[发明专利]基于串口通信的通信协议的设计方法

说明书

本发明提出一种基于串口通信的通信协议的设计方法，主要涉及串口通信协议的设计，具体包括：步骤1，初始化串口相关配置；步骤2：通信双方建立连接，完成三次握手动作；步骤3，将串口通信数据封装成数据帧，并添加到发送队列；步骤4，当检测到串口空闲时，将发送队列中的队首元素执行发送；步骤5，数据接收方接收数据，并将数据通过DMA搬运到数据缓冲区；步骤6，数据接收方对接收数据进行处理。本发明将多个字节的数据组装成数据帧进行传输，可以充分利用CPU资源，提高串口通信效率，对通信连接过程进行三次握手，对传输数据进行校验、确认应答、否定重传与超时重传，能够确保数据传输的可靠性。

技术领域

本发明属于串口通信技术领域，特别是一种基于串口通信的通信协议的设计方法。

背景技术

串口指的是串行通信接口，串口通信具有传输成本低、抗干扰能力强等优点。串口通信通常用于MCU与MCU，以及MCU与PC之间的数据传输，被广泛应用于计算机通信领域。串口通信的数据传输过程以位(bit)为单位一位一位地进行传输，一个字节的数据在传输过程中被拆分为8位，每一位表示为0或1。

一般而言，在串口通信参数的配置方面会选择数据位为8位，即主体数据长度为一个字节，串口通信的数据发送与接收过程面向字节进行。但是面向单个字节的串口通信方式通常满足不了通信双方的性能需求，所以一般会在应用层根据需要将多个字节的数据组装成一个数据帧，面向帧进行数据传输。在理想条件下，不需要采取任何措施也能实现数据可靠传输，但是在实际的数据传输过程中，传输信道并不可靠，可能会导致传输数据的某些位发生翻转，造成数据传输出错。传统的串口通信协议只是进行了简单的数据校验和出错重发，不能满足高效、可靠的数据传输要求，鉴于此，急需一种新的串口通信协议解决该问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于串口通信的通信协议的设计方法，将多个字节的数据组装成数据帧进行传输，可以充分利用CPU资源，提高串口通信效率，对通信连接过程进行三次握手，对传输数据进行校验、确认应答、否定重传与超时重传，确保数据传输的可靠性。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种基于串口通信的通信协议的设计方法，具体包括以下步骤：

步骤1：初始化串口相关配置；

步骤2：通信双方建立连接，完成三次握手动作；

步骤3：将串口通信数据封装成数据帧，并添加到发送队列；

步骤4：当检测到串口空闲时，将发送队列中的队首元素执行发送；

步骤5：数据接收方接收数据，并将数据通过DMA搬运到数据缓冲区；

步骤6：数据接收方对接收数据进行解析、校验、与确认应答，保证数据可靠传输。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

1)本发明将多个字节的数据组装成数据帧进行传输，能够充分利用CPU资源，提高串口通信效率；

2)本发明对通信连接过程进行三次握手，对传输数据进行校验、确认应答、否定重传与超时重传，确保了数据传输的可靠性；

3)本发明利用DMA进行数据传输，减少CPU处理时间，提高了串口通信稳定性。

附图说明

图1为本发明基于串口通信的通信协议的设计方法的流程示意图。

图2为本发明的应用层状态示意图。

图3为本发明确认应答与超时重传机制原理图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

在介绍本发明之前，先介绍本发明所使用的关键术语：