专利名称：一种串行通讯方法
技术领域：
本发明涉及一种串行通讯方法，适用于通讯设备之间的数据交换，尤其适合用于通讯频率不稳定的通讯设备之间的数据交换。
背景技术：
随着技术的发展和人民生活水平的提高，数据通讯存在于日常生活中的各个环节，但通常的串行通讯对于系统时钟精度要求较高，一旦通讯双方的通讯频率偏差，将导致无法通讯，目前主流的单片机均带有内置的RC振荡器，由于RC振荡器本身的原因，存在精度不高、稳定性差的问题，为实现稳定的时钟，各设备通常需要增加外部振荡器，而不能采用单片机的内置RC振荡器作为系统时钟源，这样将增加设备成本，带来新的故障点，同时增加外部振荡器部件，将增大电子线路板的尺寸，但某些设备，如智能发讯水表，供线路板安装的位置很小，很难将外部振荡器部件安装入计量表具内；而且通常的通讯双方至少需要两条通讯线连接，也给资源少的设备带来设计难度，这样不光成本增加，而且装配难度、 设计难度大，将抑制该类产品的推广与使用。
发明内容
本发明的设计目的提供一种能在通讯双方通讯频率偏差大的情况下，仅依赖一条通讯线，进行可靠的数据通讯的方法，具有通讯速度高，容错能力强，实现简单，成本低的特点。本发明所提供的一种串行通讯方法，包括一组通讯设备，通讯设备通过一条信号线连接，本发明为实现上述目的，采用如下方案串行通讯设备之间的数据交换，可理解为一组高电平、低电平电信号的比特流在设备间传输，在一次通讯过程中，将一组通讯设备中的通讯发起方称为主叫方，另外的称为被叫方，需要进行数据通讯时，主叫方将连接线的端口设置为输出，被叫方的连接线的端口设置为高阻输入，为准确区分传输的高、低电信号，本发明将电信号的传输依照通讯设备之间的数据传输时，将高、低电平中的一种作为同步信号，另一种作为数据信号，在每个同步信号脉冲后面跟随一比特数据信号脉冲，传输的实际逻辑值由数据信号脉冲宽度的不同而识别，具体的通讯方法为先传输一个定长为Tsy的低电平同步信号，在低电平同步信号后跟随发送实际传输数据内容的，宽度为TH高电平信号，根据实际传输逻辑的高、低电信号的内容决定发送的高电平信号的宽度，预先约定传输逻辑为低电平信号时，TH的宽度为 Tsy宽度的一固定比例值，定义为THL ；传输逻辑为高电平信号时，TH的宽度为Tsy宽度的另一固定比例值，定义为THH，THL与THH的宽度差值足够明显，接收设备通过对接收到的高、低电平电信号长度分析，解析出传输的数据位逻辑，从而实现数据通讯。为实现本发明的内容，参与通讯的接收、发送设备也可遵循如下协议先传输一个定长为Tsy的低电平同步信号，在低电平同步信号后跟随发送实际传输数据内容的，宽度为TH高电平信号，根据实际传输逻辑的高、低电信号的内容决定发送的高电平信号的宽度，对应数据信号的“0”逻辑的高电平宽度范围为1~1:{111，112}，对应数据信号的“1”逻辑的高电平宽度范围为THH:{TH1，TH2}，THL与THH取值范围不重叠，同步信号的低脉中宽度为TsyjfTsy长度不限定，接收设备通过对接收到的高电平电信号长度分析，解析出传输的数据位逻辑，从而实现数据通讯。本发明为实现了在一条通讯线上实现通讯设备双方的双向通讯，当需要做双向通讯时，单向通讯完成后，通过将接收方与发送方互换，实现主从式双向通讯，兼容主从式单向通讯方式，数据传输以比特为单位，串行传输数据。本发明为实现了在一条通讯线上实现点对点，或点对多点之间的通讯，采用通讯设备在一定的时间内，整个通讯网络仅有唯一的一个设备处于发送状态，其他设备均处于接收状态的方式，在点对多点之间的通讯时，通过主叫方发送附加有指定被叫应答的信息数据，来确定多个被叫方中唯一的一个设备回答，来完成通讯。本发明的优点1、通过软件功能，不需要另外增加产品的成本，单线串行双向通讯，而且实现方式
简单，可靠。2、采用脉冲宽度的比较测量方法实现串行通讯，不要求限制通讯双方的频率偏差量，能适合各种恶劣环境。3、只需要一条通讯线完成通讯网络间设备通讯，使用方便。
图1 本发明实施例通讯电信号示意图。
