离散输入输出信号的测试系统及测试方法与流程

本发明涉及设备测试技术领域，尤其涉及一种离散输入输出信号的测试系统及测试方法。

背景技术：

车载、机载、舰载的离散控制输入输出设备的信号负责处理电子设备的控制信号，其离散控制输入信号负责采集车载、机载、舰载电子设备的状态信息或接收相关电子设备的控制信息；离散控制输出信号负责向车载、机载、舰载电子设备发送控制信息或返回相关电子设备的状态信息。

车载、机载、舰载电子设备的工作电平往往与普通工业设备的工作电平不同，不能将普通工业设备的离散控制输入输出设备信号直接与车载、机载、舰载电子设备的信号连接，否则会严重损坏相关电子设备。

一些工业环境中的工作电压往往是110V，和电子设备之间需要通过离散输入信号和输出信号来进行数据通信、状态访问和控制等，对电子设备进行测试时如果每次都去工业现场实际测试是不现实的。此外，车载、机载、舰载电子设备离散控制输入信号和输出信号的产生需要严格的时序控制信号和使能信号的配合，而普通工业设备的离散控制输入信号和输出信号只是简单的信号输入和信号输出，根本不涉及离散控制输入输出信号的时序控制和使能，无法满足实际的测试需求。

技术实现要素：

本发明提供一种离散输入输出信号的测试系统及测试方法，能够根据测试需求产生离散输入信号和输出信号，对待测电子设备进行测试。

一方面，本发明提供一种离散输入信号的测试系统，包括主控芯片、至少一个离散输入信号处理模块和至少一个离散输出信号处理模块，所述主控芯片包括I2C控制器；所述离散输入信号处理模块的一端与待测电子设备连接，另一端与所述I2C控制器连接；所述离散输出信号处理模块的一端与待测电子设备连接，另一端与所述I2C控制器连接；

所述离散输入信号处理模块用于接收待测电子设备的离散输出信号，将所述待测电子设备的离散输出信号作为离散输入信号，并在所述I2C控制器的控制下，对所述离散输入信号进行处理，使得所述离散输入信号的电平状态保持不变；

所述离散输出信号处理模块用于在所述I2C控制器的控制下，产生离散输出信号，并对所述离散输出信号进行处理，使得所述离散输出信号的电平状态保持不变，将所述离散输出信号发送至待测电子设备，作为所述待测电子设备的离散输入信号。

可选的，所述离散输入信号处理模块包括第一控制芯片、第一IO芯片、透明D型触发器和光耦；所述光耦的输入端与待测电子设备连接，输出端与所述透明D型触发器的输入端连接；所述透明D型触发器的输出端与所述第一IO芯片的输入端连接，使能端与所述第一控制芯片的输出端连接；所述I2C控制器与所述第一控制芯片和第一IO芯片连接；

所述待测电子设备的离散输出信号作为所述离散输入信号处理模块的离散输入信号，经所述光耦输出到所述透明D型触发器的输入端，所述第一控制芯片在所述I2C控制器的控制下产生时序控制信号，触发所述D型触发器的使能端，使得所述离散输入信号正确锁存并传输至所述透明D型触发器的输出端，所述第一IO芯片由所述透明D型触发器的输出端采集所述离散输入信号并输出。

可选的，所述离散输出信号处理模块包括第二控制芯片、第二IO芯片、边沿触发D型触发器和达林顿管；所述I2C控制器与所述第二控制芯片和第二IO芯片连接，所述第二控制芯片的输出端与所述边沿触发D型触发器的使能端连接，所述第二IO芯片的输出端与所述边沿触发D型触发器的输入端连接，所述边沿触发D型触发器的输出端与所述达林顿管的输入端连接，所述达林顿管的输出端与待测电子设备连接；

所述第二IO芯片在所述I2C控制器的控制下，产生离散输出信号，并发送至所述透明D型触发器的输入端，所述第二控制芯片在所述I2C控制器的控制下产生时序控制信号，触发所述D型触发器的使能端，使得所述离散输出信号正确锁存并传输至所述透明D型触发器的输出端，并经所述达林顿管处理后发送至待测电子设备，作为所述待测电子设备的离散输入信号。

