本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種串口通信系統(tǒng)及串口通信方法。

背景技術(shù)：

串口通信即通過(guò)串口按位發(fā)送和接受字節(jié)，盡管比按字節(jié)的并行通信慢，但是由于其線路簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，并可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)用另一根線接收數(shù)據(jù)等優(yōu)勢(shì)，因此也被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、測(cè)量設(shè)備以及部分通信設(shè)備中。

在人機(jī)交互領(lǐng)域，串口通信被更廣泛地應(yīng)用，串口通信主要涉及波特率、數(shù)據(jù)位、停止位以及奇偶校驗(yàn)這些參數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，串口通信大多數(shù)實(shí)現(xiàn)單工或者半雙工通信，實(shí)現(xiàn)全雙工的比較少，并且又由于波特率的參數(shù)的限制，導(dǎo)致在人機(jī)交互過(guò)程中，數(shù)據(jù)傳輸速度比較緩慢，程序設(shè)計(jì)比較繁雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種既簡(jiǎn)單快捷又精準(zhǔn)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)串口通信，可以實(shí)現(xiàn)傳輸速度快、操作簡(jiǎn)單的全雙工高質(zhì)量的串口通信。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種串口通信的系統(tǒng)及串口通信方法，包括：

串口通信系統(tǒng)包括串口、寄存器以及變量存儲(chǔ)器。其中寄存器實(shí)現(xiàn)進(jìn)程控制，為硬件操作直接提供便利，變量存儲(chǔ)器主要提供數(shù)據(jù)變量操作，為數(shù)據(jù)之間的操作提供便利，通信接口采用uart串口接口，可以自定義波特率(最高通信速率為1mbps)，可以自定義幀頭、幀尾、并帶可選的crc16校驗(yàn)。

首先，通過(guò)uart接口連接兩邊設(shè)備的寄存器以及變量存儲(chǔ)器。其次，設(shè)定好相應(yīng)的參數(shù)：幀頭、幀尾、校驗(yàn)、波特率和通信格式。最后，發(fā)送對(duì)應(yīng)寄存器或者變量寄存器的串口指令，在寄存器以及變量存儲(chǔ)器接收到指令后，根據(jù)不同類(lèi)別的指令以及不同功能的具體指令內(nèi)容作出相應(yīng)的回應(yīng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1.規(guī)范化串口數(shù)據(jù)幀的內(nèi)容，使之串口通信領(lǐng)域具有可規(guī)范性。統(tǒng)一規(guī)范化其格式可以讓各種設(shè)備的通信很容易做的兼容。并且易于開(kāi)發(fā)和維護(hù)，使之通曉其一便可知其全。

2.添加校驗(yàn)可以讓通信質(zhì)量和通信速率有效的提高，避免因提高通信速率而導(dǎo)致的通信 誤碼率高的問(wèn)題。同時(shí)crc校驗(yàn)是一種快速地有效地檢查數(shù)據(jù)幀是否有誤的一種方法，并且占用資源很少，因此數(shù)據(jù)通信不會(huì)因?yàn)樾ｒ?yàn)而耽誤每一次的數(shù)據(jù)量傳輸，會(huì)縮短數(shù)據(jù)之間傳輸?shù)拈g隔。

3.根據(jù)工程上的實(shí)際需求角度出發(fā)，把串口數(shù)據(jù)類(lèi)型分成寄存器型以及變量數(shù)據(jù)寄存器型，寄存器型可以劃分成直接控制硬件的指令、變量數(shù)據(jù)寄存器類(lèi)型則化分成不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換的指令。這樣把數(shù)據(jù)劃分成不同的類(lèi)型可以有效地調(diào)用設(shè)備的cpu資源，減緩cpu由于串口通信而造成運(yùn)算緩慢。

附圖說(shuō)明

附圖1為原理圖。

附圖2為流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。在本實(shí)施例中，串口通信方法主要包括以下步驟：

首先，連接串口以及寄存器、變量存儲(chǔ)器。串口為uart接口，可以實(shí)現(xiàn)異步通信。其中寄存器實(shí)現(xiàn)進(jìn)程控制，為硬件接口；變量存儲(chǔ)器主要顯示變量，進(jìn)行格式控制。

其次，設(shè)定好相應(yīng)的參數(shù)，在本實(shí)施例中，波特率為115200bps。

再者，發(fā)送相應(yīng)的串口指令，寄存器以及變量存儲(chǔ)器接收到指令，根據(jù)指令的具體內(nèi)容作出相應(yīng)的回應(yīng)。

串口通信數(shù)據(jù)幀包括四部分，包括幀頭、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度(指令、數(shù)據(jù)以及校驗(yàn))、指令、數(shù)據(jù)以及指令和數(shù)據(jù)的crc校驗(yàn)。其中指令和數(shù)據(jù)的crc校驗(yàn)并不是必須的，根據(jù)需要可用可不用。

