一种全双工频率自适应的通讯方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种全双工频率自适应的通讯方法及系统，应用于主设备，主设备与从设备通过通信接口连接，方法包括：通过通信接口根据预设协议发送或接收数据信号，预设协议为发送数据信号时，同时发送时钟信号，接收数据信号时，同时接收时钟信号；确定当前数据传输方向，当前数据传输方向包括：主设备至从设备或者从设备至主设备。本发明专利技术通过通信接口的预设协议实现了模拟多路全双工串口通信，保证了数据收发同时进行，提升了通讯效率。提升了通讯效率。提升了通讯效率。

【技术实现步骤摘要】
一种全双工频率自适应的通讯方法及系统


[0001]本专利技术涉及UART接口对多路全双工通信端口模拟扩展
，具体涉及一种全双工频率自适应的通讯方法及系统。

技术介绍

[0002]由于单片机的I/O资源有限，只有少量I/O端口具备UART功能，极大的限制了系统设计灵活性，并且主设备有时候需要连接多个从设备进行数据传输，
[0003]无法同时接入多路串口；主设备与从设备不同的通信距离，不能保证数据传输的快速和稳定；常用的串口通讯技术不能完全保证数据在全双工模式下运行，极大限制了通讯效率；其次是通用UART连接设备有限，只支持点对点的连接方式，在一些需要实现群发功能的应用场合不太适合；在一些电磁环境复杂且封闭仪器内部进行数据传输，现有基于串口技术的传输接口无法屏蔽干扰，会造成数据丢包或错误严重，这时就需要用其它方式解决多路全双工数据传输通信问题。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种全双工频率自适应的通讯方法及系统。
[0005]本专利技术公开了一种全双工频率自适应的通讯方法，应用于主设备，所述主设备与从设备通过通信接口连接，所述通讯方法包括：
[0006]通过所述通信接口根据预设协议发送或接收数据信号，其中，所述预设协议为发送数据信号时，同时发送时钟信号，接收数据信号时，同时接收时钟信号；
[0007]确定当前数据传输方向，其中，所述当前数据传输方向包括：所述主设备至所述从设备或者所述从设备至所述主设备；
[0008]其中，所述主设备与所述从设备通信时先调节通信频率，所述通信频率调节包括：
[0009]所述主设备发送测试数据至所述从设备；
[0010]所述从设备经过接收到的所述测试数据转发至所述主设备上；
[0011]基于所述主设备发送的所述测试数据和接收的所述测试数据，得到该频率下的通信误码率；
[0012]若所述通信误码率符合通讯要求，则所述频率能正常通讯；
[0013]若所述通信误码率不符合通讯要求，则更换频率测试直至所述通信误码率符合通讯要求。
[0014]优选的是，所述通信误码率不符合通讯要求，则更换频率测试直至所述通信误码率符合通讯要求包括：
[0015]若所述通信误码率不符合通讯要求，则对通讯频率较少Δf1后，再次进行测试；
[0016]若所述通信误码率为0且频率增加标志位不为1，则测试计数清零，通讯频率增加Δf1且频率减少标志位置1后，再次进行测试。
[0017]优选的是，若测试数量大于10且频率微调模式标志位不为1，则通讯频率增加Δf2，所述频率减少标志位置0、所述频率增加标志位置1和所述频率微调模式标志位置1，循环测试直至所述通信误码率符合通讯要求。
[0018]优选的是，所述主设备最大的通讯频率小于所述从设备的最小时钟频率。
[0019]优选的是，所述主设备和多个所述从设备通讯时，通过多次询问的方式并结合优先级来确认与所述从设备的通讯顺序。
[0020]优选的是，所述主设备与多个所述从设备通讯时，将所述从设备的地址序列号作为识别码发送到所述主设备。
[0021]优选的是，所述时钟信号延迟所述数据信号T/4周期发送，对应的从设备在时钟上升沿或者下降沿采集数据。
[0022]本专利技术还提供一种全双工频率自适应的通讯系统，应用于主设备，所述主设备与从设备通过通信接口连接，所述通讯系统包括：
[0023]通信接口模块，用于根据预设协议发送或接收数据信号，其中，所述预设协议为发送或接收数据信号时，同时发送或接收时钟信号；
[0024]确定模块，用于确定当前数据传输方向，其中，所述当前数据传输方向包括：主设备至从设备或者从设备至主设备；
