一種多通道串口測(cè)試系統(tǒng)及搭建方法
【專利摘要】一種多通道串口測(cè)試系統(tǒng)及搭建方法，該系統(tǒng)是在常規(guī)串口測(cè)試系統(tǒng)中串口調(diào)試器和PC機(jī)串口之間，增加了串口橋接器和多通道串口測(cè)試模塊，模塊包括主控單片機(jī)電路、數(shù)據(jù)總線、通道單片機(jī)電路。串口調(diào)試器與串口橋接器的一個(gè)串口連接，串口橋接器的另一個(gè)串口與主控單片機(jī)電路的串口連接，主控單片機(jī)電路與通道單片機(jī)電路通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接，通道單片機(jī)電路的串口與PC機(jī)串口連接；搭建方法包括在單片機(jī)仿真平臺(tái)中搭建多通道串口測(cè)試模塊，在單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)中搭建多通道串口測(cè)試模塊的程序和在PC機(jī)中搭建串口橋接器。系統(tǒng)及搭建方法能實(shí)現(xiàn)多路串口測(cè)試、測(cè)試命令和測(cè)試結(jié)果生成、測(cè)試結(jié)果直接顯示的功能，滿足嵌入式工程師基于串口的測(cè)試需要。
【專利說(shuō)明】一種多通道串口測(cè)試系統(tǒng)及搭建方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種多通道串口測(cè)試系統(tǒng)及搭建方法，基于單片機(jī)電路仿真技術(shù)，屬 嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別適用于嵌入式工程師搭建和操作基于串口的多通道測(cè)試， 包括多通道串口測(cè)試系統(tǒng)及搭建方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前基于PC機(jī)的串口測(cè)試系統(tǒng)如圖1所示，包括串口調(diào)試器、PC機(jī)串口和被測(cè)試 對(duì)象，其中串口調(diào)試器包括數(shù)據(jù)發(fā)送操作區(qū)和數(shù)據(jù)顯示區(qū)。測(cè)試方法如下：在串口調(diào)試器中 數(shù)據(jù)發(fā)送操作區(qū)輸入測(cè)試命令，通過(guò)PC機(jī)串口直接向被測(cè)試對(duì)象發(fā)送測(cè)試命令，被測(cè)試對(duì) 象通過(guò)PC機(jī)串口直接向串口調(diào)試器發(fā)送測(cè)試響應(yīng)，串口調(diào)試器中數(shù)據(jù)顯示區(qū)顯示測(cè)試響 應(yīng)。
[0003] 若發(fā)送的測(cè)試命令種類比較多，命令數(shù)據(jù)比較長(zhǎng)，或者接收到的測(cè)試響應(yīng)比較多 時(shí)，則測(cè)試命令的發(fā)送操作就比較麻煩和容易出錯(cuò)，測(cè)試響應(yīng)的人工分析就比較困難和耗 費(fèi)時(shí)間，并且整個(gè)過(guò)程中都需要人工干預(yù)。如果多通道串口測(cè)試同時(shí)進(jìn)行，則需要同時(shí)打開(kāi) 多個(gè)串口調(diào)試器，測(cè)試命令的發(fā)送和測(cè)試響應(yīng)的顯示、分析就更是問(wèn)題。
[0004] 要解決這個(gè)問(wèn)題，目前的解決方法是針對(duì)具體測(cè)試，采用VisualBasic、VisualC 或LabVIEW等可視化技術(shù)編寫(xiě)測(cè)試界面及多通道串口測(cè)試程序，實(shí)現(xiàn)測(cè)試界面發(fā)送簡(jiǎn)易測(cè) 試命令，直接顯示測(cè)試結(jié)果，而由多通道串口測(cè)試程序分析簡(jiǎn)易測(cè)試命令，生成復(fù)雜的實(shí)際 測(cè)試命令并發(fā)送，接收測(cè)試響應(yīng)并解析，生成測(cè)試結(jié)果。但是對(duì)于嵌入式設(shè)計(jì)工程師來(lái)說(shuō)， 用VisualBasic、VisualC或LabVIEW等可視化技術(shù)編寫(xiě)測(cè)試界面及多通道串口測(cè)試程序有 一定的難度。
