一种改进的USB转TTL测试装置及其方法与流程

本发明涉及电子计算机技术领域，具体地说，是一种改进的usb转ttl测试装置及其方法，可以监测两路ttl电平的usb转ttl测试装置。

背景技术：

在通讯测试或者通讯电路测试时，经常会用到各种调试工具，usb转ttl测试工具可以直接测试控制器引脚上通讯ttl电平信号，并在电脑监控软件显示通讯数据。

由于实现通讯时控制器存在接收和发送两路ttl电平信号，如果采用传统的usb转ttl测试工具去监控这两路ttl电平信号，需要两个测试工具并在电脑上占用两个串口资源，这种测试方法既不科学也不便利。

技术实现要素：

本发明提供了一种改进的usb转ttl测试装置，以解决传统usb转ttl测试装置只能监控单路ttl电平信号的问题，通过对传统的usb转ttl测试工具的改进，增加接收互相屏蔽电路，使得在一个usb转ttl测试工具上可以测量两路ttl电平信号。

本发明采用的具体技术方案如下：

一种改进的usb转ttl测试装置，包括usb接口单元、隔离电源模块、线性电源模块、信号转换模块、信号指示模块、信号隔离模块、两路接收屏蔽模块、发送接口、接收接口1、接收接口2、设备供电单元，其中：usb接口单元和信号转换模块相连，用于给信号转换模块和隔离电源模块供源；信号指示模块分别和usb接口单元、信号转换模块相连，用来指示电路的工作状态；隔离电源模块分别与usb接口单元、设备供电单元相连，用来实现电源的隔离，并为设备供电单元和信号隔离模块提供5v电源；线性电源模块分别与隔离电源模块、信号隔离模块、两路接收屏蔽模块以及设备供电单元相连，用于将隔离电源模块的输出电压转换成3.3v，并为两路接收屏蔽模块提供上拉电平，为线性隔离模块与设备供电单元提供3.3v电源；信号转换模块与信号隔离模块相连，用于将信号隔离模块输出的ttl电平转换成usb串口信号传送给usb接口单元，并将usb接口单元输出的usb串口信号转换成ttl电平传送给信号隔离模块；信号隔离模块与隔离电源模块相连，用于实现电平信号的转换；发送接口与信号隔离模块相连，用于给外部发送信号；接收接口1与两路接收屏蔽模块相连，用于连接外部信号；接收接口2与两路接收屏蔽模块相连，用于连接外部信号；两次接收屏蔽模块与信号隔离模块相连，用于实现接收接口1与接收接口2两路信号的相互隔离。

本发明的进一步改进，两路接收屏蔽模块包括二极管d1、二极管d2以及电阻r1；其中：二极管d1的正极分别与电阻r1的一端、信号隔离模块相连以及二极管d2的正极，二极管d1的负极与接收接口1相连；二极管d2的负极与接收接口2相连；电阻r1的另一端与线性电源模块相连；二极管d1、d2可以采用发光二极管、开关二极管或者肖特基二极管。

本发明提供一种改进的usb转ttl测试装置的工作方法，使用上述改进的usb转ttl测试装置，具体流程为：将待测通讯信号的两路信号接入到接收接口1、接收接口2，并将usb接口单元连接至电脑；当接收接口1有信号时，信号经过二极管d1转化输出高电平为3.3v的标准信号，再经过信号隔离模块转化，送入信号转换模块转化数据格式，最后经usb接口单元将数据输送到电脑；当接收接口1有信号时，信号经过二极管d2转化输出高电平为3.3v的标准信号，再经过信号隔离模块转化，送入信号转换模块转化数据格式，最后经usb接口单元将数据输送到电脑。

本发明的有益效果：本发明通过两个二极管并联可以实现两路模块屏蔽作用，由于二极管的单向导通作用实现接收接口1与接收接口2两路信号的相互隔离；本发明不仅具备传统usb转ttl的收发功能，还可实现两路ttl信号监控功能，并且电路改造成本小，尤其在半双工通讯测试有较强的适用性。

附图说明

图1为本发明的电路示意图。

图2为图1补充示意图。

图3为本发明的具体电路图。

图4是图3补充示意图。

图5为本发明中实施例中测试对象芯片sp3485的引脚图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

实施例：如图1所示，一种改进的usb转ttl测试装置，包括usb接口单元51、隔离电源模块52、线性电源模块53、信号转换模块54、信号指示模块55、信号隔离模块56、两路接收屏蔽模块57、发送接口3、接收接口1、接收接口2、设备供电单元58，其中：usb接口单元51和信号转换模块54相连，用于给信号转换模块和隔离电源模块供源；信号指示模块55分别和usb接口单元51、信号转换模块54相连，用来指示电路的工作状态。隔离电源模块52分别与usb接口单元51、设备供电单元58相连，用来实现电源的隔离，并为设备供电单元58和信号隔离模块56提供5v电源；线性电源模块53分别与隔离电源模块52、信号隔离模块56、两路接收屏蔽模块57以及设备供电单元58相连，用于将隔离电源模块52的输出电压转换成3.3v，并为两路接收屏蔽模块57提供上拉电平，为线性隔离模块53与设备供电单元58提供3.3v电源；信号转换模块54与信号隔离模块56相连，用于将信号隔离模块56输出的ttl电平转换成usb串口信号传送给usb接口单元51，并将usb接口单元51输出的usb串口信号转换成ttl电平传送给信号隔离模块56；信号隔离模块56与隔离电源模块52相连，用于实现电平信号的转换；发送接口3与所述信号隔离模块56相连，用于给外部发送信号；接收接口1与两路接收屏蔽模块57相连，用于连接外部信号；接收接口2与所述两路接收屏蔽模块57相连，用于连接外部信号；两次接收屏蔽模块57与信号隔离模块56相连，用于实现接收接口1与接收接口2两路信号的相互隔离。