可选的，所述主控芯片为南桥HM65。

可选的，所述第一控制芯片为FPGA或MCU；所述第一IO芯片为PCA9555。

可选的，所述第二控制芯片为FPGA或MCU；所述第二IO芯片为PCA9555。

另一方面，本发明提供一种离散输入信号的测试方法，包括：

离散输入信号处理模块接收待测电子设备的离散输出信号，将所述待测电子设备的离散输出信号作为离散输入信号，并在I2C控制器的控制下，对所述离散输入信号进行处理，使得所述离散输入信号的电平状态保持不变；

离散输出信号处理模块在I2C控制器的控制下，产生离散输出信号，并对所述离散输出信号进行处理，使得所述离散输出信号的电平状态保持不变，将所述离散输出信号发送至待测电子设备，作为所述待测电子设备的离散输入信号；

其中，所述I2C控制器位于主控芯片中，所述离散输入信号处理模块和离 散输出信号处理模块均为至少一个，所述离散输入信号处理模块的一端与待测电子设备连接，另一端与所述I2C控制器连接；所述离散输出信号处理模块的一端与待测电子设备连接，另一端与所述I2C控制器连接。

可选的，所述离散输入信号处理模块包括第一控制芯片、第一IO芯片、透明D型触发器和光耦；

所述离散输入信号处理模块接收待测电子设备的离散输出信号，将所述待测电子设备的离散输出信号作为离散输入信号，并在I2C控制器的控制下，对所述离散输入信号进行处理，使得所述离散输入信号的电平状态保持不变，包括：

所述待测电子设备的离散输出信号作为所述离散输入信号处理模块的离散输入信号，经所述光耦输出到所述透明D型触发器的输入端；

所述第一控制芯片在所述I2C控制器的控制下产生时序控制信号，触发所述D型触发器的使能端，使得所述离散输入信号正确锁存并传输至所述透明D型触发器的输出端；

所述第一IO芯片由所述透明D型触发器的输出端采集所述离散输入信号并输出。

可选的，所述离散输出信号处理模块包括第二控制芯片、第二IO芯片、边沿触发D型触发器和达林顿管；

所述离散输出信号处理模块在I2C控制器的控制下，产生离散输出信号，并对所述离散输出信号进行处理，使得所述离散输出信号的电平状态保持不变，将所述离散输出信号发送至待测电子设备，作为所述待测电子设备的离散输入信号，包括：

所述第二IO芯片在所述I2C控制器的控制下，产生离散输出信号，并发送 至所述透明D型触发器的输入端；

所述第二控制芯片在所述I2C控制器的控制下产生时序控制信号，触发所述D型触发器的使能端，使得所述离散输出信号正确锁存并传输至所述透明D型触发器的输出端；

所述离散输出信号经所述达林顿管处理后发送至待测电子设备，作为所述待测电子设备的离散输入信号。

本发明实施例提供的离散输入输出信号的测试系统及测试方法，离散输入信号处理模块接收待测电子设备的离散输出信号，将所述待测电子设备的离散输出信号作为离散输入信号，并在I2C控制器的控制下，对所述离散输入信号进行处理，使得所述离散输入信号的电平状态保持不变；离散输出信号处理模块在I2C控制器的控制下，产生离散输出信号，并对所述离散输出信号进行处理，使得所述离散输出信号的电平状态保持不变，将所述离散输出信号发送至待测电子设备，作为所述待测电子设备的离散输入信号。与现有技术相比，本发明能够将待测电子设备的离散输出信号作为离散输入信号处理模块的输入信号，将离散输出信号处理模块的输出信号发送给待测电子设备并作为待测电子设备的输入信号，通过这些信号，待测电子设备可以获得车载、机载、舰载电子设备模拟的状态信息或者接收来自车载、机载、舰载电子设备的模拟控制信息，从而可以模拟车载、机载、舰载设备对待测设备进行测试。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明一实施例提供的离散输入输出信号的测试系统的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的离散输入输出信号的测试系统的结构框图；

