CN218547483U - 应用于4d成像毫米波雷达的防电压倒灌串口调试电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种应用于4D成像毫米波雷达的防电压倒灌串口调试电路，其主要特点是，所述的防电压倒灌串口调试电路包括一4D成像雷达，所述的4D成像雷达设置有：电压防倒灌电路，所述的电压防倒灌电路通过4D成像毫米波雷达内部供电电源外接3.3V外设电源电压(VDDIO_3.3V)进行供电，并通过向芯片串口接口(SOC UART口)发送串口接收信号(SOC_UART0_RX)，与所述的芯片串口接口(SOC UART口)相连接，所述的芯片串口接口(SOC UART口)还通过发送串口发送信号(SOC_UART0_TX)与外部的信号转换器模块相连接，且所述的信号转换器模块还与USB接口相连接。采用了本实用新型的该应用于4D成像毫米波雷达的防电压倒灌串口调试电路，可以在不增加PCB尺寸的条件下，引出串口调试电路方便现场定位故障。

Description

应用于4D成像毫米波雷达的防电压倒灌串口调试电路

技术领域

本实用新型涉及防电压倒灌串口调试电路技术领域，尤其涉及4D成像毫米波雷达技术领域，具体是指一种应用于4D成像毫米波雷达的防电压倒灌串口调试电路。

背景技术

目前，传统车载控制器在客户售后现场或者实验过程中为了更好的排查故障，通常会连出UART串口(如图1所示的UART TTL转USB模块框图)，研发人员可以通过串口打印信息分析控制器故障原因。尤其是4D成像毫米波雷达，对安装尺寸有严格要求，为了节省PCB面积，通常只会预留UART调试串口，不会增加光耦等隔离电路。

通常该UART串口为主控芯片直接引出的串口管脚，多为3.3V的TTL电平。该串口调试电路只作为临时排查故障使用，为了节省量产成本，防护措施较差，容易出现各种调试问题。其中一种故障现象就是该串口连接了串口转USB设备(如图1所示)后出现控制器无法正常启动现象。原因为UART串口转USB设备在插上电脑USB口后，芯片会正常工作，串口接收RX信号会出现常态3.3V电平。串口接收信号线存在的常态3.3V高电平倒灌至连接串口的控制芯片，导致控制芯片上电时序不符合芯片手册要求，有可能导致芯片启动异常。

4D成像毫米波雷达拥有复杂的SOC系统，SOC系统一般都会用到linux系统或者FreeRTOS实时系统。复杂的SOC在软件运行过程中容易出现各种问题。为了方便在故障现场定位问题，通常需要借助串口打印调试信息，方便定位问题。然而4D成像毫米波雷达对安装尺寸有严格要求，为了节省PCB面积，通常只会预留UART调试串口，不会增加光耦等隔离电路。在实际应用过程中，该UART口需要借助UART转USB设备，接WINDOWS系统电脑，电脑上有串口调试软件显示SOC的调试信息。工程师可以根据SOC的调试信息更好定位4D成像雷达故障。然而通常使用过程中经常遇到电脑和UART转USB设备先上电，4D成像雷达后上电的情况，这时串口调试设备的UART_RX会出现常态3.3V高电平。该高电平容易漏电至SOC系统，导致SOC上电时序问题，有可能4D成像雷达上电了，但是SOC无法正常启动。

基于此，亟需一种能够有效防止串口调试设备先上电，控制器后上电导致的控制器芯片上电时序异常的电路结构。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供了一种应用于4D成像毫米波雷达的防电压倒灌串口调试电路。

为了实现上述目的，本实用新型的一种应用于4D成像毫米波雷达的防电压倒灌串口调试电路具体如下：

该应用于4D成像毫米波雷达的防电压倒灌串口调试电路，其主要特点是，所述的防电压倒灌串口调试电路包括一4D成像雷达，所述的4D成像雷达设置有：

电压防倒灌电路，所述的电压防倒灌电路通过4D成像毫米波雷达内部供电电源外接3.3V外设电源电压进行供电，并通过向芯片串口接口发送串口接收信号，与所述的芯片串口接口相连接，所述的芯片串口接口还通过发送串口发送信号与外部的信号转换器模块相连接，且所述的信号转换器模块还与USB接口相连接。

