CN1315051C - 计算机接口测试工具及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种计算机接口测试工具及测试方法，通过采集视频接口信号输出，并通过其它通讯接口再将采集的信号输入至计算机，以完成计算机接口的综合测试，该工具包括：一模拟/数字转换装置，用以接收该计算机视频接口输出的模拟信号，并将其转换为数字信号；一单板机，用以接收该计算机视频接口输出的脉冲信号，并控制接收该模拟/数字转换装置输出的数字信号；以及一输出电平转换装置，用以接收该单板机的输出信号，并将其转换为与计算机通讯接口相符合的电平形式，与该计算机进行通讯。

Description

计算机接口测试工具及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种测试工具及测试方法，尤其涉及一种计算机接口的测试工具及其测试方法。

背景技术

计算机接口是计算机连接其它设备的接口，视频接口的好坏直接影像显示设备的显示效果。在计算机图像显示领域，如今许多应用仍然需要采用技术成熟质量可靠的计算机显示器才能达到最佳显示效果，阴极射线管(CRT)仍是目前个人计算机配件中最重要的产品，例如专业图形设计或者精密度非常高的图像显示，快速动作类型游戏和高速运动内容等，仍然是在CRT显示器上可以获得最佳的视觉效果。由于平面显示技术的出现，过去球面CRT画面失真的问题得到了彻底解决，更令CRT市场呈现异彩纷呈的局面。由于技术已完全成熟，CRT市场价格日益走低，量产规模也日益壮大。

在计算机生产线上，为了测试计算机的视频接口是否能正常工作，通常采用的方法是先把显示设备连接到计算机上，然后通过人工用眼睛对显示设备的视觉效果进行判断。这种测试方法不仅浪费的大量的人力，而且测试过程中，也没有固定的标准，测试人员长时间工作也容易造成视觉疲劳，从而使测试工作效率低下。因此如何对计算机接口进行有效的自动测试，是当前亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种计算机接口测试工具及测试方法，主要的目的在于实现快速高效的计算机接口自动测试，节约人力成本的同时，提高测试的效率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种计算机接口测试工具，通过采集计算机视频接口信号输出，并通过其它通讯接口再将采集的信号输入至计算机，以完成计算机接口的综合测试，其特点在于，该工具包括：

一模拟/数字转换装置，用以将该计算机视频接口输出的模拟信号转换为数字信号；

一单板机，用以接收该计算机视频接口输出的脉冲信号，并控制接收该模拟/数字转换装置输出的数字信号；及

一输出电平转换装置，用以接收该单板机的输出信号，并将其转换为与计算机通讯接口相符合的电平形式，与该计算机进行通讯。

上述的计算机接口测试工具，其特点在于，所述视频接口为阴极射线管接口。

上述的计算机接口测试工具，其特点在于，还包括一信号分离装置，用以将该视频接口输出的信号分离。

上述的计算机接口测试工具，其特点在于，还包括一放大器，与该模拟/数字转换装置相连，用以将该计算机视频接口输出的模拟信号放大后输入至该模拟/数字转换装置。

上述的计算机接口测试工具，其特点在于，视频接口输出的模拟信号包括红绿蓝电压信号；视频接口输出的脉冲信号包括行同步与场同步信号。

上述的计算机接口测试工具，其特点在于，该单板机还接收来自于该计算机通讯接口的通讯控制信号，以应答该通讯接口的数据传输请求。

上述的计算机接口测试工具，其特点在于，该计算机通讯接口包括串行接口、并行接口及USB接口。

上述的计算机接口测试工具，其特点在于，该单板机的并行接口引脚之一通过一电阻连接一二极管后接地。

本发明还提供了一种计算机接口测试方法，通过采集视频接口信号输出，并通过其它通讯接口再将采集的信号输入至计算机，以完成计算机接口的综合测试，其特点在于，该方法包括：

