CN112363421A - 一种稳定可靠的单片机系统通讯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，包括主控制器和从控制器，通讯方法包括如下步骤：S1，主控制器和从控制器上电，且主控制器和从控制器之间通过第一通讯线和第二通讯线进行通讯；S2，第三计时器开始累加计时，判断在第三计时器的预设时间内第一信号接收端口是否接收到应答信号，若是，则第三计时器清零，且主控制器处理应答数据；若否，则根据第一通讯线和/或第二通讯线的连通状态调整主控制器和/或从控制器的通讯模式。其可降低故障率，使系统保持正常运行。
Description
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种稳定可靠的单片机系统通讯方法。
背景技术
家电控制系统中常用两块单独的线路板来组成控制系统，如一块显示控制板和一块电源板，其中在显示控制板上集成了按键、显示控制电路，在电源板上面集成了负载控制、电源部分电路和蜂鸣器电路等，如果电源板上面的负载比较多，最好的方式是在显示控制板和电源板上各放置一个单片机，那么显示控制板和电源板之间常用的通讯方式一般采用四线通讯的方式：一根TX线，一根RX线，一根VDD与一根GND线，这是很常用的通讯连接方式。两块线路板之间常用红白排线进行连接，每种家电的使用场景不一样，像豆浆机、蒸烤箱、电饭煲的使用环境一般是高温而且比较容易接触到水蒸汽等，这容易造成两块线路板之间连接线的两线间短路情况。连接线用久也存在断线或者连接线与插座之间接触不良等情况，由此会影响两块线路板之间的通讯，且会降低产品的运行寿命。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有相关技术中存在的问题之一，为此，本发明的一个目的在于提出一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，其可降低故障率，使系统保持正常运行。
上述的目的是通过如下技术方案来实现的：
一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，包括主控制器和从控制器，在主控制器上设置有第一信号发送端口、第一信号接收端口、第一计时器和第三计时器，在从控制器上设置有第二信号发送端口、第二信号接收端口和第二计时器，其中第一信号发送端口和第二信号接收端口之间通过第一通讯线连接，第一信号接收端口和第二信号发送端口之间通过第二通讯线连接，通讯方法包括如下步骤：
S1，主控制器和从控制器上电，且主控制器和从控制器之间通过第一通讯线和第二通讯线进行通讯；
S2，第三计时器开始累加计时，判断在第三计时器的预设时间内第一信号接收端口是否接收到应答信号，若是，则第三计时器清零，且主控制器处理应答数据；若否，则根据第一通讯线和/或第二通讯线的连通状态调整主控制器和 /或从控制器的通讯模式。
在一些实施方式中，步骤S1中，主控制器和从控制器之间通过全双工模式或者半双工模式进行通讯。
在一些实施方式中，步骤S2中，根据第一通讯线和/或第二通讯线的连通状态调整主控制器和/或从控制器的通讯模式具体包括：
S21，通过主控制器判断第一通讯线和第二通讯线是否短路，若是，则所述主控制器转变通讯模式；若否，则对所述第一通讯线和/或第二通讯线的开路状态进行确认。
在一些实施方式中，步骤S2中，根据第一通讯线和/或第二通讯线的连通状态调整主控制器和/或从控制器的通讯模式具体还包括：
S22，判断第一通讯线和/或第二通讯线是否开路，若是，则所述主控制器和所述从控制器转变通讯模式；若否，则对所述第一通讯线和/或第二通讯线的短路状态进行确认。
在一些实施方式中，步骤S21中通过主控制器判断第一通讯线和第二通讯线是否短路的步骤包括：
判断主控制器的第一信号接收端口是否接收到从第一信号发送端口发出的数据，若是，则判断第一通讯线和第二通讯线短路，若否，则判断第一通讯线和第二通讯线非短路。
在一些实施方式中，步骤S21中，所述主控制器转变通讯模式的步骤包括：
S211，主控制器转变成单线通讯模式，并且主控制器发送命令至从控制器使从控制器转变成单线通讯模式；
S212，判断主控制器是否有发送数据的需求，若是，则进入步骤S213，若否，则重复步骤S212；
S213，将主控制器的第一信号接收端口切换成高阻态，并且通过第一信号发送端口发送数据；
S214，判断第一信号发送端口是否发完数据，若是，则进入步骤S215，若否，则重复步骤S214；
S215，将主控制器的第一信号发送端口切换成高阻态，第一信号接收端口由高阻态切换成信号接收功能，从控制器的第二信号接收端口接收到数据后切换成高阻态，并且应答信号经第二信号发送端口发出。
在一些实施方式中，步骤S22中，当判断第一通讯线处于开路状态时，所述主控制器和所述从控制器转变通讯模式的步骤具体包括：