[0005] 如圖2所示，多通道串口測(cè)試系統(tǒng)是在圖1的基礎(chǔ)上增加了串口橋接器和多通道 串口測(cè)試模塊，這樣串口調(diào)試器中數(shù)據(jù)發(fā)送操作區(qū)發(fā)送的測(cè)試命令不再是直接通過(guò)PC機(jī) 串口輸出，而是通過(guò)串口橋接器導(dǎo)入到多通道串口測(cè)試模塊，再通過(guò)PC機(jī)串口輸出；同樣 的，通過(guò)PC機(jī)串口輸入的測(cè)試響應(yīng)也是先通過(guò)多通道串口測(cè)試模塊后，再由串口橋接器導(dǎo) 入到串口調(diào)試器顯示。多通道串口測(cè)試模塊不僅實(shí)現(xiàn)了多通道串口測(cè)試程序的功能，而且 串口輸出為多通道。
[0006] 若多通道串口測(cè)試模塊采用嵌入式工程師掌握的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，則也可以解決的多 通道串口測(cè)試問(wèn)題。
[0007] -種多通道串口測(cè)試系統(tǒng)搭建方法，基本思想如下：（1)在單片機(jī)仿真平臺(tái)中搭 建多通道串口測(cè)試模塊。該多通道串口測(cè)試模塊能實(shí)現(xiàn)分析簡(jiǎn)易測(cè)試命令，生成復(fù)雜的實(shí) 際測(cè)試命令并通過(guò)PC機(jī)串口發(fā)送，同時(shí)能通過(guò)PC機(jī)串口接收測(cè)試響應(yīng)并解析，生成測(cè)試結(jié) 果；模塊內(nèi)部采用數(shù)據(jù)總線，實(shí)現(xiàn)多通道串口接口；(2)在單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)中搭建測(cè)多 通道串口測(cè)試模塊程序。采用嵌入式工程師熟悉的單片機(jī)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)不同的測(cè)試，只 需要修改單片機(jī)程序即可；（3)在PC機(jī)中搭建串口橋接器。可以通過(guò)虛擬串口技術(shù)虛擬一 對(duì)串口，或者把PC機(jī)的一對(duì)串口數(shù)據(jù)收發(fā)管腳交叉連接，實(shí)現(xiàn)串口橋接功能。通過(guò)串口橋 接器，把串口調(diào)試器發(fā)送的簡(jiǎn)易測(cè)試命令導(dǎo)入到多通道串口測(cè)試中，同時(shí)把單片機(jī)電路生 成的測(cè)試結(jié)果導(dǎo)入到串口調(diào)試器，由串口調(diào)試器直接顯示測(cè)試結(jié)果。
[0008] 其中，被測(cè)試對(duì)象是具有串口通信功能的嵌入式系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種多通道串口測(cè)試系統(tǒng)及搭建方法，便于嵌入式工程師搭 建和使用。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種多通道串口測(cè)試系統(tǒng)，系統(tǒng)包括串口調(diào)試器、串口 橋接器、主控單片機(jī)電路、通道單片機(jī)電路、數(shù)據(jù)總線和PC機(jī)串口；
[0011] 所述多通道串口測(cè)試系統(tǒng)電路模型如3所示；所述系統(tǒng)中串口調(diào)試器與串口橋接 器的一個(gè)串口連接，串口橋接器的另一個(gè)串口與主控單片機(jī)電路的串口連接，主控單片機(jī) 電路與通道單片機(jī)電路通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接，通道單片機(jī)電路的串口與PC機(jī)串口連接；
