电路 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种通讯管理机串口自动测试切换电路，其包括数据移位驱动模块、继电器驱动模块、串口切换模块、第一串口插座及第二串口插座，其中数据移位驱动模块、继电器驱动模块、串口切换模块顺次连接，串口切换模块同时连接于第一串口插座及第二串口插座，且数据移位驱动模块用于控制继电器驱动模块，继电器驱动模块用于控制串口切换模块，串口切换模块用于RS485、RS232及RS422通讯模式电路信号自动切换，第一串口插座及第二串口插座用于插入待测试的串口。本发明可完成连接在第一串口插座及第二串口插座上的串口RS485、RS232、RS422工作模式自动切换，避免了传统的人工换线操作，减短了测试时长。

Description

一种通讯管理机串口自动测试切换电路
技术领域
本发明涉及通讯管理机，尤其是指一种通讯管理机串口自动测试切换电路。
背景技术
目前通讯管理机在生产测试过程中采用串口对测的方式，例如串口1发送数据到串口2，串口2接收来自串口1的数据后返送回串口1，通过判断串口1发送与接收到的数据是否相同来判断串口1、2是否工作正常，这种串口测试方法叫串口对测。但是，串口对测的测试方法在测试串口RS485、RS232、RS422等不同通讯模式时，需要人工换线操作，导致测试时间长，每次只能测试一台通讯管理机串口，而且，在人工测试过程中需要操作通讯管理机设备，不能实现串口的自动测试。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种通讯管理机串口自动测试切换电路，以实现通讯管理机串口自动测试，同时实现RS485、RS232、RS422等不同通讯模式的电路信号的自动切换。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
本发明提供一种通讯管理机串口自动测试切换电路，其包括：数据移位驱动模块、继电器驱动模块、串口切换模块、第一串口插座及第二串口插座；
所述数据移位驱动模块、继电器驱动模块、串口切换模块顺次连接，所述串口切换模块同时连接于第一串口插座及第二串口插座；
所述数据移位驱动模块用于控制继电器驱动模块，所述继电器驱动模块用于控制串口切换模块，所述串口切换模块用于RS485、RS232及RS422通讯模式电路信号自动切换，所述第一串口插座及第二串口插座用于插入待测试的串口。
进一步的，所述数据移位驱动模块包括：第一芯片单元及信号驱动电流提供单元，所述信号驱动电流提供单元连接于第一芯片单元。
进一步的，所述第一芯片单元包括：第一芯片、第一电容、第一电阻、第二电阻及第一电源，所述第一电容一端连接于第一芯片及第一电源的公共接点且另一端接地，所述第一电阻一端连接于第一芯片且另一端连接于第一电源，所述第二电阻一端连接于第一芯片且另一端接地。
进一步的，所述信号驱动电流提供单元包括：三个第三电阻，三个所述第三电阻分别连接于第一芯片，且三个所述第三电阻的公共接点连接于第一电源。
进一步的，所述第一芯片为74HC595芯片。
进一步的，所述继电器驱动模块包括：第二芯片、第二电容、第三电容及第二电源，所述第二电容及第三电容并联在第二芯片及第二电源的公共接点与第二芯片及地的公共接点之间。
进一步的，所述第二芯片为达林顿晶体管阵列芯片。
进一步的，所述串口切换模块包括：两个第一继电器单元及两个第二继电器单元。
进一步的，所述第一继电器单元包括：第一继电器、第一二极管及第一输入端，所述第一二极管正极连接于第一输入端及第一继电器的公共接点且负极连接于第二电源及第一继电器的公共接点。
进一步的，所述第二继电器单元包括：第二继电器、第二二极管及第二输入端，所述第二二极管正极连接于第二输入端及第二继电器的公共接点且负极连接于第二电源及第二继电器的公共接点。
