CN110580037B - 一种uart通信系统及车载设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信技术领域，公开了一种UART通信系统及车载设备。UART通信系统包括：第一通信单元、第二通信单元、第三通信单元以及具有闭合和断开状态的开关电路；第一通信单元包括第一UART发送端和第一UART接收端；第二通信单元包括第二UART发送端和第二UART接收端；第三通信单元包括第三UART发送端和第三UART接收端；第一UART发送端，与第二UART接收端以及第三UART接收端分别连接；第一UART接收端，与第三UART发送端连接，同时通过开关电路与第二UART发送端连接。本发明实现了一对二的UART通信，可有效保证数据获取的完整性，同时提升数据处理速度。

Description

一种UART通信系统及车载设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种UART(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，通用异步收发器)通信系统及车载设备。
背景技术
UART是一种通用异步收发的串行数据总线，其广泛应用于数据在串行通信与并行通信之间的转换，能够把并行的数据转化为串行的数据进行传输。目前市场上通用的UART通信设计方案只支持一对一通信，不支持三方通信。
OBD(On Board Diagnostics，车载自动诊断)系统，能在汽车运行过程中实时监测发动机电控系统及车辆的其它功能模块的工作状况，如有发现工况异常，则根据特定的算法判断出具体的故障，并以诊断故障代码的形式存储在系统内的存储器上。系统自诊断后得到的有用信息可以为车辆的维修和保养提供帮助，维修人员可以利用汽车原厂专用仪器读取故障码，从而可以对故障进行快速定位，以便于对车辆的修理，减少人工诊断的时间。
通常在设计车载设备时，一般只设计一个OBD接口从OBD系统来获取车辆信息，对于单系统的车载设备，只需要一对一的UART通信，通用的UART通信设计方案是满足要求的；但是对于双系统的车载设备，通用的UART通信设计方案就不适用了，无法实现一对二的UART通信，只能通过系统的透传才能让第二个系统获得车辆信息，这样会导致数据处理响应速度变慢以及丢失数据等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种UART通信系统及车载设备，解决目前不支持一对二的UART通信的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种通用异步收发传输器UART通信系统，包括：第一通信单元、第二通信单元、第三通信单元以及具有闭合状态和断开状态的开关电路；
所述第一通信单元，包括：第一UART发送端和第一UART接收端；
所述第二通信单元，包括：第二UART发送端和第二UART接收端；
所述第三通信单元，包括：第三UART发送端和第三UART接收端；
所述第一UART发送端，与所述第二UART接收端以及所述第三UART接收端分别连接；所述第一UART接收端，与所述第三UART发送端连接，同时通过所述开关电路与所述第二UART发送端连接。
可选的，所述开关电路，用于在所述第三通信单元处于关闭状态时闭合，在所述第三通信单元进入工作状态时断开。
可选的，所述第二通信单元，与所述开关电路控制连接，用于对所述第三通信单元的状态进行监测，在监测到所述第三通信单元为关闭状态时控制所述开关电路闭合，在监测到所述第三通信单元进入工作状态时控制所述开关电路断开。
可选的，第一通信单元为车载自动诊断ODB系统，所述第二通信单元为MCU单元、第三通信单元为片上系统SOC单元。
可选的，所述开关电路为三态门或者MOS管。
可选的，所述第一UART发送端与所述第二UART接收端之间，以及所述第一UART发送端与所述第三UART接收端之间，分别设有用于防止电流倒流的防倒流电路。
可选的，所述防倒流电路包括二极管和上拉电阻；
所述二极管的正极与所述第二UART接收端连接，负极与所述第一UART发送端连接；所述上拉电阻的一端于所述二极管的正极连接，所述上拉电阻的另一端与电压V+连接；
或者，所述二极管的正极与所述三UART接收端连接，负极与所述第一UART发送端连接；所述上拉电阻的一端于所述二极管的正极连接，所述上拉电阻的另一端与电压V+连接。
