CN106569976A - 一种串口通信系统及通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于通信技术领域，提供了一种串口通信系统，所述通信系统包括：一接收线和一发送线；具有一个串口的主机，所述串口分别连接所述接收线和发送线，所述主机用于通过发送线发送目标串口通信设备标识信号；多个从机，所述多个从机分别通过所述接收线和发送线挂接于所述主机的串口，用于分别接收目标串口通信设备标识信号，并判断所述目标串口通信设备标识信号是否与预设的自身标识信号相匹配，匹配的从机与所述主机建立通信连接。本发明的方案可以使主机可以通过该一个串口实现与多个具有串口通信设备之间的通信，而不需要改变本身的物理结构，在有效提高通信效率的同时降低了系统的成本。

Description

一种串口通信系统及通信方法
技术领域
本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种串口通信系统及通信方法
背景技术
串口通信是非常重要的通信方式，在产品的开发和运用中，基本上都会用到串口通信，特别是一些大家电，往往拥有几个单片机，他们之间的通信桥梁架接就是串口通信方式。但是在实际运用当中，单片机一般最多只有两组串口通信口，如果我们开发的产品所需要的串口通信超过两个及以上时，就会出现瓶颈。目前，主要是通过增加单片机的物理串口数量来实现多个串口的通信功能，但是其成本是远远高于普通单片机。
发明内容
本发明实施例提供一种串口通信系统，旨在保持原有的单片机物理结构不变的基础上，实现多个串口通信。
本发明实施例是这样实现的，一种串口通信系统，所述通信系统包括：
一接收线和一发送线；
具有一个串口的主机，所述串口分别连接所述接收线和发送线，所述主机用于通过发送线发送目标串口通信设备标识信号；
多个从机，所述多个从机分别通过所述接收线和发送线挂接于所述主机的串口，用于分别接收目标串口通信设备标识信号，并判断所述目标串口通信设备标识信号是否与预设的自身标识信号相匹配，匹配的从机与所述主机建立通信连接。
优选地，所述匹配的从机还用于：
当判断所述接收的目标串口通信设备标识信号与预设的自身标识信号相匹配时，发送一应答信号给所述主机。
优选地，所述应答信号的频率与对应的目标串口通信设备标识信号的频率及对应预设的自身标识信号的频率相同。
优选地，所述串口通信系统包括一接收线和一发送线，具有一个串口的主机，多个从机，多个从机分别通过所述接收线和发送线挂接于所述主机的串口，其特征在于，所述串口通信方法包括：
主机通过发送线发送目标串口通信设备标识信号；
多个从机分别接收所述目标串口通信设备标识信号，并判断所述目标串口通信设备标识信号是否与预设的自身标识信号相匹配；
若所述从机的判断结果为是，所述主机与相匹配的从机建立通信连接。
优选地，在若所述从机的判断结果为是的步骤之后，所述串口通信方法还包括：
匹配的从机通过接收线向主机发送应答信号；
主机接收所述应答信号，与所述匹配的从机建立通信连接。
优选地，所述多个从机分别接收所述目标串口通信设备标识信号，并判断所述目标串口通信设备标识信号是否与预设的自身标识信号相匹配的方法为：
所述多个从机分别同时接收所述目标串口通信设备标识信号；
每个从机将接收到的目标串口通信设备标识信号与其预设的自身标识信号进行比较是否匹配；
如果相匹配，则对应从机的判断结果为是；如果不匹配，则对应从机的判断结果为否。
优选地，所述主机通过发送线发送目标串口通信设备标识信号的步骤，具体为：
所述主机在预设时间内通过发送线发送一目标串口通信设备标识信号。
优选地，若主机在预设时间内未通过发送线发送目标串口通信设备标识信号，则判断为所述主机与当前匹配的从机正在通信。
