CN219611755U - 电平处理电路及调试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电平处理电路以及调试设备，所述电平处理电路包括第一电阻、第二电阻、第一开关模块以及第二开关模块；所述第一电阻的第二端连接第一开关模块的第一端，所述第二电阻的第二端与第二开关模块的第一端、第一开关模块的第三端互连；所述第一开关模块的第三端连接第二开关模块的第一端，所述第二开关模块的第二端连接电源。本实用新型实现了电平转换以及电平断开的效果，提供了一种低成本多功能的调试接口。

Description

电平处理电路及调试设备

技术领域

本实用新型涉及设备调试技术领域，尤其涉及一种电平处理电路及调试设备。

背景技术

智能生产自动化可以提高产品的生产效率以及生产序列号品质追踪管控，通常应用最普遍的就是留出调试接口，同时为了提高研发和验证阶段的问题分析，也需要调试接口，但调试接口不能影响外部设备也不能被外部的接口干扰，更不能电压损坏，目前有两种解决方案，一种是给产品新增隐藏的接口，但该方法不适用所有产品，另一种是增加数字开关，但增加了生产成本，也不能实现电平转换。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种电平处理电路，旨在解决现有技术中无法提供一种多功能低成本的调试接口的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种电平处理电路，所述电平处理电路包括第一电阻、第二电阻、第一开关模块以及第二开关模块；

所述第一电阻的第二端连接第一开关模块的第一端，所述第二电阻的第二端与第二开关模块的第一端、第一开关模块的第三端互连；

当所述第一电阻的第一端为低电平时，所述第一电阻用于将第一开关模块的第二端钳位在低电平，当所述第一电阻的第一端为高电平时，所述第二电阻用于将第一开关模块的第二端钳位在高电平；

所述第一开关模块的第三端连接第二开关模块的第一端，所述第二开关模块的第二端连接电源，其中，所述第一开关模块和所述第二开关模块用于控制电路通断。

可选的，将所述第一电阻的第一端作为外部接口，将所述第二电阻的第二端以及所述第一开关模块的第二端作为第一内部接口，将所述第二开关模块的第三端作为第二内部接口，其中，若所述第二内部接口输出为低电平，则所述电平处理电路用于电平转换，若所述第二内部接口输出为高电平，则所述电平处理电路用于电平断开。

可选的，所述电平处理电路用于将外部接口的电平转换至第一内部接口以及将第一内部接口的电平转换至外部接口。

可选的，若所述外部接口为高电平，则将第二内部接口的输出配置为低电平，导通所述第二开关模块，所述第二电阻为第一内部接口提供高电平，以将外部接口的高电平转换到第一内部接口；

若所述外部接口为低电平，则将第二内部接口输出为配置为低电平，导通第二开关模块以及第一开关模块，所述第一内部接口被配置为低电平，以将外部接口的低电平转换到第一内部接口。

可选的，所述第二电阻阻值至少大于第一电阻阻值的十倍。

可选的，若所述第一内部接口为高电平，第二内部接口的输出为低电平，则所述第二开关模块导通，所述第一开关模块断开，以将第一内部接口的高电平传输到外部接口；

若所述第一内部接口为高电平，第二内部接口的输出为低电平，则上述第二开关模块以及第一开关模块导通，所述第一内部接口为第一开关模块的第二端提供低电平，以将第一内部接口的低电平转换到外部接口。

可选的，若所述第二内部接口输出为高电平，则所述第一内部接口为高阻输入，所述第一开关模块和第二开关模块截止，以断开所述外部接口和所述第一内部接口。

可选的，所述电平处理电路还包括静电防护模块，所述静电防护模块的第一端与外部接口、所述第一电阻的第一端互连，所述静电防护模块的第二端接地，其中，所述静电防护模块用于对第一内部接口进行静电防护。

