本實(shí)用新型涉及電學(xué)、光學(xué)領(lǐng)域，具體為一種非接觸式調(diào)試接口及嵌入式系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

大部分具有一定功能的現(xiàn)代電子設(shè)備都是由嵌入式電路系統(tǒng)構(gòu)成，從功能復(fù)雜的智能手機(jī)到簡單的LED開關(guān)控制，從應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模微功耗設(shè)備到應(yīng)用于復(fù)雜運(yùn)算的高性能設(shè)備。在這些電子設(shè)備中，都有一個(gè)或者多個(gè)控制處理器來進(jìn)行各種通用或者專用的數(shù)據(jù)處理和控制。

在嵌入式電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，通常會(huì)將一個(gè)或多個(gè)控制處理器的調(diào)試接口以某種形式連接出來，進(jìn)而調(diào)試、生產(chǎn)或者維護(hù)過程中，對(duì)控制處理器的程序下載、更新、指令輸入、調(diào)試信息打印、日志讀取等功能。最基本的調(diào)試接口，通常為通用異步通信接口（UART）。

由于這種調(diào)試接口往往可以直接訪問控制處理器，具有很高的控制權(quán)限。因此在設(shè)備作為成品形式交付用戶時(shí)，會(huì)通過一定的結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)計(jì)而被保護(hù)或隱藏。防止用戶在實(shí)際使用過程中，由于誤操作或者惡意的非法操作，導(dǎo)致設(shè)備工作異?；蛘弑还艉推平?。

常見的調(diào)試接口保護(hù)或者隱藏方法，一般有如下幾種：將調(diào)試接口以測試點(diǎn)形式保留在印刷電路板上；將調(diào)試接口放置在設(shè)備內(nèi)部，只有通過打開設(shè)備機(jī)殼或者拆卸部件；將調(diào)試接口通過類似多選一開關(guān)的電路形式復(fù)用于其它連接到設(shè)備外部的功能接口上；將調(diào)試接口通過一種特殊結(jié)構(gòu)的接口連接設(shè)備外部，普通用戶無法確切了解接口的功能定義。

但上述方案也都存在實(shí)際應(yīng)用中存在一定的安全性、復(fù)雜性、不便利性以及可靠性等問題。

以印刷電路板測試點(diǎn)形式或者內(nèi)部調(diào)試接口的方式，對(duì)于設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過程中需要進(jìn)行調(diào)試和維護(hù)，會(huì)帶來很大的操作不便。往往需要通過拆卸設(shè)備的外殼或者部件才能夠連接上。

復(fù)用到其它外部功能接口上，可以解決后期運(yùn)維調(diào)試人員在不需要拆解設(shè)備的情況下，對(duì)設(shè)備進(jìn)行接入調(diào)試。但這種復(fù)用的情況，有如下一些限制：因?yàn)樾枰獜?fù)用現(xiàn)有的外部接口，其電氣性能需要和調(diào)試接口相近，否則會(huì)極大增加切換的成本并可能影響正常的接口功能；如果同一個(gè)廠商的設(shè)備有多種型號(hào)，而每種型號(hào)的外部接口不盡相同，會(huì)大幅度增加調(diào)試接口設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，需要針對(duì)每種設(shè)備的實(shí)際情況選擇最合適的接口來設(shè)計(jì)一種復(fù)用方案，著也大幅度增加后期運(yùn)維調(diào)試人員的管理難度。

而設(shè)計(jì)一個(gè)特殊外部接口，實(shí)質(zhì)上也是將調(diào)試接口直接暴露在設(shè)備外部，存在一定的安全隱患。并且對(duì)于很多實(shí)際設(shè)備而言，多增加的接口也需要額外的空間和位置布局，也會(huì)增加較大的成本。

另外，以上的調(diào)試接口都是需要運(yùn)維調(diào)試或者開發(fā)人員將調(diào)試接口進(jìn)行物理接觸連接，存在損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是：提供一種非接觸式調(diào)試接口，可以應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的一種或以上的技術(shù)問題。

