CN217133573U - 一种仿真器单线通讯电路装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种仿真器单线通讯电路装置，其可满足与微控制器的单线通讯需求，可降低微控制器结构复杂度，可减少资源占用，仿真器通过单线与微控制器连接，单线的一端连接微控制器的调试端口，另一端连接仿真器的通讯端口，仿真器包括控制器U1、定时器，仿真器还包括第一通讯电路，控制器通过第一通讯电路与通讯端口连接，通讯端口与数据信号线连接，第一通讯电路包括接收芯片U5、发射芯片U6，接收芯片U5连接控制器U1的数据接收管脚，发射芯片U6连接控制器U1的数据发送管脚，接收芯片U5、发射芯片U6之间连接数据信号线，接收芯片U5、U6还分别连接控制器U1的控制管脚。

Description

一种仿真器单线通讯电路装置

技术领域

本实用新型涉及仿真器技术领域，具体为一种仿真器单线通讯电路装置。

背景技术

微控制器(MCU)开发设计时，需使用相应的仿真工具，常用的仿真工具为仿真器，目前，采用仿真器对微控制器进行仿真测试时，主要通过JTAG接口或SWD接口实现仿真器与微控制器之间的通讯连接，JTAG接口通讯遵循四线制协议，SWD接口通讯遵循三线制协议(不包括电源线和地线)。但JTAG接口需要四根通讯线，而SWD接口需要三根通讯线才能实现仿真器与微控制器的通讯连接，并且引脚数较多，需要在微控制器芯片设计时，预留多个通讯管脚才能实现与仿真器的通讯，多个管脚的设置不仅增大了微控制器芯片的结构复杂度，而且需要占用多根通讯线和多个GPIO口，占用了较多资源，增大了投入成本。

实用新型内容

针对现有技术中存在的通过JTAG接口或SWD接口实现仿真器与微控制器之间的通讯连接方式，增大了微控制器的结构复杂度，同时占用了较多资源的问题，本实用新型提供了一种仿真器单线通讯电路装置，其结构设计简单合理，可满足与微控制器的单线通讯需求，可降低微控制器的结构复杂度，同时可减少资源占用。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种仿真器单线通讯电路装置，仿真器通过单线与微控制器连接，所述单线指单根通信线，所述单线的一端连接所述微控制器的调试端口，另一端连接所述仿真器的通讯端口，所述仿真器包括控制器U1、定时器，其特征在于，所述仿真器还包括第一通讯电路，所述控制器通过所述第一通讯电路与所述通讯端口连接，所述通讯端口与数据信号线连接，所述第一通讯电路包括接收芯片U5、发射芯片U6，所述接收芯片U5连接所述控制器U1的数据接收管脚，所述发射芯片U6连接所述控制器U1的数据发送管脚，所述接收芯片U5、发射芯片U6之间连接所述数据信号线，所述接收芯片U5、发射芯片U6还分别连接所述控制器U1的控制管脚。

其进一步特征在于，

所述控制器的型号为STM32F407；

所述接收芯片U5、发射芯片U6的型号均为74HC245D

所述第一通讯电路还包括电阻R1、R2、R6、R7、R9、R10、R12、三极管Q2、Q3，所述接收芯片U5的18管脚为数据发送管脚，所述控制器U1的25管脚为数据接收管脚，所述接收芯片U5的18管脚连接所述控制器U1的25管脚；所述控制器U1的26管脚为数据接收管脚，所述发射芯片U6的18管脚连接所述控制器U1的26管脚；所述控制器U1的29、30管脚为控制管脚，所述接收芯片U5的19管脚通过所述电阻R1、R2、R6、三极管Q2连接所述控制器的30管脚，所述发射芯片U6的19管脚分别通过所述电阻R7、R9、R10、三极管Q3连接所述控制器U1的29管脚；

所述仿真器还包括USB连接器J2、第二通讯电路，所述控制器U1通过所述第二通讯电路连接所述USB连接器J2；所述第二通讯电路包括电阻R34、R35、R26、R15、R23、R31、三极管Q1、电容C74，所述USB连接器J2的2管脚通过所述电阻R34连接所述控制器U1的70管脚，所述USB连接器J2的3管脚通过所述电阻R35连接所述控制器U1的71管脚，并通过所述电阻R26、三极管Q1、电阻R23、电阻R15连接所述控制器U1的67管脚；