可选地，所述第一开关模块为NMOS以及所述第二开关模块为PMOS。

此外，本实用新型还提供一种设备，该设备包括如上所述的电平处理电路，所述电平处理电路包括第一电阻、第二电阻、第一开关模块以及第二开关模块；

所述第一电阻的第二端连接第一开关模块的第一端，所述第二电阻的第二端与第二开关模块的第一端、第一开关模块的第三端互连；

其中，当所述第一电阻的第一端为低电平时，所述第一电阻用于将第一开关模块的第二端钳位在低电平，当所述第一电阻的第一端为高电平时，所述第二电阻用于将第一开关模块的第二端钳位在高电平；

所述第一开关模块的第三端连接第二开关模块的第一端，所述第二开关模块的第二端连接电源，其中，所述第一开关模块和所述第二开关模块用于控制电路通断。

本实用新型通过在电平转换电路中设置第一开关模块和第二开关模块，在第一开关模块和第二开关模块都导通或第一开关模块截止但第二开关模块导通时，实现外部接口与第一内部接口之间电平信号的相互转换，在第一开关模块和第二开关模块都断开时，外部接口与第一内部接口之间断开，达到电平断开的目的，以起到外部接口与第一内部接口之间互不干扰的作用。由于电平转换电路能实现外部接口与第一内部接口之间电平信号的相互转换，进而可以实现数据在外部接口和第一内部接口之间相互传输，所以可以对带有电平处理电路的设备进行调试或测试，无需在设备上增加额外的接口，提高了设备测试或调试的效率，进一步的，又因为电平转换电路能起到电平断开的作用，所以当设备无需调试时，又能达到接口之间互不干扰的效果。所以本实用新型通过电平处理电路低成本实现了电平转换以及电平断开的效果，进而通过在设备的接口上设置电平处理电路，降低了调试成本，提高了调试效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型电平处理电路较佳实施例的电路模块示意图；

图2为本实用新型电平处理电路较佳实施例的电路结构示意图；

图3为本实用新型电平处理电路中包括静电防护模块较佳实施例的电路结构示意图；

图4为本实用新型电平处理电路中包括静电防护模块较佳实施例的电路模块示意图；

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				PORT-A	外部接口	PORT-B	第一内部接口
MCU-EN	第二内部接口	VIO	电源
				R1	第一电阻	R2	第二电阻
R3	第三电阻	R4	第四电阻
				10	第一开关模块	20	第二开关模块
30	静电防护模块	ESD	静电阻抗器
				Q1	第一开关管	Q2	第二开关管
GND	地

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种电平处理电路及调试设备。

参照图1和图2，在本实用新型实施例中，该电平处理电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一开关模块Q1以及第二开关模块Q2；

所述第一电阻R1的第二端连接第一开关模块Q1的第一端，所述第二电阻R2的第二端与第二开关模块Q2的第一端、第一开关模块Q1的第三端互连；

其中，当所述第一电阻R1的第一端为低电平时，所述第一电阻R1用于将第一开关模块Q1的第二端钳位在低电平，当所述第一电阻R1的第一端为高电平时，所述第二电阻R2用于将第一开关模块Q1的第二端钳位在高电平；

所述第一开关模块Q1的第三端连接第二开关模块Q2的第一端，所述第二开关模块Q2的第二端连接电源V，其中，所述第一开关模块Q1和所述第二开关模块Q2用于控制电路通断。

在本实施例中，需要说明的是，所述外部接口PORT_A用于连接外部设备，也即所述外部接口PORT_A为调试设备的机外接口，所述第一内部接口PORT_B为调试设备内部的IO口，所述第二内部接口MCU-EN为调试设备内部的GPIO控制网络，所述第一开关模块10可以为第一开关管Q1，所述第一开关管Q1为NMOS，所述第二开关模块10可以为第二开关管Q2，所述第二开关管Q2为PMOS，所述第一开关模块10的第一端为第一开关管Q1的漏极，所述第一开关模块10的第二端为第一开关管Q1的源极，所述第一开关模块10的第三端为第一开关管Q1的栅极，所述第二开关模块20的第一端为第二开关管Q2的漏极，所述第二开关模块20的第二端为第二开关管Q2的源极，所述第二开关模块20的第三端为第二开关管Q2的栅极。在本实施例中，当将外部接口PORT_A的低电平转换至第一内部接口PORT_B时，所述第一电阻R1用于将第一开关模块Q1的第二端钳位在低电平，当将外部接口PORT_A的高电平转换至第一内部接口PORT_B时，所述第二电阻R2用于将第一开关模块Q1的第二端钳位在高电平。

