串口监听装置及系统的制作方法

本实用新型涉及串口通信技术领域，特别涉及一种串口监听装置及系统。

背景技术：

串口通信是指通信双方通过数据信号线、地线、控制线等，按位进行传输数据的一种通讯方式，具有使用的数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本的特点。其中，基于串口通讯的方式，对应地，包括有串口屏，串口屏是指带串口控制的液晶屏，串口屏可以完全杜绝部分控制器存在的雪花、乱码、时序不兼容、工作温度范围窄等问题，可以被广泛应用于工业自动化、电力、电信等领域。

现有技术中，串口屏与微控制单元(microcontrollerunit，mcu)的通讯数据的方法，主要使用通用串行总线(universalserialbus，usb)转逻辑门电路(transistor-transistorlogic，ttl)电平或标准接口rs232电平的方式，将mcu的串口输出数据输送到电脑上显示，从而在电脑上实现对串口屏与微控制单元之间数据的监听。

但采用现有技术，由于存在ttl电平和rs232电平两种不同的电平，导致需要备用两种电平的串口线以备监听，监听过程极其不方便。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种串口监听装置及系统，可以监听多种电平之间的数据通信，使得串口监听过程更为便捷。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种串口监听装置，应用于多个电子设备，多个电子设备包括第一电子设备和第二电子设备，第一电子设备和第二电子设备上分别设有第一串口和第二串口，串口监听装置包括：相互电连接的电源电路、电平转换电路和监听接口；

电源电路为串口监听装置供电；电平转换电路包括第一数据端口、第二数据端口、电平转换芯片和单刀双掷开关；第一数据端口的一端与第一电子设备的第一串口通信连接，第二数据端口的一端与第二电子设备的第二串口通信连接，第一数据端口和所述第二数据端口的另一端分别与电平转换芯片电连接；单刀双掷开关的一端与电平转换芯片电连接，单刀双掷开关的另一端接地，用于将第一数据端口与第二数据端口之间通信的第一标准电平输出给电平转换芯片；电平转换芯片用于将第一标准电平转换成监听接口对应的第二标准电平；监听接口用于在第一标准电平转换成第二标准电平之后，监听第一串口和第二串口之间的通信数据。

进一步地，第一数据端口包括第一数据发送端和第一数据接收端，第二数据端口包括第二数据发送端和第二数据接收端；第一数据发送端用于将第一串口的通信数据发送给第二数据接收端；第二数据发送端用于将第二串口的通信数据发送给第一数据接收端。

可选地，监听接口包括第一监听接口和第二监听接口；第一监听接口用于在监听第一数据发送端与第二数据接收端之间的通信数据；第二监听接口用于监听第一数据接收端与第二数据发送端之间的通信数据。

可选地，还包括第一监听开关和第二监听开关；第一监听开关的一端与第一数据发送端电连接，另一端与电平转换芯片电连接；第二监听开关的一端与第一数据接收端电连接，另一端与电平转换芯片电连接。

可选地，第一标准电平为ttl电平或rs232电平。

可选地，监听接口为rs232接口，监听接口对应的第二标准电平为rs232电平。

可选地，第一标准电平为ttl电平、rs232电平中的一种。

可选地，第一数据端口和第二数据端口均为排线座子。

可选地，排线座子包括多个。

可选地，电平转换芯片为m74hct86芯片。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种串口监听系统，包括上述第一方面的串口监听装置。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型实施例提供的串口监听装置及系统，该装置中，第一数据端口的一端与第一电子设备的第一串口通信连接，第二数据端口的一端与第二电子设备的第二串口通信连接，第一数据端口和第二数据端口的另一端分别与电平转换芯片电连接；通过单刀双掷开关的选择，可以将第一数据端口与第二数据端口之间通信的第一标准电平通过电平转换芯片转换成监听接口对应的第二标准电平，使得可以在监听接口处监听第一电子设备和第二电子设备之间的通信数据，简化监听过程，使得监听更为方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种监听装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种监听装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的又一种监听装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的又一种监听装置的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的又一种监听装置的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种电平转换电路的结构示意图。