所述第二通讯电路还包括电容C15、有源电容C22、电阻R11、R5，所述电容C15一端分别连接所述有源电容C22一端、所述连接器J1的1管脚、电阻R11一端，所述电阻R11另一端分别连接电阻R5一端、控制器U1的68管脚，所述电容C15、有源电容C22、电阻R5另一端均接地；

所述控制器的外围连接有外围电路，所述外围电路包括晶振Y1，所述晶振Y1的一端分别连接电容C26、控制器的5管脚，所述晶振Y1的另一端分别连接电阻R37一端、电容C28一端、控制器U1的12管脚，所述晶振Y1另一端分别连接电容C27一端、控制器U1的13管脚，所述电容C26、C27的另一端接地，所述控制器的73管脚连接电容C24一端，所述电容C24另一端接地，所述控制器的49管脚连接电容C25一端，所述电容C25另一端接地，所述控制器U1的14管脚分别连接电阻R21一端、电容C21一端，所述电阻R21另一端接地，所述电容C21另一端接地，所述控制器U1的6、11、28、50、75、100管脚均连接电压源VDD，所述控制器U1的10、27、49、74、99管脚均接地。

采用本实用新型上述结构可以达到如下有益效果：该仿真器单线通讯电路装置通过第一通讯电路连接通讯端口，通讯端口连接单线的一端，因此，通讯端口及第一通讯电路的设置，方便了仿真器与微控制器的单线通讯连接，从而满足了微控制器与仿真器的单线通讯要求。

将该仿真器单线通讯电路装置应用于微控制器芯片设计中的仿真测试，采用本申请上述结构后，无需在微控制器芯片中预留多个通讯管脚，只通过单根信号线即能实现与微控制器的通讯连接，相比于JTAG接口或SWD接口的连接方式，微控制器预留管脚的减少降低了整体微控制器芯片的结构复杂度，并且无需使用多根通讯线，减少了GPIO口占用，从而节约了资源和投入成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型控制器U1的接口电路及其外围电路的电路原理图；

图3为本实用新型第一通讯电路的电路原理图；

图4为本实用新型第二通讯电路的电路原理图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本实用新型的一个实施例中，提供了一种仿真器单线通讯电路装置，参见图1，一种仿真器单线通讯电路装置，仿真器通过单线与微控制器连接，单线指单根通信线，单线的一端连接微控制器的调试端口，另一端连接仿真器的通讯端口，仿真器包括控制器U1、定时器，其特征在于，仿真器还包括第一通讯电路，控制器U1通过第一通讯电路1与通讯端口2连接，通讯端口通过单线3连接微控制器(MCU)4，第一通讯电路包括接收芯片U5、发射芯片U6，接收芯片U5连接控制器U1的数据接收管脚，发射芯片U6连接控制器U1的数据发送管脚，接收芯片U5、发射芯片U6之间连接数据信号线，接收芯片U5、发射芯片U6还分别连接控制器U1的控制管脚。

本实施例中，控制器的型号为STM32F407；接收芯片U5、发射芯片U6的型号均为74HC245D，该接收芯片U5、发射芯片U6主要用于实现数据的双向异步通信。

见图3，第一通讯电路1还包括电阻R1、R2、R6、R7、R9、R10、R12、三极管Q2、Q3，接收芯片U5的18管脚为数据发送管脚，控制器U1的25管脚为数据接收管脚，接收芯片U5的18管脚连接控制器U1的25管脚；控制器U1的26管脚为数据接收管脚，发射芯片U6的18管脚连接控制器U1的26管脚；控制器U1的29、30管脚为控制管脚，接收芯片U5的19管脚通过电阻R1、R2、R6、三极管Q2连接控制器的30管脚，发射芯片U6的19管脚分别通过电阻R7、R9、R10、三极管Q3连接控制器U1的29管脚。收发器U5、U6与控制器U1的具体连接关系为：接收芯片U5、发射芯片U6的20管脚、接收芯片U5的1管脚分别连接电压源VDD，接收芯片U5的19管脚分别连接电阻R1一端、三极管Q2集电极，三极管Q2基极分别连接电阻R2、R6一端，电阻R2另一端连接控制器U1的30管脚，三极管Q2发射极、电阻R6另一端接地，电阻R1另一端连接电压源VDD，接收芯片U5、发射芯片U6的2管脚还连接电阻R12一端，电阻R12另一端接地；发射芯片U6的1管脚接地，发射芯片U6的19管脚分别连接电阻R7一端、三极管Q3集电极，电阻R7另一端连接电压源VDD，电阻R9另一端连接控制器U1的29管脚，三极管Q3发射极、电阻R10另一端接地。该第一通讯电路中，电阻R1、R2、R6、R7、R9、R10、R12具有分流限压作用，