實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：一種非接觸式調(diào)試接口，包括一發(fā)光源、一調(diào)試控制電路及一光線傳感器。所述發(fā)光源用于產(chǎn)生光信號(hào)，所述發(fā)光源連接于所述調(diào)試控制電路，所述調(diào)試控制電路控制發(fā)光源的打開和關(guān)閉；所述光線傳感器用于檢測光信號(hào)；所述光線傳感器的輸出連接到所述解調(diào)控制電路的輸入。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述調(diào)試控制電路包括一振蕩電路和一模擬開關(guān)，所述模擬開關(guān)控制振蕩電路的打開和關(guān)閉。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述光線傳感器包括可見光光敏二極管、可見光光敏三極管、紅外光敏二極管、紅外光敏三極管中的一種。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述解調(diào)控制電路為一檢波電路，包括一二極管、一電容以及一緩沖器。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述發(fā)光源包括LED指示燈、發(fā)光二極管中的至少一種。

本實(shí)用新型的另一目的在于：提供一種嵌入式系統(tǒng)，具有第一目的中的非接觸式調(diào)試接口。

實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：一種嵌入式系統(tǒng)，包括一調(diào)試端和一設(shè)備端；所述調(diào)試端和所述設(shè)備端均包括非接觸式調(diào)試接口；所述調(diào)試端和所述設(shè)備端通過非接觸式調(diào)試接口連接；其中，所述調(diào)試端的光線傳感器用于感應(yīng)所述設(shè)備端的發(fā)光源的光信號(hào)；所述設(shè)備端的光線傳感器用于感應(yīng)所述調(diào)試端的發(fā)光源的光信號(hào)。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述調(diào)試端包括一調(diào)試控制器，其中，所述調(diào)試控制電路連接至所述調(diào)試控制器的調(diào)試UART接口的數(shù)據(jù)輸入引腳；所述調(diào)試控制電路連接至所述調(diào)試控制器的調(diào)試UART接口的數(shù)據(jù)輸出引腳。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述設(shè)備端包括一控制處理器，其中，所述解調(diào)控制電路連接至所述控制處理器的調(diào)試UART接口的數(shù)據(jù)輸出引腳；所述調(diào)試控制電路連接至所述控制處理器的調(diào)試UART接口的數(shù)據(jù)輸出引腳。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：本實(shí)用新型的非接觸式調(diào)試接口及具有該調(diào)試接口的嵌入式系統(tǒng)，調(diào)試接口采用非接觸方式，現(xiàn)場使用方便，可靠性高，接口損壞可能性低，有效降低了調(diào)試接口的損壞率；調(diào)試接口隱蔽性好、安全性高，使用普通電源指示燈和外殼孔隙即可完成，普通用戶不易發(fā)現(xiàn)和察覺調(diào)試接口的存在；成本較低，不需要使用特殊定制的接口，設(shè)計(jì)簡單，使用方便。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步解釋。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的設(shè)備端結(jié)構(gòu)模塊示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的第一調(diào)試控制電路結(jié)構(gòu)模塊示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的第一解調(diào)控制電路結(jié)構(gòu)模塊示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的調(diào)試端結(jié)構(gòu)模塊示意圖；

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的第二調(diào)試控制電路結(jié)構(gòu)模塊示意圖；

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的第二解調(diào)控制電路結(jié)構(gòu)模塊示意圖；

圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例的嵌入式系統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)識(shí)如下：