S221，将主控制器转换成模拟串口模式，并且通过主控制器的第一信号发送端口发送命令至从控制器使从控制器转换成模拟串口模式，然后主控制器切换成信号接收模式，设置于从控制器上的第四计时器开始计时；
S222，判断从控制器在第四计时器的预设时间内是否接收到主控制器的应答信号，若是，则将主控制器切换成模拟串口通讯模式通过其第一信号发送端口与从控制器进行半双工方式通讯，若否，则对第二通讯线的开路状态进行确认。
在一些实施方式中，步骤S22中，当判断第二通讯线处于开路状态时，所述主控制器和所述从控制器转变通讯模式的步骤具体包括：
S223，主控制器上电的同时设置第一计时器开始倒计时；
判断第一计时器的倒计时是否为0，若是，则进入步骤S224，若否，则重复步骤S223；
S224，将主控制器转换成模拟串口模式，并且通过主控制器的第一信号接收端口发送命令至从控制器使从控制器转换成模拟串口模式，然后主控制器切换成信号接收模式，设置于主控制器上第五计时器开始计时；
S225，判断从控制器在第五计时器的预设时间内是否接收到主控制器的应答信号，若是，则主控制器保持模拟串口模式与从控制器进行半双工方式通讯，若否，则提示通讯错误。
与现有技术相比，本发明的至少包括以下有益效果：
1、本发明的一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，其可降低故障率，使系统保持正常运行。
附图说明
图1是本发明实施例中单片机系统的原理示意图；
图2是本发明实施例中通讯方法的控制流程图；
图3是本发明实施例中通讯方法的流程示意图；
图4是本发明实施例中型号MCMC96F8316 MCU的电路示意图；
图5是本发明实施例中模拟串口通讯用到的基本时序图。
具体实施方式
以下实施例对本发明进行说明，但本发明并不受这些实施例所限制。对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本发明方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
实施例一：如图1、图2和图3所示，本实施例提供一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，包括主控制器1和从控制器2，在主控制器1上设置有第一信号发送端口101、第一信号接收端口102、第一计时器和第三计时器，在从控制器 2上设置有第二信号发送端口201、第二信号接收端口202和第二计时器，其中第一信号发送端口101和第二信号接收端口202之间通过第一通讯线3连接，第一信号接收端口102和第二信号发送端口201之间通过第二通讯线4连接，本实施例中，主控制器1一般为主线路板，从控制器2一般为从线路板，通讯方法包括如下步骤：
S1，主控制器1和从控制器2上电，且主控制器1和从控制器2之间通过第一通讯线3和第二通讯线4进行通讯，具体的，主控制器1上电设置第一计时器时间T1并开始倒计时，从控制器2上电设置第二计时器时间T2并开始倒计时，优选的，主控制器1上电设置第一计时器时间T1＝DT1秒(DT1为常量) 并开始倒计时，从控制器2上电设置第二计时器时间T2＝DT2秒(DT2为常量) 并开始倒计时，进一步的，主控制器1和从控制器2之间通过全双工模式或者半双工模式进行通讯；
S2，第三计时器开始累加计时，判断在第三计时器的预设时间内第一信号接收端口102是否接收到应答信号，若是，则第三计时器清零，且主控制器1 处理应答数据；若否，则根据第一通讯线3和/或第二通讯线4的连通状态调整主控制器1和/或从控制器2的通讯模式；
本实施例的一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，其可降低故障率，使系统保持正常运行。
具体的，本实施例所提供的通讯方法在系统运行过程中会不断检测通讯线是否正常，如发现异常会逐一排查检测区分异常情况并转换合适的通讯方式以保持系统正常运转，达到降低故障率之目的。
本实施例中，半双工(Half Duplex)，允许数据在两个方向上传输，但是，在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信；在同一时间只可以有一方接受或发送信息，可以实现双向通信。举例：对讲机。
全双工(full duplex)，是指当数据的发送和接收分流，分别由两根不同的传输线传送时，通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作的传送方式。
实施例二：如图1、图2和图3所示，本实施例提供一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，其与实施例一所提供的一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，区别在于，步骤S2中，根据第一通讯线3和/或第二通讯线4的连通状态调整主控制器1和/或从控制器2的通讯模式具体包括：