一种车载设备，与ODB系统通讯连接，所述ODB系统包括第一UART发送端和第一UART接收端；所述车载设备包括MCU单元、SOC单元以及具有闭合状态和断开状态的开关电路；
所述MCU单元，包括：第二UART发送端和第二UART接收端；
所述SOC单元，包括：第三UART发送端和第三UART接收端；
所述第一UART发送端，与所述第二UART接收端以及所述第三UART接收端分别连接；所述第一UART接收端，与所述第三UART发送端连接，同时通过所述开关电路与所述第二UART发送端连接。
可选的，所述MCU单元，与开关电路控制连接，用于对所述SOC单元的状态进行监测，在监测到所述SOC单元为关闭状态时控制所述开关电路闭合，在监测到所述SOC单元进入工作状态时控制所述开关电路断开。
可选的，所述开关电路为三态门或者MOS管。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
本发明实施例中，第一通信单元与第二通信单元之间形成有第一UART通信链路，第一通信单元与第三通信单元之间形成有第二UART通信链路，通过控制开关电路的通断，即可使得第一UART通信链路或第二UART通信链路两者择一导通，从而实现一对二的UART通信方式，与现有的在一对一的UART通信基础上通过系统间透传使得第二个系统获得所需信息的方法相比，可有效保证数据获取的完整性，同时提升数据处理速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例一提供的UART通信系统架构图；
图2为本发明实施例二提供的车载设备的原理结构图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1，本发明实施例提供了一种UART通信系统，包括：第一通信单元、第二通信单元、第三通信单元以及具有闭合和断开两种状态的开关电路。
第一通信单元，包括：第一UART发送端和第一UART接收端；第二通信单元，包括：第二UART发送端和第二UART接收端；第三通信单元，包括：第三UART发送端和第三UART接收端。
第一通信单元的第一UART发送端，与第二通信单元的第二UART接收端以及第三通信单元的第三UART接收端分别连接；第一通信单元的第一UART接收端，通过开关电路与第二通信单元的第二UART发送端连接，同时与第三通信单元的第三UART发送端连接。
本实施例中，第一通信单元与第二通信单元之间形成有第一UART通信链路，第一通信单元与第三通信单元之间形成有第二UART通信链路，开关电路闭合时第一UART通信链路导通，开关电路断开时第二UART通信链路导通，即可通过控制开关电路的通断，使得第一UART通信链路或第二UART通信链路两者择一导通，从而实现一对二的UART通信方式。
开关电路，具体可以为三态门或者MOS管，其通断可以根据实际应用环境或者使用需求来控制。例如，获取第二通信单元和第三通信单元的通讯需求，根据当前时刻下的通讯需求来控制开关电路的通断；或者，根据第二通信单元或第三通信单元的状态信息来控制开关电路的通断，如在第三通信单元为关闭状态时控制开关电路闭合，在第三通信单元为工作状态时控制开关电路断开。
第一通信单元、第二通信单元以及第三通信单元可以为任意需要进行UART通信的不同单元，具体不限制。可选的，第一通信单元可以为ODB系统，第二通信单元为MCU单元，第三通信单元为SOC(System on Chip，片上系统)单元。
其中，ODB系统是集成在车辆发动机控制系统中，能够监测影响废弃排放的故障零部件以及发动机主要功能状态的诊断系统，它具有识别、存储并且通过自诊断故障指示灯显示故障信息的功能。MCU单元和SOC单元为不同的控制单元，均存在与ODB系统进行通讯的需求，以获取所需的车辆诊断信息或者对ODB系统进行软件升级。
为防止当第二通信单元以及第三通信单元处于关闭状态时，GPIO的状态存在不确定性，可能是上拉，可能是下拉，也可能是高阻，当GPIO处于上下拉状态时存在漏电流风险。因此本实施例在第二通信单元和第三通信单元的RX信号线上分别设置一防止电流倒流的防倒流电路，该防倒流电路可以包括二极管和上拉电阻。
实施例二
请参阅图2，本实施例提供了一种车载设备，可以与ODB系统通讯连接，其包括MCU单元、SOC单元，以及具有闭合状态和断开状态的开关电路。