其中，调试设备可以为需要进行调试或测试的产品，也可以为带有USB接口的设备，调试设备可以分为开发者模式和用户模式，当调试设备在出厂前会被设置为用户模式，当调试设备需要进行调试时，可以向调试设备写入指令，也可以通过组合按键等方式，使调试设备切换为开发者模式，其中，当调试设备需要进行调试或测试时，输入调试或测试的指令或通过组合按键等方法使调试设备进入开发者模式，此时，将所述第二内部接口MCU_EN设置为低电平，在开发者模式下可以进行接口间的电平转换，可以对调试设备进行数据的双向传输、调试和测试等功能，当调试设备需要退出调试模式时，也可以通过向调试设备写入指令或组合按键的方式退出调试模式，进入用户模式，此时将所述第二内部接口MCU_EN设置为高电平，进入用户模式，在用户模式下所述外部接口PORT_A和所述第一内部接口PORT_B之间不会进行电平转换，也不会进行数据的双向传输，在用户模式下的电平处理电路用于电平断开，也即断开所述外部接口PORT_A与所述第一内部接口PORT_B，以使所述外部接口PORT_A与所述第一内部接口PORT_B之间互不干扰。例如，调试设备可以为头戴耳机，当头戴耳机中设置了电平处理电路后，无需在头戴耳机中增加额外的接口，也无需配置专用的数字切换开关芯片，即可通过头戴耳机本身的接口，对头戴耳机进行调试或测试。

具体的，参照图1和图2，将所述第一电阻R1的第一端作为外部接口PORT_A，将所述第二电阻R2的第二端以及所述第一开关模块Q1的第二端作为第一内部接口PORT_B，将所述第二开关模块Q2的第三端作为第二内部接口MCU-EN；其中，当所述第二内部接口MCU_EN设置为低电平时，所述电平处理电路用于电平转换，可以将所述外部接口PORT_A的电平传输到所述第一内部接口PORT_B，也可以将所述第一内部接口PORT_B的电平传输到所述外部接口PORT_A，在本实用新型中，当所述外部接口PORT_A和所述第一内部接口PORT_B的电平一致时，即可实现数据在所述外部接口PORT_A和所述第一内部接口PORT_B之间的传输，进而可以实现对设备进行调试或测试。

其中，若将所述外部接口PORT_A的电平传输到所述第一内部接口PORT_B，则将所述第二内部接口MCU_EN设置为低电平，当所述外部接口PORT_A为高电平时，将所述第一内部接口PORT_B为配置为高阻输入，因为所述第二开关模块20的第二端连接电源，第三端连接所述第二内部接口MCU_EN，所以所述第二开关模块20导通，进而所述第一内部接口PORT_B被所述第二电阻R2上拉为高电平，又因为所述外部接口PORT_A为高电平，而所述第一内部接口PORT_B的高电平受限于所述电源VIO,而所述电源VIO的电压小于所述外部接口PORT_A的电压，所以所述第一开关模块10导通，所以所述外部接口PORT_A的高电平可以传输到所述第一内部接口PORT_B，进而实现所述外部接口PORT_A到所述第一内部接口PORT_B的数据传输；若所述外部接口PORT_A为低电平时，当所述第二内部接口MCU_EN为低电平时，所述第二开关模块20导通，因为所述第二电阻R2阻值至少大于所述第一电阻R1阻值的十倍，所以所述第一开关模块10导通，进而将所述外部接口PORT_A的低电平传输到所述第一内部接口PORT_B，实现所述外部接口PORT_A到所述第一内部接口PORT_B的数据传输。其中，所述第二电阻R2阻值至少大于十倍的第一电阻R1阻值，是为了在外部接口PORT_A为低电平时，保证第一内部接口PORT_B的电压至少小于电源电压的十一分之一，以导通第一开关模块10，上述所述外部接口PORT_A到所述第一内部接口PORT_B的电平转换都是基于在所述第二内部接口MCU_EN为低电平时且数据从所述外部接口PORT_A传输至所述第一内部接口PORT_B时实现的。

