CN109783431B - 微处理器间i/o端口通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种微处理器间I/O端口通信方法，包括：发端MCU和收端MCU均使用定时器连续中断；发端MCU定时器和收端MCU定时器设置相同速率的定时中断；发端MCU的数据发送过程包括：将数据送到发送区，等待发送；检测发送区是否有数据，如有，则由发端MCU定时器的定时中断过程控制数据发送；每n个定时中断的时间相应只发送一位数据至发端MCU的I/O端口；n≥3；收端MCU的数据接收过程包括：由收端MCU定时器的定时中断过程控制数据接收：每次定时中断检测收端MCU的I/O端口，当检测到起始位，收端MCU定时器的定时中断过程控制接收I/O端口上的每一位数据；连续接收各数据位，并合成数据，然后送到接收区。本发明可节省MCU通信资源。
Description
技术领域
本发明涉及微处理器与微处理器之间的通信方法，尤其是一种微处理器间I/O端口通信方法。
背景技术
单片机与单片机之间的通信，一般使用片上的通信资源，比如片上的串行口UART，I2C等，但是，经常这些通信资源被其他设备使用，而片上的通用I/O端口经常会有多余。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种微处理器间I/O端口通信方法，能够实现微处理器之间基于I/O端口的通信。本发明采用的技术方案是：
一种微处理器间I/O端口通信方法，包括：
发端MCU和收端MCU均使用定时器连续中断，数据发送和接收过程都在定时器中断过程中完成；发端MCU定时器和收端MCU定时器设置相同速率的定时中断；
发端MCU的数据发送过程包括：
1）将数据送到发送区，等待发送；
2）检测发送区是否有数据，如有，则由发端MCU定时器的定时中断过程控制数据发送；每n个定时中断的时间相应只发送一位数据至发端MCU的I/O端口，先发送起始位，然后依次发送载荷数据的每一位，最后发送停止位；n≥3；
收端MCU的数据接收过程包括：
1）由收端MCU定时器的定时中断过程控制数据接收：每次定时中断检测收端MCU的I/O端口，当检测到起始位，收端MCU定时器的定时中断过程控制接收I/O端口上的每一位数据；
2）连续接收各数据位，并合成数据，然后送到接收区。
更优地，收端MCU在第一次检测到起始位后，下一次定时中断再检测并确认起始位后，才开始接收后续的数据。
进一步地，发端MCU定时器的定时中断过程控制数据发送，具体包括：
步骤S1，发端MCU的每一次定时中断，发送计数器累加1；
步骤S2，判断数据发送是否结束，若是则进行步骤S3，若否则进行步骤S6；
步骤S3，检查发送区是否有数据，若有则进行步骤S4，若否则进行步骤S7；
步骤S4，发送计数器置0，重新计数；
步骤S5，发送起始位，转步骤S7；
步骤S6，按发送计数器的计数发送数据下一位；每n个定时中断的时间相应发送一位数据；
步骤S7，一次定时中断完成。
进一步地，收端MCU定时器的定时中断过程控制数据接收，具体包括：
步骤R1，收端MCU的每一次定时中断，接收计数器累加1；
步骤R2，判断一帧数据是否接收结束，若是则进行步骤R3，若否则进行步骤R6；
步骤R3，判断是否检测到起始位，若是则进行步骤R4，若否则进行步骤R11；
步骤R4，接收计数器置0，重新计数；
步骤R5，准备接收数据；转步骤R11；
步骤R6，判断接收计数器计数是否为1，若是则进行步骤R7，若否则进行步骤R9；
步骤R7，判断是否检测到起始位，若是则进行步骤R11，若否则进行步骤R8；
步骤R8，认定无数据，数据接收结束，转步骤R11；
步骤R9，按接收计数器的计数接收数据下一位；每n个定时中断的时间相应接收一位数据；
步骤R10，将接收到的每位数据发送到接收区；
步骤R11，一次定时中断完成。
更进一步地，步骤R9中，以每n个定时中断的时间中接收计数器的中间值对应的时刻进行数据接收。
