CN111338856A - 一种串口硬件流控实现方法、智能终端及存储介质 - Google Patents

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CN111338856A CN202010108112.4A CN202010108112A CN111338856A CN 111338856 A CN111338856 A CN 111338856A CN 202010108112 A CN202010108112 A CN 202010108112A CN 111338856 A CN111338856 A CN 111338856A
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吴闽华
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杨超
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    • G06F13/42—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation
    • G06F13/4282—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a serial bus, e.g. I2C bus, SPI bus

Abstract

本发明公开了一种串口硬件流控实现方法、智能终端及存储介质，所述方法包括：设置GPIO1为输出功能，设置GPIO2为输入功能，创建一个串口用于接收FIFO状态检测任务；读取GPIO2的电平，根据GPIO2的电平发送字符或者丢弃字符，并反馈发送结果；读取FIFO空闲空间长度，根据缓存空间的状态设置GPIO2的电平以控制字符发送。本发明通过用两个通用的IO管脚来实现RTS/CTS功能，本端要发送数据时，先读取GPIO2的电平，如果为低电平则可以发送，如果为高电平不能发送，丢弃当前要发送的字符，适用于串口没有流控管脚的情况。

Description

一种串口硬件流控实现方法、智能终端及存储介质
技术领域
本发明涉及嵌入式驱动技术领域，尤其涉及一种串口硬件流控实现方法、智能终端及存储介质。
背景技术
串口流控提供了由于某种原因不能进行通讯时阻塞通讯的一种机制，经常采用硬件流控和软件流控两种方式；流控可以使数据接收设备在不能接收数据时通知数据发送设备，使其停止发送。
软件流控一般通过xon/xoff(数据流中的两个特殊的字符)来实现，常用方法是：当接收端的输入缓冲区内数据量超过设定的高位时，就向数据发送端发出xoff字符(十进制的19或control-s)，发送端收到xoff字符后就立即停止发送数据；当接收端的输入缓冲区内数据量低于设定的低位时，就向数据发送端发出xon字符(十进制的17或control-q)，发送端收到xon字符后就立即开始发送数据。一般可以从设备配套源程序中找到发送的是什么字符。若传输的是二进制数据，标志字符也有可能在数据流中出现而引起误操作，这是软件流控制的缺陷。
硬件流控是通过物理信号来实现的流控。如图1所示，串口通讯的两侧都有RTS和CTS信号，其中，RTS(request to send)请求发送，表示本端的FIFO(先进先出，缓存队列)未满，还可以接收，告知对端可以发送，该信号是输出信号。CTS(clear to send)清除发送，本端要发送时，要先确定对端可以接收，对端的RTS连接本端的CTS，该信号是输入信号；但是有些串口不带硬件流控信号或者这些信号被其它功能复用占用，只剩下TX/RX/GND三根信号，无法实现硬件流控功能，只能用上述软件方法。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种串口硬件流控实现方法、智能终端及存储介质，旨在解决现有技术中串口没有流控管脚无法实现硬件流控功能的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种串口硬件流控实现方法，所述串口硬件流控实现方法包括如下步骤：
设置GPIO1为输出功能，设置GPIO2为输入功能，创建一个串口用于接收FIFO状态检测任务；
读取GPIO2的电平，根据GPIO2的电平发送字符或者丢弃字符，并反馈发送结果；
读取FIFO空闲空间长度，根据缓存空间的状态设置GPIO2的电平以控制字符发送。
可选地，所述的串口硬件流控实现方法，其中，所述设置GPIO1为输出功能，设置GPIO2为输入功能，创建一个串口用于接收FIFO状态检测任务，之前还包括：
预先设定GPIO1为RTS，所述GPIO1为通用IO并且为输出功能。
可选地，所述的串口硬件流控实现方法，其中，所述设置GPIO1为输出功能，设置GPIO2为输入功能，创建一个串口用于接收FIFO状态检测任务，之前还包括：
预先设定GPIO2为CTS，所述GPIO2为通用IO并且为输入功能。
可选地，所述的串口硬件流控实现方法，其中，所述设置GPIO1为输出功能，设置GPIO2为输入功能，创建一个串口用于接收FIFO状态检测任务，具体包括：
设置GPIO1为输出功能，初始值为低电平，用于表示对端允许发送数据给本端；