S21，通过主控制器1判断第一通讯线3和第二通讯线4是否短路，若是，则主控制器1转变通讯模式；若否，则对第一通讯线3和/或第二通讯线4的开路状态进行确认。
进一步的，步骤S21中通过主控制器1判断第一通讯线3和第二通讯线4 是否短路的步骤包括：
判断主控制器1的第一信号接收端口102是否接收到从第一信号发送端口 101发出的数据，若是，则判断第一通讯线3和第二通讯线4短路，若否，则判断第一通讯线3和第二通讯线4非短路。
通过上述步骤可进一步可降低故障率，使系统保持正常运行。
实施例三：如图1、图2和图3所示，本实施例提供一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，其与实施例二所提供的一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，区别在于，步骤S2中，根据第一通讯线3和/或第二通讯线4的连通状态调整主控制器1和/或从控制器2的通讯模式具体还包括：
S22，判断第一通讯线3和/或第二通讯线4是否开路，若是，则主控制器1 和从控制器2转变通讯模式；若否，则对第一通讯线3和/或第二通讯线4的短路状态进行确认。
上述步骤设计合理、巧妙，利于判断判断第一通讯线3和第二通讯线4是否短路。
且通过上述步骤可进一步可降低故障率，使系统保持正常运行。
实施例四：如图1、图2和图3所示，本实施例提供一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，其与实施例三所提供的一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，区别在于，步骤S21中主控制器1转变通讯模式的步骤包括：
S211，主控制器1转变成单线通讯模式，并且主控制器1发送命令至从控制器2使从控制器2转变成单线通讯模式；
S212，判断主控制器1是否有发送数据的需求，若是，则进入步骤S213，若否，则重复步骤S212；
S213，将主控制器1的第一信号接收端口102切换成高阻态，并且通过第一信号发送端口101发送数据；
S214，判断第一信号发送端口101是否发完数据，若是，则进入步骤S215，若否，则重复步骤S214；
S215，将主控制器1的第一信号发送端口101切换成高阻态，第一信号接收端口102由高阻态切换成信号接收功能，从控制器2的第二信号接收端口202 接收到数据后切换成高阻态，并且应答信号经第二信号发送端口201发出。
本实施例中，高阻态是一个数字电路里常见的术语，指的是电路的一种输出状态，既不是高电平也不是低电平，如果高阻态再输入下一级电路的话，对下级电路无任何影响，和没接一样，如果用万用表测的话有可能是高电平也有可能是低电平，随它后面接的东西定的。
通过上述步骤可进一步可降低故障率，使系统保持正常运行。
实施例五：如图1和图2所示，本实施例提供一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，其与实施例四所提供的一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，区别在于，步骤S22中，当判断第一通讯线3处于开路状态时，主控制器1和从控制器2转变通讯模式的步骤具体包括：
S221，将主控制器1转换成模拟串口模式，并且通过主控制器1的第一信号发送端口101发送命令至从控制器2使从控制器2转换成模拟串口模式，然后主控制器1切换成信号接收模式，设置于从控制器2上的第四计时器T4开始计时；
S222，判断从控制器2在第四计时器的预设时间内是否接收到主控制器1 的应答信号，若是，则第四计时器T4清零，同时将主控制器1切换成模拟串口通讯模式通过其第一信号发送端口101与从控制器2进行半双工方式通讯，若否，则对第二通讯线4的开路状态进行确认。
通过上述步骤可进一步可降低故障率，使系统保持正常运行。
本实施例中，模拟串口通讯用到的基本时序如附图5所示：
A点(起始位)为高电位，即TXD引脚的电状态为1，到B点时电位拉低， TXD状态为0，延时一段时间到达C点，即发送了"StartBit"；C点以后开始按“先发低位再发高位”的规则发送数据，每一位都要相隔一段时间t；到达D点时，8位数据发送完毕，接着将TXD拉高，延时一段时间，即相当于发送了“Stop Bit”。
其中，每一位的间隔时间t是个波特率有关，t＝1/Baud，Baud的意思是指，bit/s,所以1/Baud是指1bit所用时间。
实施例六：如图1和图2所示，本实施例提供一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，其与实施例五所提供的一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，区别在于，步骤S22中，当判断第二通讯线4处于开路状态时，主控制器1和从控制器2转变通讯模式的步骤具体包括：