优选地，所述目标串口通信设备标识信号为一方波信号。
优选地，所述应答信号的频率与对应的目标串口通信设备标识信号的频率及对应预设的自身标识信号的频率相同。
本发明实施例提供的一种串口通信系统及通信方法，在主机只有一个串口的情况下，其输入和输出线路上可以挂接多个需要与之通信的从机设备，主机可以通过该一个串口实现与多个具有串口通信设备之间的通信，而不需要改变本身的物理结构，在有效提高通信效率的同时降低了系统的成本。
附图说明
图1是本发明实施例提供的串口通信系统的结构框图；
图2是本发明实施例提供的串口通信方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的实施例提供一种串口通信系统，包括一接收线和一发送线；
具有一个串口的主机，所述串口分别连接所述接收线和发送线，所述主机用于通过发送线发送目标串口通信设备标识信号；
多个从机，所述多个从机分别通过所述接收线和发送线挂接于所述主机的串口，用于分别接收目标串口通信设备标识信号，并判断所述目标串口通信设备标识信号是否与预设的自身标识信号相匹配，匹配的从机与所述主机建立通信连接。
结合图1所示，图1中所示的实施例中，所述串口通信系统包括一个主机A1及多个从机，即第一从机B0、第二从机B1、……、第n+1从机Bn，其中n为0或大于等于1的正整数。
当然，在另外的实施例中，可以把第一从机B0定义为主机，其他通信设备作为从机。
图1中，主机A1通过自身串口与一发送线TX及一接收线RX相连接，所述同一发送线TX及同一接收线RX上还分别挂接有多个从机，即多个串口通信设备，所述每个从机都是通过接收线RX及发送线TX与主机A1的串口相连接并可以进行通信。
当主机A1发送一个信号时，所述第一从机B0，第二从机B1，……，第n+1从机Bn都可以收到此信号，当然，所述第一从机B0，第二从机B1，……，第n+1从机Bn接收此信号的方式可以是同时接收该信号，也可以时按照不同的协议分时接收此信号，本实施例中多个从机为同时接收主机发送的信号。
当主机A1需要发送数据进行通信的时候，要先确定需要发送的目标设备，也就是需要发送的目标从机。具体地：主机A1会通过发送线TX首先发送一个起始信号，即目标串口通信设备标识信号，而每个从机的区分都是通过起始信号来判断是否是自己需要接收的数据。
优选地，所述每个从机：第一从机B0，第二从机B1，……，第n+1从机Bn会预先设置一个自身标识信号，不同从机的自身标识信号是不一样的，而主机A1每次发送的目标串口通信设备标识信号会与其中一个从机的预设自身标识信号相匹配，而与另外的从机的预设自身标识信号不匹配。
本实施例中，优选地，所述目标串口通信设备标识信号为一方波信号。现在假设1K方波为第一从机B0预存的自身标识信号，2K方波为第二从机B1预存的自身标识信号，n+1K方波为Bn预存的自身标识信号。那么当主机A1发送的1K的方波信号时，第一从机设备B0会接收到该方波信号并与其预存的自身标识信号进行比较是否匹配，因为第一从机B0预存的自身标识信号也为1K方波信号，因此第一从机设备B0判断主机A1将会与其进行通信，第一从机设备B0会做好接收主机A1数据的准备。与此同时，其他多个从机也会接收主机A1发送的方波信号，并与预设的自身标识信号进行比较，得到结果是不匹配，因此其他从机设备不予理会，等待主机A1发送下一个目标串口通信设备标识信号。
本发明上述实施例的方波的频率大小一般20K是可以接受的，最大的40K以内。当然，本发明的实施例也可以通过拉低电平的时间来区分发送给不同的从机设备的信号，但该种通信信号的抗干扰能力相对较弱。
进一步地，作为本发明实施例的进一步改进，为了进一步提高主机与从机之间的通信效率，所述主机在预设时间内通过发送线发送所述目标串口通信设备标识信号，这样就可以有效避免闲时浪费，同时系统可以实时自检其自身的工作状态。