通过一单板机接收计算机视频接口输出的行场脉冲信号，并对该脉冲信号计时计数以计算该视频接口的行场频率；

通过一模拟/数字转换装置接收该视频接口输出的红绿蓝模拟电压信号，并将其转换为数字信号；

在该单板机的控制下，将该数字信号输入该单板机；及

将该单板机的输出信号转换为与该计算机通讯接口相符合的电平形式，并通过对应的通讯接口输入该计算机中进行测试。

上述的计算机接口测试方法，其特点在于，所述视频接口为阴极射线管接口。

上述的计算机接口测试方法，其特点在于，还包括将视频接口输出的信号分离的步骤。

上述的计算机接口测试方法，其特点在于，该模拟/数字转换步骤之前，还包括一将接收的模拟信号放大的步骤。

上述的计算机接口测试方法，其特点在于，还包括如下步骤：

该计算机通过其通讯接口向该单板机发送一数据传输请求；及

该单板机收到该请求后开始向该计算机传送数据。

上述的计算机接口测试方法，其特点在于，该计算机通讯接口包括串行接口、并行接口及USB接口。

根据本发明所提的计算机接口测试工具及其测试方法，可以实现计算机接口的自动测试，不仅快速高效而且测试结果稳定，在节省人力资源的同时降低了设备成本。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1a为显卡CRT接口的针孔示意图；

图1b为显示器CRT电缆的针脚示意图；

图2为本发明所提的计算机接口测试工具的模块架构图；

图3为本发明所提的计算机接口测试方法的原理图；

图4为本发明实施例的显示单元结构示意图；

图5为本发明实施例的模/数转换器与单板机连接的电路图；

图6为TLC0834芯片的时序图；

图7为本发明实施例的行场同步信号采集的电路图；及

图8为本发明计算机接口测试方法的流程图。

具体实施方式

下面以测试CRT接口为例，对本发明进行详细说明。

CRT显示器之所以能发光，是因为电子枪发出的电子束轰击到荧光屏上的荧光粉，使荧光粉发出光线。

CRT接口针的排列，请参见图1a与图1b，其中图1a是显卡CRT接口的针孔示意图，图1b是显示器CRT电缆的针脚示意图。其中共有15个针，图中分别标出了针1，针5，针6，针10，针11，针15。CRT接口的信号如表一所示：

表一：

引脚	名称	方向	描述
				1	RED	→	Red Video(75 ohm，0.7V p-p)
2	GREEN	→	Green Video(75 ohm，0.7V p-p)
				3	BLUE	→	Blue Video(75 ohm，0.7V p-p)
4	ID2	←	Monitof ID Bit 2
				5	GND	-	Ground
6	RGND	-	Red Ground
				7	GGND	-	Green Ground
8	BGND	-	Blue Ground
				9	KEY	-	Key(No pin)
10	SGND	-	Sync Ground
				11	ID0	←	Monitor ID Bit 0
12	ID1	←	Monitor ID Bit 1
				13	HSYNC	→	Horizontal Sync
14	VSYNC	→	Vertical Sync
				15	ID3	←	Monitor ID Bit 3

从表一中可以看出，CRT接口由显示卡输出的针有：1，2，3，13，14号，分别是红色，绿色，蓝色，行同步，场同步信号输出。正是这几个信号输出决定了显示器把什么样的图像显示出来。要对CRT接口进行自动测试，就需要测试工具能够探测这五个信号，再进行分析和判断。

电子枪在同一时刻只能让荧光屏上一个很小的点(即一个像素)发光。我们之所以能够看到满屏幕的图像，是因为显示器内的偏转线圈让电子束从左到右，自上而下地打到整个屏幕上，如此极快地循环往复。而正是从显示卡发出的行同步和场同步信号在精确地控制着偏转线圈，使电子束偏转到正确的位置。行同步和场同步都是具有高电平和低电平的脉冲信号。

行同步和场同步控制着电子束打到什么位置；而从显示卡发出的红色，绿色，和蓝色信号则控制着打到该位置上红绿蓝三原色分量的强弱。颜色信号与同步信号协同工作，我们就可以看到想要的图像。与同步信号不同，颜色信号是可以从0到0.7伏之间变化的模拟信号，电压越高则相应颜色的亮度越高。请参见图2，该图为本发明所提的计算机接口测试工具的模块架构图，本发明的计算机接口测试工具包括模拟/数字转换装置210，单板机220以及输出电平转换装置230。其中模拟/数字转换装置210接收该计算机视频接口输出的模拟信号，并将其转换为数字信号。单板机220接收该计算机视频接口输出的脉冲信号，并控制接收该模拟/数字转换装置输出的数字信号。单板机220连接有一输出电平转换装置230，其接收该单板机的输出信号，并将其转换为与计算机通讯接口相符合的电平形式，与该计算机进行通讯。

请参见图3，本发明由计算机301运行测试程序负责改变屏幕颜色，操控CRT工具302，并分析CRT工具302采集的数据，CRT工具302负责按照计算机的命令发送采集到的数据。

