CN112034973A - 一种串口通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种串口通信装置，包括第一通信模块、第二通信模块及控制模块，第一通信模块在预设时间内没有传输第一串口数据时，控制模块将第一通信模块设置为休眠模式，使用第二通信模块监测第一串口数据，并在第二通信模块监测到第一串口数据时，控制模块控制第一通信模块进入正常工作模式。本申请设置了两个通信模块，第一通信模块在预设时间不工作时，控制模块使用第二通信模块监测第一串口数据，并使第一通信模块进入休眠模式，在保证不错过第一串口数据的同时，由于第二通信模块的工作频率低于第一通信模块的工作频率，因此第二通信模块的功耗小于第一通信模块的功耗，降低了该装置的功耗，增加了为此装置供电的电源模块的续航时间。

Description

一种串口通信装置

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是涉及一种串口通信装置。

背景技术

现有技术中，一般芯片内部只有一种通信模块，用于实现芯片与外部设备之间的数据传输，为了能够接收到数据，通常通信模块在不工作时也会处于在线状态，这样会增加芯片的功耗，缩短了为此芯片供电的电源模块的续航时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种串口通信装置，降低了该装置的功耗，增加了为此装置供电的电源模块的续航时间。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种串口通信装置，该装置包括：

第一通信模块，用于在正常工作模式时传输第一串口数据；

第二通信模块，用于在接收到控制模块发送的监测指令时监测自身是否接收到所述第一串口数据，在接收到停止监测指令时停止对所述第一串口数据的监测；

分别与所述第一通信模块及所述第二通信模块连接的所述控制模块，用于判断所述第一通信模块在预设时间内是否传输所述第一串口数据，若否，则向所述第二通信模块发送所述监测指令，并控制所述第一通信模块进入休眠模式，并在所述第二通信模块监测到所述第一串口数据输入时，控制所述第一通信模块进入正常工作模式，并向所述第二通信模块发送所述停止监测指令；

其中，所述第一通信模块的工作频率大于所述第二通信模块的工作频率。

优选地，控制所述第一通信模块进入休眠模式，包括：

通过关闭所述第一通信模块的时钟控制所述第一通信模块进入休眠模式；

控制所述第一通信模块进入正常工作模式，包括：

通过开启所述第一通信模块的时钟控制所述第一通信模块进入正常工作模式。

优选地，所述第一通信模块及所述第二通信模块均为通用异步收发传输器UART。

优选地，还包括：

电池，用于为所述第一通信模块、所述第二通信模块及所述控制模块供电。

优选地，所述第二通信模块还用于在没有接收到所述监测指令时传输第二串口数据。

优选地，所述第二通信模块由接收模块和处理模块构成；

其中，所述接收模块用于接收所述控制模块发送的所述监测指令、所述停止监测指令、所述第一串口数据及所述第二串口数据；

所述处理模块用于在通过所述接收模块接收到所述控制模块发送的所述监测指令时监测自身是否接收到所述第一串口数据，在通过所述接收模块接收到所述停止监测指令时停止对所述第一串口数据的监测。

优选地，所述控制模块还用于在控制所述第一通信模块进入休眠模式后，控制自身进入休眠模式；

所述第二通信模块还用于在监测到所述第一串口数据输入时，触发所述控制模块由休眠模式进入正常工作模式。

优选地，在所述第二通信模块监测到所述第一串口数据输入时，控制所述第一通信模块进入正常工作模式，包括：

在自身由休眠模式进入正常工作模式时，控制所述第一通信模块进入正常工作模式。

优选地，所述第二通信模块还用于在监测到所述第一串口数据时，判断接收到的所述第一串口数据是否正确；

若正确，则触发所述控制模块由休眠模式进入正常工作模式；

若不正确，则不触发所述控制模块由休眠模式进入正常工作模式。

优选地，判断接收到的所述第一串口数据是否正确，包括：

通过对所述第一串口数据进行奇校验或偶校验判断所述第一串口数据是否正确。

本发明公开了一种串口通信装置，包括第一通信模块、第二通信模块及控制模块，第一通信模块在预设时间内没有传输第一串口数据时，控制模块将第一通信模块设置为休眠模式，使用第二通信模块监测第一串口数据，并在第二通信模块监测到第一串口数据时，控制模块控制第一通信模块进入正常工作模式。可见，本申请中设置了两个通信模块，第一通信模块在预设时间不工作时，控制模块使用第二通信模块监测第一串口数据，并使第一通信模块进入休眠模式，在保证能不错过第一串口数据的同时，由于第二通信模块的工作频率低于第一通信模块的工作频率，因此第二通信模块的功耗小于第一通信模块的功耗，降低了该装置的功耗，增加了为此装置供电的电源模块的续航时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种串口通信装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种串口通信装置，降低了该装置的功耗，增加了为此装置供电的电源模块的续航时间。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1本发明提供的一种串口通信装置的结构示意图，该装置包括：

