嵌入式系统中串口通信帧的同步方法

嵌入式系统中串口通信帧的同步方法21ic引言DSPPC816位的CPU，不仅要完成PCFIFO3分析和比较得出，基于有限状态机的方法是嵌入式系统串口通信中很有效的帧同步方法，同时也是一种很不错的串口通信程序设计结构。串口通信的数据帧结构现代工业控制，往往需要由多个独立的控制模块来共同完成。它们之间通过串口通信完成复杂的控制就得有一定的同步机制。下面介绍一下简化的串口通信数据帧结构，以便分析说明嵌入式系统串口通信过程中的帧同步方法。假定串口发送的数据帧结构为：ASCII2(0xAA、包长表示数据包中除去包头和包长的字节数，一般用约定好的几个字节表示；类型为通信协议里规定的命令类型；数据为应发送的主要信息；校验通常采用单字节“异或”的方法。串口通信中的帧同步方法逐次比较的帧同步方法111122收数据帧中的数据部分；否则，重新开始同步过程。其程序流程如图1所示。Ox0OOxAA0xAA0x55„，当遇到第一个“0xAA”22“0xAA”而不是“0x55”，1“0x55”，1上，“0x00OxAA”是干扰字节，“0xAA0x55”才是通信协议中的同步头。FIFO2出(FIFO3HEADlHEAD20xFFHEADl，数组中的HEAD2信息比较。如果正确，则置位已同步标志位，然后开始接收、存储有用数据；否则，继续等待同步。串口数据接收完后，不仅要清除已同步标志，还要把HEADlHEAD20xFF；否则，将会影响下一帧数据的同步和接收。用前面提到的序列“0x000xAA0xAA0x55„”进行测试，随着串口接收中断收到F0xAA[HEAD2，HEAD2]==[0x55，0xAA]，从而实现了同步，置位已同步标志位以便下次进入串口接收中断服务子程序时开始接收数据包的数据部分。此种方法与逐次比较的帧同步方法相比，能够比较快速、正确地检测出同步包头；但是如果包头的字节数很多，同步过程中每次进入串口中断服务子程序都要进行大量的字节搬移，将必然耗费很长的时间。FIFO的帧同步方法也不是最优的。基于有限状态机的帧同步方法HEADlHEAD2HEADl40xAA0xAA0x55„”进行测试。随着串口接收中断新字节的接收，系统的接收状态依次为HEAD1→HEAD1→HEAD2→HEAD2→LEN。可见此时就是同步状态。该方法也快速、有效地实现了同步；但是需1HEADl，否则将会影响下一帧的数据接收。此后，程序按照协议开始依次接收数据帧长度、命令类型、数据和校验位。接收完后，重新设置系统接收状态为HEADl，同时对该数据帧进行校验。校验正确后，利用消息机制通知主程序根据命令类型对数据帧进行处理或执行相应的命令操作。下面给出该方法在KeilC5l中的示例程序：由于采用了状态机和消息机制的结构，上述设计思路快速有效地实现了串口通信的同步，而且程序结构清晰，便于维护，也易于向其他的串口通信协议移植。另外，串口中断服务子程序中需要处理的工作很20AT89C5l务程序的压力，缓解了嵌入式系统有限资源与需求之问的矛盾，提高了嵌入式系统的稳定性。结论3最优的，结构清晰且系统资源利用率高。对一个有着完整通信协议的串口中断来说，因为要比较命令头、完成校验、解析数据等需要耗费大量的机器周期，所以嵌入式系统中的串口中断服务程序设计显得更为重要。在实际的串口通信程序中，可采用状态机和消息机制相结合的方法，仅在中断服务程序中设置一个标志，而在主程序中根据相应标志来作处理，这样就回避了某些中断可能需要较长处理时间的问题