一种uart多主实时通信系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种UART多主实时通信系统。
【背景技术】
[0002]I2C接口与CAN接口都具有多主仲裁功能，通过I2C总线或CAN总线可以实现多主实时通信。然而现有的单片机，许多都不具备I2C接口与CAN接口，如果要实现多主实时通信，要么选择通过扩展外挂一个CAN控制器的方式，要么选择采取模拟I2C通信程序，通过增设握手信号的方式来完成，但是这两种实现方式，其硬件电路的成本都较高，软件设计的实时性也较差，而且，CAN接口为了保证通信系统的实时性，它限定一帧有效数据包为O到8个字节，这在许多实际通信系统中带来不便。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种UART多主实时通信系统，旨在解决针对现有的单片机通过扩展外挂CAN控制器的方式或者通过采取模拟I2C通信程序，增设握手信号的方式来实现多主实时通信，其硬件电路的成本高，软件设计的实时性差的问题。
[0004]本发明是这样实现的，一种UART多主实时通信系统，包括单片机Ul，CAN收发器U2，总线仲裁单元，发送控制单元，所述单片机Ul的INT中断输入端连接所述总线仲裁单元，数据发送输出端TXD连接所述发送控制单元，P2.0输出端连接所述发送控制单元和所述CAN收发器U2的STB唤醒端，数据接收输入端RXD连接所述总线仲裁单元和所述CAN收发器U2的数据接收输出端RXD，所述CAN收发器U2的数据发送输入端TXD连接所述总线仲裁单元和所述发送控制单元，所述单片机Ul和CAN收发器U2的电源正端VCC分别连接电源端，负端GND分别接地。
[0005]进一步地，所述UART多主实时通信系统还包括去耦电容Cl、C2和电阻R6、R7，所述去耦电容Cl，C2分别连接在电源端和地之间，所述电阻R6连接在所述CAN收发器U2的CANH端和SPLIT端之间，所述电阻R7连接在所述CAN收发器U2的CANL端和SPLIT端之间。
[0006]进一步地，所述总线仲裁单元包括三极管Q1，电阻R4和R1，所述发送控制单元包括三极管Q2、Q3，电阻R2、R3和R5，所述单片机Ul的数据接收输入端RXD连接所述电阻R4的一端和所述CAN收发器U2的数据接收输出端RXD，所述电阻R4的另一端连接所述三极管Ql的集电极和所述单片机Ul的INT端，所述三极管Ql的发射极连接电源端，所述三极管Ql的基极连接电阻Rl的一端，电阻Rl的另一端连接所述CAN收发器U2的数据发送输入端TXD，所述单片机Ul的数据发送输出端TXD连接所述三极管Q2的发射极，所述三极管Q2的集电极连接所述CAN收发器U2的数据发送输入端TXD和所述电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端连接电源端，所述三极管Q2的基极连接所述电阻R2的一端和所述三极管Q3的集电极，所述电阻R2的另一端连接电源端，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的基极连接所述电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端连接所述单片机Ul的P2.0端和所述CAN收发器U2的STB端。
[0007]本发明的有益效果是:与现有技术相比，本发明的UART多主实时通信系统通过利用单片机的异步串行通信口 UART驱动CAN收发器来实现多主实时通信，解决了现有的单片机通过扩展外挂CAN控制器的方式或者通过采取模拟I2C通信程序，增设握手信号的方式来实现多主实时通信，其硬件电路的成本高，软件设计的实时性差的问题，本发明不仅节省了电路的生产成本，同时，由于还具有不限定小数据包、可插入紧急报警的特点，所以其实时性比CAN协议的实时通信系统更优越。
【附图说明】
[0008]图1为本发明提供的一种UART多主实时通信系统的模块框图；
图2为本发明提供的UART多主实时通信系统的一实施例的电路原理图；
图3为字节收发位的示意图；
图4为帧首字节位的示意图；
图5为轮巡式通行信息帧协议格式示意图；
图6为事件触发警报信息帧协议格式示意图；
图7为通信信道的仲裁与控制逻辑时序图；
图8为UART初始化程序的流程图；
图9为主程序启动UART发送函数的流程图；
图10为主程序处理UART接收解析函数的流程图；
图11为仲裁外部中断的中断服务程序的流程图；
图12为UART 口发送中断的中断服务程序的流程图；
图13为UART 口接收中断的中断服务程序的流程图。
【具体实施方式】
[0009]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0010]如图1所示为本发明提供的一种UART多主实时通信系统的模块框图，本发明提供的UART多主实时通信系统包括单片机Ul，CAN收发器U2，总线仲裁单元，发送控制单元，单片机Ul的INT中断输入端连接总线仲裁单元，数据发送输出端TXD连接发送控制单元，P2.0输出端连接发送控制单元和CAN收发器U2的STB唤醒端，数据接收输入端RXD连接总线仲裁单元和CAN收发器U2的数据接收输出端RXD，CAN收发器U2的数据发送输入端TXD连接总线仲裁单元和发送控制单元，单片机Ul和CAN收发器U2的电源正端VCC分别连接电源端，负端GND分别接地。
[0011]UART多主实时通信系统还包括去耦电容C1、C2和电阻R6、R7，去耦电容C1，C2分别连接在电源端和地之间，电阻R6连接在CAN收发器U2的CANH端和SPLIT端之间，电阻R7连接在CAN收发器U2的CANL端和SPLIT端之间。
[0012]如图2所TK为本发明提供的一种UART多主实时通信系统的一实施例的电路原理图，总线仲裁单元包括三极管Q1，电阻R4和Rl，发送控制单元包括三极管Q2、Q3，电阻R2、R3和R5，单片机Ul的数据接收输入端RXD连接电阻R4的一端和CAN收发器U2的数据接收输出端RXD，电阻R4的另一端连接三极管Ql的集电极和单片机Ul的INT端，三极管Ql的发射极连接电源端，三极管Ql的基极连接电阻Rl的一端，电阻Rl的另一端连接CAN收发器U2的数据发送输入端TXD，单片机Ul的数据发送输出端TXD连接三极管Q2的发射极，三极管Q2的集电极连接CAN收发器U2的数据发送输入端TXD和电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接电源端，三极管Q2的基极连接电阻R2的一端和三极管Q3的集电极，电阻R2的另一端连接电源端，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接单片机Ul的P2.0端和CAN收发器U2的STB端。
[0013]在单片机Ul的异步串行通信口 UART启动发送前，单片机Ul的P2.0端输出低电平，CAN收发器U2被唤醒，三极管Q3截止，三极管Q2把单片机Ul的TXD端电平信号同相地传送到CAN收发器U2的TXD端。当单片机Ul的异步串行通信口 UART的数据发送一旦启动，异步串行通信口 UART就发送一完整字节，在这一字节的发送过程当中，如果CAN收发器U2的TXD端与RXD端的电平不一致，TXD呈隐性，RXD呈显性，那么，仲裁信号Arbitrt1n就送出下降沿外部中断请求信号