第一通信模块1，用于在正常工作模式时传输第一串口数据；

第二通信模块3，用于在接收到控制模块2发送的监测指令时监测自身是否接收到第一串口数据，在接收到停止监测指令时停止对第一串口数据的监测；

分别与第一通信模块1及第二通信模块3连接的控制模块2，用于判断第一通信模块1在预设时间内是否传输第一串口数据，若否，则向第二通信模块3发送监测指令，并控制第一通信模块1进入休眠模式，并在第二通信模块3监测到第一串口数据输入时，控制第一通信模块1进入正常工作模式，并向第二通信模块3发送停止监测指令；

其中，第一通信模块1的工作频率大于第二通信模块3的工作频率。

考虑到现有技术中芯片内部只有一个通信模块，用于实现芯片与外部设备之间的数据传输，为了能够接收到数据，通常通信模块在不工作时也会处于在线状态，这样会增加芯片的功耗，缩短了为此芯片供电的电源模块的续航时间。此外，还考虑到在芯片内部只具有一个通信模块时，若通信模块在预设时间不进行数据传输时，控制模块2控制通信模块进入休眠模式，以降低芯片的功耗，延长与此芯片供电的电源模块的续航时间，并在通信模块接收到数据时，退出休眠模式，进入正常工作模式，但是通信模块在进入休眠模式重新接收到数据时，接收到的第一个数据可能被用来触发通信模块从休眠模式进入正常工作模式，也即第一个数据可能没有接收到，造成第一个数据的丢失。

基于此，本申请设置了两个通信模块，其中，第一通信模块1的工作频率大于第二通信模块3的工作频率，也即在正常工作模式下第一通信模块1的功耗大于第二通信模块3的功耗。具体地，本申请中的控制模块2判断第一通信模块1在预设时间内是否传输第一串口数据，若否，则控制模块2向第二通信模块3发送监测指令，并控制第一通信模块1进入休眠模式，第二通信模块3基于监测指令监测自身是否接收到第一串口数据，并在接收到第一串口数据时，触发控制模块2控制第一通信模块1进入正常工作模式，控制模块2再向第二通信模块3发送停止监测指令，第二通信模块3基于停止监测指令停止对第一串口数据的监测。可见，本申请使用两个通信模块，不会丢失第一个数据，保证在休眠模式下也能不错过第一串口数据的同时，由于第二通信模块3的功耗低于第一通信模块1的功耗，可以降低该装置的功耗，增加了为此装置供电的电源模块的续航时间。

需要说明的是，这里的预设时间可以但并不仅限于为1秒，这里的控制模块2可以但并不仅限于CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)，这里的监测指令可以为CPU通过程序将第二通信模块3的通信接口配置为第一串口以使其监测到第一串口数据，停止监测指令可以为CPU通过程序将第一串口重新配置给第一通信模块1使其传输第一串口数据。其中，本发明中第一通信模块1的工作频率为6.5MHz，主要对实时及高频数据进行传输，第二通信模块3的工作频率为32KHz。为了保证通信的成功率，当第二通信模块3的工作频率为32KHz时，将第二通信模块的波特率设置在9600bps一下。

此外，第二通信模块3通过监测第一串口的电平状态监测是否有第一串口数据输入，比如第一串口在没有第一串口数据输入时为高电平，有第一串口数据输入时，第一串口的电平会被拉低，也即第二通信模块3监测到第一串口的低电平时，表示监测到有第一串口数据输入。

综上，本发明在保证不丢失第一串口数据的同时，由于第二通信模块3的工作频率低于第一通信模块1的工作频率，因此第二通信模块3的功耗小于第一通信模块1的功耗，降低了该装置的功耗，增加了为此装置供电的电源模块的续航时间。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，控制第一通信模块1进入休眠模式，包括：

通过关闭第一通信模块1的时钟控制第一通信模块1进入休眠模式；

控制第一通信模块1进入正常工作模式，包括：

通过开启第一通信模块1的时钟控制第一通信模块1进入正常工作模式。

本申请中的每个模块都有不同的时钟，本实施例中控制模块2通过关闭第一通信模块1的时钟控制第一通信模块1进入休眠模式；当需要第一通信模块1由休眠模式进入正常工作模式时，控制模块2开启第一通信模块1的时钟。

其中，时钟的频率越高，工作频率也就越高，第一通信模块1及第二通信模块3的工作频率分别取决于第一通信模块1及第二通信模块3的时钟的频率，也即本实施例中第一通信模块1的时钟频率为6.5MHz，第二通信模块3的时钟频率为32KHz。

作为一种优选的实施例，第一通信模块1及第二通信模块3均为UART(UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)。