本发明的有益效果在于：数据移位驱动模块接收来自中央处理器的控制命令并实现串行数据输入变并行数据输出，继电器驱动模块接收数据移位驱动模块的输出信号并将此信号传送到串口切换模块，串口切换模块接收到来自继电器驱动模块的信号后，串口切换模块中的各继电器开始动作，进而实现连接在第一串口插座及第二串口插座上的串口RS485、RS232、RS422工作模式自动切换，避免了传统的人工换线操作，减短了测试时长。
附图说明
下面结合附图详述本发明的具体结构
图1为本发明的通讯管理机串口自动测试切换电路原理图；
图2为本发明的数据移位驱动模块电路图；
图3为本发明的继电器驱动模块电路图；
图4为本发明的串口切换模块电路图；
图5为本发明的第一串口插座及第二串口插座引脚示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1，本发明提供了一种通讯管理机串口自动测试切换电路，该通讯管理机串口自动测试切换电路包括数据移位驱动模块、继电器驱动模块、串口切换模块、第一串口插座P1及第二串口插座P2，其中数据移位驱动模块、继电器驱动模块、串口切换模块顺次连接，串口切换模块同时连接于第一串口插座P1及第二串口插座P2，另外，数据移位驱动模块用于控制继电器驱动模块，继电器驱动模块用于控制串口切换模块，串口切换模块用于RS485、RS232及RS422通讯模式电路信号自动切换，第一串口插座P1及第二串口插座P2用于插入待测试的串口。
实际工作过程中，数据移位驱动模块接收来自中央处理器的控制命令并实现串行数据输入变并行数据输出，继电器驱动模块接收数据移位驱动模块的输出信号并将此信号传送到串口切换模块，串口切换模块接收到来自继电器驱动模块的信号后，串口切换模块中的各继电器开始动作，进而实现连接在第一串口插座P1及第二串口插座P2上的串口RS485、RS232、RS422工作模式自动切换。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：数据移位驱动模块接收来自中央处理器的控制命令并实现串行数据输入变并行数据输出，继电器驱动模块接收数据移位驱动模块的输出信号并将此信号传送到串口切换模块，串口切换模块接收到来自继电器驱动模块的信号后，串口切换模块中的各继电器开始动作，进而实现连接在第一串口插座及第二串口插座上的串口RS485、RS232、RS422工作模式自动切换，避免了传统的人工换线操作，减短了测试时长。
实施例1
请参阅图2，在一种具体实施例方案中，本发明提供了一种通讯管理机串口自动测试切换电路，该通讯管理机串口自动测试切换电路包括数据移位驱动模块、继电器驱动模块、串口切换模块、第一串口插座P1及第二串口插座P2，其中数据移位驱动模块、继电器驱动模块、串口切换模块顺次连接，串口切换模块同时连接于第一串口插座P1及第二串口插座P2，另外，数据移位驱动模块用于控制继电器驱动模块，继电器驱动模块用于控制串口切换模块，串口切换模块用于RS485、RS232及RS422通讯模式电路信号自动切换，第一串口插座P1及第二串口插座P2用于插入待测试的串口。
具体的，数据移位驱动模块包括第一芯片单元及信号驱动电流提供单元，其中信号驱动电流提供单元连接于第一芯片单元。
具体的，第一芯片单元包括第一芯片U16、第一电容C194、第一电阻R66、第二电阻R67及第一电源VCC_3.3，其中第一电容C194一端连接于第一芯片U16及第一电源VCC_3.3的公共接点且另一端接地，第一电阻R66一端连接于第一芯片U16且另一端连接于第一电源VCC_3.3，第二电阻R67一端连接于第一芯片U16且另一端接地。