见图4，仿真器还包括USB连接器J2、第二通讯电路5，控制器U1通过第二通讯电路连接USB连接器J2；第二通讯电路包括电阻R34、R35、R26、R15、R23、R31、三极管Q1、电容C74，USB连接器J2的2管脚通过电阻R34连接控制器U1的70管脚，USB连接器J2的3管脚通过电阻R35连接控制器U1的71管脚，并通过电阻R26、三极管Q1、电阻R23、电阻R15连接控制器U1的67管脚。控制器U1通过第二通讯电路连接USB连接器J2的具体电路连接关系为：连接器J2的2、3管脚分别连接电阻R34、R35一端，电阻R34另一端连接控制器U1的70管脚，电阻R35另一端分别连接控制器U1的71管脚、电阻R26一端，电阻R26另一端连接三极管Q1集电极，三极管Q1发射极分别连接电压源VDD、电阻R23一端，三极管Q1基极分别连接电阻R23、R25另一端，电阻R25另一端连接控制器U1的67管脚，连接器J2的6管脚连接连接器J2的5管脚、电容C74一端、电阻R31一端，电容C74一端、电阻R31另一端接地，电阻R15另一端连接控制器U1的67管脚。

第二通讯电路还包括电容C15、有源电容C22、电阻R11、R5，电容C15一端分别连接有源电容C22一端、连接器J1的1管脚、电阻R11一端，电阻R11另一端分别连接电阻R5一端、控制器U1的68管脚，电容C15、有源电容C22、电阻R5另一端均接地。该第二通讯电路中，三极管Q1具有开关作用，用于控制USB连接器J2的导通或关闭，USB连接器J2用于连接USB设备，电阻R34、R35、R26、R15、R23、R31、R11、R5具有分压限流作用，电容C15、C74具有滤波作用，提高了第二通讯电路传输信号的稳定性以及准确性。

见图2，控制器的外围连接有外围电路，外围电路包括晶振Y1，晶振Y1的一端分别连接电容C26、控制器的5管脚，晶振Y1的另一端分别连接电阻R37一端、电容C28一端、控制器U1的12管脚，晶振Y1另一端分别连接电容C27一端、控制器U1的13管脚，电容C26、C27的另一端接地，控制器的73管脚连接电容C24一端，电容C24另一端接地，控制器的49管脚连接电容C25一端，电容C25另一端接地，控制器U1的14管脚分别连接电阻R21一端、电容C21一端，电阻R21另一端接地，电容C21另一端接地，控制器U1的6、11、28、50、75、100管脚均连接电压源VDD，控制器U1的10、27、49、74、99管脚均接地。

本申请仿真器单线通讯电路装置中，仿真器与微控制器通过单线连接，单线一端连接微控制器调试端口，单线的另一端连接仿真器通讯管脚，即通过一根通信线实现了仿真器与微控制器的通信连接，该连接只占用了仿真器的通信管脚，无需占用较多管脚或端口资源，结构设计简单。

将该仿真器单线通讯电路装置用于微控制器的单仿真测试，通过单根通讯线将微控制器与仿真器的通讯端口连接，单线通讯遵循Manchester(曼彻斯特)协议，仿真器对Manchester编码进行解码时，使用STM32控制器捕获IO端口的高低电平，并使用定时器记录时间。通讯端口通过第一通讯电路连接仿真器中的控制器U1，微控制器通过29管脚PA4、30管脚PA5控制第一通讯电路开启或关闭，并通过25管脚PA2对数据信号线传输的数据信号进行接收，通过26管脚PA3对数据信号进行发送，从而通过单线实现微控制器与仿真器的信号传输，微控制器与仿真器的通信频率为62.5K、125K、250K或500kHz，本实施例优选500kHz，满足了微控制器与仿真器之间的高速率信号传输需求。