S223，主控制器1上电的同时设置第一计时器开始倒计时；
判断第一计时器的倒计时是否为0，若是，则进入步骤S224，若否，则重复步骤S223；
S224，将主控制器1转换成模拟串口模式，并且通过主控制器1的第一信号接收端口102发送命令至从控制器2使从控制器2转换成模拟串口模式，然后主控制器1切换成信号接收模式，设置于主控制器1上的第五计时器T5开始计时；
S225，判断从控制器2在第五计时器的预设时间内是否接收到主控制器1 的应答信号，若是，则第五计时器T5清零，主控制器1保持模拟串口模式与从控制器2进行半双工方式通讯，若否，则提示通讯错误。
通过上述步骤可进一步可降低故障率，使系统保持正常运行。
如图1至图4所示，下面就采用型号为MCMC96F8316的MCU应用本实施例所提供的通讯方法实施方案作如下说明：
其中将MCMC96F8316的MCU设为高阻态与启用RX、TX功能相关寄存器。
Pin8口设为输入状态即高阻态，执行命令：INT9E＝0；P31IO＝0；
Pin9口设为输入状态即高阻态，执行命令：P3FSR0＝0；P30IO＝0；
Pin8口启用Rx功能，执行命令：INT9E＝1；P31IO＝0；
Pin9口启用Tx功能，执行命令：P3FSR0＝1；P30IO＝1；
第1步，主机MCU上电设置计时器T1＝10秒并开始倒计时，从机MCU上电设置计时器T2＝10秒并开始倒计时。
第2步，T5计时器开始累加计时，主机MCU与从机MCU启用芯片集成串口功能用全双工或半双工方式用第一通讯线与第二通讯线进行通讯，当主机MCU 的主机RX口接收到应答信号时T5计时器清零，如果一直没收到应答信号直至 T5>＝2秒时进入下一步。
第3步，用主机MCU来判断第一通讯线与第二通讯线有没短路，主机MCU 发送数据到从机MCU，如果主机MCU的pin8口接收到的数据是主机MCU本身pin9 口发出的数据，则判断为第一通讯线与第二通讯线短路了，若没有收到数据则进入下一步。此时把主机MCU通讯系统转变成单线通讯模式，然后主机MCU发送一条命令让从机MCU也进入单线通讯模式，刚进入单线通讯模式时主机MCU 的pin8口切换成高阻态，从机MCU的pin9切换为高阻态。主机MCU发数据时经pin9口发出，发完数据后主机MCU的pin9口切换成高阻态，主机MCU的pin8口切换成RX功能，从机MCU的pin8口收到数据后切换成高阻态，pin9口切换成TX功能，应答数据经从机MCU的Pin9口发出。
第4步，判断第一通讯线是否开路。主机MCU转换成模拟串口模式并从pin9 口发送一段信号让从机MCU转换成模拟串口模式的命令，然后主机MCU马上切换成信号接收模式，用T3计时器计时，等待T3<2秒时收到应答的信号则表示此线正常，如等待T3>＝2秒时则表示异常转下一步。第一通讯线正常的情况下，主机MCU与从机MCU同时在模拟串口模式下用半全双工进行通讯。
第5步，判断第二通讯线是否开路。等待T1计时器倒计时为0时，主机MCU 转换成模拟串口模式并从pin8口发送一段信号让从机MCU转换成模拟串口模式的命令，然后马上切换成接收模式，用T4计时器计时，等待T4<2秒时后收到应答的信号则表示此线正常，如等待T4>＝2秒时则报通讯异常。当从机MCU在等待T2计时器倒计时为0时，从机MCU转为成模拟串口模式，如接收到主机发过来的信号则应答。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，包括主控制器(1)和从控制器(2)，在主控制器(1)上设置有第一信号发送端口(101)、第一信号接收端口(102)、第一计时器和第三计时器，在从控制器(2)上设置有第二信号发送端口(201)、第二信号接收端口(202)和第二计时器，其中第一信号发送端口(101)和第二信号接收端口(202)之间通过第一通讯线(3)连接，第一信号接收端口(102)和第二信号发送端口(201)之间通过第二通讯线(4)连接，其特征在于，通讯方法包括如下步骤：
S1，主控制器(1)和从控制器(2)上电，且主控制器(1)和从控制器(2)之间通过第一通讯线(3)和第二通讯线(4)进行通讯；
S2，第三计时器开始累加计时，判断在第三计时器的预设时间内第一信号接收端口(102)是否接收到应答信号，若是，则第三计时器清零，且主控制器(1)处理应答数据；若否，则根据第一通讯线(3)和/或第二通讯线(4)的连通状态调整主控制器(1)和/或从控制器(2)的通讯模式。
2.根据权利要求1所述的一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，其特征在于，步骤S1中，所述主控制器(1)和从控制器(2)之间通过全双工模式或者半双工模式进行通讯。
3.根据权利要求2所述的一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，其特征在于，步骤S2中，根据第一通讯线(3)和/或第二通讯线(4)的连通状态调整主控制器(1)和/或从控制器(2)的通讯模式具体包括：