进一步的，若将所述第一内部接口PORT_B的数据传输到所述外部接口PORT_A，则将所述第二内部接口MCU_EN配置为低电平，所述第二开关模块20导通，当所述第一内部接口PORT_B为高电平时，所述第一开关模块10截止，所述外部接口PORT_A被所述第一电阻R1上拉为高电平，实现了将所述第一内部接口PORT_B的高电平传输到所述外部接口PORT_A；当所述第一内部接口PORT_B为低电平时，所述第一开关模块10导通，从而实现将所述第一内部接口PORT_B的低电平传输到所述外部接口PORT_A。

应当理解的是，本实施例的电平处理电路适用于各种需要进行调试或测试的调试设备中，当调试设备需要进行调试或测试时，将所述第二内部接口MCU_EN设置为低电平，进而实现所述外部接口PORT_A与所述第一内部接口PORT_B之间电平的相互转换，以使数据在所述外部接口PORT_A与所述第一内部接口PORT_B之间传输，其中，可以通过在所述电平处理电路上烧录电平转换指令，当调试设备进入开发者模式时，设定电平转换是由所述外部接口PORT_A传输至所述第一内部接口PORT_B或是由所述第一内部接口PORT_B传输至所述外部接口PORT_A。

其中，当调试设备无需进行调试或测试时，则退出开发者模式进入用户模式，在用户模式下电平转换电路用于电平断开，其中，用户模式还包括调试设备处于开机模式和关机模式的状态，当调试设备处于开机模式时，此时所述第二内部接口MCU_EN为高电平，具体的，将所述第一内部接口PORT_B设置为高阻输入，所述第二内部接口MCU_EN设置为高电平，以使所述第二开关模块20截止，因为所述第二开关模块20截止，所述第一内部接口PORT_B为高阻输入，所以所述第一开关模块10截止，由于所述第一开关模块10截止、所述第二开关模块20截止且所述第一内部接口PORT_B为高阻输入，使得在调试设备处于开机模式的用户模式下，所述外部接口PORT_A与所述第一内部接口PORT_B之间互不干扰；当调试设备处于关机模式时，由于电源VIO为电压为0，所以第二开关模块20截止，第一开关模块10也处于截止状态，所以在调试设备处于关机且处于用户模式时，所述外部接口PORT_A与所述第一内部接口PORT_B之间互不干扰，所以当调试设备处于用户模式时，能起到电平断开的作用，保证了外部接口PORT_A与第一内部接口PORT_B之间互不干扰，从而起到了输入输出互不干扰的作用。

其中，参照图1及图3，所述电平处理电路还包括所述静电防护模块30，所述静电防护模块的第一端与外部接口PORT_A、所述第一电阻R1的第一端互连，所述静电防护模块的第二端接地，其中，所述静电防护模块用于对第一内部接口PORT_B进行静电防护。

在该实施例中，所述静电防护模块可以为静电阻抗器ESD，所述静电阻抗器ESD可以吸收从外部环境向引脚引入芯片内部的静电干扰，防止内部器件损坏的一种功率型器件结构，由于所述静电防护模块30接在所述第一电阻R1的第一端，所述第一电阻R1的第一端接在所述第一开关模块10的第一端，而在用户模式下，所述第一开关模块10截止，所以静电基本不会进入到所述第一内部接口PORT_B，所以实现了对第一内部接口PORT_B的静电防护功能。

进一步的，参照图1及图4，示例性的，所述电平处理电路还可以包括第三电阻R3和第四电阻R4，所述第三电阻R3的第一端与第一开关模块10的第三端、第二电阻R2的第二端互连，所述第三电阻R3的第二端接地，所述第四电阻R4的第一端与所述第三端口MCU_EN、第二开关模块20的第三端互连，所述第四电阻R4的第二端接地，其中，当所述第三端口MCU_EN无输入时，所述第四电阻R4用于拉低第二开关模块20第三端的电平，所述第三电阻R3也是用于拉低第一开关模块10的第三端电平。