1設(shè)備端； 11第一發(fā)光源；

12第一調(diào)試控制電路； 13第一光線傳感器；

14第一解調(diào)控制電路； 121第一振蕩電路；

122第一模擬開關(guān)； 141第一二極管；

142第一電容； 143第一緩沖器；

2調(diào)試端； 21第二發(fā)光源；

22第二調(diào)試控制電路； 23第二光線傳感器；

24第二解調(diào)控制電路； 221第二振蕩電路；

222第二模擬開關(guān)； 241第二二極管；

242第二電容； 243第二緩沖器。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本實(shí)用新型可用以實(shí)施的特定實(shí)施例。本實(shí)用新型所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「頂」、「底」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本實(shí)用新型，而非用以限制本實(shí)用新型。

實(shí)施例

如圖7所示，一種嵌入式系統(tǒng)，包括一設(shè)備端1和一調(diào)試端2。調(diào)試端2和設(shè)備端1均包括非接觸式調(diào)試接口；所述調(diào)試端2和所述設(shè)備端1通過非接觸式調(diào)試接口連接。

具體的，如圖1所示，所述設(shè)備端1的非接觸式調(diào)試接口包括一第一發(fā)光源11、一第一調(diào)試控制電路12、一第一光線傳感器13、一第一解調(diào)控制電路14以及一控制處理器。其中，第一發(fā)光源11，用于產(chǎn)生光信號(hào)；本實(shí)施例中，第一發(fā)光源11可以是嵌入式設(shè)備用作指示的常亮電源LED指示燈，或者是一個(gè)獨(dú)立受控的發(fā)光二極管（LED）。

如圖2所示，第一發(fā)光源11連接于第一調(diào)試控制電路12，第一調(diào)試控制電路12控制發(fā)光源的打開和關(guān)閉。第一調(diào)試控制電路12包括一第一振蕩電路121和一第一模擬開關(guān)122，第一模擬開關(guān)122控制第一振蕩電路121的打開和關(guān)閉。第一調(diào)試控制電路12連接至控制處理器的調(diào)試UART接口的數(shù)據(jù)輸出引腳。

第一光線傳感器13用于檢測調(diào)試端2的發(fā)光源的光信號(hào)。在本實(shí)施例中，第一光線傳感器13可以是普通可見光光敏二極管或者可將光光敏三極管組成，也可以是紅外光敏二極管或者紅外光敏三極管。第一光線傳感器13的輸出連接到第一解調(diào)控制電路14的輸入。為了使第一光線傳感器13不直接暴露在設(shè)備外面，可以將其安裝在縫隙、外殼小孔或者面板背后，從而隱藏起來不易被普通用戶發(fā)現(xiàn)。如果采用紅外光敏元件，則不需要考慮設(shè)備本身發(fā)光源對(duì)第一光線傳感器13的干擾，否則需要增加考慮其位置盡量不會(huì)被第一發(fā)光源11干擾。

第一解調(diào)控制電路14為一檢波電路，第一解調(diào)控制電路14連接至所述控制處理器的調(diào)試UART接口的數(shù)據(jù)輸出引腳。本實(shí)施例中，第一解調(diào)控制電路14包括第一二極管141、第一電容142以及第一緩沖器143。具體的連接，如圖3所示。

如圖4所示，同樣的，所述調(diào)試端2的非接觸式調(diào)試接口包括一第二發(fā)光源21、一第二調(diào)試控制電路22、一第二光線傳感器23、一第二解調(diào)控制電路24以及一調(diào)試控制器。其中，第二發(fā)光源21，用于產(chǎn)生光信號(hào)；本實(shí)施例中，第二發(fā)光源21可以是嵌入式設(shè)備用作指示的常亮電源LED指示燈，或者是一個(gè)獨(dú)立受控的發(fā)光二極管（LED）。

如圖5所示，第二發(fā)光源21連接于第二調(diào)試控制電路22，第二調(diào)試控制電路22控制發(fā)光源的打開和關(guān)閉。第二調(diào)試控制電路22包括一第二振蕩電路221和一第二模擬開關(guān)222，第二模擬開關(guān)222控制第二振蕩電路221的打開和關(guān)閉。第二調(diào)試控制電路22連接至控制處理器的調(diào)試UART接口的數(shù)據(jù)輸出引腳。