在本实施例中，所述两路接收屏蔽模块57包括二极管d1、二极管d2以及电阻r1；其中：二极管d1的正极分别与所述电阻r1的一端、所述信号隔离模块相连以及二极管d2的正极，二极管d1的负极与接收接口1相连；二极管d2的负极与接收接口2相连；所述电阻r1的另一端与所述线性电源模块相连。

如图2所示，为一种改进的usb转ttl测试装置，其中，usb接口单元51包括usb接口j1、电容c2；usb接口j1的接口4和地gnd相连；usb接口j1的接口3和接口转换芯片u1的接口15相连；usb接口j1的接口2和接口转换芯片u1的接口16相连；usb接口j1的接口1和电容c2相连；电容c2和地gnd相连。

可选地，隔离电源模块52包括型号为ib0505ls-1w的稳压隔离电源u3、电容c5、电容c6；型号为ib0505ls-1w的稳压隔离电源u3的接口1和电容c5相连；型号为ib0505ls-1w的稳压隔离电源u3的接口2和地gnd相连；型号为ib0505ls-1w的稳压隔离电源u3的接口4和地pgnd相连；型号为ib0505ls-1w的稳压隔离电源的接口6分别与电容c6与型号为sc662k-3.3v的稳压器u4的接口3相连，用来为线性电源模块提供5v电压源；电容c5和地gnd相连；电容c6和地pgnd相连。

可选地，线性电源模块53包括型号为sc662k-3.3v的稳压器u4、电容c9；型号为sc662k-3.3v的稳压器u4的接口1和地pgnd相连；电容c9分别和型号为sc662k-3.3v的稳压器u4的接口1和接口2相连。

可选地，信号转换模块54包括型号为ft232rl的接口转换芯片u1、电容c1、电容c3、电容c4；型号为ft232rl的接口转换芯片u1的接口17和电容c1相连；型号为ft232rl的接口转换芯片u1的接口18与地gnd相连；型号为ft232rl的接口转换芯片u1的接口20分别和电容c3、电容c4相连；型号为ft232rl的接口转换芯片u1的接口21和地gnd相连；型号为ft232rl的接口转换芯片u1的接口25和地gnd相连；型号为ft232rl的接口转换芯片u1的接口26和地gnd相连；型号为ft232rl的接口转换芯片u1的接口7和地gnd相连；型号为ft232rl的接口转换芯片u1的接口5与型号为adum3201的双通道数字隔离器u2的接口2相连；型号为ft232rl的接口转换芯片u1的接口1与型号为adum3201的双通道数字隔离器u2的接口3相连；电容c1和地gnd相连；电容c3和地gnd相连；电容c4和地gnd相连。

可选地，信号指示模块55包括发光二极管led1、发光二极管led2、发光二极管led3、电阻r2、电阻r3、电阻r4；发光二极管led1的接口1和电阻r4相连；发光二极管led1的接口2和型号为ft232rl的接口转换芯片u1的接口23相连；发光二极管led2的接口2和型号为ft232rl的接口转换芯片u1的接口22相连；发光二极管led2的接口1和电阻r2相连；发光二极管led3的接口2和地gnd相连；发光二极管led3的接口1和电阻r3相连；电阻r4分别和电阻r2、电阻r3相连；电阻r2和电阻r3相连。

可选地，信号隔离模块56包括型号为adum3201的双通道数字隔离器u2；型号为adum3201的双通道数字隔离器u2的接口4和地gnd相连；型号为adum3201的双通道数字隔离器u2的接口5和地pgnd相连；型号为adum3201的双通道数字隔离器u2的接口6和连接器con6的接口5相连。

可选地，两路接收屏蔽模块57包括二极管d1、二极管d2、电阻r1；二极管d2的正极分别和型号为adum3201的双通道数字隔离器u2的接口7、二极管d1的正极相连；二极管d1的负极和连接器con6的接口3相连；二极管d1的正极和型号为adum3201的双通道数字隔离器u2的接口7相连；二极管d2的负极和连接器con6的接口4相连。

二极管d1、二极管d2选型为ss14的肖特基二极管，肖特基二极管正向导通电压存在小幅压降，有助于提高通讯的稳定性。

以监控rs-485通讯为例，如图3为芯片sp3485的引脚图。由于rs-485是半双工通讯方式，所以芯片sp3485的接收器输出端与驱动器输入端不能同时有信号。将芯片sp3485的接收器输出端和接收接口1相连，芯片sp3485的驱动器输入端与接收接口2相连，这样就可以测出rs-485的双向通信信号。将usb接口单元连接至电脑；usb串口信号从电脑端输送到usb接口单元，进入信号转换模块转化为ttl电平信号，再经过信号隔离模块转换，进入二极管d1，最后ttl电平信号经接收接口1发送到芯片sp3485的接收器输出端。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。