微处理器间I/O端口通信方法与流程

本发明涉及微处理器与微处理器之间的通信方法，尤其是一种微处理器间i/o端口通信方法。

背景技术：

单片机与单片机之间的通信，一般使用片上的通信资源，比如片上的串行口uart，i2c等，但是，经常这些通信资源被其他设备使用，而片上的通用i/o端口经常会有多余。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种微处理器间i/o端口通信方法，能够实现微处理器之间基于i/o端口的通信。本发明采用的技术方案是：

一种微处理器间i/o端口通信方法，包括：

发端mcu和收端mcu均使用定时器连续中断，数据发送和接收过程都在定时器中断过程中完成；发端mcu定时器和收端mcu定时器设置相同速率的定时中断；

发端mcu的数据发送过程包括：

1）将数据送到发送区，等待发送；

2）检测发送区是否有数据，如有，则由发端mcu定时器的定时中断过程控制数据发送；每n个定时中断的时间相应只发送一位数据至发端mcu的i/o端口，先发送起始位，然后依次发送载荷数据的每一位，最后发送停止位；n≥3；

收端mcu的数据接收过程包括：

1）由收端mcu定时器的定时中断过程控制数据接收：每次定时中断检测收端mcu的i/o端口，当检测到起始位，收端mcu定时器的定时中断过程控制接收i/o端口上的每一位数据；

2）连续接收各数据位，并合成数据，然后送到接收区。

更优地，收端mcu在第一次检测到起始位后，下一次定时中断再检测并确认起始位后，才开始接收后续的数据。

进一步地，发端mcu定时器的定时中断过程控制数据发送，具体包括：

步骤s1，发端mcu的每一次定时中断，发送计数器累加1；

步骤s2，判断数据发送是否结束，若是则进行步骤s3，若否则进行步骤s6；

步骤s3，检查发送区是否有数据，若有则进行步骤s4，若否则进行步骤s7；

步骤s4，发送计数器置0，重新计数；

步骤s5，发送起始位，转步骤s7；

步骤s6，按发送计数器的计数发送数据下一位；每n个定时中断的时间相应发送一位数据；

步骤s7，一次定时中断完成。

进一步地，收端mcu定时器的定时中断过程控制数据接收，具体包括：

步骤r1，收端mcu的每一次定时中断，接收计数器累加1；

步骤r2，判断一帧数据是否接收结束，若是则进行步骤r3，若否则进行步骤r6；

步骤r3，判断是否检测到起始位，若是则进行步骤r4，若否则进行步骤r11；

步骤r4，接收计数器置0，重新计数；

步骤r5，准备接收数据；转步骤r11；

步骤r6，判断接收计数器计数是否为1，若是则进行步骤r7，若否则进行步骤r9；

步骤r7，判断是否检测到起始位，若是则进行步骤r11，若否则进行步骤r8；

步骤r8，认定无数据，数据接收结束，转步骤r11；

步骤r9，按接收计数器的计数接收数据下一位；每n个定时中断的时间相应接收一位数据；

步骤r10，将接收到的每位数据发送到接收区；

步骤r11，一次定时中断完成。

更进一步地，步骤r9中，以每n个定时中断的时间中接收计数器的中间值对应的时刻进行数据接收。

本发明的优点在于：

1）使用mcu上的通用i/o端口通信，节省了通信资源。

2）对于多组i/o端口通信可以使用同一个定时器。

3）可实现全双工，半双工等通信方式以及可以自定义方式通信。

附图说明

图1为本发明的微处理器间i/o端口通信示意图。

图2为本发明的软件流程示意图。

图3为本发明的定时器中断流程中数据发送示意图。

图4为本发明的定时器中断流程中数据接收示意图。

图5为本发明的定时中断控制数据发送与接收示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明提出的微处理器间i/o端口通信方法，可以使用一根通信线实现半双工通信，也可以使用两根通信线实现全双工通信等；

发端mcu和收端mcu均使用定时器连续中断，以产生一个稳定的波特率；数据发送和接收过程都在定时器中断过程中完成；为了保证通信发送和接收的正确，发端mcu定时器和收端mcu定时器设置相同速率的定时中断；

