[发明专利]串口自动识别方法

说明书

一种串口自动识别方法，步骤包括通信双方约定特征字串和数据位数，发送方按照通信双方的约定发送一帧数据帧，接收方识别数据帧中各段电平的时间宽度，在备选波特率中选定波特率值，计算停止位的位数，校验数据帧中的特征字串波形，再识别整个数据帧。本发明仅需发送方发送一次特征字串或者特征字串开头的数据帧，就能完成发送方和接收方的串口检测和识别过程，适用于所有的串口通信识别和配对，特别适用于某些具有固定帧头的串口通信协议，而且在第一次发送数据帧识别和匹配时就能在数据帧内包含命令或其他数据信息，相比现有技术需要单纯发送一帧纯粹的识别帧而言，节约了配对和识别时间。

技术领域

本发明属于通信领域，具体涉及一种串口自动识别方法。

背景技术

通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通常称为UART），实现串、并转换，是一种广泛应用的通信设备的接口，该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收。

在异步通信中，字符帧格式和波特率是两个重要指标，可由用户根据实际情况选定。字符帧也叫数据帧，由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位等四部分组成，其具体格式如图1所示：

现对各部分结构和功能分述如下：

（1） 起始位：位于字符帧开头，只占一位，时钟为逻辑0低电平，用于向接收设备表示发送端开始发送一帧信息；

（2） 数据位：紧跟起始位之后，用户根据情况可取5位、6位、7位或8位，低位在前高位在后（即先发送数据的最低位）；

（3） 奇偶校验位：位于数据位后，仅占一位，用于表征串行通信中采用奇校验还是偶校验，由用户根据需要决定采取何种校验方式或不采用奇偶校验；

（4） 停止位：位于字符帧末尾，为逻辑“1”高电平，通常可取1位、1.5位或2位，用于向接收端表示一帧字符信息已发送完毕，也为发送下一帧字符作准备。

在串行通信中，发送端一帧一帧发送信息，接收端一帧一帧接收信息。两相邻字符帧之间可以无空闲位，也可以有若干空闲位，这由用户根据需要决定，确切的说是发送端决定的。帧内部是没有空闲位存在的。图表1(b)中显示的是有空闲位时的字符帧格式。

波特率的定义为每秒钟传送二进制数码的位数（也称比特数），单位通常为bps(bit per second)，即位/秒。波特率是串行通信的重要指标，用于表征数据传输的速度。波特率越高，数据传输速度越块，但和字符的实际传输速率不同，与字符帧格式有关。

在现有的串口通讯中，通信双方通信的波特率必须一致，否则发送方发送的数据，接收方要么接收不到，要么在接收后的解析过程中称为乱码，造成通讯故障。

针对串口通讯，通信双方的通信波特率必须一致的问题，现有的通信双方波特率配对方法有如下几种：

（1） 标准波特率穷举法

该方法为固定发送方或接收方的波特率，另一方按照一定的规律在几个备选波特率中穷举，直到匹配上。但是该方法需要匹配的一方轮询多次，浪费时间和总线资源；

（2） 码元宽度实时监测法

需要发送方和接收方之间有一个约定的同步字符，接收方监听该同步字符，确定波特率。但是，该方法需要依赖于发送方的策略；

（3） M(8/16/32)倍波特率适应法

该方法，以M为8为例，是说接收方的接收波特率是发送方波特率的8倍时，无论发任意字符，在接收方解析都只能是0x00和0x80.该方法也需要像穷举法一样，让发送方依次发送0x00~0xFF所有的字符才可以。并且如果不是该波特率，就还需要把检测的波特率再变换，然后再发一遍；但是该方法仍然需要让发送方依次穷举所有字符进行配对，如果配对不上还要对波特率进行变换，耗时较长；