本实施例中，第一通信模块1和第二通信模块3可以为UART，UART可以完成本实施例中第一串口数据的传输及监测是否有第一串口数据输入的功能。

当然，本申请中的第一通信模块1及第二通信模块3并不仅限于UART，也可以为其它通信模块，本申请不做特别的限定。

作为一种优选的实施例，还包括：

电池，用于为第一通信模块1、第二通信模块3及控制模块2供电。

考虑到串口通信装置在一些场景下，例如在应用于电力设备如电表中，受环境制约可能不能外接电源，本申请还设置了内置电池为第一通信模块1、第二通信模块3及控制模块2供电，由于本申请中的串口通信装置的功耗低，增加了电池的续航时间。

此外，这里的电池可以为可充电电池，在电池的电量耗尽时可以充电，提高了电池的利用率。当然，这里的电池还可以为其他类型的电池，本申请在此不作特别的限定。

作为一种优选的实施例，第二通信模块3还用于在没有接收到监测指令时传输第二串口数据。

考虑到在第二通信模块3在没有接收到监测指令时，处于闲置状态，为了能让第二通信模块3得到充分的利用，本申请在第二通信模块3没有接收到监测指令时，使用第二通信模块3传输第二串口数据。其中，第二串口数据为非实时非高频数据。可见，这种方式提高了第二通信模块3的利用效率。

具体地，在该装置上电初，控制模块2对第一通信模块1及第二通信模块3进行初始化时，将第一通信模块1的通信接口配置为第一串口，将第二通信模块3的通信接口配置为第二串口，控制模块2判断第一通信模块1在预设时间内没有传输第一串口数据时，关闭第一通信模块1的时钟使第一通信模块1进入休眠模式，并将第二通信模块3的通信接口配置为第一串口，用于监测第一串口是否有第一串口数据输入，在第二通信模块3监测到有第一串口数据输入时，控制模块2将第一通信模块1的通信接口配置为第一串口，将第二通信模块3的通信接口配置为第二串口，并开启第一通信模块1的时钟使第一通信模块1进入正常工作模式，此时第二通信模块3也可以通过第二串口对第二串口数据进行传输。

若此装置应用于电表上，则第一通信模块1可以用来传输实时高频信号(如通信协议)，第二通信模块3可以用来传输非实时数据(如抄电表所需要的数据)。

作为一种优选的实施例，第二通信模块3由接收模块和处理模块构成；

其中，接收模块用于接收控制模块2发送的监测指令、停止监测指令、第一串口数据及第二串口数据；

处理模块用于在通过接收模块接收到控制模块2发送的监测指令时监测自身是否接收到第一串口数据，在通过接收模块接收到停止监测指令时停止对第一串口数据的监测。

考虑到本发明中的第二通信模块3只需要接收功能，不需要发送功能，故在设计第二通信模块3时，将第二通信模块3设计为只具有接收模块和处理模块，不具有发送模块，减小了本装置的芯片的面积，在工作时也进一步降低了芯片的功耗。

具体地，第二通信模块3中的接收模块接收控制模块2发送的监测指令、停止监测指令、第一串口数据及第二串口数据，第二通信模块3中的处理模块在通过接收模块接收到控制模块2发送的监测指令时监测自身是否接收到第一串口数据，在通过接收模块接收到停止监测指令时停止对第一串口数据的监测。

作为一种优选的实施例，控制模块2还用于在控制第一通信模块1进入休眠模式后，控制自身进入休眠模式；

第二通信模块3还用于在监测到第一串口数据输入时，触发控制模块2由休眠模式进入正常工作模式。

考虑到控制模块2在控制第一通信模块1进入休眠模式后，控制模块2处于不工作的状态，为了进一步的降低功耗，本申请的控制模块2在控制第一通信模块1进入休眠模式之后，也控制自身进入休眠模式。在第二通信模块3监测到第一串口数据之后，先触发控制模块2由休眠模式进入正常工作模式，然后控制模块2对第二通信模块3发送停止监测指令以及控制第一通信模块1传输第一串口数据。

可见，本申请的控制模块2在控制第一通信模块1进入休眠模式之后，控制自身进入休眠模式，进一步降低了本装置的功耗。

作为一种优选的实施例，在第二通信模块3监测到第一串口数据输入时，控制第一通信模块1进入正常工作模式，包括：

在自身由休眠模式进入正常工作模式时，控制第一通信模块1进入正常工作模式。

具体地，控制模块2在控制第一通信模块1进入休眠模式之后，也控制自身进入休眠模式，则在控制模块2由休眠模式进入正常工作模式时，可以直接触发第一通信模块1进入正常工作模式，不用再向第一通信模块1发送指令使第一通信模块1进入正常工作模式，提高了该装置工作的实时性。