本实用新型通过在电平转换电路中设置第一开关模块10和第二开关模块20，在第一开关模块10和第二开关模块20都导通或第一开关模块10截止但第二开关模块20导通时，实现外部接口PORT_A与第一内部接口PORT_B之间电平的相互转换，在第一开关模块10和第二开关模块20都断开时，外部接口PORT_A与第一内部接口PORT_B之间断开，达到电平断开的目的，以使得外部接口PORT_A与第一内部接口PORT_B之间互不干扰。由于电平转换电路能实现外部接口PORT_A与第一内部接口PORT_B之间电平的相互转换，进而可以实现数据在外部接口PORT_A和第一内部接口PORT_B之间相互传输，所以可以对带有电平处理电路的设备进行调试或测试，无需在设备上增加额外的接口，提高了设备测试或调试的效率，进一步的，又因为电平转换电路能起到电平断开的作用，所以当设备无需调试时，又能达到接口之间互不干扰的效果。所以本实用新型通过电平处理电路低成本实现了电平转换以及电平断开的效果，进而通过在设备的接口上设置电平处理电路，降低了调试成本，提高了调试效率。

本实用新型还提出一种调试设备，该调试设备包括上述电平处理电路，该电平处理电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一开关模块Q1以及第二开关模块Q2；

所述第一电阻R1的第二端连接第一开关模块Q1的第一端，所述第二电阻R2的第二端与第二开关模块Q2的第一端、第一开关模块Q1的第三端互连；

其中，当所述第一电阻R1的第一端为低电平时，所述第一电阻R1用于将第一开关模块Q1的第二端钳位在低电平，当所述第一电阻R1的第一端为高电平时，所述第二电阻R2用于将第一开关模块Q1的第二端钳位在高电平；

所述第一开关模块Q1的第三端连接第二开关模块Q2的第一端，所述第二开关模块Q2的第二端连接电源V，其中，所述第一开关模块Q1和所述第二开关模块Q2用于控制电路通断。

该调试设备的具体结构参照上述实施例，由于本调试设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种电平处理电路，其特征在于，所述电平处理电路包括第一电阻、第二电阻、第一开关模块以及第二开关模块；

所述第一电阻的第二端连接第一开关模块的第一端，所述第二电阻的第二端与第二开关模块的第一端、第一开关模块的第三端互连；

其中，当所述第一电阻的第一端为低电平时，所述第一电阻用于将第一开关模块的第二端钳位在低电平，当所述第一电阻的第一端为高电平时，所述第二电阻用于将第一开关模块的第二端钳位在高电平；

所述第一开关模块的第三端连接第二开关模块的第一端，所述第二开关模块的第二端连接电源，其中，所述第一开关模块和所述第二开关模块用于控制电路通断。

2.如权利要求1所述电平处理电路，其特征在于，将所述第一电阻的第一端作为外部接口，将所述第二电阻的第二端以及所述第一开关模块的第二端作为第一内部接口，将所述第二开关模块的第三端作为第二内部接口，其中，若所述第二内部接口输出为低电平，则所述电平处理电路用于电平转换，若所述第二内部接口输出为高电平，则所述电平处理电路用于电平断开。

3.如权利要求2所述电平处理电路，其特征在于，所述电平处理电路用于将外部接口的电平转换至第一内部接口以及将第一内部接口的电平转换至外部接口。

4.如权利要求1所述电平处理电路，其特征在于，所述第二电阻阻值至少大于第一电阻阻值的十倍。

5.如权利要求1所述电平处理电路，其特征在于，所述电平处理电路还包括静电防护模块，所述静电防护模块的第一端与外部接口、所述第一电阻的第一端互连，所述静电防护模块的第二端接地，其中，所述静电防护模块用于对第一内部接口进行静电防护。

6.如权利要求1所述电平处理电路，其特征在于，所述第一开关模块为NMOS以及所述第二开关模块为PMOS。

7.一种调试设备，其特征在于，所述调试设备包括权利要求1至6任意一项所述的电平处理电路。