第二光線傳感器23用于檢測調(diào)試端2的發(fā)光源的光信號(hào)。在本實(shí)施例中，第二光線傳感器23可以是普通可見光光敏二極管或者可將光光敏三極管組成，也可以是紅外光敏二極管或者紅外光敏三極管。第二光線傳感器23的輸出連接到第二解調(diào)控制電路24的輸入。為了使第二光線傳感器23不直接暴露在設(shè)備外面，可以將其安裝在縫隙、外殼小孔或者面板背后，從而隱藏起來不易被普通用戶發(fā)現(xiàn)。如果采用紅外光敏元件，則不需要考慮設(shè)備本身發(fā)光源對(duì)第二光線傳感器23的干擾，否則需要增加考慮其位置盡量不會(huì)被第二發(fā)光源21干擾。

第二解調(diào)控制電路24為一檢波電路，第二解調(diào)控制電路24連接至所述控制處理器的調(diào)試UART接口的數(shù)據(jù)輸出引腳。本實(shí)施例中，第二解調(diào)控制電路24包括第二二極管241、第二電容242以及第二緩沖器243。具體的連接，如圖6所示。

其中，第二光線傳感器23用于感應(yīng)第一發(fā)光源11的光信號(hào)；第一光線傳感器13用于感應(yīng)第二發(fā)光源21的光信號(hào)。

將調(diào)試端2的第二發(fā)光源21靠近設(shè)備端1的第一光線傳感器13，將設(shè)備端1的第一發(fā)光源11靠近調(diào)試端2的第二光線傳感器23。

嵌入式系統(tǒng)的控制處理器調(diào)試UART接口的數(shù)據(jù)輸出引腳，在沒有需要輸出調(diào)試信號(hào)的時(shí)候，通常保持高電平。此時(shí)會(huì)關(guān)閉第一模擬開關(guān)122，使第一震蕩器的輸出無法控制設(shè)備端1的第一發(fā)光源11，此時(shí)第一發(fā)光源11正常發(fā)光常亮。

當(dāng)有調(diào)試數(shù)據(jù)輸出的時(shí)候，UART接口的數(shù)據(jù)輸出引腳會(huì)變?yōu)楦叩妥兓碾娖健．?dāng)輸出的低電平時(shí)，此時(shí)，第一模擬開關(guān)122打開，第一振蕩器可以控制第一發(fā)光源11進(jìn)行快速閃爍。第一振蕩器的工作頻率根據(jù)UART接口的通訊速率進(jìn)行調(diào)整，通?？梢允莻鬏敳ㄌ芈实?0倍以上，一般可以超過10KHz。如果傳輸?shù)牟ㄌ芈食^10K，則可以用數(shù)據(jù)輸出管腳直接控制第一發(fā)光源11。由于控制第一發(fā)光源11的開關(guān)頻率非常高，且傳輸?shù)臄?shù)據(jù)也不會(huì)總是低電平，因此人肉眼無法直接觀察到第一發(fā)光源11的亮度變化，從而使普通用戶不會(huì)意識(shí)到第一發(fā)光源11在傳輸調(diào)試數(shù)據(jù)。當(dāng)輸出信號(hào)為高電平時(shí)，則關(guān)閉第一發(fā)光源11的閃爍。原理上類似通訊的ASK調(diào)試，即對(duì)調(diào)試信息進(jìn)行了ASK調(diào)試后控制發(fā)光源。

設(shè)備端1的第一光線傳感器13接收到調(diào)試端2的第二發(fā)光源21發(fā)出的光信號(hào)后，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，經(jīng)過設(shè)備端1的第一解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)，將信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制處理器可以識(shí)別的UART接口的高低電平信號(hào)。

對(duì)于調(diào)試端2，其發(fā)送給嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試信息的工作原理也是相同的。

以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。