[发明专利]异步串口通信波特率自动检测装置及其方法

说明书

本发明公开了一种异步串口通信波特率自动检测装置及其方法，检测装置包括依次连接的边缘检测模块、脉宽计数模块、最小脉宽模块和查表模块；检测方法包括接收异步串口信号，并通过固定频率的采样时钟信号对异步串口信号进行采样，得到异步串口信号的上升沿和下降沿信号；根据上升沿信号或下降沿信号，产生计数使能信号，并实时统计使能信号有效时的时间长度，得到高电平或低电平的位宽计数值；将高电平的位宽计数值或低电平的位宽计数值与最小脉宽计数值进行比较，并保留较小的值输出；根据最小脉宽模块输出的值，查询其内部存储的波特率和位宽关系表，得到异步串口发送数据的波特率。

技术领域

本发明涉及波特率检测技术，具体涉及异步串口通信波特率自动检测装置及其方法。

背景技术

GPS/北斗的卫星定位、导航和授时及移动通信基站之间的同步授时，位置和时间等信息都是通过异步串口方式，定时发送TOD报文，接收串口TOD报文的设备通过接收TOD报文，解析报文数据来获取同步时间信息。

而发送授时信息的TOD报文的波特率具有可设置的特性，通常默认是9600bps，还可以设置为常见的其他波特率，比如最低4800bps，最高115200bps。因此，接收TOD报文的设备需要知道发送TOD报文的波特率才能正常通信，在未知发送TOD报文的波特率时，需要自动检测发送波特率，通过检测到正确的波特率后，才能设置接收数据时的波特率，这样才能正确接收到TOD报文的数据。

目前串口通信的波特率自动检测的方法和装置，主要存在以下不足和缺陷：

A：由软件分别尝试采用不同的波特率去接收数据，依靠接收的0或1的数量推测发送数据的波特率。《基于未知上位机串行通信波特率检测》《电子技术》2008,31(23)169-170,180。不足之处在于软件顺序执行流程，检测时间长，需要用CPU处理器或MCU微控制器运行相应的应用软件来完成。

B：现有的《自动波特率检测电路及其检测方法》CN202010167862.9、《一种自动波特率检测模块》CN201320759120.0等专利技术，需要对约定数据模式进行波特率检测，缺陷在于需要在串口通信过程中，要求发送端要定时发送“约定数据”，增加了“约定的”的通信数据，要求串口发送端与接收端有协议上的约定，除非串口的收发两端是同一开发设计，否则没有实用性，而且增加了多余通信字节，浪费有效的通信带宽。

C：现有的《一种自动适配波特率方法、智能终端及储存介质》、《一种自动检测CAN总线波特率的方法》等专利技术，采用CPU软件计算串口接收数据的高低电平计时时间，通过算法计算推算出发送的波特率方法。

这种通过CPU的中断计算方式，占用CPU硬件资源，软件驱动不利于移植，而且准确度低。为了提高准确度，还需要回传一个数据来验证计算得到的波特率是否正确，甚至主动发送一个数据，看有无正常回应的方式去试探串口通信的波特率。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的异步串口通信波特率自动检测装置及其方法无需应用软件和处理器，仅通过电路就能够实现波特率的检测。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

第一方面，提供一种异步串口通信波特率自动检测装置，其包括：

边缘检测模块，用于接收异步串口信号，并通过固定频率的采样时钟信号对异步串口信号进行采样，得到异步串口信号的上升沿和下降沿信号；

脉宽计数模块，用于根据上升沿信号或下降沿信号，产生计数使能信号，并实时统计使能信号有效时的时间长度，得到高电平或低电平的位宽计数值；

最小脉宽模块，用于将高电平的位宽计数值或低电平的位宽计数值与最小脉宽计数值进行比较，并保留较小的值输出；以及