图标：110-第一电子设备；120-第二电子设备；200-电源电路；300-电平转换电路；310-第一数据端口；311-第一数据发送端；312-第一数据接收端；320-第二数据端口；321-第二数据发送端；322-第二数据接收端；330-电平转换芯片；1-第一引脚；2-第二引脚；4-第四引脚；5-第五引脚；6-第六引脚；8-第八引脚；9-第九引脚；10-第十引脚；11-第十一引脚；12-第十二引脚；13-第十三引脚；18-第一电阻；341-第一二极管；342-第三电阻；343-第二二极管；344-第一稳压管；345-第四电阻；351-第三二极管；352-第五电阻；353-第四二极管；354-第二稳压管；355-第六电阻；400-监听接口；410-第一监听接口；420-第二监听接口；430-第一监听开关；440-第二监听开关；500-单刀双掷开关；600-排线座子。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

图1为本实用新型实施例提供的一种监听装置的结构示意图。该串口监听装置，应用于多个电子设备，多个电子设备包括第一电子设备110和第二电子设备120，第一电子设备110和第二电子设备120上分别设有第一串口和第二串口。可选地，第一电子设备110可以是带有串口的单片机、fpga等，本申请并不对此进行限定；第二电子设备120可以是带有串口的串口显示屏，当然也可以是带有串口的单片机、fpga等，本申请并不对此进行限定。

如图1所示，串口监听装置包括：相互电连接的电源电路200、电平转换电路300和监听接口400。

电源电路200为串口监听装置供电；电平转换电路300包括第一数据端口310、第二数据端口320、电平转换芯片330和单刀双掷开关500；第一数据端口310的一端与第一电子设备110的第一串口通信连接，第二数据端口320的一端与第二电子设备120的第二串口通信连接，第一数据端口310和第二数据端口320的另一端分别与电平转换芯片330电连接；单刀双掷开关500的一端与电平转换芯片330电连接，单刀双掷开关500的另一端接地，用于将第一数据端口310与第二数据端口320之间通信的第一标准电平输出给电平转换芯片330；电平转换芯片330用于将第一标准电平转换成监听接口400对应的第二标准电平；监听接口400用于在第一标准电平转换成第二标准电平之后，监听第一串口和所述第二串口之间的通信数据。

其中，电源电路200为串口监听装置供电，指的是可以为串口监听装置上的电子元器件供电，当然，本申请并不限制电源电路200的供电电压的大小，根据不同电子元器件的要求可提供相应大小的供电电压。比如，串口监听装置包括电平转换电路300，即电源电路200可以为电平转换电路300供电，相应地，其供电电压可以是3.3v，5v等，根据电平转换电路300对供电电压的需要，电源电路200可提供相应的供电电压。

单刀双掷开关500用于选择第一串口的第一标准电平或第二串口对应的第二标准电平输出给电平转换芯片330，比如，单刀双掷开关500包括第一开关和第二开关，其中，将单刀双掷开关500在第一开关闭合时，对应的选择时将第一串口的第一标准电平输出给电平转换芯片330；将单刀双掷开关500在第二开关闭合时，对应的选择的是将第二串口的第二标准电平输出给电平转换芯片330。

进一步地，电平转换芯片330可以将第一标准电平或第二标准电平转换成监听接口400对应的标准电平，使得可以通过在监听接口400上可以监听第一数据端口310与第二数据端口320之间的通信数据。

