專(zhuān)利名稱(chēng)：異型串行數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形的轉(zhuǎn)換裝置及轉(zhuǎn)換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及波形轉(zhuǎn)換裝置，特別是基于特定總線(xiàn)收發(fā)器產(chǎn)生的異型串行數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)異 步通信波形的轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
針對(duì)目前的工業(yè)用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)不能同時(shí)兼顧傳輸距離、傳輸速率、資源利用率及成本的 技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)人提供一種總線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)器，來(lái)接收和發(fā)送數(shù)字信號(hào)，見(jiàn)申請(qǐng)?zhí)枮?00710178354.5，名稱(chēng)為總線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)器的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)低電平信號(hào)， 申請(qǐng)人:又提供了一種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的形成方法，見(jiàn)申請(qǐng)?zhí)枮?00710178430.2，名稱(chēng)為總線(xiàn)傳輸 的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的形成方法的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)，但是這種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)形成的邏輯波形是一種非標(biāo)準(zhǔn) 的串行信號(hào)， 一般常見(jiàn)的單片機(jī)至少有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的USART異步串行通信接口，所以這種總 線(xiàn)傳輸形成的波形信號(hào)不能直接使用此端口接收。可接收這種邏輯波形常規(guī)方法一般有兩 種方法 一種是使用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)接收，這樣會(huì)使用很長(zhǎng)的代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，增加較多的單片機(jī) FLASH存儲(chǔ)空間，且接收期間，單片機(jī)會(huì)被接收子程序完全占用，不能進(jìn)行其它中斷操作； 還有一種方法是使用整形電路，將邏輯波形轉(zhuǎn)換為通用異步通信可接收的波形，再使用單 片機(jī)內(nèi)部的通用異步通信口接收，這樣做會(huì)增加硬件成本和耗電，同時(shí)不利于產(chǎn)品集成化。發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種波形轉(zhuǎn)換裝置，能夠有效的解決總線(xiàn)傳輸 時(shí)形成的波形信號(hào)不能直接使用單片機(jī)端口接收的缺陷，本發(fā)明還設(shè)計(jì)該波形轉(zhuǎn)換的方法。 本發(fā)明的技術(shù)方案是一種異型串行數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形的轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括設(shè)置在單片機(jī) 內(nèi)部的串聯(lián)連接的輸入模塊、判斷模塊、處理模塊、輸出模塊，還包括一個(gè)中斷處理模塊， 所述中斷處理模塊的輸入端與處理模塊的另一輸出端相連，中斷處理模塊的輸出端與輸出 模塊相連，總線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)器中的數(shù)據(jù)接收器的數(shù)據(jù)輸出端連接單片機(jī)的外部中斷輸入端作 為數(shù)據(jù)接收端，單片機(jī)中邏輯電平轉(zhuǎn)換的波形輸出端接于單片機(jī)串行口接收端，所述輸入 模塊把總線(xiàn)數(shù)據(jù)接收器的數(shù)據(jù)輸出端的異型串行數(shù)據(jù)送給判斷模塊，所述判斷模塊對(duì)異型串行數(shù)據(jù)的邏輯電平進(jìn)行判斷后將邏輯電平和判斷結(jié)果送給處理模塊，所述處理模塊根據(jù) 判斷模塊的判斷結(jié)果將邏輯電平進(jìn)行分配，將高電平數(shù)據(jù)直接送給輸出模塊，所述輸出模 塊輸出高電平數(shù)據(jù)；將低電平數(shù)據(jù)送給中斷處理模塊，所述中斷處理模塊執(zhí)行中斷處理， 將低電平數(shù)據(jù)送給輸出模塊并延時(shí)，延時(shí)期間若數(shù)據(jù)接收端出現(xiàn)由高變低電平時(shí)中斷結(jié)束， 延時(shí)到時(shí)則中斷處理模塊輸出高電平數(shù)據(jù)并送給輸出模塊且中斷結(jié)束。 