图3为本发明实施例提供的离散输入输出信号的测试方法中离散输入信号的处理方法流程图；

图4为本发明实施例提供的离散输入输出信号的测试方法中离散输出信号的处理方法流程图；

图5为本发明实施例提供的离散输入输出信号的测试系统的测试界面。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种离散输入输出信号的测试系统，如图1所示，所述系统包括主控芯片、至少一个离散输入信号处理模块和至少一个离散输出信号处理模块，所述主控芯片包括I2C控制器；所述离散输入信号处理模块的一端与待测电子设备连接，另一端与所述I2C控制器连接；所述离散输出信号处理模块的一端与待测电子设备连接，另一端与所述I2C控制器连接；

所述离散输入信号处理模块用于接收待测电子设备的离散输出信号，将所述待测电子设备的离散输出信号作为离散输入信号，并在所述I2C控制器的控制下，对所述离散输入信号进行处理，使得所述离散输入信号的电平状态保持不变；

所述离散输出信号处理模块用于在所述I2C控制器的控制下，产生离散输 出信号，并对所述离散输出信号进行处理，使得所述离散输出信号的电平状态保持不变，将所述离散输出信号发送至待测电子设备，作为所述待测电子设备的离散输入信号。

本发明实施例还提供一种离散输入输出信号的测试系统，如图2所示，南桥HM65通过自带的I2C控制器经I2C总线分别与控制芯片A、IO芯片B、控制芯片C和IO芯片D连接；其中，控制芯片A和控制芯片C可以采用FPGA或单片机(MCU)来实现，IO芯片B和IO芯片D可以采用PCA9555芯片来实现；

所述光耦的输入端将待测电子设备的离散输出信号作为离散输入信号，所述光耦的输出端与透明D型触发器的输入端(D0～D15)连接；所述透明D型触发器的输出端(Q0～Q15)与IO芯片B的输入端连接，使能端(/OE和/LE)与控制芯片A的输出端连接；

控制芯片C的输出端与边沿触发D型触发器的使能端(/OE和/LE)连接，IO芯片D的输出端与所述边沿触发D型触发器的输入端(D0～D15)连接，所述边沿触发D型触发器的输出端(Q0～Q15)与达林顿管的输入端连接，所述达林顿管的输出端输出离散输出信号，作为待测电子设备的离散输入信号。

其中，南桥HM65通过I2C总线控制和配置连接到该总线上的I2C设备，南桥HM65的I2C控制器中需要配置的寄存器包含状态寄存器STS、控制寄存器CNT、命令寄存器CMD、地址寄存器SLVA和数据寄存器D0。

IO芯片B和IO芯片D接收来自南桥HM65的I2C控制器的控制命令，该IO芯片共有两个端口port 0和port 1，每个端口包含8路输入输出。命令字0和1表示访问port 0和port 1的输入寄存器；命令字2和3表示访问port 0和port 1的输出寄存器；命令字4和5表示访问port 0和port 1的极性寄存器；命令字6 和7表示访问port 0和port 1的配置寄存器，将配置寄存器设置成1表示将对应管脚设置成输入模式，将配置寄存器设置成0表示将对应管脚设置成输出模式。

待测电子设备的输出信号也即图2中所示的离散输入信号，一般是高电压工作范围，高电压的离散输入信号经过光耦后，将光耦的输出信号作为透明D型触发器的输入信号。光耦不仅起到了隔离的作用，同时还将高电压工作范围过渡到低电压工作范围，对车载、机载、舰载电子设备设均有保护作用，防止电子设备的击穿损坏。

车载、机载、舰载电子设备的输入信号来自图2中所示的输出信号，通过这些信号，待测电子设备可以获得车载、机载、舰载电子设备模拟的状态信息或接收来自车载、机载、舰载电子设备的模拟控制信息。

如图2所示，IO芯片B设置成输入模式，其接收来自透明D型触发器的输出端(Q0～Q15)的输出信号，而透明D型触发器将其输入端信号(D0～D15)正确锁存并传输到输出端(Q0～Q15)的过程需要在其/OE和/LE信号有效时才触发，而控制芯片A就是满足对透明D型触发器/OE和/LE信号的时序控制。