将串口监听装置应用于第一电子设备110和第二电子设备120时，监听第一电子设备110和第二电子设备120之间的串口数据时，本申请中以监听第一电子设备110发送给第二电子设备120之间的串口数据为例进行说明，具体数据流向为：第一电子设备110的串口数据经第一串口发送到第一数据端口310，第一数据端口310在接收到串口数据后，则通过第一数据端口310与第二数据端口320之间的串口数据传输通道，将所接收到的串口数据发送到第二数据端口320，进一步地，第二数据端口320则接收第一数据端口310发送的串口数据，并通过第二电子设备120的第二串口将所接收到的串口数据传输到第二电子设备120，实现第一电子设备110与第二电子设备120之间串口数据的传输。进而使得将电平转换电路300和监听接口400设置在第一数据端口310与第二数据端口320之间，即可监听到第一电子设备110与第二电子设备120之间的串口数据。

综上所述，本申请所提供的串口监听装置，应用于多个电子设备，多个电子设备包括第一电子设备和第二电子设备，第一电子设备和第二电子设备上分别设有第一串口和第二串口，该装置包括：相互电连接的电源电路、电平转换电路和监听装置，其中，电源电路为串口监听装置供电，第一数据端口的一端与第一电子设备的第一串口通信连接，第二数据端口的一端与第二电子设备的第二串口通信连接，第一数据端口和第二数据端口的另一端分别与电平转换芯片电连接；通过单刀双掷开关的选择，可以将第一数据端口与第二数据端口之间通信的第一标准电平输出到电平转换芯片，进而电平转换芯片将第一标准电平转换成监听接口对应的第二标准电平后，使得可以在监听接口处直接监听第一数据端口与第二数据端口之间的通信数据，简化监听过程，使得监听更为方便。

图2为本实用新型实施例提供的另一种监听装置的结构示意图。进一步地，如图2所示，第一数据端口310包括第一数据发送端311和第一数据发送端311，第二数据端口320包括第二数据发送端321和第二数据接收端322；第一数据发送端311用于将第一串口的通信数据发送给第二数据接收端322；第二数据发送端321用于将第二串口的通信数据发送给第一数据发送端311。

其中，第一数据端口310包括第一数据发送端311和第一数据发送端311，比如，当该第一数据端口310采用的是fpc10引脚的接线端子时，其中，fpc指的是可在一定程度内弯曲的连接线组，则第一数据发送端311对应为第一数据端口310的tx引脚，第一数据发送端311对应为第一数据端口310的rx引脚；第二数据端口320包括第二数据发送端321和第二数据接收端322，比如，当该第一数据端口310采用的是fpc10引脚的接线端子时，则第二数据发送端321对应为第二数据端口320的tx引脚，第二数据接收端322对应为第二数据端口320的rx引脚，但并不以此为限。

具体通信过程为：第一数据发送端311首先接收第一电子设备110通过第一串口发送的串口数据，然后将该串口数据发送给第二数据接收端322；同样地，第二数据发送端321首先接收第二电子设备120通过第二串口发送的串口数据，然后将该串口信数据发送给第一数据发送端311，从而使得第一电子设备110与第二电子设备120之间的串口数据通过第一数据端口310和第二数据端口320实现串口数据的双向传输。

图3为本实用新型实施例提供的又一种监听装置的结构示意图。可选地，如图3所示，监听接口400包括第一监听接口410和第二监听接口420；第一监听接口410用于监听第一数据发送端311与第二数据接收端322之间的通信数据；第二监听接口420用于监听第一数据发送端311与第二数据发送端321之间的通信数据。

其中，根据实际的监听应用，监听接口400可以包括第一监听接口410和第二监听接口420，使得第一监听接口410可专用于监听第一数据发送端311与第二数据接收端322之间的通信数据；而第二监听接口420可专用于监听第一数据发送端311与第二数据发送端321之间的通信数据，从而使得调试人员可以根据实际的调试情况分别单独监听，提高串口监听装置的灵活性和适用性。

图4为本实用新型实施例提供的又一种监听装置的结构示意图。可选地，如图4所示，还包括第一监听开关430和第二监听开关440；第一监听开关430的一端与第一数据发送端311电连接，另一端与电平转换芯片330电连接；第二监听开关440的一端与第一数据发送端311电连接，另一端与电平转换芯片330电连接。