上述实施例中的预设时间可以根据实际的需求进行设置，预设时间越长，两个设备之间的通信时间越长，该时间根据挂接的从设备数量进行确定，一般挂接的通信设备越多，预设时间设置越长，以防止无法识别方波频率的情况发生。本实施例中，所述预设时间为0.5S，对应的挂接的从机通信设备的数量大概在10个左右。
上述的实施例中，在后续的通信过程中，如果主机A1没有在预设时间内发出方波信号，则认为主机A1一直与一从机通信设备进行通信，需要等待主机A1与对应从机设备通信完毕后，主机A1再次发出目标串口通信设备标识信号。
更进一步地，为了进一步增强主机与从机之间通信链路建立的稳固性及准确性，本发明的上述实施中，当所述第一从机B0判断主机A1发送的标识信号与自身预存标识信号相匹配时，第一从机B0与主机A1建立通信连接前，所述第一从机B0需要发送应答信号给所述主机A1。即第一从机B0判断主机A1发送的标识信号与自身预存标识信号相匹配时，会给主机A1发送1K方波信号，从而告诉主机A1是第一从机B0发送回去的应答信号。通过这种方式，主机A1就可以准确的建立与第一从机B0之间的通信链路，从而可以实现与多个从机通信设备进行串口通信，而不需要增加多个串口功能。
上述实施例中，所述应答信号的频率与对应的目标串口通信设备标识信号的频率及对应预设的自身标识信号的频率相同。所述应答信号、目标串口通信设备标识信号机自身标识信号都为方波信号。
结合图2所述，本发明实施例还提供一种串口通信方法，所述通信方法包括：
主机通过发送线TX发送目标串口通信设备标识信号；
多个从机分别接收所述目标串口通信设备标识信号，并判断所述目标串口通信设备标识信号是否与预设的自身标识信号相匹配；
如果所述从机的判断结果为是，所述主机与相匹配的从机建立通信连接；
如果所述从机的判断结果为否，继续侦听主机发送的目标串口通信设备标识信号。
优选地，在若所述从机的判断结果为是的步骤之后，所述串口通信方法还包括：
匹配的从机通过接收线向主机发送应答信号；
主机接收所述应答信号；
主机与所述匹配的从机建立通信连接。
进一步地，所述多个从机分别接收所述目标串口通信设备标识信号，并判断所述目标串口通信设备标识信号是否与预设的自身标识信号相匹配的方法为：
所述多个从机分别同时接收所述目标串口通信设备标识信号；
每个从机将接收到的目标串口通信设备标识信号与其预设的自身标识信号进行比较是否匹配；
如果相匹配，则对应从机的判断结果为是；如果不匹配，则对应从机的判断结果为否。
结合图1所示，当所述主机A1通过发送线TX发送目标串口通信设备标识信号后，所述第一从机B0、第二从机B1、……及第n+1从机Bn会同时接收到主机A1发送的目标串口通信设备标识信号。每个从机分别判断所述目标串口通信设备标识信号是否与其预设的自身标识信号相匹配，若相匹配，则对应从机的判断结果为是，若不匹配，则对应从机的判断结果为否。
如，主机A1发送1K的方波信号时，第一从机设备B0会接收到该方波信号并与其预存的自身标识信号进行比较是否匹配，因为第一从机B0预存的自身标识信号也为1K方波信号，因此第一从机设备B0判断主机A1发送的方波信号与预设的自身标识信号相匹配，第一从机B0的判断结果就为是，第一从机设备B0会做好接收主机A1数据的准备。与此同时，其他多个从机也会接收主机A1发送的1K方波信号，并与预设的自身标识信号进行比较，得到结果是不匹配，因此其他从机设备不予理会，直接忽略该信号并继续侦听发送线上的数据，等待主机A1发送下一个目标串口通信设备标识信号。
