CN101520744A - 一种能自检的串口通信***及其自检方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种能自检的串口通信***及其自检方法，所述串口通信***包括微处理器、驱动及逻辑控制单元、串口扩展芯片、及隔离保护电路，还包括串口驱动单元，其具有数据接收端、数据发送端及将所述数据接收端与数据发送端相连接的受控部件，所述自检方法包括微处理器控制所述受控部件使所述串口驱动单元的数据接收端与数据发送端连接后发送与接收数据，并将其接收到的测试数据与其发送的测试数据进行比较以自检串口通信***故障所在的方法。本发明提供的用于检测串口通信的***及方法无需外接线缆，即能可靠的对串口通信***进行快速测试。

Description

一种能自检的串口通信***及其自检方法
技术领域
本发明涉及一种串口通信的***，特别涉及一种具有能自检的串口通信***及其自检方法。
背景技术
在工业自动化***中，通信通道是连接主站与子站***的一个十分重要的环节，子站所有数据都要通过通信通道上传给主站，供主站分析和使用。而主站对子站设备的操作命令也是通过通信通道下达到子站设备。因此，通信通道是连接主站与子站的神经，自动化***能否可靠稳定地运行，在很大程度上取决于通信通道是否可以很好地工作。在通信通道中，串口通信是最常用的，请参阅图1，现有技术的串口通信***由微处理器发送控制信号，顺次通过驱动及逻辑控制模块、隔离保护电路、到达串口驱动单元，控制串口驱动单元通过接口向子站发送数据并接收子站传送过来的数据。而一旦整个***中的某一部件发生故障，则通信就难以正常进行，因此，需要及时检测出故障所在。而通常采用外接线缆的方式来进行检测，请参阅图1a及图1b，其为串口驱动单元工作在RS-232模式及RS-485模式下的外接线缆示意图，待外接线缆将相应管脚连接后，由微处理器发送数据，并根据接收到的数据来判断故障的位置，例如，当接收的数据正确时，即可判断故障发生在串口之后的子站环节，而若接收的数据错误时，则可判断出故障发生在通信通道环节。
然而，现有这种测试方法的缺陷就是需要外部连线，如此会因现场许多其他干扰因素而造成判断错误。
因此，如何提供一种无需外接线缆，也能对串口通信***进行快速测试的***，已成为本技术领域人员需要解决的问题。
发明内容
本发明的所要解决的技术方案是提供一种不外接线缆用于检测串口通信的***及方法。
为解决上述技术方案，本发明提供一种能自检的串口通信***，包括：微处理器、与所述微处理器相连接的驱动及逻辑控制单元、与所述驱动及逻辑控制单元相连接的串口扩展芯片、及与所述串口扩展芯片相连接的隔离保护电路，还包括：串口驱动单元，通过串口与待检测的子站相连接，其具有数据接收端、数据发送端及将所述数据接收端与数据发送端相连接的受控部件；其中，所述微处理器用于通过所述驱动及逻辑控制单元、串口扩展芯片、及隔离保护电路发送自环控制指令以使所述串口驱动单元驱动所述受控部件，进而使所述串口驱动单元的数据接收端与数据发送端通过所述受控部件直接连接；同时所述微处理器还用于向所述串口驱动单元发送测试数据，并接收从串口驱动单元返回的测试数据，对所发送的测试数据与所接收到的测试数据进行比较以判断出串口通信的故障所在。
较佳地，所述串口的工作类型为RS-232、RS-485或RS-422。
较佳地，所述串口驱动单元为具有LOOPBACK功能的串口驱动芯片。
本发明还提供一种串口通信***自检方法，包括以下步骤：步骤A、微处理器根据待检测的串口的类型发送指令，选择相应的串口驱动单元工作模式；步骤B、微处理器通过所述驱动及逻辑控制单元、串口扩展芯片、及隔离保护电路向所述串口驱动单元发送自环控制指令，以使所述串口驱动单元驱动受控部件，从而使所述串口驱动单元的数据接收端与数据发送端通过所述受控部件直接连接；步骤C、所述微处理器再向所述串口驱动单元发送测试数据，所述串口驱动单元将接收到的所述测试数据直接由所述数据接收端回传至所述微处理器；步骤D、所述微处理器将其接收到的测试数据与其发送的测试数据进行比较以自检串口通信***故障所在。
较佳地，所述待检测的串口类型包括：当所述微处理器接收到测试数据与相应发送的测试数据不相同时，则判断出串口通信***的通信通道发生故障；当所述微处理器接收到测试数据与相应发送的测试数据相同时，则判断出串口通信***的子站发生故障。
本发明的有益效果在于：无需外接线缆，也能对串口通信***进行快速测试。
附图说明
图1为现有技术的串口通信***组成示意图。
图2a及图2b为现有技术串口通信***工作在RS-232模式及RS-485模式下的串口驱动单元外接线缆示意图。
图3为本发明提供的用于检测串口通信的***组成示意图。
图4a为串口驱动单元工作在RS-485模式下时的内部自环电路结构示意图。
图4b为串口驱动单元工作在RS-232模式下时的内部自环电路结构示意图。
图5为串口通信***的自检方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
请参阅图3，用于检测串口通信的***包括微处理器(图中所示为CPU)、驱动及逻辑控制模块、串口扩展芯片、隔离保护电路、串口驱动单元及接口。从微处理器发出的地址、数据及控制信号经驱动及逻辑控制模块发到串口扩展芯片，扩展若干串口发送数据端和信号控制端后，通过隔离保护芯片连接到串口驱动单元上。
