[发明专利]一种具有传输优先级的串口复用器实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有传输优先级的串口复用器的实现方法，属于通信技术领域。

背景技术

串行接口作为一种简单可靠的通讯接口，在数据通信设备中得到了广泛的应用，主要的串行接口标准有RS232、RS422、RS485等。无线通信电台或通用的通信设备上一般只有一个或两个串口，但在实际应用中，常常需要在一个电台上同时传输多个传感器、仪器仪表等设备的数据，例如，无人机上的机载电台，除了传输飞控数据外，通常还需要传输各种飞行状态数据，但如果将每一路数据都单独使用一个电台进行传输，将浪费信道资源，造成通信数据链系统的复杂。因此，将多个串口数据复用到一个串口上通过一个电台进行传输就很必要。

目前在工业和通信设备中使用的串口复用器有两种：一种传输可靠、性能较高，但成本较高，而且体积较大，对于成本敏感或空间有限的应用不适合；另一种成本虽低，但存在诸多问题，如用户不能灵活配置、支持的通讯波特率较低、当串口复用器中各个串口的通讯波特率不同时误码率会大大增加等。同时，这两种串口复用器各个扩展串口的传输优先级相同，不适用于对传输延迟要求比较小的信号与其它信号一起传输。因此，现有的串口复用器的应用范围受到限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种低成本、高性能的串口复用器实现方法，在降低成本的同时解决现有串口复用器存在的通讯速率低、误码率高、配置不灵活、不具备传输优先级等问题。

本发明具体实现方法包括：

1. 串口复用器共有一个主串口和五个扩展串口，通过内部单片机来控制各串口数据的收发和完成相关数据的处理。同时，可对各串口的通讯波特率、各扩展串口的优先级、一次可发送最大数据的帧长、低优先级串口对应传输数据的帧头帧尾、缓存区大小等参数进行灵活配置。串口数据的传输按以下规则进行：

1.1. 当低优先级的扩展串口向主串口发送数据时，先将该扩展串口接收到的用户设备数据保存到对应的接收数据缓存区中；当单片机处于空闲状态时轮询各缓存区，如果发现该接收数据缓存区中有数据等待发送，则将需要发送的数据添加帧头帧尾后发送给主串口。

1.2. 当高优先级的扩展串口向主串口发送数据时，如果当前有低优先级扩展串口在向主串口传输数据，单片机先结束当前串口的数据传输，并向主串口发送该扩展串口对应的帧尾数据后，再将高优先级的扩展串口数据优先发送给主串口。

1.3. 当主串口向低优先级的扩展串口发送数据时，先将该数据去掉帧头帧尾后保存到对应的发送数据缓存区中。单片机处于空闲状态时轮询各缓存区，如果发现该发送数据缓存区中有数据等待发送，则将该缓存区内的数据发送给相应的扩展串口。

1.4. 当主串口向高优先级的扩展串口发送数据时，单片机直接将其数据发送给对应的高优先级扩展串口。

2. 可以设置扩展串口中的一个为高优先级，其余扩展串口都设置为低优先级，以实现对重要数据的优先传输。也可将所有扩展串口都设置为低优先级，各扩展串口按序平等占用主串口进行数据传输。

3. 扩展串口中，优先级高的串口数据不添加帧头帧尾，直接通过主串口传输，以减少传输延迟。其它优先级低的扩展串口在数据传输过程中分别加入两字节的帧头和两字节的帧尾，以区分不同的扩展串口和标识该数据帧传输结束。

4. 上电后串口复用器处于默认传输模式，当扩展串口3接收到用户输入的配置指令后，串口复用器将进入配置模式，可对串口复用器参数进行配置。用户输入退出指令后，返回到传输模式。

附图说明

图1 为本发明所提出的串口复用器实现方法的一种实施例框图

图2为主函数程序流程图

图3 为主串口中断处理函数内状态转移图

图4 为扩展串口1、2、4、5接收中断处理函数流程图

图5 为扩展串口3接收中断处理函数内状态转移图

具体实施方式

以下将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细说明。