设置GPIO2为输入功能；
创建接收FIFO空闲空间长度的任务。
可选地，所述的串口硬件流控实现方法，其中，所述读取GPIO2的电平，根据GPIO2的电平发送字符或者丢弃字符，并反馈发送结果，具体包括：
读取GPIO2的电平，判断GPIO2的电平是否为低电平；
如果GPIO2为低电平，则表示对端允许接收数据，直接发送当前字符，发送完成后返回成功发送的信息；
如果GPIO2为高电平，则表示对端没有足够空间继续接收数据，对端已发送流控信号，直接将当前要发送的字符丢弃，并返回发送失败的信息。
可选地，所述的串口硬件流控实现方法，其中，所述读取FIFO空闲空间长度，根据缓存空间的状态设置GPIO2的电平以控制字符发送，具体包括：
读取FIFO空闲空间长度；
判断FIFO空闲空间长度是否等于0；
如果不等于0，则表示当前有空闲空间存放对端发送的数据，设置GPIO2为低电平，通知对端继续发送；
如果等于0，则表示缓存空间已经满了，设置GPIO2为高电平，通知对端暂停发送。
可选地，所述的串口硬件流控实现方法，其中，所述串口硬件流控实现方法还包括：
本端发送数据时，读取所述GPIO2的电平，如果所述GPIO2为低电平则进行发送，如果所述GPIO2为高电平则禁止发送，并丢弃当前要发送的字符。
可选地，所述的串口硬件流控实现方法，其中，所述串口硬件流控实现方法还包括：
为本端创建一个串口用于接收FIFO状态检测任务，每隔10毫秒检测FIFO的空间是否满；
如是，则将所述GPIO1输出为高电平，通知对端无法发送；
如否，则将所述GPIO1输出为低电平，通知对端允许发送。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种智能终端，其中，所述智能终端包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的串口硬件流控实现程序，所述串口硬件流控实现程序被所述处理器执行时实现如上所述的串口硬件流控实现方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种存储介质，其中，所述存储介质存储有串口硬件流控实现程序，所述串口硬件流控实现程序被处理器执行时实现如上所述的串口硬件流控实现方法的步骤。
本发明通过设置GPIO1为输出功能，设置GPIO2为输入功能，创建一个串口用于接收FIFO状态检测任务；读取GPIO2的电平，根据GPIO2的电平发送字符或者丢弃字符，并反馈发送结果；读取FIFO空闲空间长度，根据缓存空间的状态设置GPIO2的电平以控制字符发送。本发明通过用两个通用的IO管脚来实现RTS/CTS功能，本端要发送数据时，先读取GPIO2的电平，如果为低电平则可以发送，如果为高电平不能发送，丢弃当前要发送的字符，适用于串口没有流控管脚的情况。
附图说明
图1是现有技术中通过物理信号来实现的硬件流控的示意图；
图2是本发明串口硬件流控实现方法的较佳实施例的流程图；
图3、图4和图5是本发明串口硬件流控实现方法的较佳实施例中串口没有流控信号CTS/RTS，用GPIO做流控的使用情形的示意图；
图6是本发明串口硬件流控实现方法的较佳实施例中串口初始化过程的流程图；
图7是本发明串口硬件流控实现方法的较佳实施例中为串口发送流程的流程图；
图8是本发明串口硬件流控实现方法的较佳实施例中串口接收队列FIFO空闲空间检测任务流程示意图；
图9为本发明智能终端的较佳实施例的运行环境示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。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。
本发明较佳实施例所述的串口硬件流控实现方法，如图2所示，所述串口硬件流控实现方法包括以下步骤：
步骤S10、设置GPIO1为输出功能，设置GPIO2为输入功能，创建一个串口用于接收FIFO状态检测任务；
步骤S20、读取GPIO2的电平，根据GPIO2的电平发送字符或者丢弃字符，并反馈发送结果；
步骤S30、读取FIFO空闲空间长度，根据缓存空间的状态设置GPIO2的电平以控制字符发送。
具体地，如图3、图4和图5所示，本发明用两个通用的IO管脚来实现RTS/CTS功能，其中GPIO1为RTS，设定其为通用IO并且为输出功能；GPIO2为CTS，设定其为通用IO并且为输入功能。
本端要发送数据时，先读取GPIO2的电平，如果为低电平则可以发送，如果为高电平不能发送，丢弃当前要发送的字符；为本端创建一个串口接收FIFO(First Input FirstOutput，先入先出队列，这是一种传统的按序执行方法，先进入的指令先完成并引退，跟着才执行第二条指令)状态检测任务，每隔10毫秒检测一下FIFO是否满。如果满了，则将GPIO1输出为高电平，告知对端不能发送了。如果检测到FIFO还有剩余空间，则将GPIO1输出低电平，告知对端可以发送。
例如缓冲区有个大小，一般是16字节，假如用了15个字节，剩余就是1个字节，空闲长度为1。
也就是说，预先设定GPIO1为RTS，所述GPIO1为通用IO并且为输出功能；预先设定GPIO2为CTS，所述GPIO2为通用IO并且为输入功能。例如，这些硬件PIN有属性的，就是可以选择输出，还是输入，即IO，输出的话写1，可以量到是高电平，为输入的话，给这个PIN接个高电平，CPU可以读到1。
