單板、通信系統及通信接口連接狀態檢測方法

2023-09-18 14:57:45 4

專利名稱：單板、通信系統及通信接口連接狀態檢測方法
技術領域：
本發明涉及通信技術，特別涉及一種單板、通信系統及通信接口連接狀態 才全測方法。
背景技術：
RS232 (Recommended Standard 232， 4焦薦標準232 )是美國電子工業協會 (Electronic Industries Association, EIA)於1962年推出的一種串行通信 標準，它包括了電氣特性、數據格式、連接器規格等內容，簡單介紹如下釆 用非平衡傳輸方式，有多個標準的速率可以選擇，例如9600、 19200、 38400、 U5200等，最大傳輸距離為15米；採用面向字符的異步通信方式，每一個數據 幀包括起始位、數據位、可選的奇偶校驗位、停止位組成；採用負邏輯方式， 即邏輯0的電平為5V到15V，邏輯1的電平為-5V到-15V;採用DB25和DB9兩 種連接器，後者的體積較小，目前使用的非常普遍；DB9連接器有9個信號插針，
它們的定義和方向iJt明如下TXD數據發送信號，輸出
RXD數據接收信號，輸入
RTS請求發送信號，輸出
CTS清除發送信號，輸入
DTR數據終端準備好信號，輸出
DSR數據準備好，輸入
DCD數據載波檢測信號，輸入
RI振鈴指示信號，輸入GND 信號地
雖然RS232串口的性能不高，但是由於實現簡單(不像網口那樣需要複雜的 協議棧和驅動程序)、成本低，仍然得到了廣泛的應用，例如個人計算機上一般 都提供了 1到2個RS232串口 ，採用DB9連接器，可以外接MODEM ( Modulat ion Demodulation,數據機)進行遠程通信。通信設備的單板上只要使用了處 理器，多數也會提供一個RS232串口用於調試，連接器通常是DB9或RJ45。
計算機與單板之間通過一根RS2 32串口電纜實現短距離的互連，前者運行 終端軟體(例如Windows操:作系統自帶的超級終端HyperTerminal軟體)，可以 顯示和記錄單板列印出來的信息，或者用戶可以從計算4幾向單板下發命令完成 指定的操作。單板上的這個調試串口在開發階段幾乎是不可或缺的，因為通過 調試串口單板軟體可以列印出各種調試信息或定位信息，通過收集這些信息有
助於問題定位和單板軟體的改進。
在調試串口的使用中會有這樣的需求在無人值守的情況下，如果單板上 的調試串口電纜沒有插上，或者發生了鬆動，單板軟體就沒有必要繼續往調試 串口輸出信息了，最好能夠重定向到網口或內存，避免調試信息的丟失。要實 現這個功能，單板軟體必須能夠知道RS232串口的在線狀態，並根據在線狀態 的變化調整列印信息的出口 。
在實現本發明過程中，發明人發現現有技術中至少存在如下問題不能檢 測出單板的調試串口是否與計算機的串口電連接，只能由操作人員來保證和確 認串口電纜是否相連，例如通過觀察串口有無列印信息、按下計算機的鍵盤觀 察有無回顯來判斷是否連接正常。

發明內容
一方面，本發明實施例提供一種單板，它能夠檢測出單板的通信接口是否與計算機的RS232接口電連接。
另一方面，本發明實施例提供一種通信系統，它能夠檢測出單板的通信接 口是否與計算機的RS232接口電連接。
再一方面，本發明實施例提供一種通信接口連接狀態檢測方法，它能夠檢 測出單板的通信接口是否與計算機的RS232接口電連接。
一種單板，包括通信接口和檢測電路，其中，
所述通信接口包括數據發送信號端、數據接收信號端和信號地端，分別用 於與計算機的RS232接口的數據接收信號端、數據發送信號端和信號地端連接；
所述通信接口還包括檢測端，用於與計算機的RS232接口的請求發送信號 端或數據終端準備好信號端連接，並且所述檢測端與所述檢測電路連接；
所述檢測電路用於檢測所述檢測端的信號狀態，確定所述單板的通信接口 是否與所述計算機的RS232接口電連接。
一種通信系統，包括單板，所述單板包括通信接口和檢測電路，其中，
所述通信接口包括數據發送信號端、數據接收信號端和信號地端，分別用 於與計算機的RS232接口的數據接收信號端、數據發送信號端和信號地端連接；