本发明实施例还提供一种离散输入信号的测试方法，图3所示为本发明实施例提供的离散输入信号的测试方法中离散输入信号的处理方法流程图。如图3所示，结合图2所示的离散输入输出信号的测试系统，所述离散输入信号的处理方法包括如下步骤：

S31、IO芯片B以输入模式工作；

具体的，通过南桥HM65的I2C控制器将IO芯片B设置成输入模式，同时控制芯片A模拟成一个I2C设备，同样接收来自南桥HM65的I2C控制器的命令和控制；

S32、离散输入信号经光耦输出到透明D型触发器的输入端；

具体的，离散输入信号经光耦输出到透明D型触发器的输入端(D0～D15)；

S33、控制芯片A输出低电平信号；

具体的，控制芯片A输出一个有效的低电平信号；

S34、透明D型触发器的/LE、/OE信号有效；

S35、IO芯片B采集透明D型触发器的输出端信号并输出；

具体的，透明D型触发器的输出端(Q0～Q15)的信号将被IO芯片B锁定采集并输出；

S36、获取IO芯片B的输出端信号；

具体的，南桥HM65的I2C控制器通过访问IO芯片B的输入端口port 0和port 1就可以获得当前车载、机载、舰载电子设备的离散输入信号。

图4所示为本发明实施例提供的离散输入信号的测试方法中离散输出信号的处理方法流程图。如图4所示，结合图2所示的离散输入输出信号的测试系统，所述离散输出信号的处理方法包括如下步骤：

S41、IO芯片D以输出模式工作；

具体的，当需要向待测电子设备发送离散输出信号时，通过南桥HM65的I2C控制器将IO芯片D设置成输出模式，同时控制芯片C模拟成一个I2C设备，同样接收来自南桥HM65的I2C控制器的命令和控制；

S42、控制芯片C输出低电平信号使能边沿触发D型触发器的/OE信号；

具体的，边沿触发D型触发器的/OE信号为低电平有效，而CLK信号为边沿触发上升沿有效；

S43、控制信号输出给IO芯片D的输入端并输出到边沿触发D型触发器的输入端；

具体的，通过南桥HM65的I2C控制器将控制芯片C输出连接边沿触发D 型触发器的/OE信号一直处于低电平，即边沿触发D型触发器的/OE信号一直处于有效状态；

S44、控制芯片C输出上升沿信号使能边沿触发D型触发器的/CLK信号；

具体的，通过南桥HM65的I2C控制器将IO芯片D的输出端管脚设置成所需的高低电平控制信号，输出给边沿触发D型触发器的输入端(D0～D15)；同时控制芯片C输出一个边沿上升沿信号给到边沿触发D型触发器的/CLK信号；

S45、边沿触发D型触发器采集输入端信号并输出到达林顿管；

具体的，使边沿触发D型触发器采集输入端(D0～D15)信号，输出到输出端(Q0～Q15)，并输出到达林顿管；

S46、经达林顿管提高驱动能力后将离散输出信号输出；

具体的，经过达林顿管提高驱动能力后输出离散输出信号，发送给待测电子设备，作为待测电子设备的离散输入信号。

图5所示为本发明实施例提供的离散输入输出信号的测试系统的测试界面。其中，最上面两路是接收待测电子设备的离散输出信号作为所述离散输入输出信号的测试系统的离散输入信号，最下面两路是将所述离散输入输出信号的测试系统的输出信号输出给待测电子设备并作为其离散输入信号。测试界面上的Level标识表明当前所接收离散输入输出信号接口的电平状态。

本发明实施例提供的离散输入输出信号的测试系统及测试方法，能够将待测电子设备的离散输出信号作为离散输入信号处理模块的输入信号，将离散输出信号处理模块的输出信号发送给待测电子设备并作为待测电子设备的输入信号，通过这些信号，待测电子设备可以获得车载、机载、舰载电子设备模拟的状态信息或者接收来自车载、机载、舰载电子设备的模拟控制信息，从而可以模拟车载、机载、舰载设备对待测设备进行测试。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。