具体实施例方式本发明通过非限制性地提供一个具体实施例，说明本发明的实施方案在实施例中，假设参与通讯的设备为两个设备，定义为a设备与b设备，其中a 设备通讯频率偏差为下偏100%，b设备通讯频率偏差为下偏10%，a设备为主叫方，b设备为被叫方，假设在标准通讯频率的情况下Tsy = 200us, THH = 300us，为1Tsy的1. 5倍， THL = IOOus,为Tsy的0. 5倍，THH与THL的宽度差足够大，在实际使用中，由于a、b两个设备的频率偏差分别下偏差100%和10%的问题，a设备发送的脉冲宽度依次为Tsya = 400us，THHa = 600us,THLa = 200us，b 设备接收到的脉冲宽度依次为 Jsyb = 440us,THHb =660us, THLb = 220us，在b设备的信号解析时，可认为高电平宽度低于Tsyb的高电平脉冲为逻辑“0”，高电平宽度大于Tsyb的高电平脉冲为逻辑“1”，一次完成比特流的解析， 实现通讯过程。对于频率偏差较小的通讯系统，可以采用指定THH与THL范围，假定在例证中的设定的THH的中心值为400us，THL的中心值为150us，如果预先设定a、b两个设备的频率均不大于20%，则在比特流的解析中，可以将接收到的信号在大于90us、小于210us的范围内高电平脉冲为逻辑“0”，大于MOus小于560us的范围内高电平脉冲为逻辑“1”，从而完成数据交换。对于a、b两个设备的通讯数据交换，仅通过一条信号线完成，为解决通讯冲突问题，最简单的协议为a、b两个设备在空闲时，均处于数据接收态，当有数据传送需求时，主叫方转为发送态，给被叫方先发送一个约定的启动信号，再发送实际的数据流，发送完成后，主叫方自动进入接收态，等待接收数据，完成单线主从式双向通讯，兼容主从式单向通讯方式。 除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式与处理方式，但凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明权利要求的保扩范围内。
权利要求
1.一种串行通讯方法，其特征在于参与数据通讯的设备之间通过一条电信号导线进行数据通讯，通讯设备之间的数据传输时，将高、低电平中的一种作为同步信号，另一种作为数据信号，在每个同步信号脉冲后面跟随一比特数据信号脉冲，传输的实际逻辑值由数据信号脉冲宽度的不同而识别，其通讯方法为现定义同步信号为低电平信号，先传输一个定长为Tsy的低电平同步信号，在低电平同步信号后跟随发送实际传输数据内容的，宽度为TH高电平信号，实际传输逻辑的高、低电信号的内容由发送的高电平信号的不同宽度决定，预先约定传输逻辑为低电平信号时，TH的宽度为Tsy宽度的一固定比例值，定义为THL ； 传输逻辑为高电平信号时，TH的宽度为Tsy宽度的另一固定比例值，定义为THH，THL与THH 的宽度差值足够明显，接收设备通过对接收到的高、低电平电信号长度解析，实现数据通讯。
2.根据权利要求1所述的串行通讯方法，其特征在于通讯接收、发送双方遵循如下协议同步信号脉冲为低电平，数据脉冲为高电平，对应数据信号的“0”逻辑的高电平宽度范围为:THL:{TL1, TL2}，对应数据信号的“1”逻辑的高电平宽度范围为=THH :{TH1，TH2}， THL与THH取值范围不重叠，同步信号的低脉冲宽度为Tsy，对Tsy长度不限定，接收设备通过对接收到的高电平电信号长度解析，实现数据通讯。
3.根据权利要求1或2所述的串行通讯方法，其特征在于通过一条通讯线，实现点对点，点对多点之间的通讯，
4.根据权利要求1或2所述的串行通讯方法，其特征在于通讯过程为主从式双向通讯，兼容主从式单向通讯方式，以比特为单位，串行传输数据。
全文摘要
一种串行通讯方法，参与数据通讯的设备之间通过一条电信号导线进行数据通讯，通讯设备之间的数据传输时，将高、低电平中的一种作为同步信号，另一种作为数据信号，在每个同步信号脉冲后面跟随一比特数据信号脉冲，传输的实际逻辑值由数据信号脉冲宽度的不同而识别，数据流以数据位为基本单位，串行传输，通讯过程为主从式单向通讯方式，兼容主从式双向通讯，同时可完成点对点通讯和点对多点通讯，该通讯方法简单，尤其适合用于通讯频率不稳定的通讯设备之间的数据交换，适合没有多条信号线的通讯环境，成本低，通讯稳定、可靠。
文档编号G06F13/42GK102279834SQ20111015663
公开日2011年12月14日 申请日期2011年6月10日 优先权日2011年6月10日
发明者何兰, 吴明星, 陈景之 申请人:深圳市骏普科技开发有限公司