CN106372012A - 一种不使用握手控制线的串口唤醒系统及串口通信方法 - Google Patents

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Abstract

一种不使用握手控制线的串口唤醒系统及串口通信方法。所述串口唤醒系统包括唤醒处理器和被唤醒处理器，唤醒处理器上设有通用输入/输出端、串口接收端和串口发送端，被唤醒处理器上亦设有通用输入/输出端、串口接收端和串口发送端，被唤醒处理器的串口接收端与被唤醒处理器的通用输入/输出端连接。本发明还包括使用串口唤醒系统进行串口通信的方法。使用本发明，有利于简化硬件连线，使得系统的互耦性降低。因为使用标准的串口通信，有利于提高系统的通用性。

Description

一种不使用握手控制线的串口唤醒系统及串口通信方法
技术领域
本发明涉及一种不使用握手控制线的串口唤醒系统及串口通信方法。
背景技术
在电子产品中，串口通信是2个处理器之间最常用的通信方式；系统使用睡眠机制是最常用的降低功耗的手段。但是，在睡眠机制下系统的处理器停止运行，系统时钟停止工作，代码不再执行，直到有中断事件触发处理器，系统时钟被唤醒，cpu处理中断事件。系统框图如图1所示，图中，Gpio（General Purpose Input Output）表示通用输入/输出；Uart（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）表示串口；Uart tx表示串口发送端；Uart rx表示串口接收端。
所以在处理器睡眠的时候，处理器无法进行串口的数据的收发；即使改良芯片，在睡眠状态下，串口的收数据引脚增加中断功能，能够唤醒处理器，也会因为处理器从休眠状态到串口数据处理状态有延时，导致接收数据丢失。
针对这种情况，现有的技术方案都是增加握手控制线，在要发送数据前，拉低握手控制线，唤醒接收处理器。延时一段时间，确认接收处理器就绪后，再发送数据。
使用握手控制线进行通信的示意图如图2所示。此种方案虽然能保证系统能从睡眠中被唤醒，也能进行正常的uart通信。但是这种设计有一个明显缺点：除了标准的串口线（tx，rx）外，处理器与处理器之前需要额外的握手控制线，互用性与通用性被限制，适用范围小。例如pc上有标准串口，但是没有gpio可以用作握手控制线，基本没法使用该方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种适用范围广，通用性高的不使用握手控制线的串口唤醒系统及串口通信方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种不使用握手控制线的串口唤醒系统，包括唤醒处理器和被唤醒处理器，唤醒处理器上设有通用输入/输出端（即gpio端口）、串口接收端（即uart rx 端口）和串口发送端（即uart tx 端口），被唤醒处理器上亦设有通用输入/输出端（即gpio端口）、串口接收端（即uart rx 端口）和串口发送端（即uart tx 端口），被唤醒处理器的串口接收端（即uart rx端口）与被唤醒处理器的通用输入/输出端（即gpio端口）连接。
进一步，所述唤醒处理器和被唤醒处理器均设有两个通用输入/输出端（即gpio端口），被唤醒处理器的串口接收端（即uart rx 端口）与被唤醒处理器的其中一个通用输入/输出端（即gpio端口）连接。利用被唤醒处理器的串口接收端（即uart rx 端口）的电平数据变化，引发中断，唤醒被唤醒处理器。