较佳地，所述的防电压倒灌串口调试电路，具体为：

设置有一N型MOS管，所述的N型MOS管的栅极与3.3V外设电源电压相连接，所述的N型MOS管的源极与串口接收信号(SOC_UART0_RXD)相连接，且所述的N型MOS管的源极与串口接收信号(SOC_UART0_RXD)之间还设置有第一电阻，所述的N型MOS管的漏极与第二电阻相连接，并通过所述的第二电阻接收所述的信号转换器模块发送给4D成像雷达的串口接收信号。

较佳地，所述的第一电阻为阻值100K欧姆的弱下拉电阻，所述的第二电阻为阻值100欧姆的串联保护电阻。

较佳地，所述的信号转换器模块具体为一UART口转USB口调试器。

较佳地，所述的防电压倒灌串口调试电路还包括：

设置有第一静电保护管，所述的第一静电保护管的正极与所述的串口接收信号相连接，所述的第一静电保护管的负极接地。

较佳地，所述的USB接口具体为电脑USB口，所述的电脑USB口通过USB与所述的UART口转USB口调试器相连接。

采用了本实用新型的该应用于4D成像毫米波雷达的防电压倒灌串口调试电路，可以在不增加PCB尺寸的条件下，引出串口调试电路方便现场定位故障。在调试现场不用担心调试电脑和UART转USB设备是否先上电而导致4D成像毫米波雷达无法启动。UART防电压倒灌电路可保证在4D成像雷达SOC启动后再通过VDD_IO_3.3V控制SOC_RX_DBG导通，避免SOC_RX_DBG电压倒灌SOC，还可以有效防止静电损坏芯片串口，除此之外，区别于其它串口防倒灌电路，该电路引入R1 100K下拉电阻，保证在NMOS不导通的情况下，串口有明确的默认电压0伏，从而能够防止芯片误判输入电压。

附图说明

图1为现有技术中的UART TTL转USB模块框图及实物电路示意图。

图2为本实用新型的应用于4D成像毫米波雷达的防电压倒灌串口调试电路的工作示意图。

图3为本实用新型的电压防倒灌电路的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

请参阅图2所示，本实用新型的该应用于4D成像毫米波雷达的防电压倒灌串口调试电路，其中，所述的防电压倒灌串口调试电路包括一4D成像雷达，所述的4D成像雷达设置有：

电压防倒灌电路，所述的电压防倒灌电路通过4D成像毫米波雷达内部供电电源外接3.3V外设电源电压VDDIO_3.3V进行供电，并通过向芯片串口接口SOC UART口发送串口接收信号SOC_UART0_RX，与所述的芯片串口接口SOC UART口相连接，所述的芯片串口接口SOCUART口还通过发送串口发送信号SOC_UART0_TX与外部的信号转换器模块相连接，且所述的信号转换器模块还与USB接口相连接。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的防电压倒灌串口调试电路，具体为：

设置有一N型MOS管Q1，所述的N型MOS管Q1的栅极与3.3V外设电源电压VDD_IO_3.3V相连接，所述的N型MOS管Q1的源极与串口接收信号SOC_UART0_RXD相连接，且所述的N型MOS管Q1的源极与串口接收信号SOC_UART0_RXD之间还设置有第一电阻R1，所述的N型MOS管Q1的漏极与第二电阻R2相连接，并通过所述的第二电阻R2接收所述的信号转换器模块发送给4D成像雷达的串口接收信号SOC_RX_DBG。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的第一电阻R1为阻值100K欧姆的弱下拉电阻，所述的第二电阻R2为阻值100欧姆的串联保护电阻。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的信号转换器模块具体为一UART口转USB口调试器。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的防电压倒灌串口调试电路还包括：

设置有第一静电保护管ESD1，所述的第一静电保护管ESD1的正极与所述的串口接收信号SOC_RX_DBG相连接，所述的第一静电保护管ESD2的负极接地。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的USB接口具体为电脑USB口，所述的电脑USB口通过USB与所述的UART口转USB口调试器相连接。

在实际应用当中，为了防止因为串口调试设备先上电，控制器后上电导致的控制器芯片上电时序异常，在控制器PCB上增加UART防电压倒灌电路(如图2所示UART防电压倒灌电路)。在笔记本电脑先接串口调试器情况下，SOC_RX_DBG有3.3V常态电压出来