本实施例中，所述主机通过发送线发送目标串口通信设备标识信号的方法为：所述主机在预设时间内通过发送线发送一目标串口通信设备标识信号。若主机在预设时间内未通过发送线发送目标串口通信设备标识信号，则判断为所述主机与对应从机正在通信。需要等待主机与从机设备通信完毕后，主机再次发出目标串口通信设备标识信号。
优选地，所述目标串口通信设备标识信号为一方波信号，所述应答信号的频率与对应的目标串口通信设备标识信号的频率及对应预设的自身标识信号的频率相同。
本发明实施例提供的一种串口通信系统及通信方法，在主机只有一个串口的情况下，其输入和输出线路上可以挂接多个需要与之通信的从机设备，主机可以通过该一个串口实现与多个具有串口通信设备之间的通信，而不需要改变本身的物理结构，在有效提高通信效率的同时降低了系统的成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种串口通信系统，其特征在于，所述通信系统包括：
一接收线和一发送线；
具有一个串口的主机，所述串口分别连接所述接收线和发送线，所述主机用于通过发送线发送目标串口通信设备标识信号；
多个从机，所述多个从机分别通过所述接收线和发送线挂接于所述主机的串口，用于分别接收目标串口通信设备标识信号，并判断所述目标串口通信设备标识信号是否与预设的自身标识信号相匹配，匹配的从机与所述主机建立通信连接。
2.根据权利要求1所述的串口通信系统，其特征在于，所述匹配的从机还用于：
当判断所述接收的目标串口通信设备标识信号与预设的自身标识信号相匹配时，发送一应答信号给所述主机。
3.根据权利要求2所述的串口通信系统，其特征在于，所述应答信号的频率与对应的目标串口通信设备标识信号的频率及对应预设的自身标识信号的频率相同。
4.一种串口通信方法，应用于一种串口通信系统，所述串口通信系统包括一接收线和一发送线，具有一个串口的主机，多个从机，多个从机分别通过所述接收线和发送线挂接于所述主机的串口，其特征在于，所述串口通信方法包括：
主机通过发送线发送目标串口通信设备标识信号；
多个从机分别接收所述目标串口通信设备标识信号，并判断所述目标串口通信设备标识信号是否与预设的自身标识信号相匹配；
若所述从机的判断结果为是，所述主机与相匹配的从机建立通信连接。
5.根据权利要求4所述的串口通信方法，其特征在于，在若所述从机的判断结果为是的步骤之后，所述串口通信方法还包括：
匹配的从机通过接收线向主机发送应答信号；
主机接收所述应答信号，进入所述主机与相匹配的从机建立通信连接的步骤。
6.根据权利要求5所述的串口通信方法，其特征在于，所述多个从机分别接收所述目标串口通信设备标识信号，并判断所述目标串口通信设备标识信号是否与预设的自身标识信号相匹配的方法为：
所述多个从机分别同时接收所述目标串口通信设备标识信号；
每个从机将接收到的目标串口通信设备标识信号与其预设的自身标识信号进行比较是否匹配；
如果相匹配，则对应从机的判断结果为是；如果不匹配，则对应从机的判断结果为否。
7.根据权利要求5所述的串口通信方法，其特征在于，所述主机通过发送线发送目标串口通信设备标识信号的步骤，具体为：
所述主机在预设时间内通过发送线发送一目标串口通信设备标识信号。
8.根据权利要求7所述的串口通信方法，其特征在于，所述串口通信方法还包括一下步骤：
判断主机是否在预设时间内再次通过发送线发送目标串口通信设备标识信号，如果否，则判断为所述主机与当前匹配的从机正在通信。
9.根据权利要求5所述的串口通信方法，其特征在于，所述目标串口通信设备标识信号为一方波信号。
10.根据权利要求9所述的串口通信方法，其特征在于，所述应答信号的频率与对应的目标串口通信设备标识信号的频率及对应预设的自身标识信号的频率相同。
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