进一步，在被唤醒处理器的串口接收端（即uart rx 端口）和与其连接的被唤醒处理器的通用输入/输出端（即gpio端口）之间设有低通滤波电路。低通滤波电路把连续的串口数据变为稳定的低电平信号，使得被唤醒处理器的串口接收端（即uart rx 端口）能准确的捕捉所述低电平信号。
进一步，所述低通滤波电路为RC低通滤波电路，RC低通滤波电路包括一电阻和一电容，电阻一端与被唤醒处理器的串口接收端（即uart rx 端口）相连，电阻另一端与被唤醒处理器的通用输入/输出端（即gpio端口）相连；电容一端与被唤醒处理器的通用输入/输出端（即gpio端口）相连，电容另一端接地。
一种不使用握手控制线的串口通信方法：取消握手控制线，两处理器之间的通讯只用串口的tx与rx来收发数据。在两处理器需要进行通信的情况下，唤醒处理器的串口发送端（即uart tx 端口）向处于睡眠状态的被唤醒处理器发送连续低电平数据，所述连续低电平数据作为唤醒帧用于唤醒被唤醒处理器。连续低电平数据在被唤醒处理器的串口接收端（即uart rx 端口）与通用输入/输出端（即gpio端口）之间的低通滤波电路作用下，转变为稳定的连续低电平信号。所述稳定的连续低电平信号作为中断事件触发被唤醒处理器，禁止被唤醒处理器进入睡眠状态。被唤醒处理器的串口发送端（即uart tx 端口）向唤醒处理器的串口接收端（即uart rx 端口）回送唤醒响应帧。唤醒处理器等待唤醒响应帧的到来。当唤醒处理器的串口接收端（即uart rx 端口）收到唤醒响应帧后，唤醒处理器的串口发送端（即uart tx 端口）向被唤醒处理器的串口接收端（即uart rx 端口）发送正常数据帧。被唤醒处理器的串口接收端（即uart rx 端口）在收到正常数据帧后，被唤醒处理器的串口发送端（即uart tx 端口）向唤醒处理器的串口接收端（即uart rx 端口）回送串口数据回复帧。唤醒处理器等待串口数据回复帧的到来。当唤醒处理器的串口接收端（即uartrx 端口）收到串口数据回复帧后，串口通信结束。同时，被唤醒处理器再次进入睡眠状态。
本发明在被唤醒处理器的串口接收端与通用输入/输出端（即gpio端口）之间搭建一个低通滤波电路，取消握手信号线。在进行串口通信过程中，通过串口发送连续的低电平信号，唤醒被唤醒处理器。连续的低电平信号经过低通滤波电路到gpio的时候，会形成稳定的连续低电平信号。如果未设低通滤波电路，被唤醒处理器的gpio与uart rx 端口直接连接的话，被唤醒处理器的gpio收到的将会是带毛刺的波形信号，这对于处理器的唤醒带来很多异常情况处理。经过低通滤波电路后，被唤醒处理器的gpio收到的是连续的、稳定的、低电平信号。
本发明使用标准串口的tx、rx进行通讯，使用标准接口，取消握手控制线，环境搭建简单，能灵活与其他处理器搭配。本发明增加低通滤波电路，把串口数据变为连续稳定的低电平信号，把串口的数据变为连续稳定的低电平信号，保证被唤醒处理器能正确的识别中断，能从睡眠中被唤醒。本发明的唤醒处理器预先发送连续的低电平数据（即唤醒帧），然后才是发送有效数据（即正常数据帧），把正常数据帧与唤醒帧区分开，以利于保证串口通讯正常，睡眠机制正常，实现唤醒与通信的双功能。
使用本发明，有利于简化硬件连线，使得处理器的互耦性降低。因为使用标准的串口通信，有利于提高处理器的通用性。
附图说明
图1为现有技术的唤醒处理器和被唤醒处理器通信示意图。
图2为增加握手控制线后的唤醒处理器和被唤醒处理器通信示意图。
图3为本发明唤醒处理器和被唤醒处理器通信示意图。
图4为唤醒处理器的Uart tx端口连续发送的低电平数据串口波形和被唤醒处理器的gpio收到的经RC低通滤波电路后的波形。
