专利名称：异步规程分析装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种异步规程分析装置，特别是，涉及一种能在线仿真，并能将通信双方的实质内容打印出来以便对通信规程作进一步分析的装置。
各种电子设备在相互交换数据的过程中，必须有一个共同遵守的规则。这就是通信规程，它包括硬件与软件两方面。硬件如接口电平、波特率、停止位等等。软件则主要是相互约定的内容，及严格的时序等。为了验证双方是否按规程进行通信，或者有某种需要必须截取未知的双方通信内容。就需要有一个设备来记录通信双方的内容；以及在调试数据通讯程序时，也需要有一装置模仿接收端或发送端，以检验程序的正确性，即仿真功能。
目前，现有的规程分析装置，如台湾产的HCT-2000规程测试仪，不具备打印功能，仅能将通信过程的内容显示於屏幕上，这不利於数据量大的信息的分析，给用户带来许多麻烦。同时，上述设备最大的缺点是其仿真功能必须离线执行，在使用上造成诸多不便。又其接口电平单一，也限制了其适用范围。
本实用新型的目的是提供一种能在线仿真，兼有多种接口电平，使用方便的异步规程分析装置。在完成监收信息的同时，不改变任何接线就能够完成仿真甲方，或者乙方发送数据；当用户需要对通信规程或通信内容作进一步分析时，可将其内容拷贝下来。
为实现本实用新型的上述目的的技术方案是本异步规程分析装置，包括微处理器、译码电路、存储器、时钟电路、串行通信芯片以及面板电路，上述微处理器的地址总线和控制总线与上述译码电路输入端联接；上述译码电路的信号输出端与地址线、数据总线与存储器、面板电路、时钟电路及串行通信芯片联接；晶振器与时钟电路联接，上述时钟电路的时钟信号输出端与上述串行通信芯片联接；以及上述串行通信芯片的输出端与接口电路联接。
本装置可以在线进行仿真，在完成监收信息的同时，不改变任何接线就能够完成仿真双方发送数据。当用户需要对通信规程或通信内容进一步分析，可以通过本装置将其需部分打印下来。为适应多方面的需要，本装置数据线接口电平不仅有RS-232，还有RS-422(485)、光隔离及TTL电平等多种接口，使适用范围宽阔。
图1是本实用新型的电路原理框图；图2是数据接口电路图；图3是控制接口电路图；图4是面板电路图。
下面，结合各附图，详细说明本异步规程分析装置。
由图1可见，本实用新型的异步规程分析装置包括微处理器(CPU)单元1、译码电路2、随机存取存储器(RAM)单元3、可擦可编程唯读存储器(EPROM)单元4、晶振电路5、时钟电路6、串行通信单元8以及相应的显示、键盘、打印接口等的面板电路单元7。为实现在线仿真，本装置设有接口电路。另为适应多种电平，设有电平转换接口电路单元9。下面结合电路原理图逐一加以说明图1是异步规程分析装置的电路原理框图，表明以8位或16位微处理器(CPU)单元1为核心组成的系统。CPU有三组接口总线，分别称作地址总线A0-A15共16位；双向数据总线D0-D7共8位；和控制总线C1-Cn。其数量和特性随CPU型号的不同而略有差异。系统经译码电路2，选通后的信号与地址线、数据线一起完成对存储器单元3、4和外设单元，即显示、键盘、打印接口等的面板电路单元7的正确操作。所有存储器单元3、4和外设单元都需联接数据线D0-D7，而选择控制线Cx则各有不同，还有，连接微处理器(CPU)单元1、时钟电路6与串行通信单元8的中断线INT。图1中的微处理器(CPU)单元1可以是一般的，如Z80A、8096等。随机存取存储器(RAM)单元3，如HM62256。可擦可编程唯读存储器(EPROM)单元4都为通用集成电路芯片，如27128、27256。晶振电路5，如石英晶振与反相器的组合。译码电路2，如74LS138、74LS139。时钟电路6可以用Z80-CTC也可以用其它定时器，如8253芯片。图中的面板电路7，它包括显示、键盘、打印(PC)等模块，具体电路结构容后再述。串行通信单元8的芯片，如Z80-SIO或其它串行通信芯片，如8251。接口电路9输出的信号与外线连接。图1中除串行通信单元8及其接口电路9外，其余都是通用电路，这里不复述了。
