[發明專利]基于低壓物聯感知終端的UART軟件實現方法

在審

• 申請號: 202011528247.2
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112597081A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 葛玉磊;鄭亞崗;隨洪峰;羅鵬
• 申請（專利權）人: 青島鼎信通訊股份有限公司
• 主分類號: G06F13/24
• 分類號: G06F13/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于低壓物聯感知終端的UART軟件實現方法，提出一種多次采樣分組判斷的方法，通過分配給每組采樣數據不同的權重系數對不規則波形分組進行采樣分析，大幅提高了對不規則串口波形的采集準確率；軟件定義的UART通信接口僅需一個定時器和兩個I/O管腳，可在同一個定時器的控制下完成數據的接收和發送，實現了全雙工的異步串口通信方式。本發明解決了實際應用中交互設備串口波形變化過渡時間長、維持時間短，采用硬件UART串口接收數據誤碼率高的問題，具有很強的工程實用性。

技術領域

本發明涉及串口通信技術領域，尤其涉及一種基于低壓物聯感知終端的UART軟件實現方法。

背景技術

低壓物聯感知終端是集多種環境量采集、開關量采集、電能表數據采集等功能于一體的采集設備。產品安裝于JP柜/配電房、分支箱及表箱端，主要承擔通信功能，將采集到的數據以無線或載波方式上傳至智能終端，實現低壓配網(環境量)數據的實時監測。

本發明應用于低壓配電線路自動化領域，該領域產品眾多且質量參差不齊，被采樣設備串口波形變化過渡時間長、維持時間短的現象時有出現，導致通用的硬件串口采樣(三次采樣兩次一致)誤碼率大、數據接收無效的問題。因此，基于軟件UART數據接收采樣點的可編程性，面對交互設備串口波形的不可控因素，軟串口比硬串口更具靈活性和適用性。針對特殊的掛載設備串口波形可以定制對應的串口采樣方案；另一方面，目前用于低壓物聯感知終端的主控芯片硬件UART分別用于實現藍牙通訊、485維護、交采、載波通訊、TCBUS總線通訊、FLASH以及與嵌入式安全控制模塊(ESAM)之間的通訊，隨著業務的拓展產品以及新功能的要求，硬串口資源十分緊張。鑒于上述因素，采用軟件定義UART串口十分必要。

目前，UART的軟件實現方法大致可以分為兩種方式：一種是采用軟件延時進行逐位輸入和輸出數據幀；第二種是利用MCU內部定時器定時輸入、輸出數據幀bit位。軟件延時方式在發送或接收過程中對MCU的占用率較高，數據交互效率較低，這對于低壓配電線路自動化這種實時性要求較高的領域并不適用；定時器方式接收時在中斷中接收，效率相對較高，但發送時往往還是采用阻塞式(持續判斷定時器溢出標志位)的發送方式，導致總體通信效率還是不足，而且兩者都只能進行半雙工通信。

發明內容

本發明針對上述問題，提供了一種基于低壓物聯感知終端的UART軟件實現方法，在已知交互設備串口波形的情況下，可以實現對其進行定向區域采集，提高接收非理想串口波形的準確率；所述方法數據發送和接收完全是在定時器中斷服務中進行的，可以同時進行數據的接收以及發送，實現了全雙工的異步串口通信方式，提高了通信速率，降低了MCU的實際占用率。

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種基于低壓物聯感知終端的軟件定義UART實現方法。

本發明所采取的技術方案是：

基于低壓物聯感知終端的UART軟件實現方法，其數據的接收和發送都在定時器Timer0中進行，定時器Timer0負責處理兩種類型的中斷：定時器捕獲中斷以及定時器溢出中斷，前者主要用于開啟數據的接收功能，后者用于進行數據的接收和發送，當檢測到起始位時，進入定時器捕獲中斷處理函數，開啟數據接收使能和定時器溢出中斷使能，待定時器溢出，進入數據接收流程；有數據發送時，開啟數據發送使能，待定時器溢出，進入數據接收流程；若兩種使能都沒有，則表示沒有數據的收發，無數據收發計數器加一，并判斷無數據收發計數器是否大于無數據收發閾值，若是則關閉定時器Timer0并退出中斷，否則直接退出中斷，無數據收發計數器計數過程中若有數據收發則計數器清零，保證了無數據收發計數器的有效性。

進一步地，所述基于低壓物聯感知終端的UART軟件實現方法，所述數據的接收方法包括以下步驟：

開啟低壓物聯感知終端主控芯片接收管腳RXD的定時器捕獲功能并配置為數字電平下降沿觸發，并開啟定時器捕獲中斷使能；