图5为唤醒处理器和被唤醒处理器之间唤醒帧、唤醒响应帧、正常数据帧、正常数据回复帧的传输图；
图6（a）为唤醒处理器的通信流程图；
图6（b）为被唤醒处理器的通信流程图。
图中，1——唤醒处理器，2——被唤醒处理器。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
参照图3，一种不使用握手控制线的串口唤醒系统，包括唤醒处理器1和被唤醒处理器2，唤醒处理器1上设有通用输入/输出端（即gpio端口）、串口接收端（即uart rx 端口）和串口发送端（即uart tx 端口），被唤醒处理器2上亦设有通用输入/输出端（即gpio端口）、串口接收端（即uart rx 端口）和串口发送端（即uart tx 端口），被唤醒处理器2的串口接收端（即uart rx 端口）与被唤醒处理器2的通用输入/输出端（即gpio端口）连接。
本实施例中，所述唤醒处理器1和被唤醒处理器2均设有两个通用输入/输出端（即gpio端口），被唤醒处理器2的串口接收端（即uart rx 端口）与被唤醒处理器的其中一个通用输入/输出端（即gpio端口）连接。利用被唤醒处理器2的串口接收端（即uart rx 端口）的电平数据变化，引发中断，唤醒被唤醒处理器2。
本实施例中，在被唤醒处理器2的串口接收端（即uart rx 端口）和与其连接的被唤醒处理器2的通用输入/输出端（即gpio端口）之间设有低通滤波电路。低通滤波电路把连续的串口数据变为稳定的低电平信号，使得被唤醒处理器2的串口接收端（即uart rx 端口）能准确的捕捉所述低电平信号。
所述低通滤波电路为RC低通滤波电路，RC低通滤波电路包括一电阻和一电容，电阻一端与被唤醒处理器的串口接收端（即uart rx 端口）相连，电阻另一端与被唤醒处理器的通用输入/输出端（即gpio端口）相连；电容一端与被唤醒处理器的通用输入/输出端（即gpio端口）相连，电容另一端接地。
参照图6（a）、图6（b），一种不使用握手控制线的串口通信方法：取消握手控制线，两处理器之间的通讯只用串口的tx与rx来收发数据。首先由唤醒处理器判断是否需要进行通信。在两处理器需要进行通信的情况下，唤醒处理器1的串口发送端（即uart tx 端口）向处于睡眠状态的被唤醒处理器2发送连续低电平数据，所述连续低电平数据作为唤醒帧用于唤醒被唤醒处理器2。被唤醒处理器2原有状态为睡眠状态。被唤醒处理器2实时判断是否有中断事件过来。连续低电平数据在被唤醒处理器2的串口接收端（即uart rx 端口）与通用输入/输出端（即gpio端口）之间的低通滤波电路作用下，转变为稳定的连续低电平信号。所述稳定的连续低电平信号作为中断事件触发被唤醒处理器2，禁止被唤醒处理器2进入睡眠状态。被唤醒处理器2的串口发送端（即uart tx 端口）向唤醒处理器1的串口接收端（即uart rx 端口）回送唤醒响应帧。唤醒处理器1等待唤醒响应帧的到来。当唤醒处理器1的串口接收端（即uart rx 端口）收到唤醒响应帧后，唤醒处理器1的串口发送端（即uart tx 端口）向被唤醒处理器2的串口接收端（即uart rx 端口）发送正常数据帧。被唤醒处理器2的串口接收端（即uart rx 端口）在收到正常数据帧并对数据处理后，被唤醒处理器2的串口发送端（即uart tx 端口）向唤醒处理器1的串口接收端（即uart rx 端口）回送串口数据回复帧（即正常数据回复帧）。唤醒处理器1等待串口数据回复帧的到来。当唤醒处理器1的串口接收端（即uart rx 端口）收到串口数据回复帧后，串口通信结束。同时，被唤醒处理器2再次进入睡眠状态。
