[发明专利]一种自适应波特率的USB串口设备及方法

说明书

本发明公开一种自适应波特率的USB串口设备及方法，所述设备包括：USB接口、USB固件及收发缓冲/接收采样接口、发送线TX和接收线RX；所述方法包括：串口设备利用其USB CDC协议处理单元实现USB虚拟串口，个人计算机自动识别并加载CDC虚拟串口驱动；串口设备在CDC协议中对SET_LINE_CODING请求进行特殊处理；串口设备在GET_LINE_CODING请求中上报已经适应匹配的波特率；串口设备将USB CDC OUT Endpoint单元的数据发送给嵌入式系统；串口设备将接收到的嵌入式系统的数据发送给个人计算机。本发明不需要个人计算机额外安装驱动，计算方法简单易实现。

技术领域

本发明涉及数据通信领域，特别涉及一种自适应波特率的USB串口设备。

背景技术

现代嵌入式系统中，异步串行通信接口往往作为标准外设出现在单片机和嵌入式系统中。个人计算机在与嵌入式系统进行通信时，必须要预先知道嵌入式系统串行接口的波特率并设置PC串行设备相同的波特率，才能进行正常通信。

在成本和体积的限制下，新型个人计算机的串口(RS232)接口越来越少或者直接取消。取而代之的是更多的USB接口。用USB转串口来和嵌入式系统进行通信成了一种趋势。

发明内容

本发明提供一种自适应波特率的USB串口设备及方法，以解决现有串口设备需要手动指定串口波特率，以及新型个人计算机串口少甚至无串口的问题。

本发明具体采用以下技术方案：

本发明一种自适应波特率的USB串口设备，其包括：USB接口、USB固件及收发缓冲/接收采样接口、发送线TX和接收线RX；其中所述的USB固件包括：Control Endpoint单元、OUT Endpoint单元、IN Endpoint单元及CDC协议处理单元；其中所述的USB接口和个人计算机的USB接口相连，所述设备的USB固件将USB数据经过CDC协议处理单元解析后转发给所述收发缓冲/接收采样接口，并通过发送线TX和接收线RX与嵌入式系统相连，实现USB转串口的功能。

本发明提供一种应用USB串口设备自适应嵌入式系统波特率的方法，以实现个人计算机的串口软件自适应嵌入式系统设备的波特率的功能，步骤如下：

步骤11、所述串口设备利用其USB CDC(Communication Device Class)协议处理单元实现USB虚拟串口，个人计算机可以自动识别并加载CDC虚拟串口驱动。

步骤12、所述串口设备在CDC协议中对SET_LINE_CODING(设置编码格式)请求进行特殊处理：定义特定波特率(如100bps)为标志开启自适应波特率功能，或者忽略SET_LINE_CODING(设置编码格式)请求，始终使能自适应波特率功能。所述串口设备在GET_LINE_CODING(获取编码格式)请求中上报已经适应匹配的波特率。

步骤13、所述串口设备将USB CDC OUT Endpoint单元的数据通过所述串口设备的发送线TX发送给嵌入式系统。

步骤14、所述串口设备将在所述串口设备的接收线RX上接收到的嵌入式系统的数据通过USB CDC IN Endpoint单元发送给个人计算机。

进一步的，所述串口设备的自适应波特率特性主要基于对嵌入式系统的串行接口的发送线(TX)进行过采样，实现该串口设备的自适应波特率功能：

步骤21、因为串口一个传输帧的起始位是一个低电平，所述串口设备以嵌入式系统的TX下降沿为中断信号开启采样。

步骤22、所述串口设备用自身定时器时钟对嵌入式系统的发送线TX上的高低电平脉冲进行采样并记录各脉冲宽度计数值。

步骤23、所述串口设备对高低电平脉冲宽度统一计算，得到最小脉冲宽度计

数值。