[发明专利]一种异步串行物理变形信号的识别方法

说明书

本发明提供一种异步串行物理变形信号的识别方法，采用6倍过采样恢复异步数据，以6倍于输入异步数据的时钟采样输入数据，大幅降低接收端系统时钟频率。提高了接收数据正确率，解决由停止位错误而带来的数据接收错误问题。在保证数据能正确接收的情况下，允许更大的信号变形在不需要信号中继的情况下、以适应更差的干扰环境和更远的距离通信。

技术领域

本发明属于工业DCS(分布式控制)系统信息处理技术领域，涉及异步串行物理变形信号的识别方法。

背景技术

工业现场环境情况复杂，由于大型电机等设备的影响，以及分布式远距离的走线影响，通信信号质量极易受到干扰而出现较大的变形，如何快速准确的识别和接收现场控制数据，对分布式控制系统来说意义重大。

现有的RS485通信的物理层识别技术较好的适应了工业现场的环境，理论上能达到12M的通信速率。但实际上由于在12M时通信距离太短，往往不到100米，且单片机的系统时钟达不到要求的192M，所以很少能达到这个速率。而且采用16倍过采样，采样率高，对接收端系统时钟频率要求高，在12M通信速率时、16倍过采样要求接收端采样时钟要达到192M，对普通单片机来说难以达到。对于信号变形的容忍度不够：对于较差干扰环境、较远距离和无中继的通信情况下，信号质量很差，中间连续3次采样、数据不同的概率比较大，特别是中心点两侧的采样数据，造成数据不能正确识别。同时由于异步通信的时钟频率差别，和采用字节起始位置对齐的方法，最后的停止位最容易由于累积误差而出现采样错误，而此时数据虽然已经正确接收，但停止位错误会造成数据的接收判断错误，从而导致接收失败。

发明内容

本发明提供一种应用于DCS系统的宽容忍度的异步串行物理变形信号的识别方法，降低成本，提高了接收数据正确率，扩大了应用范围。

为了实现上述发明目的，本发明公开一种异步串行物理变形信号的识别方法，所述方法采用6倍过采样恢复异步数据，以6倍于输入异步数据的时钟采样输入数据，两个时钟互为异步时钟，数据格式包括起始位、数据位、校验位和停止位，其特征在于方法包括以下步骤：

S1初始态，根绝数据下降沿跳变识别数据起始位，每个字节开始时均有一个数据起始位；

S2起始位判断，持续4个采样周期连续确认数据起始位是否有效，一旦所述起始位确认有效，则锁定后续输入数据的理论中心位置，所述起始位有效则在完成6次过采样后转入S3，无效则转入S1；

S3接收数据位判断，在时钟对齐后的理论数据中心位置采样数据位，判断是否完成所述数据位的接收，完成则转入S4，否则继续接收；

S4接收校验位判断，在时钟对齐后的理论中心位置采样所述校验位，判断是否完成所述校验位的接收，完成则转入S5，否则继续接收；

S5停止位自动跳转，跳转到S1，等待识别下一字节的数据起始位。

其中，所述起始位为1位，所述数据位为8位，所述校验位为1位，所述停止位为1/2～3/2位。

其中，所述起始位固定为0，停止位固定为1。

采用本发明的异步串行物理变形信号的识别方法，降低接收端对系统时钟频率的过高要求，以便降低成本。采用6倍过采样，大幅降低接收端系统时钟频率。在保持12M通信速率的情况下，可将接收端采样时钟由192M降低到72M，满足普通单片机的速度要求。解决由停止位错误而带来的数据接收错误问题，提高接收数据正确率。在保证数据能正确接收的情况下，允许更大的信号变形，可容忍数据两侧多达40％的数据变形，在不需要信号中继的情况下、以适应更差的干扰环境和更远的距离通信。

说明书附图

图1数据格式

图2本发明的流程图

图3理想情况下的输入数据和本地时钟的对应图