[0025]传输模块，用于根据所述当前数据传输方向，与所述从设备进行数据传输。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0027]本专利技术通过通信接口的预设协议实现了模拟多路全双工串口通信，保证了数据收发同时进行，提升了通讯效率。
附图说明
[0028]图1为本专利技术全双工频率自适应的通讯方法的流程图；
[0029]图2为本专利技术全双工频率自适应的通讯方法中数据传输图。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]下面结合附图对本专利技术做进一步的详细描述：
[0032]参照图1，本专利技术公开了一种全双工频率自适应的通讯方法，应用于主设备，主设备与从设备通过通信接口连接，通讯方法包括：
[0033]通过通信接口根据预设协议发送或接收数据信号，其中，预设协议为发送数据信号时，同时发送时钟信号，接收数据信号时，同时接收时钟信号；
[0034]确定当前数据传输方向，其中，当前数据传输方向包括：主设备至从设备或者从设备至主设备；
[0035]具体地，该方法可应用于大数据量、干扰信号环境较为杂乱的强电封闭设备结构内部的数据传输。网络接口通信以基于UART串口为主，修改了网络通信接口硬件电路，并在
通信协议上进行了进一步更改，通信协议在串口数字量通信协议的技术上增加了时钟信号，将传统的帧同步电平信号通过时钟信号同步，提高了同步通信传输效率且实现了全双工通信，实现对原有通信协议的适用，可以满足主设备与从设备之间的时序控制和数据传输。为确保通信的可靠性和稳定性，网络接口通信以基于UART串口为主，主要使用异步串行差分的架构形式建立的网络通信方式。
[0036]参照图2，主设备发送数据时，主设备将需要发送的数据通过数据发送模块经过网络通信接口发送至从设备(单片机/FPGA)进行缓存，完成主设备数据发送过程。主设备接收数据时，从设备(单片机/FPGA)的数据发送模块，经过网络通信接口将数据发送至主设备，主设备的数据接收模块对数据缓存，完成主设备对外部从设备数据的接收过程。其中，主从设备分别为数据接收/发送模块的接收和发送提供时钟信号。主设备与从设备(单片机/FPGA)的通信频率确定之后：通过网络通信接口，能够在极短的时间内完成多路全双工数据的收发，保证了数据收发效率。
[0037]在本实施例中，主设备与从设备通信时先调节通信频率，通信频率调节包括：
[0038]主设备发送测试数据至从设备；
[0039]从设备经过接收到的测试数据转发至主设备上；
[0040]基于主设备发送的测试数据和接收的测试数据，得到该频率下的通信误码率；
[0041]若通信误码率符合通讯要求，则频率能正常通讯；
[0042]若通信误码率不符合通讯要求，则更换频率测试直至通信误码率符合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全双工频率自适应的通讯方法，其特征在于，应用于主设备，所述主设备与从设备通过通信接口连接，所述通讯方法包括：通过所述通信接口根据预设协议发送或接收数据信号，其中，所述预设协议为发送数据信号时，同时发送时钟信号，接收数据信号时，同时接收时钟信号；确定当前数据传输方向，其中，所述当前数据传输方向包括：所述主设备至所述从设备或者所述从设备至所述主设备；其中，所述主设备与所述从设备通信时先调节通信频率，所述通信频率调节包括：所述主设备发送测试数据至所述从设备；所述从设备经过接收到的所述测试数据转发至所述主设备上；基于所述主设备发送的所述测试数据和接收的所述测试数据，得到该频率下的通信误码率；若所述通信误码率符合通讯要求，则所述频率能正常通讯；若所述通信误码率不符合通讯要求，则更换频率测试直至所述通信误码率符合通讯要求。2.根据权利要求1所述的全双工频率自适应的通讯方法，其特征在于，所述通信误码率不符合通讯要求，则更换频率测试直至所述通信误码率符合通讯要求包括：若所述通信误码率不符合通讯要求，则对通讯频率较少Δf1后，再次进行测试；若所述通信误码率为0且频率增加标志位不为1，则测试计数清零，通讯频率增加Δf1且频率减少标志位置1后，再次进行测试。3.根据权利要求2所述的全双工频率自适应的通讯方法，其特征在于，若测试数量大于10且频率微...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐源，王水涛，米楠，
申请(专利权)人：杭州相芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：