CN218384464U - 一种多路串口显示器的测试设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多路串口显示器的测试设备，包括电源接口、N个电源控制模块、电源转换模块、单片机控制模块、USB接口、TTL串口转换模块、N个显示器接口、串口信号切换模块、以及LED状态指示模块；测试主机发送测试命令，通过TTL串口转换模块发送到单片机控制模块，单片机控制模块接收到命令后通过串口信号切换模块依次发送到串口显示器，同时接收串口显示器返回的数据，单片机控制模块接收数据后将数据通过TTL串口转换模块返回到测试主机，单片机控制模块通过校验返回的数据，判断串口显示器工作是否异常，并通过LED状态指示模块显示状态异常。由此实现同时测试多个串口显示器，节省大量生产时间。
Description
技术领域
本实用新型属于电子电路技术领域，具体涉及一种多路串口显示器的测试设备。
背景技术
串口显示器以其占用资源少、开发简单、集成度高的优点，在工业控制、消费电子、汽车充电桩、智能家居等领域占据着一席之地。由于串口通信只能一对一通信，串口显示器在生产测试阶段更多的是测试主机与串口显示器一对一通信测试。因此导致其测试效率低，测试周期长。
目前，自带串口的主机越来越少，多数笔记本电脑早已取消了串口设备，测试只能通过USB接口扩展串口设备，测试设备更加复杂。因此，现有生产测试方式有待改进和提高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术方案的局限性，提供一种多路串口显示器的测试设备。该测试设备可同时连接测试多个串口显示器，提高测试效率。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种多路串口显示器的测试设备，包括电路板，以及集成在电路板上的电源接口、N个电源控制模块、电源转换模块、单片机控制模块、USB接口、TTL串口转换模块、N个显示器接口、串口信号切换模块、以及LED状态指示模块；
电源接口的输入端用于连接外部供电电源，电源接口的输出端连接电源转换模块的输入端，通过电源转换模块将电源接口输出的电压转换为单片机控制模块和串口信号切换模块的供电电压；
所述N个电源控制模块的电源输入端与电源接口连接，N个电源控制模块的电源输出端一一对应连接至N个显示器接口的电源端，单片机控制模块与N个电源控制模块的控制端连接，进而通过单片机控制模块控制各个电源控制模块的选通状态为对应的显示器接口进行供电；
所述单片机控制模块通过串口信号切换模块与N个显示器接口连接，通过串口信号切换模块实现单片机控制模块选通不同的显示器接口；
所述USB接口通过TTL串口转换模块与单片机控制模块连接，实现USB信号和单片机控制模块可识别的TTL串口信号之间的相互转换；
所述LED状态指示模块与单片机控制模块连接。
在上述技术方案中，所述串口信号切换模块包括两个模拟开关芯片，每个模拟开关芯片具有一个公共输入/输出端以及N个可选择的独立输入/输出端，其中一个模拟开关芯片的公共输入/输出端与单片机控制模块的发送信号引脚连接并且其N个可选择的独立输入/输出端与N个显示器接口的接收信号引脚一一对应连接，用于实现和N个显示器接口的接收信号通信；另一个模拟开关芯片的公共输入/输出端与单片机控制模块的接收信号引脚连接并且其N个可选择的独立输入/输出端与N个显示器接口的发送信号引脚一一对应连接，用于实现和N个显示器接口的发送信号通信；此外，这两个模拟开关芯片的地址选择端与单片机控制模块连接，进而通过单片机控制模块可以控制两个模拟开关芯片的各个独立输入/输出端的选通状态。
在上述技术方案中，所述电源转换模块与电源接口输出端连接，用于将电源接口输出的电压降到预定电压，预定电压应满足单片机控制模块和串口信号切换模块电压需求，本实例中，电源转换模块包括一个5V转3.3V稳压芯片，将电源接口输出的5V电压转换为3.3V，供给单片机控制模块和串口信号切换模块。
在上述技术方案中，所述串口信号切换模块，包括两个模拟开关芯片，两个模拟开关芯片均采用74HC4051D模拟开关芯片。
在上述技术方案中，所述TTL串口转换模块采用FT232RL芯片，该芯片能够实现USB信号和TTL串口信号之间的双向转换。