具体的，信号驱动电流提供单元包括三个第三电阻(R90、R91、R92)，三个第三电阻(R90、R91、R92)分别连接于第一芯片U16，且三个第三电阻(R90、R91、R92)的公共接点连接于第一电源VCC_3.3。
更具体的，第一芯片U16为74HC595芯片。
本实施例中，第一电容C194为滤波电容；第一电阻R66的设置可以防止数据清零；第二电阻R67的设置可以保证八位并行数据输出有效；三个第三电阻(R90、R91、R92)为上拉电阻，可以保证信号电平在干扰时不受影响且可以提供驱动电流；第一芯片U16采用74HC595芯片，可以支持多个芯片级联，实现中央处理器GPIO引脚信号不够时扩展GPIO的功能。
需要说明的是，第一芯片U16设有8个八位并行输出引脚引脚U16-15、U16-1至U16-7及电源引脚U16-16、串行数据输入引脚U16-14、输出存储器锁存时钟引脚U16-12、数据输入时钟引脚U16-11、输出有效引脚U16-13、主复位引脚U16-10、串行数据输出引脚U16-9、接地引脚U16-8，其中串行数据输入引脚U16-14、输出存储器锁存时钟引脚U16-12及数据输入时钟引脚U16-11连接于中央处理器。
需要进一步说明的是，第一电容C194一端连接于第一芯片U16的电源引脚U16-16及第一电源VCC_3.3的公共接点且另一端接地，第一电阻R66一端连接于第一芯片U16的主复位引脚U16-10且另一端连接于第一电源VCC_3.3，第二电阻R67一端连接于第一芯片U16的输出有效引脚U16-13且另一端接地，三个第三电阻(R90、R91、R92)分别连接于第一芯片U16的数据输入时钟引脚U16-11、输出存储器锁存时钟引脚U16-12及串行数据输入引脚U16-14，且三个第三电阻(R90、R91、R92)的公共接点连接于第一电源VCC_3.3。
实施例2
请参阅图3，在一种具体实施例方案中，本发明提供了一种通讯管理机串口自动测试切换电路，该通讯管理机串口自动测试切换电路包括数据移位驱动模块、继电器驱动模块、串口切换模块、第一串口插座P1及第二串口插座P2，其中数据移位驱动模块、继电器驱动模块、串口切换模块顺次连接，串口切换模块同时连接于第一串口插座P1及第二串口插座P2，另外，数据移位驱动模块用于控制继电器驱动模块，继电器驱动模块用于控制串口切换模块，串口切换模块用于RS485、RS232及RS422通讯模式电路信号自动切换，第一串口插座P1及第二串口插座P2用于插入待测试的串口。
具体的，继电器驱动模块包括第二芯片U12、第二电容EC12、第三电容C115及第二电源，第二电容EC12及第三电容C115并联在第二芯片U12及第二电源的公共接点与第二芯片U12及地的公共接点之间。
更具体的，第二芯片U12为达林顿晶体管阵列芯片。
本实施例中，第二电容EC12及第三电容C115均为滤波电容，可以防止干扰信号和电压大的波动；第二芯片U12采用8路专用继电器驱动的达林顿晶体管阵列芯片，可以避免直接采用三极管驱动继电器所导致的器件过多、容易出问题及占用空间大的问题。
需要说明的是，继电器驱动模块中可设置集电极输出和续流钳位二极管，有利于抑制继电器的干扰。
实施例3
请参阅图4以及图5，在一种具体实施例方案中，本发明提供了一种通讯管理机串口自动测试切换电路，该通讯管理机串口自动测试切换电路包括数据移位驱动模块、继电器驱动模块、串口切换模块、第一串口插座P1及第二串口插座P2，其中数据移位驱动模块、继电器驱动模块、串口切换模块顺次连接，串口切换模块同时连接于第一串口插座P1及第二串口插座P2，另外，数据移位驱动模块用于控制继电器驱动模块，继电器驱动模块用于控制串口切换模块，串口切换模块用于RS485、RS232及RS422通讯模式电路信号自动切换，第一串口插座P1及第二串口插座P2用于插入待测试的串口。
具体的，串口切换模块包括两个第一继电器单元及两个第二继电器单元。