为了保证通信接收的正确，定时器连续定时中断的速率是数据波特率的3倍或以上；以3倍为例，发端mcu每3次定时中断只发送一位数据，收端mcu每3次定时中断只接收一位数据；所述数据包括起始位、载荷数据、停止位；

发端mcu的软件控制数据发送过程：

1）将数据送到发送区，等待发送；发送区是发端mcu中内存的一个区域；

2）检测发送区是否有数据，如有，则由发端mcu定时器的定时中断过程控制数据发送；每n个定时中断的时间相应只发送一位数据至发端mcu的i/o端口，先发送起始位，然后依次发送载荷数据的每一位，最后发送停止位；n≥3，以保证通信接收正确；

以8比特载荷数据为例，加上起始位、停止位，所要发送的一帧数据共有10比特；以上起始位、载荷数据的每一位、停止位按顺序出现在发端mcu与收端mcu的i/o端口之间通信线上；

收端mcu的软件控制数据接收过程：

1）由收端mcu定时器的定时中断过程控制数据接收：每次定时中断检测收端mcu的i/o端口；当检测到起始位，收端mcu定时器的定时中断过程控制接收i/o端口上的每一位数据；

当n≥3时，可以在第一次检测到起始位后，下一次定时中断再检测并确认起始位后，才开始接收后续的数据；起始位可以约定是低电平0；

例如n=3时，发端mcu发送的一帧数据，在前3个定时中断对应的那段时间中，始终将起始位放在发端i/o端口，通信线上也连续在3个定时中断的时间中出现起始位；收端mcu第一次检测到起始位后，下一次定时中断再去检测并确认起始位，才正式开始接收后续的各位数据；

2）连续接收各数据位，并合成数据，然后送到接收区。

以下详细说明发端mcu定时器的定时中断过程控制数据发送，以及收端mcu定时器的定时中断过程控制数据接收；

如图3所示，发端mcu定时器的定时中断过程控制数据发送，具体包括：

步骤s1，发端mcu的每一次定时中断，发送计数器累加1；

发送一帧数据需要连续多次定时中断才能完成；

步骤s2，判断数据发送是否结束，若是则进行步骤s3，若否则进行步骤s6；

此步骤主要判断一帧数据是否已经发送完，若发完了，则进行新的一帧数据发送；

步骤s3，检查发送区是否有数据，若有则进行步骤s4，若否则进行步骤s7；

步骤s4，发送计数器置0，重新计数；

步骤s5，发送起始位，转步骤s7；

步骤s6，按发送计数器的计数发送数据下一位；每n个定时中断的时间相应发送一位数据；

以每3个定时中断的时间相应发送一位数据为例，发送计时器分别为3、6、9、12、15、18、21、24、27依次发送8位载荷数据及停止位；具体如图5所示；

步骤s7，一次定时中断完成。

经过连续的多次定时中断，数据全部发送；

如图4所示，收端mcu定时器的定时中断过程控制数据接收，具体包括：

步骤r1，收端mcu的每一次定时中断，接收计数器累加1；

步骤r2，判断一帧数据是否接收结束，若是则进行步骤r3，若否则进行步骤r6；

步骤r3，判断是否检测到起始位，若是则进行步骤r4，若否则进行步骤r11；

步骤r4，接收计数器置0，重新计数；

步骤r5，准备接收数据；转步骤r11；

步骤r6，判断接收计数器计数是否为1，若是则进行步骤r7，若否则进行步骤r9；

步骤r7，判断是否检测到起始位，若是则进行步骤r11，若否则进行步骤r8；

步骤r8，认定无数据，数据接收结束，转步骤r11；

步骤r9，按接收计数器的计数接收数据下一位；每n个定时中断的时间相应接收一位数据；

优选地，以每n个定时中断的时间中接收计数器的中间值对应的时刻进行数据接收，以保证接收数据的正确性；

以3个定时中断的时间发送、接收一位数据为例：接收计数器分别为4、7、10、13、16、19、22、25、28接收8位载荷数据及停止位；例如，接收计数器为4时，对于收端mcu，接收bit1位的载荷数据；

步骤r10，将接收到的每位数据发送到接收区；

步骤r11，一次定时中断完成。

经过连续的多次定时中断，数据接收完成；

上述通信方法，当两个mcu间设有两根通信线时，可实现全双工通信，当两个mcu间设有一根通信线时，可实现半双工通信。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。