当然，根据实际的监听场景，串口监听装置还可包括第一监听开关430和第二监听开关440，使得通过多个监听开关的引入，调试人员可以根据实际的调试需要选择性监听，提高串口监听装置的灵活性和使用性。

例如，第一监听开关430和第二监听开关440同时打开时，对应的，调试人员可以监听第一数据发送端311与第二数据接收端322之间的通信数据，第二数据发送端321与第一数据发送端311之间的通信数据；而第一监听开关430关闭，第二监听开关440打开时，即表示调试人员可以监听第二数据发送端321与第一数据发送端311之间的通信数据，当然，需要说明的是，根据实际监听的需要，也可以将第一监听开关430打开，第二监听开关440关闭，具体监听方式可根据需要进行相应的调节，本申请在此便不再赘述。

可选地，第一标准电平为ttl电平或rs232电平。

其中，需要说明的是第一标准电平可以为ttl电平、第二标准电平可以为rs232电平，使得通过该串口监听装置的转换，可以将ttl电平或rs232电平均转换为监听接口400对应的标准电平，省去了监听过程中需要针对两种不同标准电压分别准备两种电平的串口线，方便了调试人员对串口通信数据的调试过程。

可选地，监听接口400为rs232接口，监听接口400对应的标准电平为rs232电平。

监听接口400为rs232接口时，则监听接口400对应的标准电平为rs232电平，使得调试人员使用带有rs232接口的监听设备可以与监听接口400连接，进而可以在带有rs232接口的监听设备上监听第一电子设备110与第二电子设备120之间的串口通信数据。此外，需要说明的是，由于rs232接口又分为公头和母头，则若监听接口400为公头的rs232接口时，则对应的，带有rs232接口的监听设备应为母头的rs232接口，使得监听接口400与监听设备之间通过rs232串口线可以实现数据的传输。

比如，第一电子设备110为单片机，第二电子设备120为串口显示屏，带有rs232接口的监听设备可以是笔记本电脑、计算机等，此处以笔记本电脑为例，通过rs232串口线将笔记本电脑的rs232接口与监听接口400连接，使得可以调试人员在笔记本电脑上即可监听单片机与串口显示屏之间的串口通信数据，极大的方便了调试人员的调试工作。

图5为本实用新型实施例提供的又一种监听装置的结构示意图。可选地，如图5所示，第一数据端口310和第二数据端口320均为排线座子600。

其中，第一数据端口310和第二数据端口320可以均为排线座子600，使得第一电子设备110和第二电子设备120分别通过与该排线座子600对应的排线，即可实现第一电子设备110与第一数据端口310实现数据通信、第二电子设备120与第二数据端口320实现数据通信，进而实现第一电子设备110与第二电子设备120之间的数据通信。

可选地，第二电子设备120为串口屏时，该排线座子600可以标准的排线座子600，比如，fpc10pin、ph2.08pin、xh2.548pin，及52648pin排线等，其中，pin是引脚的意思，10pin则指的是10个引脚的fpc排线，fpc指的是可在一定程度内弯曲的连接线组，根据第一电子设备110和第二电子设备120的串口接口情况，可选择相应的排线座子600，通过排线座子600进行通信。

可选地，排线座子600包括多个。

其中，根据实际的情况，串口监听装置上，第一数据端口310所对应的排线可以包括多个，多个排线座子600可以相同，也可以不同；第二据端口所对应的排线则对应与第一数据端口310上所设备的排线座子600对应设置，多个排线座子600可以相同，也可以不同。

比如，第一数据端口310所对应的排线座子600为fpc10pin，则第二数据端口320与第一数据端口310之间进行数据通讯，其排线座子600对应也应为fpc10pin，使得第一数据端口310与第二数据端口320之间通过与排线座子600对应的排线，即可实现数据通信。