具体的，第一继电器单元包括第一继电器(LS1、LS2)、第一二极管(D26、D27)及第一输入端(D01、D02)，第一二极管(D26、D27)正极连接于第一输入端(D01、D02)及第一继电器(LS1、LS2)的公共接点且负极连接于第二电源及第一继电器(LS1、LS2)的公共接点。
更具体的，第二继电器单元包括第二继电器(LS3、LS4)、第二二极管(D28、D29)及第二输入端(D03、D04)，第二二极管(D28、D29)正极连接于第二输入端(D03、D04)及第二继电器(LS3、LS4)的公共接点且负极连接于第二电源及第二继电器(LS3、LS4)的公共接点。
本实施例中，第一二极管(D26、D27)及第二二极管(D28、D29)均为高速开关二极管，作为继电器驱动续流使用。
实施例4
请参阅图1、图2、图3、图4以及图5，在一种具体实施例方案中，本发明提供了一种通讯管理机串口自动测试切换电路，该通讯管理机串口自动测试切换电路包括数据移位驱动模块、继电器驱动模块、串口切换模块、第一串口插座P1及第二串口插座P2，其中数据移位驱动模块、继电器驱动模块、串口切换模块顺次连接，串口切换模块同时连接于第一串口插座P1及第二串口插座P2，另外，数据移位驱动模块用于控制继电器驱动模块，继电器驱动模块用于控制串口切换模块，串口切换模块用于RS485、RS232及RS422通讯模式电路信号自动切换，第一串口插座P1及第二串口插座P2用于插入待测试的串口。
具体的，数据移位驱动模块包括第一芯片单元及信号驱动电流提供单元，其中信号驱动电流提供单元连接于第一芯片单元。
具体的，第一芯片单元包括第一芯片U16、第一电容C194、第一电阻R66、第二电阻R67及第一电源VCC_3.3，其中第一电容C194一端连接于第一芯片U16及第一电源VCC_3.3的公共接点且另一端接地，第一电阻R66一端连接于第一芯片U16且另一端连接于第一电源VCC_3.3，第二电阻R67一端连接于第一芯片U16且另一端接地。
具体的，信号驱动电流提供单元包括三个第三电阻(R90、R91、R92)，三个第三电阻(R90、R91、R92)分别连接于第一芯片U16，且三个第三电阻(R90、R91、R92)的公共接点连接于第一电源VCC_3.3。
具体的，第一芯片U16为74HC595芯片。
具体的，继电器驱动模块包括第二芯片U12、第二电容EC12、第三电容C115及第二电源，第二电容EC12及第三电容C115并联在第二芯片U12及第二电源的公共接点与第二芯片U12及地的公共接点之间。
具体的，第二芯片U12为达林顿晶体管阵列芯片。
具体的，串口切换模块包括两个第一继电器单元及两个第二继电器单元。
具体的，第一继电器单元包括第一继电器(LS1、LS2)、第一二极管(D26、D27)及第一输入端(D01、D02)，第一二极管(D26、D27)正极连接于第一输入端(D01、D02)及第一继电器(LS1、LS2)的公共接点且负极连接于第二电源及第一继电器(LS1、LS2)的公共接点。
具体的，第二继电器单元包括第二继电器(LS3、LS4)、第二二极管(D28、D29)及第二输入端(D03、D04)，第二二极管(D28、D29)正极连接于第二输入端(D03、D04)及第二继电器(LS3、LS4)的公共接点且负极连接于第二电源及第二继电器(LS3、LS4)的公共接点。