作为一种优选的实施例，第二通信模块3还用于在监测到第一串口数据时，判断接收到的第一串口数据是否正确；

若正确，则触发控制模块2由休眠模式进入正常工作模式；

若不正确，则不触发控制模块2由休眠模式进入正常工作模式。

本实施例中，考虑到第二通信模块3在监测到第一串口数据时，可能会存在噪声输入，第二通信模块3监测到有数据输入就直接触发控制模块2由休眠模式进入正常工作模式，导致控制模块2被误触发，进而导致第一通信模块1被误唤醒，增加装置的功耗。

基于此，本申请的第二通信模块3在监测到第一串口数据时，还对第一串口数据进行判断，判断第一串口数据是否正确，若正确，则触发控制模块2进入正常工作模式，然后控制模块2控制第一通信模块1进入正常工作模式，若不正确，则控制模块2继续保持休眠模式。

可见，本申请可以防止噪声的干扰，防止控制模块2被误触发，降低了装置的功耗。

作为一种优选的实施例，判断接收到的第一串口数据是否正确，包括：

通过对第一串口数据进行奇校验或偶校验判断第一串口数据是否正确。

具体地，本申请中的通信模块通过对第一串口进行奇校验或者偶校验判断第一串口数据是否正确，若第一通信模块1判断第一串口数据的所有字节的奇校验或者偶校验的校验位正确时，触发控制模块2由休眠模式进入正常工作模式；若第一通信模块1判断第一串口数据的所有字节的奇校验或者偶校验的校验位错误，则控制模块2保持休眠模式。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种串口通信装置，其特征在于，包括：

第一通信模块，用于在正常工作模式时传输第一串口数据；

第二通信模块，用于在接收到控制模块发送的监测指令时监测自身是否接收到所述第一串口数据，在接收到停止监测指令时停止对所述第一串口数据的监测；

分别与所述第一通信模块及所述第二通信模块连接的所述控制模块，用于判断所述第一通信模块在预设时间内是否传输所述第一串口数据，若否，则向所述第二通信模块发送所述监测指令，并控制所述第一通信模块进入休眠模式，并在所述第二通信模块监测到所述第一串口数据输入时，控制所述第一通信模块进入正常工作模式，并向所述第二通信模块发送所述停止监测指令；

其中，所述第一通信模块的工作频率大于所述第二通信模块的工作频率。

2.如权利要求1所述的串口通信装置，其特征在于，控制所述第一通信模块进入休眠模式，包括：

通过关闭所述第一通信模块的时钟控制所述第一通信模块进入休眠模式；

控制所述第一通信模块进入正常工作模式，包括：

通过开启所述第一通信模块的时钟控制所述第一通信模块进入正常工作模式。

3.如权利要求1所述的串口通信装置，其特征在于，所述第一通信模块及所述第二通信模块均为通用异步收发传输器UART。

4.如权利要求1所述的串口通信装置，其特征在于，还包括：

电池，用于为所述第一通信模块、所述第二通信模块及所述控制模块供电。

5.如权利要求1所述的串口通信装置，其特征在于，所述第二通信模块还用于在没有接收到所述监测指令时传输第二串口数据。

6.如权利要求5所述的串口通信装置，其特征在于，所述第二通信模块由接收模块和处理模块构成；

其中，所述接收模块用于接收所述控制模块发送的所述监测指令、所述停止监测指令、所述第一串口数据及所述第二串口数据；

所述处理模块用于在通过所述接收模块接收到所述控制模块发送的所述监测指令时监测自身是否接收到所述第一串口数据，在通过所述接收模块接收到所述停止监测指令时停止对所述第一串口数据的监测。

7.如权利要求1-6任一项所述的串口通信装置，其特征在于，所述控制模块还用于在控制所述第一通信模块进入休眠模式后，控制自身进入休眠模式；

所述第二通信模块还用于在监测到所述第一串口数据输入时，触发所述控制模块由休眠模式进入正常工作模式。

8.如权利要求7所述的串口通信装置，其特征在于，在所述第二通信模块监测到所述第一串口数据输入时，控制所述第一通信模块进入正常工作模式，包括：

在自身由休眠模式进入正常工作模式时，控制所述第一通信模块进入正常工作模式。

9.如权利要求7所述的串口通信装置，其特征在于，所述第二通信模块还用于在监测到所述第一串口数据时，判断接收到的所述第一串口数据是否正确；

若正确，则触发所述控制模块由休眠模式进入正常工作模式；

若不正确，则不触发所述控制模块由休眠模式进入正常工作模式。

10.如权利要求9所述的串口通信装置，其特征在于，判断接收到的所述第一串口数据是否正确，包括：

通过对所述第一串口数据进行奇校验或偶校验判断所述第一串口数据是否正确。

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