在上述技术方案中，所述单片机控制模块采用STM32F103C8T6芯片为主控芯片。
在上述技术方案中，所述LED状态指示模块包括多路发光二极管和限流电阻，每个二极管串联一个限流电阻组成一路，每一路的一端连接至STM32F103C8T6芯片的一个I/O口，另一端连接+3.3V电压。
在上述技术方案中，每个电源控制模块均包括一个MOS管、一个三极管、一个第一电阻、一个第二电阻、一个第三电阻，三极管的基极连接第一电阻的一端和第二电阻的一端，三极管的发射极接地，第二电阻的另一端接地，第一电阻的另一端连接至单片机控制模块的其中一个I/O引脚，三极管的集电极连接MOS管的栅极和第三电阻的一端，第三电阻的另一端接电源接口输出的5V电压端，MOS管的源极也连接电源接口输出的5V电压端，MOS管的漏极连接显示器接口的供电端。
在上述技术方案中，本测试设备还包括按键模块，按键模块与单片机控制模块连接，通过按键模块可以使单片机控制模块进入不同的测试模式。
本实用新型的优点和有益效果为：
采用本实用新型提供的测试设备，可使测试主机同时连接多个串口显示器，对多个串口显示器进行测试，节省大量测试时间，大大提高测试效率。
附图说明
图1为本实用新型提供的测试设备的原理框图；
图2为本实用新型提供的电源接口电路图；
图3为本实用新型提供的电源转换模块电路图；
图4.1-4.2为本实用新型提供的串口信号切换模块电路图；
图5为本实用新型提供的TTL串口转换模块的电路图；
图6为本实用新型提供的单片机控制模块的电路图；
图7为本实用新型提供的LED状态指示模块的电路图；
图8为本实用新型提供的电源控制模块与显示器接口的电路图。
图9为本实用新型提供的按键模块电路图。
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，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
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，下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。
实施例一
如图1所示，一种多路串口显示器的测试设备，包括电路板，以及集成在电路板上的电源接口、N个电源控制模块、电源转换模块、单片机控制模块、USB接口、TTL串口转换模块、N个显示器接口、串口信号切换模块、以及LED状态指示模块。
电源接口的输入端用于连接外部供电电源，电源接口的输出端连接电源转换模块的输入端，通过电源转换模块将电源接口输出的电压转换为单片机控制模块和串口信号切换模块的供电电压；
所述N个电源控制模块的电源输入端与电源接口连接，N个电源控制模块的电源输出端一一对应连接至N个显示器接口的电源端，单片机控制模块与N个电源控制模块的控制端连接，进而通过单片机控制模块控制各个电源控制模块的选通状态为对应的显示器接口进行供电；
所述单片机控制模块通过串口信号切换模块与N个显示器接口连接，通过串口信号切换模块实现单片机控制模块选通不同的显示器接口(具体的讲，所述串口信号切换模块包括两个模拟开关芯片，每个模拟开关芯片具有一个公共输入/输出端以及N个可选择的独立输入/输出端，其中一个模拟开关芯片的公共输入/输出端与单片机控制模块的发送信号引脚连接并且其N个可选择的独立输入/输出端与N个显示器接口的接收信号引脚一一对应连接，用于实现和N个显示器接口的接收信号通信；另一个模拟开关芯片的公共输入/输出端与单片机控制模块的接收信号引脚连接并且其N个可选择的独立输入/输出端与N个显示器接口的发送信号引脚一一对应连接，用于实现和N个显示器接口的发送信号通信；此外，这两个模拟开关芯片的地址选择端与单片机控制模块连接，进而通过单片机控制模块可以控制两个模拟开关芯片的各个独立输入/输出端的选通状态)；
所述USB接口通过TTL串口转换模块与单片机控制模块连接，实现USB信号和单片机控制模块可识别的TTL串口信号之间的相互转换；
所述LED状态指示模块与单片机控制模块连接，通过LED状态指示模块指示不同的显示器工作是否异常状态。