下面着重说明串行通信单元8，以Z80-SIO芯片为例。该芯片包括两路可编程多功能串、并转换电路。在微处理器(CPU)单元1的程序控制下，可以各自独立工作即完成数据的发送、接收及对调制解调器的控制或状态读取。这里，在图1中的接口电路9上、下虚线框为终端(T)和调制解调器或其他数据终端(M、Ti)。本装置的RS-232异步串行通信的标准接口信号共8个。其名称，意义和信息流向如下表所示信号名称意义信息流向终端(T)调制解调器(M)TXD发送数据 →RXD接收数据 ←DTR终端准备好→RTS请求发送 →DCD数据载波正常 ←CTS允许发送 ←DSR数传设备正常 ←RI 振铃输入 ←本装置的作用，就是对上述信号的变动及时序关系，进行监听并如实记录下来，送到显示屏或其它设备进行观察分析。
上述接口电路9由数据接口电路和控制接口电路两部分构成。图2为数据接口电路图；图3为控制接口电路图。数据接口电路是一种多电平接口及在线仿真的电路，它由第一电平转换装置11、监听仿真装置12与第二电平转换装置13依次连接而构成。上述第一电平转换电路11与第二电平转换电路13至少具有对应的光电隔离、TTL、RS-232及RS-422中的一种。第一电平转换装置11上半部也可以同时具有RS-422、TTL、光电隔离及RS-232等输入电平转换器。RS-422数据的电平转换电路是电平转换芯片U11-1，例如，SN75175；TTL电平数据的电平转换电路是反相器U11-2，如74L04；光电隔离数据的电平转换电路是光电隔离器U11-3，如4N25和电阻R3加+5V；以及RS-232信号的电平转换电路是电平转换芯片U11-4，如MC1489。
上述监听仿真装置12具有四输入端的与非门(U12-3、U12-7)的输出端接到反相器(U12-4、U12-6)的输入端，反相器输出端接到串行通信单元8的通道接口(RXDB、RXDA)，上述四输入端的与非门(U12-3、U12-7)与开关电路输出端分别接到与非门(U12-1、U12-8)的两输入端，与非门(U12-1、U12-8)的输出端与通道接口(TXDA、TXDB)分别连接与门(U12-2、U12-5)，其输出端输出信号。
具体说，上述监听仿真装置12上半部具有二输入端的与非门U12-1、与门U12-2，四输入端的与非门U12-3及反相器U12-4。各自经过上述第一电平转换装置11的电平转换后的数据输出到监收仿真装置12的四输入端的与非门U12-3(U12-7)，其输出端接到反相器U12-4(U12-6)进入本装置串行通信单元8的B(或A)通道接收口RXDB(或RXDA)，同时当K1断开时，即输入高电平DD，数据经U12-1、U12-2，再次经过第二电平转换装置13接到外线路上，送往对方，从而完成监听功能。当开关K1闭合，数据信号只能经U12-4进入RXDB。则TXDA(或TXDB)向外线路发送数据，从而代替了原来的发送方，这即仿真功能。
第二电平转换装置13上半部具有RS-422、TTL、光电隔离及RS--232等输出电平转换器。从上述监听仿真装置12的与门U12-2来的数据信号分别经由电平转换芯片U13-1，例如SN75174发送RS-422数据、经由开路反相器U13-2，如74LS06及旁路通过R1电阻加+5V，发送TTL和光电隔离数据以及通过电平转换芯片U13-3，如MC1488而发送RS-232数据。
上述第一电平转换装置11、监听仿真装置12与第二电平转换装置13的下半部，在电路上实际是上半部的反对称配置的电路结构。因此，其中U13-7与U11-1、U13-6与U11-2、U13-5与U11-3、U13-4与U11-4；U11-5与U13-3、U11-6与U13-2、U11-7与U13-1；并且U12-7与U12-3、U12-6与U12-4、U12-8与U12-1及U12-5与U12-2相同，不再重复说明其构成。