进一步地，如图6所示，串口初始化，硬件初始化，设置GPIO1为输出功能，初始值为低电平，表示对端可以发送数据给本端；设置GPIO2为输入功能；创建接收FIFO空闲空间长度的任务UART_CheckRxFifoTask。
进一步地，如图7所示，串口发送函数，先读取GPIO2的电平，如果为低电平，表示对端可以接收数据，直接发送完毕后返回成功；如果为高电平，则表示对端已经没有足够空间接收数据了，对端发送了流控信号，直接将当前要发送的数据丢弃，并返回失败。
进一步地，如图8所示，读取FIFO空闲空间长度length；判断length是否等于0，如果不等于0表示当前有空闲空间存放对端发送的数据，如果等于0，则表示缓存空间已经满了；如果length不等于0，设置GPIO2为低电平，告知对端可以继续发送；如果length等于0，设置GPIO2为高电平，告知对端要暂停发送；本任务休眠10毫秒后，继续上述流程。
进一步地，如图9所示，基于上述串口硬件流控实现方法，本发明还相应提供了一种智能终端，所述智能终端包括处理器10、存储器20及显示器30。图9仅示出了智能终端的部分组件，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。
所述存储器20在一些实施例中可以是所述智能终端的内部存储单元，例如智能终端的硬盘或内存。所述存储器20在另一些实施例中也可以是所述智能终端的外部存储设备，例如所述智能终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器20还可以既包括所述智能终端的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器20用于存储安装于所述智能终端的应用软件及各类数据，例如所述安装智能终端的程序代码等。所述存储器20还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一实施例中，存储器20上存储有串口硬件流控实现程序40，该串口硬件流控实现程序40可被处理器10所执行，从而实现本申请中串口硬件流控实现方法。
所述处理器10在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit,CPU)，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行所述存储器20中存储的程序代码或处理数据，例如执行所述串口硬件流控实现方法等。
所述显示器30在一些实施例中可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。所述显示器30用于显示在所述智能终端的信息以及用于显示可视化的用户界面。所述智能终端的部件10-30通过系统总线相互通信。
在一实施例中，当处理器10执行所述存储器20中串口硬件流控实现程序40时实现以下步骤：
设置GPIO1为输出功能，设置GPIO2为输入功能，创建一个串口用于接收FIFO状态检测任务；
读取GPIO2的电平，根据GPIO2的电平发送字符或者丢弃字符，并反馈发送结果；
读取FIFO空闲空间长度，根据缓存空间的状态设置GPIO2的电平以控制字符发送。
所述设置GPIO1为输出功能，设置GPIO2为输入功能，创建一个串口用于接收FIFO状态检测任务，之前还包括：
预先设定GPIO1为RTS，所述GPIO1为通用IO并且为输出功能。
所述设置GPIO1为输出功能，设置GPIO2为输入功能，创建一个串口用于接收FIFO状态检测任务，之前还包括：
预先设定GPIO2为CTS，所述GPIO2为通用IO并且为输入功能。
所述设置GPIO1为输出功能，设置GPIO2为输入功能，创建一个串口用于接收FIFO状态检测任务，具体包括：
设置GPIO1为输出功能，初始值为低电平，用于表示对端允许发送数据给本端；
设置GPIO2为输入功能；
创建接收FIFO空闲空间长度的任务。
所述读取GPIO2的电平，根据GPIO2的电平发送字符或者丢弃字符，并反馈发送结果，具体包括：
读取GPIO2的电平，判断GPIO2的电平是否为低电平；
如果GPIO2为低电平，则表示对端允许接收数据，直接发送当前字符，发送完成后返回成功发送的信息；
如果GPIO2为高电平，则表示对端没有足够空间继续接收数据，对端已发送流控信号，直接将当前要发送的字符丢弃，并返回发送失败的信息。
所述读取FIFO空闲空间长度，根据缓存空间的状态设置GPIO2的电平以控制字符发送，具体包括：
读取FIFO空闲空间长度；
判断FIFO空闲空间长度是否等于0；
如果不等于0，则表示当前有空闲空间存放对端发送的数据，设置GPIO2为低电平，通知对端继续发送；
如果等于0，则表示缓存空间已经满了，设置GPIO2为高电平，通知对端暂停发送。
所述串口硬件流控实现方法还包括：
本端发送数据时，读取所述GPIO2的电平，如果所述GPIO2为低电平则进行发送，如果所述GPIO2为高电平则禁止发送，并丢弃当前要发送的字符。
所述串口硬件流控实现方法还包括：
为本端创建一个串口用于接收FIFO状态检测任务，每隔10毫秒检测FIFO的空间是否满；