[0012] 所述串口調(diào)試器用于發(fā)送測(cè)試命令和顯示測(cè)試結(jié)果；所述串口橋接器用于把串口 調(diào)試器發(fā)送的測(cè)試命令導(dǎo)入到主控單片機(jī)電路中，同時(shí)把測(cè)試結(jié)果從主控單片機(jī)電路中導(dǎo) 入到串口調(diào)試器中；所述主控單片機(jī)電路用于接收串口橋接器導(dǎo)入的測(cè)試命令并分析，通 過(guò)數(shù)據(jù)總線把測(cè)試命令發(fā)送到對(duì)應(yīng)的通道單片機(jī)電路，同時(shí)接收通道單片機(jī)電路通過(guò)數(shù)據(jù) 總線發(fā)送的測(cè)試結(jié)果，把測(cè)試結(jié)果發(fā)送給串口橋接器；所述通道單片機(jī)電路用于接收主控 單片機(jī)電路通過(guò)數(shù)據(jù)總線發(fā)送的測(cè)試命令并分析，生成實(shí)際測(cè)試命令并通過(guò)PC機(jī)串口發(fā) 送，同時(shí)通過(guò)PC機(jī)串口接收測(cè)試響應(yīng)，分析后生成測(cè)試結(jié)果，通過(guò)數(shù)據(jù)總線發(fā)送給主控單 片機(jī)電路；所述數(shù)據(jù)總線用于實(shí)現(xiàn)主控單片機(jī)電路與多個(gè)通道單片機(jī)電路之間的通信連 接，雙向通信；所述PC機(jī)串口用于與被測(cè)試對(duì)象的通信連接。
[0013] 其中，串口調(diào)試器是指具有通過(guò)PC機(jī)串口發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)并顯示的各類串 口調(diào)試軟件，包括通用的串口調(diào)試助手等。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的第二面，還提供一種多通道串口測(cè)試系統(tǒng)搭建方法，所述搭建方法 包括：
[0015] (1)在單片機(jī)仿真平臺(tái)中搭建多通道串口測(cè)試模塊；
[0016] 在單片機(jī)仿真平臺(tái)中搭建多通道串口測(cè)試模塊，模塊由主控單片機(jī)電路和多個(gè)通 道單片機(jī)電路通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接組成；模塊中單片機(jī)電路采用的單片機(jī)具有至少一個(gè)串 口，單片機(jī)電路的單片機(jī)串口用于與串口橋接器通信，通道單片機(jī)電路的單片機(jī)串口用于 與PC機(jī)串口連接，主控單片機(jī)電路和通道單片機(jī)電路采用的單片機(jī)可以采用相同的單片 機(jī)；數(shù)據(jù)總線可以采用UART、IIC和SPI等，根據(jù)測(cè)試通道的需要來(lái)增減通道單片機(jī)單路，多 個(gè)通道單片機(jī)電路完全相同；
[0017] (2)在單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)中搭建多通道串口測(cè)試模塊的程序；
[0018] 在單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)中搭建多通道串口測(cè)試模塊的程序，程序包括主控單片機(jī) 電路的主控程序和通道單片機(jī)電路的通道程序；主控程序包括串口數(shù)據(jù)收發(fā)、通過(guò)數(shù)據(jù)總 線數(shù)據(jù)收發(fā)和測(cè)試命令分析程序，實(shí)現(xiàn)主控單片機(jī)電路通過(guò)串口接收測(cè)試命令，發(fā)送測(cè)試 結(jié)果，分析測(cè)試命令，同時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)總線把測(cè)試命令發(fā)送到對(duì)應(yīng)通道單片機(jī)電路，接收通道 單片機(jī)電路發(fā)送的測(cè)試結(jié)果；通道程序可以完全相同，也可以根據(jù)對(duì)應(yīng)通道的測(cè)試要求不 相同，都包括通過(guò)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)收發(fā)、測(cè)試命令生成、測(cè)試結(jié)果生成和串口數(shù)據(jù)收發(fā)程序， 實(shí)現(xiàn)通道單片機(jī)電路通過(guò)數(shù)據(jù)總線接收測(cè)試命令，發(fā)送測(cè)試結(jié)果，生成測(cè)試命令和測(cè)試結(jié) 果，同時(shí)通過(guò)串口發(fā)送測(cè)試命令和接收測(cè)試響應(yīng)；
[0019] (3)在PC機(jī)中搭建串口橋接器；
