CN201570018U - 一种用于设备程序更新的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于设备程序更新的装置，包括具有USB接口的上位机，所述上位机的USB接口连接有USB总线转接模块，用于将USB总线转换为串行总线输出。本实用新型通过在装置中设置USB总线转接模块，实现利用上位机的USB接口对设备进行程序的更新，简化了设备程序更新的操作过程，提高了装置的通用性。

Description

一种用于设备程序更新的装置

技术领域

本实用新型涉及一种工装装置，具体地说，是涉及一种应用USB总线对设备程序进行更新的装置，属于总线通信应用技术领域。

背景技术

光模块等下位机设备所需要的软件程序代码首先在PC机等上位机上进行编写，然后再将编写好的程序代码移植到下位机设备中。目前，将程序代码移植到下位机设备中有两种方式：一种方式是采用专用烧写工具实现对下位机设备程序的更新和擦除，一种方式是通过PC机的串口(COM口)来实现。对于第一种方式，一方面需要从厂家购买专用烧写工具，增加了成本；另一方面上位机程序操作界面复杂，不便于操作人员使用。对于第二种方式，若采用串口实现下位机设备程序的更新，一方面要求上位机必须具有串口，另一方面需要额外配置电源，为下位机设备供电。这样一来，不仅需要额外准备电源设备，增加了设备程序更新的成本和使用的复杂性；而且，由于现有便携式的笔记本电脑一般都不带有串口，不能使用其作为上位机对设备进行程序更新，因此，不便于下位机设备程序的现场调试。

发明内容

本实用新型针对现有技术中光模块等下位机设备程序更新存在的上述缺点和不足，提供了一种用于设备程序更新的装置，通过在装置中设置USB总线转接模块，实现利用上位机的USB接口对设备进行程序的更新，简化了设备程序更新的操作过程，提高了装置的通用性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种用于设备程序更新的装置，包括具有USB接口的上位机，所述上位机的USB接口连接有USB总线转接模块，用于将USB总线转换为串行总线输出。

根据本实用新型，所述USB接口上的USB电源端连接有电源转换模块，所述USB总线转接模块的工作电源端连接在所述电源转换模块的第一路输出端上，实现通过USB接口电源直接为USB总线转接模块供电的目的。

根据本实用新型，为实现对所述USB总线转接模块的自动触发和总线转接控制，所述装置还包括辅助控制模块，所述辅助控制模块通过串行总线与所述USB总线转接模块相连接，用于控制所述USB总线转接模块的工作状态；所述辅助控制模块的工作电源端连接在所述电源转换模块的第二路输出端上，实现通过USB接口电源直接为辅助控制模块供电的目的。

根据本实用新型，所述电源转换模块具有为程序更新的设备提供工作电源的第三路输出端，通过该第三路输出端，实现通过USB接口电源直接为程序更新的设备进行供电的目的。所述第三路输出端上设置有可控开关单元，所述可控开关单元的开关通路串联在所述第三路输出端上，所述可控开关单元的控制端连接所述辅助控制模块的控制信号输出端，以实现对程序更新的设备的自动复位。

根据本实用新型，所述辅助控制模块采用单片机实现；所述可控开关单元可以选用MOS管或晶体三极管来实现。

根据本实用新型，为提高供电质量，所述USB接口上的USB电源端与所述电源转换模块之间还连接有滤波电路，以对USB电源端输出的供电电压进行滤波。所述滤波电路可以选用LC滤波电路来实现。

根据本实用新型，进行程序更新的设备可以为光模块，此时，所述光模块的电接口通过串行总线与所述USB总线转接模块相连接。

根据本实用新型，所述串行总线尤指I2C总线。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：

1、通过在设备程序更新装置中设置USB总线转接模块，将上位机的USB接口转接为串行总线输出，可以实现利用上位机的USB接口对设备进行程序更新的目的。因此，只要具有USB接口的上位机均可用来对设备进行程序更新，例如使用便携式的笔记本电脑作为上位机，提高了装置的通用性，方便了调试人员对设备的程序调试；且一台上位机可以同时对两个以上的设备进行程序更新，提高了工作效率。

2、可以利用上位机的USB接口提供的电源为装置中的模块及需要程序更新的设备进行供电，而不需要额外增加电源，简化了设备程序更新所需模块，降低了更新成本。

3、利用装置中设置的辅助控制模块，一方面可以触发并控制装置中的USB总线转接模块的工作状态，另一方面可以控制需要进行程序更新的设备的断电和上电，实现设备的自动复位，便于对设备进行程序的擦除和更新。

