[發明專利]異步串口通信波特率自動檢測裝置及其方法

在審

• 申請號: 202011162915.4
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112422363A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 陳虎;劉紀;門正興
• 申請（專利權）人: 成都航空職業技術學院
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

1.異步串口通信波特率自動檢測裝置，其特征在于，包括：

邊緣檢測模塊，用于接收異步串口信號，并通過固定頻率的采樣時鐘信號對異步串口信號進行采樣，得到異步串口信號的上升沿和下降沿信號；

脈寬計數模塊，用于根據上升沿信號或下降沿信號，產生計數使能信號，并實時統計使能信號有效時的時間長度，得到高電平或低電平的位寬計數值；

最小脈寬模塊，用于將高電平的位寬計數值或低電平的位寬計數值與最小脈寬計數值進行比較，并保留較小的值輸出；以及

查表模塊，用于根據最小脈寬模塊輸出的值，查詢其內部存儲的波特率和位寬關系表，得到異步串口發送數據的波特率。

2.根據權利要求1所述的異步串口通信波特率自動檢測裝置，其特征在于，所述邊沿檢測模塊包括：

觸發器U1，用于將異步串口信號與采樣時鐘信號的上升邊沿對齊；

觸發器U2，用于將觸發器U1對齊輸出的信號延時一個時鐘周期；

非門U3，用于對觸發器U2延時后輸出的信號進行取反操作；

非門U4，用于對觸發器U1對齊輸出的信號進行取反操作；

與門U5，用于對非門U3取反操作后輸出的信號與觸發器U1對齊輸出的信號進行組合邏輯“與”操作，得到異步串口信號的上升沿；以及

與門U6，用于對非門U4取反操作后輸出的信號與觸發器U2延時輸出的信號進行組合邏輯“與”操作，得到異步串口信號的下降沿。

3.根據權利要求2所述的異步串口通信波特率自動檢測裝置，其特征在于，所述時鐘周期為100ns。

4.根據權利要求1所述的異步串口通信波特率自動檢測裝置，其特征在于，所述脈寬計數模塊包括：

高電平脈寬計數器，用于根據上升沿信號產生計數使能信號，并實時統計使能信號有效時的時間長度，得到高電平的位寬計數值；

低電平脈寬計數器，用于根據下降沿信號產生計數使能信號，并實時統計使能信號有效時的時間長度，得到低電平的位寬計數值。

5.根據權利要求1所述的異步串口通信波特率自動檢測裝置，其特征在于，所述最小脈寬模塊包括：

觸發器U11，用于對接收到的下降沿信號與采樣時鐘信號的上升邊沿對齊；

比較器U55，用于對低電平的位寬計數值和最小脈寬計數值進行比較；

選擇器A3，用于根據比較器U55的比較結果選取數值較小者輸出；

選擇器A4，用于觸發器U11輸出的信號有效且觸發器U22輸出的信號無效時，將選擇器A3的輸出送入觸發器U33；

觸發器U22，用于對接收到的上升沿信號與采樣時鐘信號的上升邊沿對齊；

比較器U44，用于對高電平的位寬計數值和最小脈寬計數值進行比較；

選擇器A1，用于根據比較器U44的比較結果選取數值較小者輸出；

選擇器A2，用于觸發器U11輸出的信號無效且觸發器U22輸出的信號有效時，將選擇器A1的輸出經選擇器A4送入觸發器U33；以及

觸發器U33，用于保存當前輸入的值與最小脈寬計數值中較小值作為最小脈寬計數值。

6.根據權利要求1所述的異步串口通信波特率自動檢測裝置，其特征在于，所述波特率和位寬關系表包括波特率、波特率對應的每個數據位占用的時間和位寬統計值。

7.根據權利要求6所述的異步串口通信波特率自動檢測裝置，其特征在于，所述位寬統計值設置了3％的容限。