S21，通过主控制器(1)判断第一通讯线(3)和第二通讯线(4)是否短路，若是，则所述主控制器(1)转变通讯模式；若否，则对所述第一通讯线(3)和/或第二通讯线(4)的开路状态进行确认。
4.根据权利要求2所述的一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，其特征在于，步骤S2中，根据第一通讯线(3)和/或第二通讯线(4)的连通状态调整主控制器(1)和/或从控制器(2)的通讯模式具体还包括：
S22，判断第一通讯线(3)和/或第二通讯线(4)是否开路，若是，则所述主控制器(1)和所述从控制器(2)转变通讯模式；若否，则对所述第一通讯线(3)和/或第二通讯线(4)的短路状态进行确认。
5.根据权利要求3所述的一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，其特征在于，步骤S21中通过主控制器(1)判断第一通讯线(3)和第二通讯线(4)是否短路的步骤包括：
判断主控制器(1)的第一信号接收端口(102)是否接收到从第一信号发送端口(101)发出的数据，若是，则判断第一通讯线(3)和第二通讯线(4)短路，若否，则判断第一通讯线(3)和第二通讯线(4)非短路。
6.根据权利要求3或4所述的一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，其特征在于，步骤S21中，所述主控制器(1)转变通讯模式的步骤包括：
S211，主控制器(1)转变成单线通讯模式，并且主控制器(1)发送命令至从控制器(2)使从控制器(2)转变成单线通讯模式；
S212，判断主控制器(1)是否有发送数据的需求，若是，则进入步骤S213，若否，则重复步骤S212；
S213，将主控制器(1)的第一信号接收端口(102)切换成高阻态，并且通过第一信号发送端口(101)发送数据；
S214，判断第一信号发送端口(101)是否发完数据，若是，则进入步骤S215，若否，则重复步骤S214；
S215，将主控制器(1)的第一信号发送端口(101)切换成高阻态，第一信号接收端口(102)由高阻态切换成信号接收功能，从控制器(2)的第二信号接收端口(202)接收到数据后切换成高阻态，并且应答信号经第二信号发送端口(201)发出。
7.根据权利要求4所述的一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，其特征在于，步骤S22中，当判断第一通讯线(3)处于开路状态时，所述主控制器(1)和所述从控制器(2)转变通讯模式的步骤具体包括：
S221，将主控制器(1)转换成模拟串口模式，并且通过主控制器(1)的第一信号发送端口(101)发送命令至从控制器(2)使从控制器(2)转换成模拟串口模式，然后主控制器(1)切换成信号接收模式，设置于从控制器(2)上的第四计时器开始计时；
S222，判断从控制器(2)在第四计时器的预设时间内是否接收到主控制器(1)的应答信号，若是，则将主控制器(1)切换成模拟串口通讯模式通过其第一信号发送端口(101)与从控制器(2)进行半双工方式通讯，若否，则对第二通讯线(4)的开路状态进行确认。
8.根据权利要求4或7所述的一种稳定可靠的单片机系统通讯方法，其特征在于，步骤S22中，当判断第二通讯线(4)处于开路状态时，所述主控制器(1)和所述从控制器(2)转变通讯模式的步骤具体包括：
S223，主控制器(1)上电的同时设置第一计时器开始倒计时；
判断第一计时器的倒计时是否为0，若是，则进入步骤S224，若否，则重复步骤S223；
S224，将主控制器(1)转换成模拟串口模式，并且通过主控制器(1)的第一信号接收端口(102)发送命令至从控制器(2)使从控制器(2)转换成模拟串口模式，然后主控制器(1)切换成信号接收模式，设置于主控制器(1)上第五计时器开始计时；
S225，判断从控制器(2)在第五计时器的预设时间内是否接收到主控制器(1)的应答信号，若是，则主控制器(1)保持模拟串口模式与从控制器(2)进行半双工方式通讯，若否，则提示通讯错误。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113137690A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-07-20 | 青岛海尔空调电子有限公司 | 电机的参数配置方法及空调 |
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2020
- 2020-09-29 CN CN202011051033.0A patent/CN112363421A/zh active Pending
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