本实施例中，串口切换模块连接于第一串口插座P1及第二串口插座P2，第一串口插座P1及第二串口插座P2分别设有引脚A2至A6及引脚B2至B6，其中引脚A6、B6为串口RS485的B信号、RS232的数据接收信号、RS422的数据接收负信号，A5、B5为串口RS485的A信号、RS422的数据接收正信号，A4，B4为串口RS232的数据发送信号、RS422的数据发送负信号，A3、B3为地信号，A2、B2为串口RS422的数据发送正信号。第一芯片U16设有8个八位并行输出引脚引脚U16-15、U16-1至U16-7及电源引脚U16-16、串行数据输入引脚U16-14、输出存储器锁存时钟引脚U16-12、数据输入时钟引脚U16-11、输出有效引脚U16-13、主复位引脚U16-10、串行数据输出引脚U16-9、接地引脚U16-8，其中串行数据输入引脚U16-14、输出存储器锁存时钟引脚U16-12及数据输入时钟引脚U16-11连接于中央处理器。第二芯片U12设有8个输入引脚U12-1至U12-8及8个输出引脚U12-11至U12-18。
需要说明的是，第一芯片U16的8个八位并行输出引脚引脚U16-15、U16-1至U16-7分别连接第二芯片U12的8个输入引脚U12-1至U12-8，第二芯片U12的8个输出引脚U12-11至U12-18中的4个引脚分别连接两第一继电器(LS1、LS2)的两个第一输入端(D01、D02)及两第二继电器(LS3、LS4)的两第二输入端(D03、D04)，两第一继电器的引脚LS1-3、LS1-4、LS2-3及LS2-4分别连接第一串口插座P1及第二串口插座P2中的引脚A2、B5、A4及B6，两第二继电器(LS3、LS4)的引脚LS3-5、LS3-2、LS3-1、LS4-5、LS4-2及LS4-1分别连接第一串口插座P1及第二串口插座P2中的引脚A5、B5、B2、A6、B6及B4。
实际工作过程中，两第一继电器(LS1、LS2)的两个第一输入端(D01、D02)及两第二继电器(LS3、LS4)的两第二输入端(D03、D04)均为高电平时，第一继电器(LS1、LS2)断开，第二继电器LS3的引脚LS3-2及LS3-5闭合，引脚LS3-1及LS3-5断开，第二继电器LS4的引脚LS4-2及LS4-5闭合，引脚LS4-1及LS4-5断开，即两第一继电器(LS1、LS2)的两个第一输入端(D01、D02)及两第二继电器(LS3、LS4)的两第二输入端(D03、D04)均为高电平时，能实现第一串口插座P1的RS485信号线与第二串口插座P2的RS485信号线相连接。第一输入端D01及第二输入端D03为高电平时，第一继电器LS1断开，第二继电器LS3引脚LS3-2及LS3-5闭合，引脚LS3-1及LS3-5断开，第一输入端D02及第二输入端D04为低电平时，第一继电器LS2闭合，第二继电器LS4的引脚LS4-2及LS4-5断开，引脚LS4-1及LS4-5闭合，即第一输入端D01、第二输入端D03为高电平，第一输入端D02、第二输入端D04为低电平时，能实现第一串口插座P1的RS232信号线与第二串口插座P2的RS232信号线相连接。两第一继电器(LS1、LS2)的两个第一输入端(D01、D02)及两第二继电器(LS3、LS4)的两第二输入端(D03、D04)均为低电平时，第一继电器(LS1、LS2)闭合，第二继电器LS3的引脚LS3-2及LS3-5断开，引脚LS3-1及LS3-5闭合，第二继电器LS4的引脚LS4-2及LS4-5断开，引脚LS4-1及LS4-5闭合，即两第一继电器(LS1、LS2)的两个第一输入端(D01、D02)及两第二继电器(LS3、LS4)的两第二输入端(D03、D04)均为低电平时，能实现第一串口插座P1的RS422信号线与第二串口插座P2的RS422信号线相连接。