CRT接口的测试要对CRT接口输出的信号进行判断，因此需要行同步场同步信号以及红绿蓝这些测试信号进行采集。本实施例利用单板机技术制作工具来实现对测试信号的采集，请参见图3，该图是本发明的测试原理图。对于CRT接口310行同步和场同步这样的脉冲信号，可以通过单板机220中的计数器采集其信号；而三个颜色的信号，因为是电压模拟信号，单板机无法直接处理，需要通过模/数转换器210进行采集。单板机220内置串行接口输入输出的功能，所以通过计算机的串行接口(Serial Port)320与单板机220的串行接口连接，传输采样的数据。本实施例的单板机为AT89C52型号的单板机，其为CRT工具的核心。AT89C52具有8KB的内置Flash Memory，可以存放和运行单板机程序；256B的RAM可以存储运行时的数据，三个计数(或定时)器，可以用于采样行同步和场同步信号，4个8位并行接口，名为P0，P1，P2，P3，共32个I/O引脚，可以用来控制模/数转换芯片来采集红色，绿色，和蓝色信号，其还有一个串行信道，可实现工具与计算机之间的通讯。单板机同样也需要晶振驱动，不过MCS-51系列单板机的机器周期并不等于晶振的周期，它的一个机器周期为12个晶振的周期。本实施例的AT89C52可支持24MHz的晶振，它可以使AT89C52单板机工作在2MHz的频率之下。

本实施例的模/数转换器为具有串行I/O的类型的芯片。具体型号为TLC0834。TLC0834具有四路模拟信号输入信道，可以满足对红色，绿色，和蓝色三个信号的采集。其电压测量范围是0到5伏特。因为三个颜色信号的电压范围在0到0.7之间，为了提高精度，在进行模/数转换之前需要放大。因此还可以包括一放大器，其为LM324N型号，它是四信道的运算放大器。

由于单板机的串行接口为TTL电平，与计算机的RS232电平不同。二者之间不能直接进行通讯，还需要连接一电平转换器。本实施例为MAX232芯片。

为了使单板机程序易于开发和维护，这里选用了MCS-51系列单板机的C语言(C51)作为编程语言。用Keil公司的C51编译器进行编译。该编译器工作在Windows平台，功能强大。编译出的代码用写入器写到单板机的ROM中便可运行。

单板机程序编译好并写入到程序内存之后，为了方便调试，单板机U1的P12引脚通过电阻R13连接了一个二极管D1后接地，请参见图4，该图是本发明显示单元的示意图。再看如下的代码：

#include＜reg52.h＞//8052兼容单板机，根据不同的芯片选择不同的头文件
sbit LED=P1^2;//C51的特殊定义，让LED代表并口1的2号引脚P12
void Start()
{
  chari=0;
  for(i＝0;i＜6;i++)
  {

    LED^=1;//切换P12的值。为0时该引脚呈0V低电平；为1时呈5V<br/>
高电平

    delay(200);//通过循环实现延时
  }
        <!-- SIPO <DP n="6"> -->
        <dp n="d6"/>
}
void main()
{
  Start();
  for(;;);//单板机程序，不退出。
}

这段程序可以通过改变引脚的电压使二极管闪烁。如果连接好电路后，二极管确实能闪烁，说明单板机可以工作了。

对红绿蓝(RGB)信号的采集，实际上就是读取模/数转换芯片传回的数据。请参见图5，图中是AT89C52单板机U1，与模/数转换芯片U3(ADC0834)的电路连接，ADC0834与前边介绍的TLC0834功能相同，后边统一称为0834。左上角RGB是放大后的三个颜色模拟信号，分别连接到0834的0号1号和2号模拟信号输入信道。从图中可以看出，有五条线连接着单板机与0834。其中P13连接的CS(Chip Select)为片选引脚，CS两个字母的上方有一条横线，说明它是低电平有效，当通过单板机P13引脚把0834的CS引脚电平由高变低后，0834就会进入工作状态。P15连接的CLK(Clock)用来控制0834的工作步骤，CLK每接收一次电平变化即一个脉冲信号，0834完成一步工作。P14连接的DI(Data In)用来从单板机接收控制数据。P17连接的DO(Data Out)用来向单板机传送串行数字结果；该结果的格式是高位在前还是低位在前由P16连接的SARS决定。