但是只要板内VDD_IO_3.3V未上电，NMOS的Vgs(MOS管栅极与源极之间的电压差)等于0伏电压，MOS管栅极与源极之间的电压差为0伏电压，NMOS不导通，SOC_UART0_RX芯片管脚默认下拉电压为0伏。只有雷达板内VDD_IO_3.3V上电后，SOC_RX_DBG为高电平，Q1导通，SOC_UART0_RX输出高电平；SOC_RX_DBG为低电平，Q1不导通，SOC_UART0_RX为芯片内部下拉低电平。这样在雷达板VDD_IO_3.3V正常上电之后，SOC_UART0_RX相当于与SOC_RX_DBG直连，实现正常串口通信。当雷达板VDD_IO_3.3V未上电情况下，Q1 NMOS一直处于截至状态，SOC_UART0_RX一直保持芯片内部默认下拉状态，从而有效避免电压倒灌。

在实际应用当中，第一电阻R1用于：在MOS管不导通的情况下提供下拉默认0伏电平。第二电阻R2用于：因为误操作原因导致串口对地短路的情况下，该串联电阻可以限制短路电流，防止损坏芯片串口，而N型MOS管Q1则用于控制串口信号开关，第一静电保护管ESD1与第二静电保护管ESD2则用于防止静电打坏芯片串口管脚。

采用了本实用新型的该应用于4D成像毫米波雷达的防电压倒灌串口调试电路，可以在不增加PCB尺寸的条件下，引出串口调试电路方便现场定位故障。在调试现场不用担心调试电脑和UART转USB设备是否先上电而导致4D成像毫米波雷达无法启动。UART防电压倒灌电路可保证在4D成像雷达SOC启动后再通过VDD_IO_3.3V控制SOC_RX_DBG导通，避免SOC_RX_DBG电压倒灌SOC，还可以有效防止静电损坏芯片串口，除此之外，区别于其它串口防倒灌电路，该电路引入R1 100K下拉电阻，保证在NMOS不导通的情况下，串口有明确的默认电压0伏，从而能够防止芯片误判输入电压。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (6)

1.一种应用于4D成像毫米波雷达的防电压倒灌串口调试电路，其特征在于，所述的防电压倒灌串口调试电路包括一4D成像雷达，所述的4D成像雷达设置有：

电压防倒灌电路，所述的电压防倒灌电路通过4D成像毫米波雷达内部供电电源外接3.3V外设电源电压(VDDIO_3.3V)进行供电，并通过向芯片串口接口(SOC UART口)发送串口接收信号(SOC_UART0_RX)，与所述的芯片串口接口(SOC UART口)相连接，所述的芯片串口接口(SOC UART口)还通过发送串口发送信号(SOC_UART0_TX)与外部的信号转换器模块相连接，且所述的信号转换器模块还与USB接口相连接。

2.根据权利要求1所述的应用于4D成像毫米波雷达的防电压倒灌串口调试电路，其特征在于，所述的防电压倒灌串口调试电路，具体为：

设置有一N型MOS管(Q1)，所述的N型MOS管(Q1)的栅极与3.3V外设电源电压(VDD_IO_3.3V)相连接，所述的N型MOS管(Q1)的源极与串口接收信号(SOC_UART0_RXD)相连接，且所述的N型MOS管(Q1)的源极与所述的串口接收信号(SOC_UART0_RXD)之间还设置有第一电阻(R1)，所述的N型MOS管(Q1)的漏极与第二电阻(R2)相连接，并通过所述的第二电阻(R2)接收所述的信号转换器模块发送给4D成像雷达的串口接收信号(SOC_RX_DBG)。

3.根据权利要求2所述的应用于4D成像毫米波雷达的防电压倒灌串口调试电路，其特征在于，所述的第一电阻(R1)为阻值100K欧姆的弱下拉电阻，所述的第二电阻(R2)为阻值100欧姆的串联保护电阻。

4.根据权利要求2所述的应用于4D成像毫米波雷达的防电压倒灌串口调试电路，其特征在于，所述的信号转换器模块具体为一UART口转USB口调试器。

5.根据权利要求2所述的应用于4D成像毫米波雷达的防电压倒灌串口调试电路，其特征在于，所述的防电压倒灌串口调试电路还包括：

设置有第一静电保护管(ESD1)，所述的第一静电保护管(ESD1)的正极与所述的串口接收信号(SOC_RX_DBG)相连接，所述的第一静电保护管(ESD1)的负极接地。

6.根据权利要求4所述的应用于4D成像毫米波雷达的防电压倒灌串口调试电路，其特征在于，所述的USB接口具体为电脑USB口，所述的电脑USB口通过USB与所述的UART口转USB口调试器相连接。

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