ODB系统，包括：第一UART发送端和第一UART接收端；
MCU单元，包括：第二UART发送端和第二UART接收端；
SOC单元，包括：第三UART发送端和第三UART接收端；
ODB系统的第一UART发送端，与MCU单元的第二UART接收端以及SOC单元的第三UART接收端分别连接；ODB系统的第一UART接收端，与SOC单元的第三UART发送端连接，同时通过所述开关电路与MCU单元的第二UART发送端连接。
在实际应用中，在车载设备开机时，MCU单元比SOC单元的启动时间短，所以MCU单元一般会较SOC单元先进入工作状态，基于此，本实施例中，将采用根据SOC单元的状态来控制开关电路的通断：MCU单元，与开关电路控制连接，用于对SOC单元的状态进行监测，在监测到SOC单元为关闭状态时控制开关电路闭合以使MCU单元与ODB系统导通，在监测到SOC单元进入工作状态时控制开关电路断开使得SOC单元与ODB系统导通。
本实施例中，MCU单元和SOC单元可在不同时刻与ODB系统进行直接通讯，以从ODB系统获取所需的车辆信息进行相应处理，或者对ODB系统进行软件升级处理，与现有的透传方式相比，可有效保证数据获取的完整性，同时提升数据处理速度。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种通用异步收发传输器UART通信系统，其特征在于，包括：第一通信单元、第二通信单元、第三通信单元以及具有闭合状态和断开状态的开关电路；
所述第一通信单元，包括：第一UART发送端和第一UART接收端；
所述第二通信单元，包括：第二UART发送端和第二UART接收端；
所述第三通信单元，包括：第三UART发送端和第三UART接收端；
所述第一UART发送端，与所述第二UART接收端以及所述第三UART接收端分别连接；所述第一UART接收端，与所述第三UART发送端连接，同时通过所述开关电路与所述第二UART发送端连接；
所述开关电路，用于在所述第三通信单元处于关闭状态时闭合，在所述第三通信单元进入工作状态时断开；
所述第二通信单元，与所述开关电路控制连接，用于对所述第三通信单元的状态进行监测，在监测到所述第三通信单元为关闭状态时控制所述开关电路闭合，在监测到所述第三通信单元进入工作状态时控制所述开关电路断开。
2.根据权利要求1所述的UART通信系统，其特征在于，第一通信单元为车载自动诊断ODB系统，所述第二通信单元为MCU单元、第三通信单元为片上系统SOC单元。
3.根据权利要求1所述的UART通信系统，其特征在于，所述开关电路为三态门或者MOS管。
4.根据权利要求1所 述的UART通信系统，其特征在于，所述第一UART发送端与所述第二UART接收端之间，以及所述第一UART发送端与所述第三UART接收端之间，分别设有用于防止电流倒流的防倒流电路。
5.根据权利要求4所述的UART通信系统，其特征在于，所述防倒流电路包括二极管和上拉电阻；
所述二极管的正极与所述第二UART接收端连接，负极与所述第一UART发送端连接；所述上拉电阻的一端于所述二极管的正极连接，所述上拉电阻的另一端与电压V+连接；
或者，所述二极管的正极与所述三UART接收端连接，负极与所述第一UART发送端连接；所述上拉电阻的一端于所述二极管的正极连接，所述上拉电阻的另一端与电压V+连接。
6.一种车载设备，与ODB系统通讯连接，所述ODB系统包括第一UART发送端和第一UART接收端；其特征在于，所述车载设备包括MCU单元、SOC单元以及具有闭合状态和断开状态的开关电路；
所述MCU单元，包括：第二UART发送端和第二UART接收端；
所述SOC单元，包括：第三UART发送端和第三UART接收端；
所述第一UART发送端，与所述第二UART接收端以及所述第三UART接收端分别连接；所述第一UART接收端，与所述第三UART发送端连接，同时通过所述开关电路与所述第二UART发送端连接；
所述MCU单元，与开关电路控制连接，用于对所述SOC单元的状态进行监测，在监测到所述SOC单元为关闭状态时控制所述开关电路闭合，在监测到所述SOC单元进入工作状态时控制所述开关电路断开。
7.根据权利要求6所述的车载设备，其特征在于，所述开关电路为三态门或者MOS管。
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