图3为控制接口电路图。控制信号电路，如图3a所示，分别由电平转换芯片(UA1～UA6)、正或门(UB1～UB6)及电平转换芯片(UC1～UC6)三种芯片分别依次连接而构成。控制信号分为六路信号T-DTR经由UA1、UB1及UC1输出到M-DTR；信号T-RTS经由UA2、UB2及UC2输出到M-RTS；信号M-DCD经由UC3、UB3及UA3输出到T-DCD；信号M-CTS经由UC4、UB4及UA4输出到T-CTS；信号M-DSR经由UC5、UB5及UA5输出到T-DSR；以及信号M-RI经由UC6、UB6及UA6输出到T-RI。现举其中一路信号为例进行说明来自终端的T-DTR信号(终端准备好)经电平转换芯片UA1电平转换后，进入本装置的串行通信单元口的B通道(DCDB)，同时到正或门UB1，该门的另一输入信号为开关K1的反相信号GD，当K1断开时，此信号通过电平转换芯片UC1到调制解调器M-DTR。当K1闭合时T-DTR只进入DCDB，不到UC1。此时由本装置代发DTRA到调制解调器。其它信号同此不重复说明了，而其中UA1～UA6、UB1～UB6及UC1～UC6分别为电平转换芯(MC1489、1488)、正或门(74LS32)及电平转换芯片(MC1488、1489)。
图3b中的状态转换电路由开关K1、电阻和反相器UD1构成，开关K1一端接地，另一端与电阻的一端及反相器的输入端连接，以及电阻的另一端接电源。这里，开关K1断开为监听状态，输出高电平DD，而闭合为仿真状态经由反相器UD1输出高电平GD，所有的数据控制信号均受控于它。
图1中的面板电路7，具体电路结构如图4所示，它包括液晶显示器72、键盘71、打印机(PC)73等模块。由一般的译码、缓冲等电路组成。上述面板电路7具有缓冲器U70，其输出端分别接到各寄存器，而控制信号及地址线接到译码器U71，译码器U71的各输出端接到打印驱动器U76、液晶显示器的控制寄存器U74及数据寄存器U75、存储器U78的地址寄存器U77、及键盘数据接收器U72。更具体说，由主板微处理器(CPU)单元1来的数据信号D0～D7经由缓冲器U70(74LS245)，构成本电路的内部数据总线供各寄存器使用，而控制信号及部分地址线以MX为代表经由译码器U71(74LS155)译码后，分别选通打印驱动器U76(74LS244)的输出进行打印输出；选通液晶显示器的控制寄存器U74(74LS273)及数据寄存器U75(74LS374)输出显示；选通存储器U78(HM62256)的地址寄存器U77(74LS374)及选通键盘数据接收器U72(74LS244)。上述打印驱动器U76与存储器U78的地址寄存器U77的输出端，再分别接到打印机73、液晶显示器72，而键盘接收器U72的输入端接键盘71，从而进行各外设与微处理器(CPU)单元1的数据交换。
本装置设有在线仿真电路，可以在完成监收信息的同时，不改变任何接线就能够完成仿真双方发送数据。当用户需要对通信规程或通信内容进一步分析，就必须将其内容如实拷贝下来，这时可以通过本装置的打印接口联接pc兼容打印机，很方便的将其需要的部分或全部打印下来。亦可以通过PC机接口在PC机的屏幕上显示监收到的内容，及通过PC机的打印机，打印结果。该PC机接口是双向的，既可以通过它输出监收到的内容，也可以通过它，由PC机下命令来操作本装置。如当仿真发送数据时，若数据量较大，由本装置小键盘置入较麻烦，就可以通过PC机的命令输入数据，使用灵活。为适应多方面的需要，本装置数据线接口电平不仅有RS-232，还有RS-422(485)、光隔离及TTL电平等多种接口，使适用范围更加扩大。