综上所述，本发明提供的通讯管理机串口自动测试切换电路，其有益效果在于：数据移位驱动模块接收来自中央处理器的控制命令并实现串行数据输入变并行数据输出，继电器驱动模块接收数据移位驱动模块的输出信号并将此信号传送到串口切换模块，串口切换模块接收到来自继电器驱动模块的信号后，串口切换模块中的各继电器开始动作，进而实现连接在第一串口插座及第二串口插座上的串口RS485、RS232、RS422工作模式自动切换，避免了传统的人工换线操作，减短了测试时长。第一电阻的设置可以防止数据清零；第二电阻的设置可以保证八位并行数据输出有效；三个第三电阻为上拉电阻，可以保证信号电平在干扰时不受影响且可以提供驱动电流；第一芯片采用74HC595芯片，可以支持多个芯片级联，实现中央处理器GPIO引脚信号不够时扩展GPIO的功能。第二电容及第三电容均为滤波电容，可以防止干扰信号和电压大的波动；第二芯片U12采用8路专用继电器驱动的达林顿晶体管阵列芯片，可以避免直接采用三极管驱动继电器所导致的器件过多、容易出问题及占用空间大的问题。继电器驱动模块中设置集电极输出和续流钳位二极管，有利于抑制继电器的干扰。第一二极管及第二二极管均为高速开关二极管，有利于继电器驱动续流。
此处第一、第二……只代表其名称的区分，不代表它们的重要程度和位置有什么不同。
此处，上、下、左、右、前、后只代表其相对位置而不表示其绝对位置
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种通讯管理机串口自动测试切换电路，其特征在于，包括：数据移位驱动模块、继电器驱动模块、串口切换模块、第一串口插座及第二串口插座；
所述数据移位驱动模块、继电器驱动模块、串口切换模块顺次连接，所述串口切换模块同时连接于第一串口插座及第二串口插座；
所述数据移位驱动模块用于控制继电器驱动模块，所述继电器驱动模块用于控制串口切换模块，所述串口切换模块用于RS485、RS232及RS422通讯模式电路信号自动切换，所述第一串口插座及第二串口插座用于插入待测试的串口。
2.如权利要求1所述的通讯管理机串口自动测试切换电路，其特征在于，所述数据移位驱动模块包括：第一芯片单元及信号驱动电流提供单元，所述信号驱动电流提供单元连接于第一芯片单元。
3.如权利要求2所述的通讯管理机串口自动测试切换电路，其特征在于，所述第一芯片单元包括：第一芯片、第一电容、第一电阻、第二电阻及第一电源，所述第一电容一端连接于第一芯片及第一电源的公共接点且另一端接地，所述第一电阻一端连接于第一芯片且另一端连接于第一电源，所述第二电阻一端连接于第一芯片且另一端接地。
4.如权利要求3所述的通讯管理机串口自动测试切换电路，其特征在于，所述信号驱动电流提供单元包括：三个第三电阻，三个所述第三电阻分别连接于第一芯片，且三个所述第三电阻的公共接点连接于第一电源。
5.如权利要求3所述的通讯管理机串口自动测试切换电路，其特征在于：所述第一芯片为74HC595芯片。
6.如权利要求1所述的通讯管理机串口自动测试切换电路，其特征在于，所述继电器驱动模块包括：第二芯片、第二电容、第三电容及第二电源，所述第二电容及第三电容并联在第二芯片及第二电源的公共接点与第二芯片及地的公共接点之间。
7.如权利要求6所述的通讯管理机串口自动测试切换电路，其特征在于：所述第二芯片为达林顿晶体管阵列芯片。
8.如权利要求6所述的通讯管理机串口自动测试切换电路，其特征在于，所述串口切换模块包括：两个第一继电器单元及两个第二继电器单元。
9.如权利要求8所述的通讯管理机串口自动测试切换电路，其特征在于，所述第一继电器单元包括：第一继电器、第一二极管及第一输入端，所述第一二极管正极连接于第一输入端及第一继电器的公共接点且负极连接于第二电源及第一继电器的公共接点。
10.如权利要求9所述的通讯管理机串口自动测试切换电路，其特征在于，所述第二继电器单元包括：第二继电器、第二二极管及第二输入端，所述第二二极管正极连接于第二输入端及第二继电器的公共接点且负极连接于第二电源及第二继电器的公共接点。
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