附图说明

图1是本实用新型所述用于设备程序更新的装置一个实施例的结构框图；

图2是图1实施例中USB总线转接模块的电路原理图；

图3是图1实施例中供电部分的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细的描述。

本实用新型根据现有PC机、笔记本电脑等普遍带有多个USB接口的现状，考虑通过USB接口对下位机设备进行程序的更新，以解决传统方法采用串口来进行程序的更新存在的缺点和不足。本实用新型提供了一种用于设备程序更新的装置，为实现上位机USB接口与下位机设备的正常通信，在该装置中设置了USB总线转接模块，将上位机的USB总线转换为串行总线，然后通过串行总线与下位机进行通信，实现上位机对下位机中的Flash或EEPROM中的程序的擦除和更新。

图1示出了本实用新型所述用于设备程序更新的装置一个实施例的结构框图。

在该实施例中，用于下位机设备程序更新的装置包括具有USB接口的上位机，如PC机、笔记本电脑等，所述上位机的USB接口连接有USB总线转接模块，可将USB总线转换为I2C串行总线输出。所述USB总线转接模块通过其串行总线与下位机设备进行通信，以传输擦除和/或更新程序的命令及程序代码。

所述装置还包括有辅助控制模块，所述辅助控制模块一方面通过串行总线与所述USB总线转接模块相连接，另一方面可以通过串行总线与需要更新程序的下位机设备进行通信。利用该辅助控制模块，一方面可以用于选择触发所述USB总线转接模块，并控制其处于USB总线转I2C串行总线的工作状态；另一方面，可以控制所述下位机设备的工作状态。此外，也可以将下位机设备需要的程序代码先下载至所述辅助控制模块中，然后再通过所述辅助控制模块对下位机设备进行程序更新，而不再需要下位机设备与所述USB总线转接模块进行通信。

在该实施例中，所述装置还设置有电源转换模块，用于将USB接口上的+5VUSB电源转换为多路+3.3V电源输出，其中，第一路为所述USB总线转接模块供电，第二路为所述辅助控制模块提供工作电源。此外，所述电源转换模块还输出第三路+3.3V供电电压，为进行程序更新的下位机设备来供电。在该第三路供电电路中设置有可控开关单元，所述可控开关单元的开关通路串联在所述第三路输出端上，所述可控开关单元的控制端连接所述辅助控制模块的控制信号输出端。通过所述辅助控制模块输出的控制信号来控制所述可控开关单元的导通和关断，控制下位机设备上电或断电，从而实现对下位机设备的自动复位。

在上述实施例中，所述辅助控制模块可以采用单片机及其外围电路来实现；所述电源转换模块可以采用电源转换芯片及其外围电路来实现；所述可控开关单元可以采用MOS管或晶体三极管等可控开关来实现。所述下位机设备可以是光模块、单片机等。在下位机设备为光模块时，该光模块的金手指电接口将通过串行总线与所述USB总线转接模块和/或所述辅助控制模块相连接。

图2示出了上述实施例中USB总线转接模块的电路原理图。

如图所示，该实施例的USB总线转接模块采用一集成芯片U2及其外围电路构成，所述集成芯片U2可以通过USB总线提供异步串口、打印口、并口以及常用的2线或4线的同步串行总线接口。辅助控制模块输出控制信号至该芯片U2中，可以控制其处于USB总线转I2C总线的状态。此时，U2通过其USB_D+和USB_D-管脚连接上位机的USB接口，然后通过其管脚SCL和SDA对外提供IIC串行总线接口。所述辅助控制模块和所述下位机设备均通过I2C总线与所述USB总线转接模块连接，进而实现与上位机的通信。

在该电路原理图中，为实现集成芯片U2的可靠复位，在所述U2的电源管脚VCC和复位管脚RSTI之间跨接有电容C1，以延长集成芯片U2的复位时间，实现可靠复位。

图3所示为图1实施例中供电部分的电路原理图。

如图所示，该实施例的供电部分包括有电源转换芯片U4及上位机的USB接口USB1，所述USB1提供+5V的电源。所述芯片U4的输入端通过电容C4、电容C18及电感L3构成的LC滤波电路连接USB1所提供的+5VUSB电源端。所述芯片U4输出端输出三路供电电源，其中一路为辅助控制模块提供模拟供电电压VCC_MCUA及数字供电电压VCC_MCUD，一路为USB总线转接模块中的集成芯片U2提供+3.3V的供电电压U2_3.3V，还有一路为下位机设备提供+3.3V的供电电压SFP_3.3V。