权利要求1.一种异步规程分析装置，包括微处理器单元、译码电路、存储器、时钟电路、串行通信单元以及面板电路，其特征是上述微处理器单元1的地址总线和控制总线与上述译码电路2输入端联接；上述译码电路2的信号输出端与地址线、数据总线与随机存取存储器单元3、唯读存储器单元4、面板电路7、时钟电路6及串行通信单元8联接；晶振器5与时钟电路6联接，上述时钟电路6的时钟信号输出端与上述串行通信单元8联接；以及上述串行通信单元8的输出端与接口电路9联接。
2.根据权利要求1所述的规程分析装置，其特征是，上述的接口电路9是由数据接口电路和控制接口电路构成。
3.根据权利要求2所述的规程分析装置，其特征是，上述数据接口电路由第一电平转换电路11、监听仿真电路12及第二电平转换电路13依次连接而构成。
4.根据权利要求3所述的规程分析装置，其特征是，上述第一电平转换电路11与第二电平转换电路13至少具有对应的光电隔离、TTL、RS-232及RS422中的一种。
5.根据权利要求4所述的规程分析装置，其特征是，上述RS-422数据的电平转换电路是电平转换芯片U11-1；TTL电平数据的电平转换电路是开路反相器U11-2；光电隔离数据的电平转换电路是光电隔离器U11-3，其数据输出端通过电阻R3加+5V，以及RS-232信号的电平转换电路是电平转换芯片U11-4。
6.根据权利要求3所述的规程分析装置，其特征是，上述监听仿真装置12具有四输入端的与非门(U12-3、U12-7)的输出端接到反相器(U12-4、U12-6)的输入端，反相器输出端接到串行通信单元8的通道接口(RXDB、RXDA)，上述四输入端的与非门(U12-3、U12-7)输出端与开关电路输出端分别接到与非门(U12-1、U12-8)的两输入端，与非门(U12-1、U12-8)的输出端与通道接口(TXDA、TXDB)分别连接与门(U12-2、U12-5)，其输出端输出信号。
7.根据权利要求2所述的规程分析装置，其特征是，上述控制接口电路具有控制信号电路和状态转换电路。
8.根据权利要求7所述的规程分析装置，其特征是，上述控制信号电路由分别电平转换芯片(UA1～UA6)、正或门(UB1～UB6)及电平转换芯片(UC1～UC6)三种芯片分别依次连接而构成。
9.根据权利要求7所述的规程分析装置，其特征是，状态转换电路由开关K1电阻和反相器UD1构成，开关K1一端接地，另一端与电阻的一端输出及反相器的输入端连接，以及电阻的另一端接电源。
10.根据权利要求1、2或7所述的规程分析装置，其特征是，上述面板电路7具有与微处理器单元1来的数据信号D0～D7连接的缓冲器U70，其输出端分别接到各寄存器；而控制信号及地址线接到译码器U71，译码器U71的各输出端接到打印驱动器U76、液晶显示器的控制寄存器U74及数据寄存器U75、存储器U78的地址寄存器U77、及键盘数据接收器U72；以及上述打印驱动器U76与存储器U78的地址寄存器U77的输出端，再分别接到打印机73、液晶显示器72，而键盘数据接收器U72的输入端接键盘71。
专利摘要本实用新型的异步规程分析装置，包括微处理器、译码电路、存储器、时钟电路、串行通信芯片以及面板电路，其特征是微处理器1的地址总线和控制总线与上述译码电路2输入端联接；上述译码电路2的信号输出端与地址线、数据总线与存储器3、4、面板电路7、时钟电路6及串行通信芯片8联接；晶振器5与时钟电路6联接，上述时钟电路6的时钟信号输出端与上述串行通信芯片8联接；以及上述串行通信芯片8的输出端与接口电路9联接。在完成监收信息的同时，不改变任何接线就能够完成仿真发送数据；当用户需要对通信规程或通信内容作进一步分析时，可将其内容复制下来。另外，还可适应多种通信接口电平的需求。
文档编号H04B17/00GK2271223SQ9624420
公开日1997年12月24日 申请日期1996年11月18日 优先权日1996年11月18日
发明者徐才杰, 许霞卿 申请人:中国科学院计算技术研究所