所述通信接口還包括檢測端，用於與計算機的RS 2 32接口的請求發送信號 端或數據終端準備好信號端連接，並且所述檢測端與所述檢測電路連接；
所述檢測電路用於檢測所述檢測端的信號狀態，確定所述單板的通信接口 是否與所述計算機的RS232接口電連接。
一種通信接口連接狀態4全測方法，包括
單板的通信接口的數據發送信號端、數據接收信號端和信號地端分別與計 算機的RS232接口的數據接收信號端、數據發送信號端和信號地端連接；
所述通信接口的檢測端與所述計算機的RS232接口的請求發送信號端或數據終端準備好信號端連接；
檢測所述檢測端的信號狀態，根據所述信號狀態，確定所述單板的通信接 口是否與所述計算機的RS232接口電連接。
由上可知，本發明的實施例通過檢測計算機的RS232接口的請求發送信號 端或數據終端準備好信號端的信號狀態，根據該信號狀態，來確定單板的通信 接口是否與計算機的RS232接口電連接。


圖1為本發明實施例中使用三極體組成的檢測電路的連接示意圖2為本發明實施例中使用光電耦合器組成的檢測電路的連接示意圖3為本發明實施例整體電路連接示意圖4為本發明實施例中狀態指示電路的連接示意圖5為本發明實施例的通信系統連接示意圖6為本發明實施例中方法的流程示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的實施例單板、通信系統及通信-接口連接狀態檢測 方法進4亍詳細4苗述。
本發明單板的實施例中，單板包括通信接口和檢測電路，其中，
所述通信接口包括數據發送信號端、數據接收信號端和信號地端，分別用 於與計算機的RS232接口的數據接收信號端、數據發送信號端和信號地端連接;
所述通信接口還包括檢測端，用於與計算機的RS232接口的請求發送信號 端或數據終端準備好信號端連接，並且所述檢測端與所述檢測電路連接；
所述檢測電路用於檢測所述檢測端的信號狀態，確定所述單板的通信接口 是否與所述計算機的RS232接口電連接。本發明實施例提供的單板，通過檢測電路對計算機的RS232接口的請求發 送信號端或數據終端準備好信號端進行檢測，由於在無流控通信方式下，計算 機的該兩個信號端為固定電平，所以根據檢測結果，就能夠確定單板的通信接 口是否與計算機的RS232接口電連接。
下面具體介紹一下本發明實施例的原理
眾所周知，單板的乙太網口可以提供LINK (連接)狀態指示，這個功能是 由物理層晶片實現的。當網絡通信的雙方通過網線相連時，不管彼此是否在收 發數據，它們都會定時向對方發送連"^妄脈衝，而物理層晶片通過^r測這種脈衝 就可以確認乙太網鏈路是否處於連接狀態。網口的這種功能是乙太網標準定義 的，RS232串口沒有這種功能，當線路上沒有數據收發時，TXD、 RXD信號線都 是固定電平，即處於-5V到-15V之間的某個電平；有數據收發時，則會產生一 個包含起始位、數據位、停止位的信號序列，這樣RS232串口就無法使用類似 於網口的連4妾狀態4企測方式。
對於單板的調試串口來說，DB9連接器只需要使用TXD、 RXD、 GND三個信號 管腳，其他的六個管腳都沒有使用，它們主要是一些握手信號和狀態信號，當 計算機與MODEM (Modulation Demodulation,數據機)或其他設備互連時 用作流量控制。具體來說，計算機與外設進行串行通信的時候可以選擇軟體流 控、硬體流控或無流控三種方式。軟體流控是由接收方發送Xon、 Xoff之類的 特殊字符來實現流控的目的。硬體流控是通過RTS、 CTS、 DTR、 DSR等硬體信號 來實現的，具體過程是當計算機有數據要發送時，必須先發一個RTS信號通 知對方，對方準備好了之後回送一個CTS信號作為應答，於是計算機可以將數 據發出； 一旦CTS變為無效，計算機就必須暫停發送，直到它恢復到有效狀態 之後才能繼續發送數據。DTR、 DSR僅用於表明計算機和外設已經準備好，並不表明可以收發數據了，數據可以收發是通過RTS、 CTS信號的握手來實現的。