由于下位机设备在擦除旧程序、写入新程序时，一般均需要先进行复位，然后再写入新程序。为实现下位机设备的自动复位，该实施例的供电部分电路中，在为下位机设备提供供电电压的一路上设置有MOS管U9，所述U9的源极S和漏极D串联在该供电电路中，而U9的栅极G与辅助控制模块的控制信号输出端相连接。通过所述辅助控制模块发出的控制信号，控制所述MOS管U9的导通和关断，在U9导通时，下位机设备得电运行；而在U9关断时，切断对下位机设备的供电。因此，通过所述辅助控制模块，可以实现下位机设备的自动复位，避免了手动为下位机设备复位的繁琐操作过程。

应用上述实施例中所述的装置对设备进行程序更新时，上位机界面程序比较简单，可仅设置几个简单的按钮即可，操作简单，使用方便。

下面结合上述实施例的装置，以利用PC机对光模块进行程序的擦除和更新为例，简要描述所述装置实现程序更新的流程。

点击PC机程序界面中的“装载HEX文件”按钮，装载要更新或烧写的Intel十六进制文件。装载成功后，将在“装载HEX文件”标签后面显示正准备要更新或烧写的Intel十六进制文件，同时，界面中的“擦除”按钮和“更新”按钮变为有效。如果调用的不是Intel十六进制文件，或者其他原因导致装载失败，则会出现提示框，提示失败，界面中的“擦除”按钮和“更新”按钮保持无效。

在装载成功后，PC机程序通过所述USB总线转接模块发出控制指令给所述辅助控制模块，以控制所述MOS管U9导通，为光模块的金手指电接口SFP供电。然后点击“擦除”按钮，PC机程序通过所述USB总线转接模块向光模块发送指令和数据。光模块在接收到指令和数据，在确认无误后，通过所述USB总线转接模块向PC机返回确认数据。PC机在接收到正确的返回数据信息后，自动调用“更新”按钮，然后通过USB总线转接模块向光模块提供Intel十六进制文件数据，实现光模块程序代码的更新。整个程序更新过程操作简单、界面友好易懂，便于操作人员使用。

当然，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式而已，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于设备程序更新的装置，其特征在于，包括具有USB接口的上位机，所述上位机的USB接口连接有USB总线转接模块，用于将USB总线转换为串行总线输出。

2.根据权利要求1所述的用于设备程序更新的装置，其特征在于，所述USB接口上的USB电源端连接有电源转换模块，所述USB总线转接模块的工作电源端连接在所述电源转换模块的第一路输出端上。

3.根据权利要求2所述的用于设备程序更新的装置，其特征在于，所述装置还包括辅助控制模块，所述辅助控制模块通过串行总线与所述USB总线转接模块相连接，所述辅助控制模块的工作电源端连接在所述电源转换模块的第二路输出端上。

4.根据权利要求3所述的用于设备程序更新的装置，其特征在于，所述电源转换模块具有为程序更新的设备提供工作电源的第三路输出端，所述第三路输出端上设置有可控开关单元，所述可控开关单元的开关通路串联在所述第三路输出端上，所述可控开关单元的控制端连接所述辅助控制模块的控制信号输出端。

5.根据权利要求4所述的用于设备程序更新的装置，其特征在于，所述可控开关单元为MOS管或晶体三极管中的一种。

6.根据权利要求3或4或5所述的用于设备程序更新的装置，其特征在于，所述辅助控制模块采用单片机实现。

7.根据权利要求2所述的用于设备程序更新的装置，其特征在于，所述USB接口上的USB电源端与所述电源转换模块之间还连接有滤波电路。

8.根据权利要求7所述的用于设备程序更新的装置，其特征在于，所述滤波电路为LC滤波电路。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的用于设备程序更新的装置，其特征在于，进行程序更新的设备为光模块，所述光模块的电接口通过串行总线与所述USB总线转接模块相连接。

10.根据权利要求1所述的用于设备程序更新的装置，其特征在于，所述串行总线为I2C总线。

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