本发明的优点在于：
1）使用MCU上的通用I/O端口通信，节省了通信资源。
2）对于多组I/O端口通信可以使用同一个定时器。
3）可实现全双工，半双工等通信方式以及可以自定义方式通信。
附图说明
图1为本发明的微处理器间I/O端口通信示意图。
图2为本发明的软件流程示意图。
图3为本发明的定时器中断流程中数据发送示意图。
图4为本发明的定时器中断流程中数据接收示意图。
图5为本发明的定时中断控制数据发送与接收示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明提出的微处理器间I/O端口通信方法，可以使用一根通信线实现半双工通信，也可以使用两根通信线实现全双工通信等；
发端MCU和收端MCU均使用定时器连续中断，以产生一个稳定的波特率；数据发送和接收过程都在定时器中断过程中完成；为了保证通信发送和接收的正确，发端MCU定时器和收端MCU定时器设置相同速率的定时中断；
为了保证通信接收的正确，定时器连续定时中断的速率是数据波特率的3倍或以上；以3倍为例，发端MCU每3次定时中断只发送一位数据，收端MCU每3次定时中断只接收一位数据；所述数据包括起始位、载荷数据、停止位；
发端MCU的软件控制数据发送过程：
1）将数据送到发送区，等待发送；发送区是发端MCU中内存的一个区域；
2）检测发送区是否有数据，如有，则由发端MCU定时器的定时中断过程控制数据发送；每n个定时中断的时间相应只发送一位数据至发端MCU的I/O端口，先发送起始位，然后依次发送载荷数据的每一位，最后发送停止位；n≥3，以保证通信接收正确；
以8比特载荷数据为例，加上起始位、停止位，所要发送的一帧数据共有10比特；以上起始位、载荷数据的每一位、停止位按顺序出现在发端MCU与收端MCU的I/O端口之间通信线上；
收端MCU的软件控制数据接收过程：
1）由收端MCU定时器的定时中断过程控制数据接收：每次定时中断检测收端MCU的I/O端口；当检测到起始位，收端MCU定时器的定时中断过程控制接收I/O端口上的每一位数据；
当n≥3时，可以在第一次检测到起始位后，下一次定时中断再检测并确认起始位后，才开始接收后续的数据；起始位可以约定是低电平0；
例如n=3时，发端MCU发送的一帧数据，在前3个定时中断对应的那段时间中，始终将起始位放在发端I/O端口，通信线上也连续在3个定时中断的时间中出现起始位；收端MCU第一次检测到起始位后，下一次定时中断再去检测并确认起始位，才正式开始接收后续的各位数据；
2）连续接收各数据位，并合成数据，然后送到接收区。
以下详细说明发端MCU定时器的定时中断过程控制数据发送，以及收端MCU定时器的定时中断过程控制数据接收；
如图3所示，发端MCU定时器的定时中断过程控制数据发送，具体包括：
步骤S1，发端MCU的每一次定时中断，发送计数器累加1；
发送一帧数据需要连续多次定时中断才能完成；
步骤S2，判断数据发送是否结束，若是则进行步骤S3，若否则进行步骤S6；
此步骤主要判断一帧数据是否已经发送完，若发完了，则进行新的一帧数据发送；
步骤S3，检查发送区是否有数据，若有则进行步骤S4，若否则进行步骤S7；
步骤S4，发送计数器置0，重新计数；
步骤S5，发送起始位，转步骤S7；
步骤S6，按发送计数器的计数发送数据下一位；每n个定时中断的时间相应发送一位数据；
以每3个定时中断的时间相应发送一位数据为例，发送计时器分别为3、6、9、12、15、18、21、24、27依次发送8位载荷数据及停止位；具体如图5所示；
步骤S7，一次定时中断完成。
经过连续的多次定时中断，数据全部发送；
如图4所示，收端MCU定时器的定时中断过程控制数据接收，具体包括：
步骤R1，收端MCU的每一次定时中断，接收计数器累加1；
步骤R2，判断一帧数据是否接收结束，若是则进行步骤R3，若否则进行步骤R6；
步骤R3，判断是否检测到起始位，若是则进行步骤R4，若否则进行步骤R11；
