[發明專利]一種異步單線通信接口電路

有效

• 申請號: 202110161091.7
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112948308B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 高永澤;姚嘉;任金平
• 申請（專利權）人: 杭州微納科技股份有限公司
• 主分類號: G06F13/42
• 分類號: G06F13/42;G06F13/40;G06F13/30
• 代理公司: 北京云科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11483
• 代理人: 張飆

本發明公開了一種異步單線通信接口電路，包括主機和從機，主機和從機上都具有TX腳和RX腳，在主機的TX腳與RX腳線路合并；從機的TX腳和RX腳線路合并；使用一根TRX單線分別連接合并后的主機TX腳、RX腳和從機的TX腳、RX腳，并且僅在主機的TX腳一端設置第一電阻，以及僅在從機的TX腳一端設置第二電阻，實現主機和從機之間的單線通信，通過設置不同阻值的第一電阻和第二電阻，實現優先級的區分，使得接口結構更加簡化，又能夠保證數據傳輸的穩定性。

技術領域

本發明涉及一種通信電路，尤其是一種異步單線通信接口電路。

背景技術

異步通信接口通常由TX/RX兩根數據線及RTX/CTS兩根控制線組成，通信的時候至少需要TX/RX兩根數據線。如圖1所示，主機和從機分別具有TX腳和RX腳，主機的TX腳與從機的RX腳通過一根數據線連接，主機的RX腳與從機的TX腳通過另一根數據線連接，實現數據的相互傳輸。但是在一些實際的產品應用中需要減少數據線的數量以便降低接口的復雜性，比如說平板電腦鍵盤與平板電腦的通信接口。另外異步通信接口要求通信的雙方時鐘偏差不能太大，否則數據發送會出現誤碼。

對此，現有技術文件CN106453383A提供了一種通過一根通信總線進行連接的技術方案，但是由于其在每個主機和從機的TX腳、RX腳和IO口各設置一個電阻R，每個主機和從機都需要額外設置3個電阻，并且在使用過程中需要不停檢測通信總線是否空閑，具有系統的結構復雜程度高，以及數據傳輸效率低的技術缺陷。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種接口結構更加簡化，又保證數據傳輸穩定性的異步單線通信接口電路，而且不需要持續檢測通信總線是否空閑。

為實現上述目的，本發明一種異步單線通信接口電路，包括主機和從機，主機和從機上都具有TX腳和RX腳，在主機的TX腳與RX腳線路合并；從機的TX腳和RX腳線路合并；使用一根TRX單線分別連接合并后的主機TX腳、RX腳和從機的TX腳、RX腳，并且僅在主機的TX腳一端設置第一電阻，以及僅在從機的TX腳一端設置第二電阻，實現主機和從機之間的單線通信。

進一步，通信過程中默認主機的TX腳處于DISABLE狀態，并把IO配置為輸入，RX處于ENABLE狀態，從機的TX/RX配置為ENABLE狀態，此時當從機有數據需要發送給主機的時候隨時可以通過TRX線給主機發送信號，當主機需要給從機發送信號的時候，先使能主機端的TX腳，然后給從機發送信號。

進一步，設置為第一電阻的阻值比第二電阻的阻值小，從而設定通信雙方的主從優先級，以使得主機的TX腳的驅動能力大于從機TX腳的驅動能力，在主機和從機同時發送數據時，TRX單線上的信號受主機控制，確保從機能收到主機的信號；當主機不需要發送數據的時候，主機的TX腳由軟件設定為輸入高阻態，從機可機通過驅動能力較弱的第二電阻給主機發送數據，當主機有數據需要發送給從機的時候，將主機的TX腳設為輸出，由于主機端的第一電阻小，驅動能力強，無需考慮從機TX腳的電平狀態，直接給從機發送數據。

進一步，從機實時檢測發送的數據與接收的數據是否一致，從機檢測到發送的數據與接收的不一至時，重新發送數據。

進一步，將主機端的RX信號同時接到主機上的TIMER或PWM能捕獲信號的引腳上，實時捕獲引腳上的電平變化的時間，通過電平變化的時間來計算從機發送信號的波特率，從而調整主機的系統時鐘或串口的波特率來適應從機信號。

進一步，主機與從機雙方通信首先由從機發起，并在數據的開頭發送特定數據，跟據UART的數據格式標準，TRX線上會出現幾個連續等寬的數據脈沖。

進一步，通過時鐘捕獲模塊TIMER或PWM測量輸出脈沖的時間長度，主機CPU跟據測量的時間計算出從機準確的波特率。

進一步，從機在給主機發送信號的時候可以從RX腳監測TRX單線是否有信號在傳輸。