串口驱动单元为带有LOOPBACK功能的串口驱动单元，请参阅图4a及图4b，为简洁表示起见，省略了与自环部分无关的元器件，图中所示的环路闭合点即为串口驱动单元的控制部件的位置。当微处理器发送的自环控制指令通过驱动及逻辑控制模块、隔离保护电路传送至串口驱动单元时，所述串口驱动单元驱动所述控制部件闭合，即相当于将串口的数据发送端与数据接收端连接。
具有自环检测功能的串口通信***还增加了一个控制位，使微处理器在能够发送常规控制指令的基础上，还能够发送自环控制指令使***进入自环模式。当微处理器发送自环控制指令时，串口的发送端与接收端连接。此时，可进行不同波特率测试，若在不同波特率下串口接收数据与发送数据相同，证明通信链路正常。这样就完成了对设备自身串口的测试。
事实上，微处理器、驱动及逻辑控制模块、串口扩展芯片及隔离保护电路构成了通信处理单元及控制单元，微处理器可分成通信处理微处理器及控制微处理器两部分，分别执行两部分功能，控制微处理器发送各种控制指令，控制整个***，并通过所述驱动及逻辑控制单元、串口扩展芯片、及隔离保护电路发送自环控制指令以使所述串口驱动单元驱动所述受控部件，进而使所述串口驱动单元的数据接收端与数据发送端通过所述受控部件直接连接，通信处理微处理器收发测试数据，并对所接收的测试数据与所收到的测试数据进行对比，判断是否一致。各种控制指令及测试数据的传输，均通过驱动及逻辑控制模块、串口扩展芯片及隔离保护电路实现。
请参阅图5，串口通信***的自检方法包括以下步骤：
步骤1、微处理器根据待检测的串口的类型发送指令，选择相应的串口驱动单元工作模式，串口的工作模式可为RS-232、RS-485或RS-422等；
步骤2、微处理器通过所述驱动及逻辑控制单元、串口扩展芯片、及隔离保护电路向所述串口驱动单元发送自环控制指令，以使所述串口驱动单元驱动受控部件，从而使所述串口驱动单元的数据接收端与数据发送端通过所述受控部件直接连接；
步骤3、所述微处理器再向所述串口驱动单元发送测试数据，所述串口驱动单元将接收到的所述测试数据直接由所述数据接收端回传至所述微处理器；
步骤4、所述微处理器将其接收到的测试数据与其发送的测试数据进行比较，判断是否一致，若共有三次发送的测试数据与接收的测试数据一致，则串口通信***正常，显示“COMis OK”表示正常，若共有三次发送的测试数据与接收的测试数据不一致，则串口通信***有故障，显示“COM is error！”报错，然后结束。
上述步骤中，对测试数据进行三次对比，是为了增加准确性，通常情况下，对比次数设定为2次或2次以上即可，对于发送出去的测试数据与接收到的测试数据比对次数未到达设定次数的情况下，重复步骤3直至发送出去的测试数据与接收到的测试数据比对次数到达设定次数。
通过本发明提供的串口通信***及其检测方法，无需外部线缆连接，就能够快速有效地检测出通信故障是由于串口通信***引起的，还是外部通信链路引起的。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案。不脱离本发明精神和范围的任何修改或局部替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1、一种能自检的串口通信***，包括：微处理器、与所述微处理器相连接的驱动及逻辑控制单元、与所述驱动及逻辑控制单元相连接的串口扩展芯片、及与所述串口扩展芯片相连接的隔离保护电路，其特征在于还包括：
串口驱动单元，通过串口与待检测的子站相连接，其具有数据接收端、数据发送端及将所述数据接收端与数据发送端相连接的受控部件；
其中，所述微处理器用于通过所述驱动及逻辑控制单元、串口扩展芯片、及隔离保护电路发送自环控制指令以使所述串口驱动单元驱动所述受控部件，进而使所述串口驱动单元的数据接收端与数据发送端通过所述受控部件直接连接；同时所述微处理器还用于向所述串口驱动单元发送测试数据，并接收从串口驱动单元返回的测试数据，对所发送的测试数据与所接收到的测试数据进行比较以判断出串口通信的故障所在。
2、如权利要求1所述的能自检的串口通信***，其特征在于：所述串口的工作类型为RS-232、RS-485或RS-422。
3、如权利要求1所述的能自检的串口通信***，其特征在于：所述串口驱动单元为具有LOOPBACK功能的串口驱动芯片。
4、一种串口通信***自检方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A、微处理器根据待检测的串口的类型发送指令，选择相应的串口驱动单元工作模式；
步骤B、微处理器通过所述驱动及逻辑控制单元、串口扩展芯片、及隔离保护电路向所述串口驱动单元发送自环控制指令，以使所述串口驱动单元驱动受控部件，从而使所述串口驱动单元的数据接收端与数据发送端通过所述受控部件直接连接；
步骤C、所述微处理器再向所述串口驱动单元发送测试数据，所述串口驱动单元将接收到的所述测试数据直接由所述数据接收端回传至所述微处理器；
步骤D、所述微处理器将其接收到的测试数据与其发送的测试数据进行比较以自检串口通信***故障所在。
5、如权利要求4所述的串口通信***自检方法，其特征在于：当所述微处理器接收到测试数据与相应发送的测试数据不相同时，则判断出串口通信***的通信通道发生故障；当所述微处理器接收到测试数据与相应发送的测试数据相同时，则判断出串口通信***的子站发生故障。
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