以上的仅是本申请的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种仿真器单线通讯电路装置，仿真器通过单线与微控制器连接，所述单线指单根通信线，所述单线的一端连接所述微控制器的调试端口，另一端连接所述仿真器的通讯端口，所述仿真器包括控制器U1、定时器，其特征在于，所述仿真器还包括第一通讯电路，所述控制器通过所述第一通讯电路与所述通讯端口连接，所述通讯端口与数据信号线连接，所述第一通讯电路包括接收芯片U5、发射芯片U6，所述接收芯片U5连接所述控制器U1的数据接收管脚，所述发射芯片U6连接所述控制器U1的数据发送管脚，所述接收芯片U5、发射芯片U6之间连接所述数据信号线，所述接收芯片U5、发射芯片U6还分别连接所述控制器U1的控制管脚。

2.根据权利要求1所述的仿真器单线通讯电路装置，其特征在于，所述控制器的型号为STM32F407；所述接收芯片U5、发射芯片U6的型号均为74HC245D。

3.根据权利要求2所述的仿真器单线通讯电路装置，其特征在于，所述第一通讯电路还包括电阻R1、R2、R6、R7、R9、R10、R12、三极管Q2、Q3，所述接收芯片U5的18管脚为数据发送管脚，所述控制器U1的25管脚为数据接收管脚，所述接收芯片U5的18管脚连接所述控制器U1的25管脚；所述控制器U1的26管脚为数据接收管脚，所述发射芯片U6的18管脚连接所述控制器U1的26管脚；所述控制器U1的29、30管脚为控制管脚，所述接收芯片U5的19管脚通过所述电阻R1、R2、R6、三极管Q2连接所述控制器的30管脚，所述发射芯片U6的19管脚分别通过所述电阻R7、R9、R10、三极管Q3连接所述控制器U1的29管脚。

4.根据权利要求1或3所述的仿真器单线通讯电路装置，其特征在于，所述仿真器还包括USB连接器J2、第二通讯电路，所述控制器U1通过所述第二通讯电路连接所述USB连接器J2；所述第二通讯电路包括电阻R34、R35、R26、R15、R23、R31、三极管Q1、电容C74，所述USB连接器J2的2管脚通过所述电阻R34连接所述控制器U1的70管脚，所述USB连接器J2的3管脚通过所述电阻R35连接所述控制器U1的71管脚，并通过所述电阻R26、三极管Q1、电阻R23、电阻R15连接所述控制器U1的67管脚。

5.根据权利要求4所述的仿真器单线通讯电路装置，其特征在于，所述第二通讯电路还包括电容C15、有源电容C22、电阻R11、R5，所述电容C15一端分别连接所述有源电容C22一端、所述连接器J1的1管脚、电阻R11一端，所述电阻R11另一端分别连接电阻R5一端、控制器U1的68管脚，所述电容C15、有源电容C22、电阻R5另一端均接地。

6.根据权利要求5所述的仿真器单线通讯电路装置，其特征在于，所述控制器的外围连接有外围电路，所述外围电路包括晶振Y1，所述晶振Y1的一端分别连接电容C26、控制器的5管脚，所述晶振Y1的另一端分别连接电阻R37一端、电容C28一端、控制器U1的12管脚，所述晶振Y1另一端分别连接电容C27一端、控制器U1的13管脚，所述电容C26、C27的另一端接地，所述控制器的73管脚连接电容C24一端，所述电容C24另一端接地，所述控制器的49管脚连接电容C25一端，所述电容C25另一端接地，所述控制器U1的14管脚分别连接电阻R21一端、电容C21一端，所述电阻R21另一端接地，所述电容C21另一端接地，所述控制器U1的6、11、28、50、75、100管脚均连接电压源VDD，所述控制器U1的10、27、49、74、99管脚均接地。

Images