时序图请参见图6，第一行表示CLK需要的一系列脉冲信号作为时钟周期信号。需要注意的是，每个周期的时间长短可由单板机灵活控制。要适应模/数转换芯片的反应速度。

第二行表示在0834工作的整个过程中需要CS保持低电平。

第三行表示当0834开始工作后，前四个时钟周期由DI接收单板机的信号，配合图底部的表格可以看出：第一个时钟周期必需是一个高电平。第二个周期得到的电平决定了0834的工作方式。若为高电平，0834会把某一个模拟信号的电压转换为数字信号。若为低电平，则会把某两个模拟信号的电压之差转换为数字信号。第三和第四个周期决定采集哪路模拟信号。

第四行表示SARS如何改变电平配合转换工作。

第五行表示在经过第五个周期的空闲之后，从第六个周期DO开始，每个周期发送一位转换好的数字信号。其控制程序如下：

#include＜reg52.h＞
#include＜stdio.h＞
sbit AD_CS=P1^3;
sbit AD_DI=P1^4;
sbit AD_CLK=P1^5;
sbit AD_SARS=P1^6;
sbit AD_DO=P1^7;
void AD_Clock()//向0834输出时钟信号
{
  AD_CLK=0;
  AD_CLK=0;
  AD_CLK=0;
  AD_CLK=0;
  AD_CLK=1;
  AD_CLK=1;
  AD_CLK=1;
  AD_CLK=1;
}
unsigned char GetValue()
{
  unsigned char sdi=0x0C;//以0834的信道0为例
  unsigned char sdo=0;
  unsigned char i=0;
        <!-- SIPO <DP n="8"> -->
        <dp n="d8"/>
  AD_CS=0;//0834进入工作状态
  for(i=0;i＜4;i++)//向DI发送信号
  {

    AD_DI=sdi&0x08;//设定DI的数据

    AD_Clock();//发送一个时钟信号后，0834会确认DI的数据

    sdi＜＜=1;//准备下一位数据

    }

    AD_SARS=1;//准备接收高位在先的8位数据

    for(i＝0;i＜8;i++)//从DO接收数据

    {

      AD_Clock();//发送一个时钟信号后

      sdo＜＜=1;

      sdo｜＝(unsigned char)AD_DO;//保存一位数据

    }

    AD_CS=1;//让0834退出工作状态(抛弃后边低位在先的数据)

    return sdo;//返回结果
}
void main()
{
  unsigned char value=0;
  Start();
  InitSerial();//串行接口初始化函数
  for(;;)
  {

value=GetValue();//从0834获得模/数转换结果

printf("Value=％d\n"，(int)value);//把结果输出到串行接口
  }

AT89C52有3个(0号1号和2号)16位的计数器/定时器。若用于计数，它们会记录外界输入到相应引脚的脉冲数；若用于定时，它们会记录经过的单板机机器周期数，要注意机器周期的长短由单板机采用晶振的频率决定。有三个控制位分别决定它们以计数方式工作还是以定时方式工作，0为定时器，1为计数器。它们各自拥有一对由高8位的TH和低8位的TL组成计数寄存器，可实现16位的计数/定时功能。

请参见图7，对行同步信号H Sync和场同步信号V Sync的采集根本上是一个对外部脉冲信号计数和计时的过程。工具中，单板机0号和1号计数器的引脚被分别用来记录CRT行同步和场同步信号。因为行同步频率(行频)远远高于场同步频率(场频)，程序中会记录收到10个场同步信号的期间内，能够收到多少个行同步信号，以及经过多少个机器周期的时间。由此便可计算出CRT接口的行频和场频。工具与计算机间的通讯是通过串行接口来完成的，二者的波特率必须一致。单板机串行接口的波特率需要由定时器提供，在这里2号定时器担起了这个任务。

另外，因为本实施例的工具本身具有串行通讯的功能，因此它还可以用来测试计算机的串行接口功能。因为有一些计算机没有串行接口，只有USB接口或是并行接口，那么则可以选择具有支持USB输出或并行输出的单板机，或为本实施例增加USB通讯等功能，那么工具又可以兼具USB接口以及并行接口的测试功能，这样可以将其扩展为一个多功能测试工具。

请参见图8，该图是本发明计算机接口测试方法的流程图。如图所示，步骤810，首先通过一单板机接收计算机视频接口输出的行场脉冲信号，并对该脉冲信号计时计数以计算该视频接口的行场频率；步骤820，然后通过一模拟/数字转换装置接收该视频接口输出的红绿蓝模拟电压信号，并将其转换为数字信号；步骤830，在该单板机的控制下，将该数字信号输入该单板机；步骤840，将该单板机的输出信号转换为与该计算机通讯接口相符合的电平形式，并通过对应的通讯接口输入该计算机中进行测试。

