[發(fā)明專利]無(wú)時(shí)鐘同步信號(hào)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)HOMEBUS總線通信的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110256025.4
• 申請(qǐng)日: 2011-09-01
• 公開（公告）號(hào): CN102447600A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李希志;曹銳;張獻(xiàn)林;張俊喜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島海信日立空調(diào)系統(tǒng)有限公司
• 主分類號(hào): H04L12/40
• 分類號(hào): H04L12/40;H04L7/00
• 代理公司: 山東清泰律師事務(wù)所 37222
• 代理人: 聶磊

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種異步通信方式，具體地說(shuō)，涉及一種無(wú)時(shí)鐘同步信號(hào)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)HOMEBUS總線通信的方法。

背景技術(shù)

80年代末，由于通信與信息技術(shù)的發(fā)展，?出現(xiàn)了對(duì)住宅中各種通信、家電、安保設(shè)備通過(guò)總線技術(shù)進(jìn)行監(jiān)視、控制與管理的商用系統(tǒng)。?當(dāng)時(shí)日本正處于住宅建造過(guò)剩，?房產(chǎn)市場(chǎng)低迷的時(shí)期，?日本建設(shè)省在推進(jìn)智能建筑概念時(shí)，抓住用于住宅的總線技術(shù)為契機(jī)，提出了家庭總線系統(tǒng)概念(?HBS，?Home?Bus?System)，郵政省與通產(chǎn)省于1986年組織曰本電子機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)與電波技術(shù)協(xié)會(huì)共同組建HBS標(biāo)準(zhǔn)委員、在1988年9月制定了?HBS標(biāo)準(zhǔn)。由于其雙絞線通信方式具有無(wú)極性連接，對(duì)于需要現(xiàn)場(chǎng)安裝的制冷設(shè)備尤為重要，另外其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以被廣泛用于日本各大企業(yè)的電器產(chǎn)品中,并且也逐漸應(yīng)用到國(guó)內(nèi)各個(gè)電器生產(chǎn)廠家。

但由于HomeBus收發(fā)器MM1192或MM1007接收的異步通信信息，必須經(jīng)過(guò)同步時(shí)鐘調(diào)制。由于單片機(jī)發(fā)向HomeBus收發(fā)器MM1192或MM1007的異步通信數(shù)據(jù)，必須經(jīng)過(guò)同步時(shí)鐘的調(diào)制。所以目前能夠在異步通信同時(shí)輸出同步時(shí)鐘的單片機(jī)，只有瑞薩電子中的H8系列芯片和富士通的部分芯片支持。

而由于HomeBus無(wú)極性、差分信號(hào)、長(zhǎng)距離以及抗干擾性等優(yōu)點(diǎn)，使得HomeBus在商用空調(diào)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。而HomeBus對(duì)芯片異步通信時(shí)具有同步時(shí)鐘的要求，使得我們選擇單片機(jī)范圍大大縮小，無(wú)論從成本上還是從芯片功能的選擇上都大大受限于H8和富士通系列單片機(jī)。

目前還沒(méi)有解決HomeBus同步時(shí)鐘的完善方法，其他的兩種方式都是非常具有局限性的，一種是用同步方式，另一種是用定時(shí)器模擬同步時(shí)鐘。

其中同步方式一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)必須拆分成三個(gè)字節(jié)的同步數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送，分別模擬起始位、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位和停止位。并且在發(fā)送的同時(shí)無(wú)法同步接收，要想實(shí)現(xiàn)同發(fā)同收只能用兩個(gè)通信端口，一個(gè)同步發(fā)送的同時(shí)另一個(gè)端口實(shí)現(xiàn)同步接收，只能用兩個(gè)通信端口實(shí)現(xiàn)一路通信功能。另外在接收數(shù)據(jù)時(shí)必須將同步方式轉(zhuǎn)換為異步接收方式才能正確接收。這種方式即增加了軟件的復(fù)雜度又浪費(fèi)了硬件資源，同時(shí)通信的可靠性和容錯(cuò)率大大降低。

另一種用定時(shí)器模擬同步時(shí)鐘的方式，也存在致命的缺點(diǎn)。用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)同步時(shí)鐘，必須設(shè)定一個(gè)時(shí)間間隔非常小的定時(shí)器，例如9.6K的通信速率（其他通信速率以此類推），設(shè)計(jì)的同步時(shí)鐘就是19.2K，即定時(shí)間隔時(shí)間為52us。52us意味著如果單指令周期命令為1us，只能在執(zhí)行52條單指令周期指令,就必須執(zhí)行一次中斷，這樣大量的時(shí)間都在中斷中，同時(shí)還必須計(jì)算好進(jìn)中斷壓棧造成的時(shí)間延時(shí)。再就是要解決模擬時(shí)鐘與發(fā)送數(shù)據(jù)的同步問(wèn)題。從理論上講用這種方法為了處理通信時(shí)鐘幾乎不能執(zhí)行其他指令，否則就會(huì)出現(xiàn)模擬的同步時(shí)鐘出現(xiàn)偏差和不同步現(xiàn)象。這也就決定了本方法是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服上述缺陷，提供了一種用不具有同步時(shí)鐘輸出異步通信的單片機(jī)，在異步通信時(shí)用單片機(jī)內(nèi)部PWM信號(hào)模擬出同步時(shí)鐘信號(hào)，實(shí)現(xiàn)HomeBus總線通信，從而可以隨意的選擇單片機(jī)實(shí)現(xiàn)HomeBus通信，而不必局限于H8系列和富士通系列單片機(jī)的無(wú)時(shí)鐘同步信號(hào)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)HOMEBUS總線通信的方法。

本發(fā)明的無(wú)時(shí)鐘同步信號(hào)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)HOMEBUS總線通信的方法的技術(shù)方案是這樣的：?jiǎn)纹瑱C(jī)設(shè)置為具有PWM輸出功能的單片機(jī)，單片機(jī)的RXD、TXD、PWM端口分別和HOMEBUS的RXD、TXD、SCK端口連接，其包括下列步驟：

1：開機(jī)啟動(dòng)單片機(jī)初始化；

2：通信端口初始化；

3：設(shè)置異步通信的起始位、數(shù)據(jù)、校驗(yàn)位和停止位；

4：設(shè)置單片機(jī)的異步通信波特率；

5：設(shè)置單片機(jī)的PWM引腳輸出波特率為異步通信波特率的2倍;

6：PWM輸出啟動(dòng)；

7：檢測(cè)總線是否空閑，如果不空閑等待隨機(jī)時(shí)間再檢測(cè)，如果空閑，進(jìn)入步驟8：

8：PWM輸出同步，同時(shí)開啟異步發(fā)送；

9：檢驗(yàn)接收發(fā)送的數(shù)據(jù)是否一致，如果不一致，進(jìn)入重發(fā)狀態(tài)，回步驟7，如果一致進(jìn)入步驟10:

10：檢驗(yàn)發(fā)送是否結(jié)束，如果結(jié)束，就返回等待下次發(fā)送，如果沒(méi)有結(jié)束，就回步驟7繼續(xù)發(fā)送其他數(shù)據(jù)。

單片機(jī)的異步通信波特率設(shè)置，設(shè)置單片機(jī)的異步通信波特率和PWM輸出信號(hào)的通信速率，且PWM輸出信號(hào)的通信速率為異步通信速率的2?倍。