步骤R4，接收计数器置0，重新计数；
步骤R5，准备接收数据；转步骤R11；
步骤R6，判断接收计数器计数是否为1，若是则进行步骤R7，若否则进行步骤R9；
步骤R7，判断是否检测到起始位，若是则进行步骤R11，若否则进行步骤R8；
步骤R8，认定无数据，数据接收结束，转步骤R11；
步骤R9，按接收计数器的计数接收数据下一位；每n个定时中断的时间相应接收一位数据；
优选地，以每n个定时中断的时间中接收计数器的中间值对应的时刻进行数据接收，以保证接收数据的正确性；
以3个定时中断的时间发送、接收一位数据为例：接收计数器分别为4、7、10、13、16、19、22、25、28接收8位载荷数据及停止位；例如，接收计数器为4时，对于收端MCU，接收bit1位的载荷数据；
步骤R10，将接收到的每位数据发送到接收区；
步骤R11，一次定时中断完成。
经过连续的多次定时中断，数据接收完成；
上述通信方法，当两个MCU间设有两根通信线时，可实现全双工通信，当两个MCU间设有一根通信线时，可实现半双工通信。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种微处理器间I/O端口通信方法，其特征在于，包括：
发端MCU和收端MCU均使用定时器连续中断，数据发送和接收过程都在定时器中断过程中完成；发端MCU定时器和收端MCU定时器设置相同速率的定时中断；
发端MCU的数据发送过程包括：
1）将数据送到发送区，等待发送；
2）检测发送区是否有数据，如有，则由发端MCU定时器的定时中断过程控制数据发送；每n个定时中断的时间相应只发送一位数据至发端MCU的I/O端口，先发送起始位，然后依次发送载荷数据的每一位，最后发送停止位；n≥3；
收端MCU的数据接收过程包括：
1）由收端MCU定时器的定时中断过程控制数据接收：每次定时中断检测收端MCU的I/O端口，当检测到起始位，收端MCU定时器的定时中断过程控制接收I/O端口上的每一位数据；
2）连续接收各数据位，并合成数据，然后送到接收区；
收端MCU在第一次检测到起始位后，下一次定时中断再检测并确认起始位后，才开始接收后续的数据；
发端MCU定时器的定时中断过程控制数据发送，具体包括：
步骤S1，发端MCU的每一次定时中断，发送计数器累加1；
步骤S2，判断数据发送是否结束，若是则进行步骤S3，若否则进行步骤S6；
步骤S3，检查发送区是否有数据，若有则进行步骤S4，若否则进行步骤S7；
步骤S4，发送计数器置0，重新计数；
步骤S5，发送起始位，转步骤S7；
步骤S6，按发送计数器的计数发送数据下一位；每n个定时中断的时间相应发送一位数据；
步骤S7，一次定时中断发送部分完成；
收端MCU定时器的定时中断过程控制数据接收，具体包括：
步骤R1，收端MCU的每一次定时中断，接收计数器累加1；
步骤R2，判断一帧数据是否接收结束，若是则进行步骤R3，若否则进行步骤R6；
步骤R3，判断是否检测到起始位，若是则进行步骤R4，若否则进行步骤R11；
步骤R4，接收计数器置0，重新计数；
步骤R5，准备接收数据；转步骤R11；
步骤R6，判断接收计数器计数是否为1，若是则进行步骤R7，若否则进行步骤R9；
步骤R7，判断是否检测到起始位，若是则进行步骤R11，若否则进行步骤R8；
步骤R8，认定无数据，数据接收结束，转步骤R11；
步骤R9，按接收计数器的计数接收数据下一位；每n个定时中断的时间相应接收一位数据；
步骤R10，将接收到的每位数据发送到接收区；
步骤R11，一次定时中断接收部分完成。
2.如权利要求1所述的微处理器间I/O端口通信方法，其特征在于，
步骤R9中，以每n个定时中断的时间中接收计数器的中间值对应的时刻进行数据接收。
3.如权利要求1所述的微处理器间I/O端口通信方法，其特征在于，
定时器连续定时中断的速率是数据波特率的3倍或以上。
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