單板的調試串口一般使用無流控方式，此時單板和計算機的連接僅僅是 單板的通信接口的TXD、 RXD、 GND分別與計算機的RS232串口的RXD、 TXD、 GND 連接。無流控方式易於實現，在通信雙方的處理能力足夠高或者對可靠性要求 不高的情況下應用得非常普遍。在這種通信方式下，計算機串口的輸出信號RTS 和DTR都保持為上電啟動後的初始狀態，即它們是-5V到-15V之間的一個固定 電平，最常見的是-9V,而且不受串口收發數據的影響，如果將它們接入到單板 上就可以作為串口線是否相連的檢測依據。當串口線不相連的時候，檢測電路 與計算機串口的RTS或DTR連接的輸入端懸空；當串口線相連的時候，檢測電 路可以順利檢測到計算機串口的RTS或DTR為固定電平。根據這種差異，檢測 電路輸出不同的電平，/人而就可以確定串口線是否相連。需要說明的是，由上 述本發明實施例的原理可知，單板的通信接口既可以是RS232接口 ，也可以是 其他類型的接口，均不影響本技術方案的實現。當通信接口為RS232接口時， 為了線路連接的方便，檢測端優選為清除發送信號端CTS或數據準備好端DSR。 本發明實施例的技術方案即是針對採用無流控方式通信的單板與計算機。 對於計算機上的DB9連接器來說，RTS是第7腳，DTR是第4腳，在製作串口電 纜的時候可以將它們中的一個連接到單板一側調試串口的DB9或RJ45連接器 上，其他信號例如DSR、 CTS、 DCD、 RI可以懸空不連，然後在單板上使用一個 簡單的檢測電路就可以4全測出串口電纜是否在線。
單板上的電路一般採用TTL (Transistor Transistor Logic,電晶體-晶體 管邏輯)電平信號形式，TTL電平信號與RS232電平信號不同，其輸入高電平> 2. 0V，輸入低電平《0. 8V。因此，為了便於檢測電路將串口在線狀態信號輸出 到單板上的處理器或其它設備，檢測電路設有在線狀態輸出端，並且檢測電路還具有電平信號轉換的功能。
本實施例中，檢測電路可以採用如圖1所示的電路形式，其中，三極體為
PNP型三極體，該三極體的基極與單板的通信接口的檢測端連接，該檢測端用於 與計算機RS232串口的RTS或DTR連接；三極體的集電極接地，發射極經電阻 後與電源VCC連接，該電源採用單板上的電源，一^:為3.3V或5V;三極體的發 射極還與該檢測電路的在線狀態輸出端連接。由圖l可知，由於三極體的存在， 在線狀態輸出端輸出為TTL電平信號。當串口電纜不在線的時候，該檢測電路 的在線狀態輸出端為邏輯高電平；當串口電纜在線的時候，在線狀態輸出端為 邏輯低電平。通過讀取在線狀態輸出端的信號狀態，即可得知單板的通信接口 是否與計算機的RS232串口電連接。
檢測電路還可以採用另一種實現方式，如圖2所示，該檢測電路採用光電 耦合器，該光電耦合器包括發光二極體和光敏三極體，其中，所述發光二極體 的正極接地，負極與單板的通信接口的檢測端連接，該檢測端用於與計算機 RS232串口的RTS或DTR連接；光敏三極體的發射極接地，集電極經電阻後與電 源連接；光敏三極體的集電極還與所述在線狀態輸出端連接。當串口電纜在線 的時候，發光二極體發光，光敏三極體導通，該檢測電路的在線狀態輸出端為 邏輯低電平；當串口電纜不在線的時候，光敏三極體關斷，在線狀態輸出端為 邏輯高電平。
另外，為了使單板軟體能夠根據串口的在線狀態，靈活切換列印信息的出 口 ，檢測電路301的在線狀態輸出端與單板上的處理器303連接，如圖3所示， 處理器303定時讀取在線狀態輸出端的信號狀態，從而及時得知串口電纜的插 上或拔去，並作相應處理。並且，為了節省處理器303的資源，在線狀態輸出 端與單板上的處理器303之間可以連接一個邊沿檢測電路302,用於當在線狀態輸出端的信號狀態發生變化時，產生中斷信號發送給處理器303,使處理器303 能及時得知串口電纜的在線情況。邊沿檢測電路302為本領域公知技術，在此 不作介紹。