[0020] 在PC機(jī)中可以通過(guò)虛擬串口技術(shù)虛擬一對(duì)串口，或者把PC機(jī)的一對(duì)串口數(shù)據(jù)收 發(fā)管腳交叉連接，實(shí)現(xiàn)串口橋接功能。通過(guò)串口橋接器，把串口調(diào)試器發(fā)送的簡(jiǎn)易測(cè)試命令 導(dǎo)入到多通道串口測(cè)試模塊中，同時(shí)把多通道串口測(cè)試模塊生成的測(cè)試結(jié)果導(dǎo)入到串口調(diào) 試器，由串口調(diào)試器直接顯示測(cè)試結(jié)果。
[0021] 本發(fā)明的有益效果是，給嵌入式工程師搭建多通道串口測(cè)試系統(tǒng)提供了新的方 法，也提供了便于搭建的電路模型。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0023] 圖1為串口測(cè)試系統(tǒng)的示意圖。
[0024] 圖2為多通道串口測(cè)試系統(tǒng)的不意圖。
[0025] 圖3為本發(fā)明電路模型圖。
[0026] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例的電路模型圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 按照多通道串口測(cè)試系統(tǒng)搭建方法搭建一個(gè)本發(fā)明實(shí)施例的電路模型，如圖4所 示，在本發(fā)明實(shí)施例具體如下：
[0028] 串口調(diào)試器為串口調(diào)試助手10,串口橋接器為虛擬串口 20,單片機(jī)仿真平臺(tái)采用 Proteus，建立的主控單片機(jī)電路40采用AVR單片機(jī)42和串口元件41，數(shù)據(jù)總線采用IIC 總線50，通道單片機(jī)電路60至6N，各個(gè)通道單片機(jī)電路完全相同，通道單片機(jī)電路6i采用 AVR單片機(jī)6il和串口元件6i2, PC機(jī)串口 70至7N，直接采用PC機(jī)中自帶的串口；
[0029] 串口調(diào)試助手10可以發(fā)送測(cè)試命令和顯示測(cè)試結(jié)果；
[0030] 虛擬串口 20包括一對(duì)虛擬串口 A 21和虛擬串口 B 22,通過(guò)虛擬串口軟件在PC機(jī) 建立的具有橋接功能的虛擬串口，串口調(diào)試助手10與虛擬串口 A 21通信連接，虛擬串口 A 21與虛擬串口 B 22通信連接，而虛擬串口 B 22與主控單片機(jī)電路40中的串口元件41通 信連接。這樣通過(guò)虛擬串口 20,串口調(diào)試助手10建立與主控單片機(jī)電路40中串口元件41 的通信連接；
[0031] 主控單片機(jī)電路40中AVR單片機(jī)42的串口通過(guò)串口元件41建立與虛擬串口 20 的通信連接，這樣串口調(diào)試助手10建立與主控單片機(jī)電路40的串口通信連接，而AVR單片 機(jī)42通過(guò)IIC總線50與通道單片機(jī)電路6i建立通信連接；
[0032] 通道單片機(jī)電路6i中AVR單片機(jī)6il的串口通過(guò)串口元件6i2建立與PC機(jī)串口 的通信連接。
[0033] 本實(shí)施例工作步驟如下：
[0034] (1)發(fā)送多通道測(cè)試命令
[0035] 串口調(diào)試助手10通過(guò)虛擬串口 20發(fā)送包含通道號(hào)的測(cè)試命令，通過(guò)虛擬串口 20 把測(cè)試命令導(dǎo)入到串口元件41中，主控單片機(jī)電路40通過(guò)串口元件41接收測(cè)試命令，分 析獲得通道號(hào)i，通過(guò)IIC總線50把測(cè)試命令發(fā)送給通道單片機(jī)電路6i中AVR單片機(jī)6i 1， AVR單片機(jī)6il分析測(cè)試命令，生成實(shí)際測(cè)試命令，經(jīng)對(duì)應(yīng)通道串口元件6i2把實(shí)際測(cè)試命 令通過(guò)PC機(jī)串口 7i發(fā)送給被測(cè)試對(duì)象；
[0036] (2)顯示多通道測(cè)試結(jié)果