图6为本实用新型实施例提供的一种电平转换电路的结构示意图。可选地，如图6所示，电平转换芯片330为m74hct86芯片。

其中，上述电平转换芯片330可以为m74hct86芯片，则具体的串口监听装置的电路连接方式为m74hct86芯片的第一引脚1接地，第二引脚2与第五引脚5连接，且第五引脚5通过第一电阻18与电源电路200连接，第四引脚4通过第一调理电路与上述第一数据接收端312连接；第十引脚10与通过第二调理电路与上述第一数据发送端311连接，第十二引脚12接地，第十三引脚13与第九引脚9连接，而上述单刀双掷开关500的一端分别与第九引脚9和第五引脚5连接；则对应的第六引脚6的输出为将第一数据接收端312的第一标准电平转换成第二标准电平后的通信数据；第八引脚8的输出为将第一数据发送端311的第一标准电平转换成第二标准电平后的通信数据。此外，需要说明的是，m74hct86芯片其他引脚的连接方式，可参照对应的芯片手册，本申请在此不再赘述。

进一步地，第一调理电路包括：第一二极管341、第三电阻342、第二二极管343、第一稳压管344及第四电阻345，其的接入方式为：第一二极管341的一端分别与第一数据接收端312和第三电阻342的一端电连接，第一二极管341的另一端接地，第三电阻342的另一端与第二二极管343的一端、第一稳压管344的一端及第四电阻345的一端均电连接，第二二极管343的另一端、第一稳压管344的另一端及第四电阻345的另一端均接地。

进一步地，第二调理电路包括：第三二极管351、第五电阻352、第四二极管353、第二稳压管354及第六电阻355，其的接入方式为：第三二极管351的一端分别与第一数据发送端311和第五电阻352的一端电连接，第三二极管351的另一端接地，第五电阻352的另一端与第四二极管353的一端、第二稳压管354的一端及第六电阻355的一端均电连接，第四二极管353的另一端、第二稳压管354的另一端及第六电阻355的另一端均接地。

其中，需要说明的是，上述第一调理电路和第二调理电路的作用主要是：保证第一数据接收端312和第一数据发送端311信号输入的稳定性以及防止脉冲信号和静电引入破坏电平转换芯片330，当然，本申请并不对第一调理电路和第二调理电路的电路连接方式进行限定，根据实际的使用情况，可进行相应的调整。

其中，第一标准电平可以为ttl电平或rs232电平，采用m74hct86芯片将ttl电平或rs232电平转换为rs232电平的原理为：芯片m74hct86包含了四个异或门，因为rs232电平和ttl电平的高低电平逻辑相反，则根据异或门的转换逻辑，将异或门的输入端连到一起，然后利用单刀双掷开关500可以选择高电平和低电平，从而控制将ttl电平转换成rs232电平并在rs232监听接口进行监听，或者将rs232电平转接到rs232监听接口进行监听。比如，如果要适配rs232电平就把单刀双掷开关500拨到a端拉高电平，要适配ttl电平就把单刀双掷开关500拨到c端拉低电平。另外，这个电平输出虽然不能输出rs232标准负电平(逻辑0)，而只能输出0v电平，但是可以在rs232监听接口接收端选择，如果输出电平不高于3.3v，默认接收到的电平就是逻辑1，进而实现了逻辑转换。

可选地，电平转换芯片330为m74hct86芯片时，若串口监听装置还包括第一监听开关430和第二监听开关440，第一监听接口410用于在监听第一数据发送端311与第二数据接收端322之间的通信数据；第二监听接口420用于监听第一数据发送端311与第二数据发送端321之间的通信数据，则其与m74hct86芯片的连接方式为：将第一监听开关430接入到第一数据发送端311与第一调理电路之间，将第二监听开关440接入到第一数据发送端311与第二调理电路之间。

可选地，本实用新型实施例还提供了一种串口监听系统，包括上述第一方面的串口监听装置。需要说明的是，该部分串口监听装置的基本原理及产生的技术效果与前述对串口监听装置的说明相同，为简要描述，本实施例中未提及部分，可参考上述对应实施例中的相应内容。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。