如是，则将所述GPIO1输出为高电平，通知对端无法发送；
如否，则将所述GPIO1输出为低电平，通知对端允许发送。
本发明还提供一种存储介质，其中，所述存储介质存储有串口硬件流控实现程序，所述串口硬件流控实现程序被处理器执行时实现如上所述的串口硬件流控实现方法的步骤。
综上所述，本发明提供一种串口硬件流控实现方法、智能终端及存储介质，所述方法包括：设置GPIO1为输出功能，设置GPIO2为输入功能，创建一个串口用于接收FIFO状态检测任务；读取GPIO2的电平，根据GPIO2的电平发送字符或者丢弃字符，并反馈发送结果；读取FIFO空闲空间长度，根据缓存空间的状态设置GPIO2的电平以控制字符发送。本发明通过用两个通用的IO管脚来实现RTS/CTS功能，本端要发送数据时，先读取GPIO2的电平，如果为低电平则可以发送，如果为高电平不能发送，丢弃当前要发送的字符，适用于串口没有流控管脚的情况。
当然，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关硬件(如处理器，控制器等)来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取的存储介质中，所述程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程。其中所述的存储介质可为存储器、磁碟、光盘等。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种串口硬件流控实现方法，其特征在于，所述串口硬件流控实现方法包括：
设置GPIO1为输出功能，设置GPIO2为输入功能，创建一个串口用于接收FIFO状态检测任务；
读取GPIO2的电平，根据GPIO2的电平发送字符或者丢弃字符，并反馈发送结果；
读取FIFO空闲空间长度，根据缓存空间的状态设置GPIO2的电平以控制字符发送。
2.根据权利要求1所述的串口硬件流控实现方法，其特征在于，所述设置GPIO1为输出功能，设置GPIO2为输入功能，创建一个串口用于接收FIFO状态检测任务，之前还包括：
预先设定GPIO1为RTS，所述GPIO1为通用IO并且为输出功能。
3.根据权利要求1所述的串口硬件流控实现方法，其特征在于，所述设置GPIO1为输出功能，设置GPIO2为输入功能，创建一个串口用于接收FIFO状态检测任务，之前还包括：
预先设定GPIO2为CTS，所述GPIO2为通用IO并且为输入功能。
4.根据权利要求1所述的串口硬件流控实现方法，其特征在于，所述设置GPIO1为输出功能，设置GPIO2为输入功能，创建一个串口用于接收FIFO状态检测任务，具体包括：
设置GPIO1为输出功能，初始值为低电平，用于表示对端允许发送数据给本端；
设置GPIO2为输入功能；
创建接收FIFO空闲空间长度的任务。
5.根据权利要求4所述的串口硬件流控实现方法，其特征在于，所述读取GPIO2的电平，根据GPIO2的电平发送字符或者丢弃字符，并反馈发送结果，具体包括：
读取GPIO2的电平，判断GPIO2的电平是否为低电平；
如果GPIO2为低电平，则表示对端允许接收数据，直接发送当前字符，发送完成后返回成功发送的信息；
如果GPIO2为高电平，则表示对端没有足够空间继续接收数据，对端已发送流控信号，直接将当前要发送的字符丢弃，并返回发送失败的信息。
6.根据权利要求5所述的串口硬件流控实现方法，其特征在于，所述读取FIFO空闲空间长度，根据缓存空间的状态设置GPIO2的电平以控制字符发送，具体包括：
读取FIFO空闲空间长度；
判断FIFO空闲空间长度是否等于0；
如果不等于0，则表示当前有空闲空间存放对端发送的数据，设置GPIO2为低电平，通知对端继续发送；
如果等于0，则表示缓存空间已经满了，设置GPIO2为高电平，通知对端暂停发送。
7.根据权利要求1所述的串口硬件流控实现方法，其特征在于，所述串口硬件流控实现方法还包括：
本端发送数据时，读取所述GPIO2的电平，如果所述GPIO2为低电平则进行发送，如果所述GPIO2为高电平则禁止发送，并丢弃当前要发送的字符。
8.根据权利要求1所述的串口硬件流控实现方法，其特征在于，所述串口硬件流控实现方法还包括：
为本端创建一个串口用于接收FIFO状态检测任务，每隔10毫秒检测FIFO的空间是否满；
如是，则将所述GPIO1输出为高电平，通知对端无法发送；
如否，则将所述GPIO1输出为低电平，通知对端允许发送。
9.一种智能终端，其特征在于，所述智能终端包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的串口硬件流控实现程序，所述串口硬件流控实现程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的串口硬件流控实现方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有串口硬件流控实现程序，所述串口硬件流控实现程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的串口硬件流控实现方法的步骤。
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