[0037] 通過(guò)PC機(jī)串口 7i接收測(cè)試響應(yīng)，由通道單片機(jī)電路6i中串口元件6i2導(dǎo)入到AVR 單片機(jī)6il中，AVR單片機(jī)6il分析接收到的測(cè)試響應(yīng)，生成測(cè)試結(jié)果，通過(guò)IIC總線50發(fā) 送給主控制單片機(jī)電路40中的AVR單片機(jī)42, AVR單片機(jī)42對(duì)測(cè)試結(jié)果添加通道號(hào)，通過(guò) 串口元件41發(fā)送給虛擬串口 20,由虛擬串口把帶有通道號(hào)的測(cè)試結(jié)果導(dǎo)入串口調(diào)試助手， 串口助手顯示帶有通道號(hào)好的測(cè)試結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1. 一種多通道串口測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)包括串口調(diào)試器、串口橋接器、主控單 片機(jī)電路、通道單片機(jī)電路、數(shù)據(jù)總線和PC機(jī)串口； 所述系統(tǒng)串口調(diào)試器與串口橋接器的一個(gè)串口連接，串口橋接器的另一個(gè)串口與主控 單片機(jī)電路的串口連接，主控單片機(jī)電路與通道單片機(jī)電路通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接，通道單片 機(jī)電路的串口與PC機(jī)串口連接。 其中，串口調(diào)試器是指具有通過(guò)PC機(jī)串口發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)并顯示的各類串口調(diào) 試軟件，包括通用的串口調(diào)試助手等。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道串口測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述主控單片機(jī)電 路、通道單片機(jī)電路和數(shù)據(jù)總線基于單片機(jī)仿真平臺(tái)搭建。
3. -種多通道串口測(cè)試系統(tǒng)搭建方法，其特征在于，所述搭建方法包括： (1) 在單片機(jī)仿真平臺(tái)中搭建多通道串口測(cè)試模塊； 在單片機(jī)仿真平臺(tái)中搭建多通道串口測(cè)試模塊，模塊由主控單片機(jī)電路和多個(gè)通道 單片機(jī)電路通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接組成，多個(gè)通道單片機(jī)電路完全相同；模塊中單片機(jī)電路采 用的單片機(jī)具有至少一個(gè)串口，主控單片機(jī)電路和通道單片機(jī)電路中可以采用相同的單片 機(jī)； (2) 在單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)中搭建多通道串口測(cè)試模塊的程序； 在單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)中搭建多通道串口測(cè)試模塊的程序，程序包括主控單片機(jī)電路 的主控程序和通道單片機(jī)電路的通道程序；主控程序包括串口數(shù)據(jù)收發(fā)、通過(guò)數(shù)據(jù)總線數(shù) 據(jù)收發(fā)和測(cè)試命令分析程序；通道程序可以完全相同，也可以根據(jù)對(duì)應(yīng)通道的測(cè)試要求不 相同，都包括通過(guò)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)收發(fā)、測(cè)試命令生成、測(cè)試結(jié)果生成和串口數(shù)據(jù)收發(fā)程序； (3) 在PC機(jī)中搭建串口橋接器； 在PC機(jī)中搭建串口橋接器，串口橋接器具有一對(duì)串口，一對(duì)串口的數(shù)據(jù)收發(fā)管腳交叉 連接。
【文檔編號(hào)】G06F11/267GK104156295SQ201410405064
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】孫繼平, 郭建昌 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)