使用时，将本测试设备的USB接口与测试主机(例如笔记本电脑)的USB接口连接，将本测试设备的N个显示器接口分别连接不同的被测试的显示器，进而可以用于实现一个测试主机同时对多个串口显示器的测试工作。具体的测试过程为：测试主机发送测试命令，通过TTL串口转换模块发送到单片机控制模块，单片机控制模块接收到命令后通过串口信号切换模块依次发送到串口显示器，同时接收串口显示器返回的数据，单片机控制模块接收数据后将数据通过TTL串口转换模块返回到测试主机，单片机控制模块通过校验返回的数据，判断串口显示器工作是否异常，并通过LED状态指示模块显示状态异常。由此实现同时测试多个串口显示器，节省大量生产时间，提高生产效率，降低测试成本。
下面结合附图2-8，具体介绍本实用新型的多路串口显示器的测试设备的具体电路结构：
如图2所示，所述电源接口的输入接口M1、M2连接外部输入电源，经过反接保护的MOS管Q1和储能电容C21将供电电源输出到N路电源控制模块和电源转换模块。供电电源可根据串口显示器的额定电压进行调整，本实例中，采用5V。
如图3所示，所述电源转换模块与电源接口输出端连接，用于将电源接口输出的电压降到预定电压，预定电压应满足单片机控制模块和串口信号切换模块电压需求，本实例中，电源转换模块包括一个5V转3.3V稳压芯片，将电源接口输出的5V电压转换为3.3V，供给单片机控制模块和串口信号切换模块。
如图4.1-4.2所示，所述串口信号切换模块，包括两个模拟开关芯片N2和N4，两个模拟开关芯片均采用74HC4051D模拟开关芯片，74HC4051D模拟开关芯片是八选一模拟开关，具有一个公共输入/输出端和8个可选择的独立输入/输出端；芯片N2和N4的S2脚连接在一起，S1脚连接在一起，S0脚连接在一起；S0、S1、S2脚分别连接单片机控制模块的PA5、PA6、PA7脚，同时将单片机控制模块的MCU_TX2脚与模拟开关芯片N4的Z脚(公共输入/输出端)连接，单片机控制模块的MCU_RX2脚与模拟开关芯片N2的Z脚(公共输入/输出端)连接；芯片N2的8个可选择的独立输入/输出端用于对应连接至8个显示器接口的接收信号引脚，芯片N4的8个可选择的独立输入/输出端用于对应连接至8个显示器接口的发送信号引脚(可以参见附图8，给出了其中一个显示器接口XS2的示例)。
如图5所示，所述TTL串口转换模块的输入端连接USB接口，输出端连接单片机控制模块，用于实现USB信号和单片机控制模块可识别的TTL串口信号之间的相互转换。本实施例中，所述TTL串口转换模块采用FT232RL芯片，该芯片能够实现USB信号和TTL串口信号之间的双向转换。
如图6所示，所述单片机控制模块采用STM32F103C8T6芯片为主控芯片，STM32F103C8T6芯片的PA9和PA10分别与FT232RL芯片的5脚和6脚相连。STM32F103C8T6芯片的PA2/MCU_TX2脚和PA3/MCU_RX2脚分别对应连接到模拟开关芯片N4的Z脚和模拟开关芯片N2的Z脚。
如图7所示，所述LED状态指示模块包括多路发光二极管和限流电阻，本实施例中，共包括9个二极管和9个限流电阻，每个二极管串联一个限流电阻组成一路，每一路的一端连接至STM32F103C8T6芯片的一个I/O口，另一端连接+3.3V电压，进而通过STM32F103C8T6芯片可控制各路LED的点亮状态(本实施例中，9路中的前8路分别用于指示8个显示器的工作状态，第9路用于指示总电源的上电状态)。
如图8所示，给出了其中一个电源控制模块和其中一个显示器接口的电路连接图，每个电源控制模块均包括一个MOS管、一个三极管、一个第一电阻、一个第二电阻、一个第三电阻，三极管Q4的基极连接第一电阻R7的一端和第二电阻R9的一端，三极管Q4的发射极接地，第二电阻R9的另一端接地，第一电阻R7的另一端连接至STM32F103C8T6芯片的其中一个I/O引脚，三极管Q4的集电极连接MOS管的栅极和第三电阻R2的一端，第三电阻R2的另一端接电源接口输出的5V电压端，MOS管的源极也连接电源接口输出的5V电压端，MOS管的漏极连接显示器接口的供电端。其他7个的电源控制模块和显示器接口的电路结构与图8所示结构相同，每一个电源控制模块分别连接STM32F103C8T6芯片的一个I/O引脚，进而通过STM32F103C8T6芯片的不同I/O引脚的输出电压信号高/低状态能够控制相应的电源控制模块的导通状态，以为对应的显示器接口供电。