圖3所示的單板電路中，檢測電路301的在線狀態輸出端還連接有狀態指 示電路304，用於才艮據在線狀態輸出端的信號狀態，產生相應的燈光或聲音指示。 狀態指示電路304的實現為本領域常用技術，此處僅給出一種較為簡單的實現 方式予以說明。如圖4所示，該狀態指示電路用燈光進行指示，它包括一個發 光二極體，該發光二極體的負極經電阻後與在線狀態輸出端連接，正極與電源 連接。當串口處於在線狀態或不在線狀態時，發光二極體相應的會被點亮或是 熄滅，在難以觀察到計算機一側是否插上了串口電纜的時候(例如計算機距離較 遠)，用燈光或聲音進行指示非常實用。
與上述單板的實施例相對應，本發明實施例還提供一種通信系統，如圖5 所示，它包括單4反501,所述單^反501包括通信4矣口 503和^r測電3各505，其中，
所述通信接口 503包括數據發送信號端TXD、數據接收信號端RXD和信號地 端GND,分別用於與計算機502的RS232接口 504的數據接收信號端RXD、數據 發送信號端TXD和信號地端GND連《|秦；
所述通信接口 503還包括檢測端，用於與計算機502的RS232接口 504的 請求發送信號端RTS或數據終端準備好信號端DTR連接，並且所述檢測端與所 述檢測電路505連接；
所述檢測電路505用於檢測所述檢測端的信號狀態，確定所述單板501的 通信接口 503是否與所述計算機502的RS232接口 504電連接。
本發明實施例通信系統，通過檢測電路505對計算機502的RS232串口 504 的請求發送信號端或數據終端準備好信號端進行檢測，由於在無流控通信方式下，計算機的該兩個信號端為固定電平，所以根據檢測結果，就能夠確定單板
501的通信接口 503是否與計算機502的RS232串口 504電連接。該通信系統進 一步包括計算機503,所述計算機502的RS232接口 504與所述單板501連接。 本實施例的通信系統僅是將上述實施例的單板與計算機採用無流控方式連接， 其餘技術特徵均相同，此處不再贅述。
與上述實施例相對應，本發明實施例還^是供一種通信4姿口連接狀態;險測方 法，如圖6所示，包括
步驟601:將單板的通信接口的數據發送信號端、數據接收信號端和信號地 端分別與計算機的RS232接口的數據接收信號端、數據發送信號端和信號地端 連接；
步驟602:將所述通信接口的檢測端與所述計算機的RS232接口的請求發送 信號端或數據終端準備好信號端連接；
步驟603:檢測所述檢測端的信號狀態，根據所述信號狀態，確定所述單板 的通信接口是否與所述計算機的RS232接口電連接。
本發明實施例的方法，對計算機的RS232串口的請求發送信號端或數據終 端準備好信號端進行檢測，由於在無流控通信方式下，計算機的該兩個信號端 為固定電平，所以根據檢測結果，就能夠確定單板的通信接口是否與計算機的 RS232串口電連接。
為了使單板軟體能夠根據串口的在線狀態，靈活切換列印信息的出口，所 述方法還包括單板上的處理器定時讀取所述通信接口的檢測端的信號狀態； 或者利用邊沿檢測電路，當所述信號狀態發生變化時，產生中斷信號發送給單 板上的處理器。另外，為了根據串口在線狀態給出一定的指示，所述方法還可 以包括根據所述信號狀態，給出相應的燈光或聲音指示。以上所述，僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於 此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到 變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應 以所述權利要求的保護範圍為準。
權利要求
1、一種單板，其特徵在於，包括通信接口和檢測電路，其中，所述通信接口包括數據發送信號端、數據接收信號端和信號地端，分別用於與計算機的RS232接口的數據接收信號端、數據發送信號端和信號地端連接；所述通信接口還包括檢測端，用於與計算機的RS232接口的請求發送信號端或數據終端準備好信號端連接，並且所述檢測端與所述檢測電路連接；所述檢測電路用於檢測所述檢測端的信號狀態，確定所述單板的通信接口是否與所述計算機的RS232接口電連接。