本发明在被唤醒处理器2的串口接收端与通用输入/输出端（即gpio端口）之间搭建一个低通滤波电路，取消握手信号线。在进行串口通信过程中，通过串口发送连续的低电平信号，唤醒被唤醒处理器2。连续的低电平信号经过低通滤波电路到gpio的时候，会形成稳定的连续低电平信号。如果未设低通滤波电路，被唤醒处理器2的gpio与uart rx 端口直接连接的话，被唤醒处理器2的gpio收到的将会是带毛刺的波形信号，这对于处理器的唤醒带来很多异常情况处理。经过低通滤波电路后，被唤醒处理器2的gpio收到的是连续的、稳定的、低电平信号（参见图4）。
本发明使用标准串口的tx、rx进行通讯，使用标准接口，取消握手控制线，环境搭建简单，能灵活与其他处理器搭配。本发明增加低通滤波电路，把串口数据变为连续稳定的低电平信号，把串口的数据变为连续稳定的低电平信号，保证被唤醒处理器2能正确的识别中断，能从睡眠中被唤醒。本发明的唤醒处理器1预先发送连续的低电平数据（即唤醒帧），然后才是发送有效数据（即正常数据帧），把正常数据帧与唤醒帧区分开（参见图5），以利于保证串口通讯正常，睡眠机制正常，实现唤醒与通信的双功能。
以上对本发明的一种优选具体实施方式作了详细介绍。所述具体实施方式只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种不使用握手控制线的串口唤醒系统，包括唤醒处理器和被唤醒处理器，唤醒处理器上设有通用输入/输出端、串口接收端和串口发送端，被唤醒处理器上亦设有通用输入/输出端、串口接收端和串口发送端，其特征在于，被唤醒处理器的串口接收端与被唤醒处理器的通用输入/输出端连接。
2.根据权利要求1所述的不使用握手控制线的串口唤醒处理器，其特征在于，所述唤醒处理器和被唤醒处理器均设有两个通用输入/输出端，被唤醒处理器的串口接收端与被唤醒处理器的其中一个通用输入/输出端连接。
3.根据权利要求1或2所述的不使用握手控制线的串口唤醒系统，其特征在于，在被唤醒处理器的串口接收端和与其连接的被唤醒处理器的通用输入/输出端之间设有低通滤波电路。
4.根据权利要求1或2所述的不使用握手控制线的串口唤醒系统，其特征在于，所述低通滤波电路为RC低通滤波电路，RC低通滤波电路包括一电阻和一电容，电阻一端与被唤醒处理器的串口接收端相连，电阻另一端与被唤醒处理器的通用输入/输出端相连；电容一端与被唤醒处理器的通用输入/输出端相连，电容另一端接地。
5.一种使用如权利要求1-4任一项所述不使用握手控制线的串口唤醒系统进行串口通信的方法，其特征在于，包括如下步骤：
取消握手控制线，两处理器之间的通讯只用串口的发送端与接收端来收发数据；在两处理器需要进行通信的情况下，唤醒处理器的串口发送端向处于睡眠状态的被唤醒处理器发送连续低电平数据，所述连续低电平数据作为唤醒帧用于唤醒被唤醒处理器；连续低电平数据在被唤醒处理器的串口接收端与通用输入/输出端之间的低通滤波电路作用下，转变为稳定的连续低电平信号；所述稳定的连续低电平信号作为中断事件触发被唤醒处理器，禁止被唤醒处理器进入睡眠状态；被唤醒处理器的串口发送端向唤醒处理器的串口接收端回送唤醒响应帧；唤醒处理器等待唤醒响应帧的到来；当唤醒处理器的串口接收端收到唤醒响应帧后，唤醒处理器的串口发送端向被唤醒处理器的串口接收端发送正常数据帧；被唤醒处理器的串口接收端在收到正常数据帧后，被唤醒处理器的串口发送端向唤醒处理器的串口接收端回送串口数据回复帧；唤醒处理器等待串口数据回复帧的到来；当唤醒处理器的串口接收端收到串口数据回复帧后，串口通信结束；同时，被唤醒处理器再次进入睡眠状态。
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