实施例二
进一步的说，本测试设备还包括按键模块，按键模块与单片机控制模块连接，通过按键模块可以使单片机控制模块进入不同的测试模式。具体的讲，如图9所示，所述按键模块，包括按键K1、K2、K3，上拉电阻R52、R53、R54，分压电阻R61、R59、R62以及消抖电容C18、C19、C20；通过设定K1、K2、K3不同状态，单片机控制模块进入不同的测试模式。
测试模式1：主机测试模式，使用测试主机发送测试命令。
测试模式2：自动测试模式，测试命令预先存放在单片机控制模块，无需测试主机即可完成自动测试，有问题的设备通过状态指示灯显示。
测试模式3：生产老化测试，测试命令预先存放在单片机控制模块，针对全部功能、整机功耗进行长时间测试，模拟严酷环境下的设备使用状态。
以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种多路串口显示器的测试设备，其特征在于：包括电路板，以及集成在电路板上的电源接口、N个电源控制模块、电源转换模块、单片机控制模块、USB接口、TTL串口转换模块、N个显示器接口、串口信号切换模块以及LED状态指示模块；
电源接口的输入端用于连接外部供电电源，电源接口的输出端连接电源转换模块的输入端，电源转换模块输出端连接单片机控制模块和串口信号切换模块；
所述N个电源控制模块的电源输入端与电源接口连接，N个电源控制模块的电源输出端一一对应连接至N个显示器接口的电源端，单片机控制模块与N个电源控制模块的控制端连接；
所述单片机控制模块通过串口信号切换模块与N个显示器接口连接；
所述USB接口通过TTL串口转换模块与单片机控制模块连接；
所述LED状态指示模块与单片机控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的多路串口显示器的测试设备，其特征在于：所述串口信号切换模块包括两个模拟开关芯片，每个模拟开关芯片具有一个公共输入/输出端以及N个可选择的独立输入/输出端，其中一个模拟开关芯片的公共输入/输出端与单片机控制模块的发送信号引脚连接并且其N个可选择的独立输入/输出端与N个显示器接口的接收信号引脚一一对应连接；另一个模拟开关芯片的公共输入/输出端与单片机控制模块的接收信号引脚连接并且其N个可选择的独立输入/输出端与N个显示器接口的发送信号引脚一一对应连接；这两个模拟开关芯片的地址选择端与单片机控制模块连接。
3.根据权利要求1所述的多路串口显示器的测试设备，其特征在于：所述电源转换模块包括一个5V转3.3V稳压芯片。
4.根据权利要求1所述的多路串口显示器的测试设备，其特征在于：所述串口信号切换模块，包括两个模拟开关芯片，两个模拟开关芯片均采用74HC4051D模拟开关芯片。
5.根据权利要求1所述的多路串口显示器的测试设备，其特征在于：所述TTL串口转换模块采用FT232RL芯片。
6.根据权利要求1所述的多路串口显示器的测试设备，其特征在于：所述单片机控制模块采用STM32F103C8T6芯片为主控芯片。
7.根据权利要求6所述的多路串口显示器的测试设备，其特征在于：所述LED状态指示模块包括多路发光二极管和限流电阻，每个二极管串联一个限流电阻组成一路，每一路的一端连接至STM32F103C8T6芯片的一个I/O口，另一端连接+3.3V电压。
8.根据权利要求1所述的多路串口显示器的测试设备，其特征在于：每个电源控制模块均包括一个MOS管、一个三极管、一个第一电阻、一个第二电阻、一个第三电阻，三极管的基极连接第一电阻的一端和第二电阻的一端，三极管的发射极接地，第二电阻的另一端接地，第一电阻的另一端连接至单片机控制模块的其中一个I/O引脚，三极管的集电极连接MOS管的栅极和第三电阻的一端，第三电阻的另一端接电源接口输出的5V电压端，MOS管的源极也连接电源接口输出的5V电压端，MOS管的漏极连接显示器接口的供电端。
9.根据权利要求1所述的多路串口显示器的测试设备，其特征在于：本测试设备还包括按键模块，按键模块与单片机控制模块连接。
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