本发明的工具可以无需等待计算机向它发送指令，它只是不断地采集信号并把结果发送给计算机即可。但是，如果计算机使用Windows XP操作系统时，在开机的时候工具已经与计算机连接好，那么操作系统会将工具误认成一个串口鼠标，并试图为其安装驱动程序。为解决这一问题，可以将通讯方式改成应答式，由计算机的测试程序对工具进行操控。工具接收了指令之后，才会发送数据。本实施例的通讯方式为应答式，由计算机的测试程序对工具进行操控。工具接收了指令之后，才会发送数据。具体过程为计算机通过其通讯接口向该单板机发送一数据传输请求，单板机收到该请求后开始向计算机传送数据，从而实现计算机与工具的通讯。

同时，本发明的技术方案对于其它视频接口都可实现测试，原因在于：TV接口和S-Video接口的输出信号与CRT接口相比，差别在于CRT接口的红绿蓝信号和行同步、场同步信号分别由不同的针脚分离输出的。而TV接口和S-Video接口的输出的信号是混合的信号，只需要在测试工具中加入信号分离装置，将视频接口输出的信号进行分离，例如利用电视信号处理芯片，可以将混合的信号分解为分离的信号，接下来就可以用处理CRT接口的方式处理TV接口和S-Video接口，实现对TV接口和S-Video接口的测试功能。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (14)

1、一种计算机接口测试工具，通过采集计算机视频接口信号输出，并通过其它通讯接口再将采集的信号输入至计算机，以完成计算机接口的综合测试，其特征在于，该工具包括：

一模拟/数字转换装置，用以将该计算机视频接口输出的模拟信号转换为数字信号；

一单板机，用以接收该计算机视频接口输出的脉冲信号，并控制接收该模拟/数字转换装置输出的数字信号；及

一输出电平转换装置，用以接收该单板机的输出信号，并将其转换为与计算机通讯接口相符合的电平形式，与该计算机进行通讯。

2、根据权利要求1所述的计算机接口测试工具，其特征在于，所述视频接口为阴极射线管接口。

3、根据权利要求1所述的计算机接口测试工具，其特征在于，还包括一信号分离装置，用以将该视频接口输出的信号分离。

4、根据权利要求1所述的计算机接口测试工具，其特征在于，还包括一放大器，与该模拟/数字转换装置相连，用以将该计算机视频接口输出的模拟信号放大后输入至该模拟/数字转换装置。

5、根据权利要求1所述的计算机接口测试工具，其特征在于，视频接口输出的模拟信号包括红绿蓝电压信号；视频接口输出的脉冲信号包括行同步与场同步信号。

6、根据权利要求1所述的计算机接口测试工具，其特征在于，该单板机还接收来自于该计算机通讯接口的通讯控制信号，以应答该通讯接口的数据传输请求。

7、根据权利要求1所述的计算机接口测试工具，其特征在于，该计算机通讯接口包括串行接口、并行接口及USB接口。

8、根据权利要求1所述的计算机接口测试工具，其特征在于，该单板机的并行接口引脚之一通过一电阻连接一二极管后接地。

9、一种计算机接口测试方法，通过采集视频接口信号输出，并通过其它通讯接口再将采集的信号输入至计算机，以完成计算机接口的综合测试，其特征在于，该方法包括：

通过一单板机接收计算机视频接口输出的行场脉冲信号，并对该脉冲信号计时计数以计算该视频接口的行场频率；

通过一模拟/数字转换装置接收该视频接口输出的红绿蓝模拟电压信号，并将其转换为数字信号；

在该单板机的控制下，将该数字信号输入该单板机；及

将该单板机的输出信号转换为与该计算机通讯接口相符合的电平形式，并通过对应的通讯接口输入该计算机中进行测试。

10、根据权利要求9所述的计算机接口测试方法，其特征在于，所述视频接口为阴极射线管接口。

11、根据权利要求9所述的计算机接口测试方法，其特征在于，还包括将视频接口输出的信号分离的步骤。

12、根据权利要求9所述的计算机接口测试方法，其特征在于，该模拟/数字转换步骤之前，还包括一将接收的模拟信号放大的步骤。

13、根据权利要求9所述的计算机接口测试方法，其特征在于，还包括如下步骤：

该计算机通过其通讯接口向该单板机发送一数据传输请求；及

该单板机收到该请求后开始向该计算机传送数据。

14、根据权利要求9所述的计算机接口测试方法，其特征在于，该计算机通讯接口包括串行接口、并行接口及USB接口。

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