串口指令具體為訪問(wèn)寄存器(讀寫(xiě)寄存器)、訪問(wèn)變量存儲(chǔ)器(讀寫(xiě)變量存儲(chǔ)器)。在本實(shí)施例中，通過(guò)讀寫(xiě)寄存器實(shí)現(xiàn)串口通信。

首先，通過(guò)串口連通兩臺(tái)設(shè)備。串口為全雙工接口，因此可以實(shí)現(xiàn)異步通信。通信中通過(guò)寄存器實(shí)現(xiàn)雙方的進(jìn)程控制，方便進(jìn)行硬件上的直接操作；而變量存儲(chǔ)器主要進(jìn)行數(shù)據(jù)變量的交換，其功能是進(jìn)行數(shù)據(jù)控制。

其次，設(shè)定好相應(yīng)的通信參數(shù)，在本實(shí)施例中，幀頭為0x5a，0xa5、幀尾為0xcc，0x33，0xc3，0x3c、crc16校驗(yàn)、寄存器0x80指令控制、波特率為115200bps。

最后，發(fā)送相應(yīng)的串口指令，寄存器或者變量存儲(chǔ)器接收到指令，并根據(jù)預(yù)設(shè)好的指令所代表的具體內(nèi)容作出相對(duì)應(yīng)的回應(yīng)。

串口通信數(shù)據(jù)幀包括五部分，包括幀頭、幀尾、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度(指令、數(shù)據(jù)以及校驗(yàn))、指令、數(shù)據(jù)以及指令和數(shù)據(jù)的crc16校驗(yàn)。其中指令和數(shù)據(jù)的crc16校驗(yàn)并不是必須的，根據(jù)需要可用可不用。

串口指令具體為訪問(wèn)寄存器(讀寫(xiě)寄存器)、訪問(wèn)變量存儲(chǔ)器(讀寫(xiě)變量存儲(chǔ)器)。在本實(shí)施例中，通過(guò)讀寫(xiě)寄存器實(shí)現(xiàn)串口通信。

本實(shí)施例中，需要對(duì)已經(jīng)通過(guò)uart接口連接的兩個(gè)設(shè)備進(jìn)行通信，往某一個(gè)寄存器空間寫(xiě)入數(shù)據(jù)，具體的數(shù)據(jù)幀為：0x5a0xa50x060x800x020x100x700x2b 0x5a0xa5是整個(gè)數(shù)據(jù)幀的幀頭部分，0x06是數(shù)據(jù)幀的有效長(zhǎng)度，即為后面所具有的所有字節(jié)數(shù)量，0x80代表著是寫(xiě)寄存器操作，0x02代表著寄存器列表中的2號(hào)寄存器，0x10是要往2號(hào)寄存器中寫(xiě)入的數(shù)據(jù)值，0x700x2b是crc16的校驗(yàn)結(jié)果。

以上實(shí)例代表一種具有完整功能的通信數(shù)據(jù)幀的格式，具有幀頭、寄存器命令、crc校驗(yàn)等。該實(shí)例最重要的地方在于把數(shù)據(jù)的類(lèi)型分類(lèi)，把數(shù)據(jù)類(lèi)型分類(lèi)可以減少設(shè)備的cpu資源，使之動(dòng)態(tài)使用cpu，把重要的數(shù)據(jù)優(yōu)先處理，把實(shí)時(shí)性較差的數(shù)據(jù)延遲處理可以有效地預(yù)防cpu因?yàn)闈M載工作而造成數(shù)據(jù)出錯(cuò)或者丟失現(xiàn)象。

在本說(shuō)明書(shū)中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“本實(shí)施例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

最后應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及串口通信的系統(tǒng)及串口通信方法。本發(fā)明提供了一種傳輸速度快、操作簡(jiǎn)單的全雙工高質(zhì)量的串口通信。串口通信系統(tǒng)包括串口、寄存器以及變量存儲(chǔ)器。首先，通過(guò)UART接口連接負(fù)責(zé)進(jìn)行控制的寄存器以及提供數(shù)據(jù)變量操作的變量存儲(chǔ)器。其次，設(shè)定好相應(yīng)的參數(shù)：幀頭、幀尾、校驗(yàn)、波特率和通信格式，這些參數(shù)用戶可以自定義。最后，發(fā)送對(duì)應(yīng)寄存器或者變量寄存器的串口指令，在寄存器以及變量存儲(chǔ)器接收到指令后，根據(jù)不同類(lèi)別的指令以及不同功能的具體指令內(nèi)容作出相應(yīng)的回應(yīng)。

技術(shù)研發(fā)人員：王洪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京迪文科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2016.03.10
技術(shù)公布日：2017.09.19