2、 根據權利要求1所述的單板，其特徵在於，所述檢測電路進一步包括在 線狀態輸出端，所述單板進一步包括處理器，所述在線狀態輸出端與所述處理 器連接。
3、 根據權利要求2所述的單板，其特徵在於，所述在線狀態輸出端與所述 單板上的處理器之間進一步連接有邊沿檢測電路，所述邊沿檢測電路用於在所 述在線狀態輸出端的信號狀態發生變化時，產生中斷信號發送給所述處理器。
4、 根據權利要求1所述的單板，其特徵在於，所述檢測電路進一步包括在 線狀態輸出端及狀態指示電路，所述狀態指示電路與所述在線狀態輸出端連接， 用於根據所述在線狀態輸出端的信號狀態，產生相應的燈光或聲音指示。
5、 根據權利要求1至4中任一權利要求所述的單板，其特徵在於，所述通 信接口為RS232接口 ，所述檢測端為清除發送信號端或數據準備好端。
6、 一種通信系統，其特徵在於，所述通信系統包括單板，所述單板包括通 信接口和檢測電路，其中，所述通信接口包括數據發送信號端、數據接收信號端和信號地端，分別用 於與計算機的RS232接口的數據接收信號端、數據發送信號端和信號地端連接; 所述通信接口還包括;f全測端，用於與計算機的RS232接口的請求發送信號端或數據終端準備好信號端連接，並且所述檢測端與所述檢測電路連接；所述檢測電路用於檢測所述檢測端的信號狀態，確定所述單板的通信接口是否與所述計算機的RS232接口電連接。
7、 根據權利要求6所迷的通信系統，其特徵在於，所述檢測電路進一步包 括在線狀態輸出端，所述單板進一步包括處理器，所述在線狀態輸出端與所述 處理器連接。
8、 根據權利要求7所述的通信系統，其特徵在於，所述在線狀態輸出端與 所述單板上的處理器之間進一步連接有邊沿檢測電路，所述邊沿檢測電路用於 在所述在線狀態輸出端的信號狀態發生變化時，產生中斷信號發送給所述處理 器。
9、 根據權利要求6所述的通信系統，其特徵在於，所述檢測電路進一步包 括在線狀態輸出端及狀態指示電路，所述狀態指示電路與所述在線狀態輸出端 連接，用於根據所述在線狀態輸出端的信號狀態，產生相應的燈光或聲音指示。
10、 根據權利要求6至9中任一權利要求所述的通信系統，其特徵在於， 進一步包括計算機，所述計算機的RS2 3 2接口與所述單板連接。
11、 一種通信接口連接狀態檢測方法，其特徵在於，包括 單板的通信接口的數據發送信號端、數據接收信號端和信號地端分別與計算機的RS232接口的數據接收信號端、數據發送信號端和信號地端連接；所述通信接口的檢測端與所述計算機的RS232接口的請求發送信號端或數據終端準備好信號端連接；檢測所述檢測端的信號狀態，根據所述信號狀態，確定所述單板的通信接口是否與所述計算機的RS232接口電連接。
12、 根據權利要求11所述的通信接口連接狀態檢測方法，其特徵在於，所述方法還包括單板上的處理器定時讀取所述通信接口的檢測端的信號狀態；或者 利用邊沿檢測電路，當所述信號狀態發生變化時，產生中斷信號發送給單 板上的處理器。
13、根據權利要求11所述的通信接口連接狀態檢測方法，其特徵在於，所 述方法還包括根據所述信號狀態，給出相應的燈光或聲音指示。
全文摘要
本發明實施例公開了一種單板、通信系統和通信接口連接狀態檢測方法，為解決現有技術中單板的RS232接口連接狀態無法檢測的問題而設計。所述單板，包括通信接口和檢測電路，其中，所述通信接口包括數據發送信號端、數據接收信號端和信號地端，分別用於與計算機的RS232接口的數據接收信號端、數據發送信號端和信號地端連接；所述通信接口還包括檢測端，用於與計算機的RS232接口的請求發送信號端或數據終端準備好信號端連接，並且所述檢測端與所述檢測電路連接；所述檢測電路用於檢測所述檢測端的信號狀態，確定所述單板的通信接口是否與所述計算機的RS232接口電連接。
文檔編號H04L12/26GK101645804SQ200810147319
公開日2010年2月10日 申請日期2008年8月7日 優先權日2008年8月7日
發明者李延松 申請人:華為技術有限公司