所述中斷處理模塊為外部中斷INT使能啟動(dòng)的中斷處理模塊。一種異型串行數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行的:A、 單片機(jī)接收總線(xiàn)數(shù)據(jù)接收器的數(shù)據(jù)輸出端的異型串行數(shù)據(jù)；B、 對(duì)異型串行數(shù)據(jù)的邏輯電平進(jìn)行判斷；C、 根據(jù)判斷結(jié)果將邏輯電平進(jìn)行分配，執(zhí)行D或E步驟；D、 若接收數(shù)據(jù)為高電平，則直接輸出；E、 若接收數(shù)據(jù)為低電平，則執(zhí)行中斷處理，將低電平數(shù)據(jù)輸出并延時(shí)；F、 延時(shí)期間若數(shù)據(jù)接收端出現(xiàn)由高變低電平時(shí)中斷結(jié)束，延時(shí)到時(shí)則輸出高電平數(shù)據(jù) 且中斷結(jié)束；G、 輸出標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形。技術(shù)效果一種異型串行數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形的轉(zhuǎn)換裝置，包括設(shè)置在單片機(jī)內(nèi)部的串聯(lián)連 接的輸入模塊、判斷模塊、處理模塊、輸出模塊，還包括一個(gè)中斷處理模塊，所述中斷處 理模塊的輸入端與處理模塊的另一輸出端相連，中斷處理模塊的輸出端與輸出模塊相連， 所述輸入模塊把總線(xiàn)數(shù)據(jù)接收器的數(shù)據(jù)輸出端的異型串行數(shù)據(jù)送給判斷模塊，所述判斷模 塊對(duì)異型串行數(shù)據(jù)的邏輯電平進(jìn)行判斷后將邏輯電平和判斷結(jié)果送給處理模塊，所述處理 模塊根據(jù)判斷模塊的判斷結(jié)果將邏輯電平進(jìn)行分配，將高電平數(shù)據(jù)直接送給輸出模塊，所 述輸出模塊輸出高電平數(shù)據(jù)；將低電平數(shù)據(jù)送給中斷處理模塊，所述中斷處理模塊執(zhí)行中 斷處理，將低電平數(shù)據(jù)送給輸出模塊并延時(shí)，延時(shí)期間若數(shù)據(jù)接收端出現(xiàn)由高變低電平時(shí) 中斷結(jié)束，延時(shí)到時(shí)則中斷處理模塊輸出高電平數(shù)據(jù)并送給輸出模塊且中斷結(jié)束。該異型 串行數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形的轉(zhuǎn)換裝置通過(guò)中斷處理模塊對(duì)低電平數(shù)據(jù)執(zhí)行中斷處理， 采用外部中斷對(duì)低電平數(shù)據(jù)波形整形，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)波形的轉(zhuǎn)換，通過(guò)數(shù)據(jù)接收端是否 出現(xiàn)由高變低電平的判斷，即判斷數(shù)據(jù)接收端是否下降沿，若出現(xiàn)下降沿則中斷結(jié)束，若 再次捕獲到INTO低電平則馬上重新返回中斷處理，這樣就避免波形輸出有鋸齒，形成了標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形，使得單片機(jī)能夠由通用異步接收器來(lái)接收總線(xiàn)傳輸時(shí)形成的波形信號(hào)。 總線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)器中的數(shù)據(jù)接收器的數(shù)據(jù)輸出端連接單片機(jī)的外部中斷輸入端作為數(shù)據(jù)接收 端，單片機(jī)中邏輯電平轉(zhuǎn)換的波形輸出端接于單片機(jī)串行口接收端，數(shù)據(jù)收發(fā)器中的數(shù)據(jù) 接收器的數(shù)據(jù)輸出端與單片機(jī)外圍連接簡(jiǎn)單，省去了復(fù)雜的外圍線(xiàn)路的連接，并有助于產(chǎn) 品集成化。中斷處理模塊為外部中斷INT使能啟動(dòng)的中斷處理模塊，中斷處理模塊收到低電平數(shù) 據(jù)時(shí)執(zhí)行中斷處理，將低電平數(shù)據(jù)送給輸出模塊并延時(shí)，延時(shí)期間若數(shù)據(jù)接收端出現(xiàn)由高 變低電平時(shí)中斷結(jié)束，利用單片機(jī)中斷反應(yīng)速度很快，能夠更好的實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)波形的轉(zhuǎn)換。本發(fā)明異型串行數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形的轉(zhuǎn)換方法，能夠用標(biāo)準(zhǔn)的單片機(jī)端口接收 總線(xiàn)傳輸形成的波形信號(hào)，有助于產(chǎn)品集成化。


圖1為本發(fā)明一種異型串行數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形的轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)框圖； 圖2為本發(fā)明一種異型串行數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形的轉(zhuǎn)換裝置的單片機(jī)外圍連線(xiàn)圖； 圖3為本發(fā)明一種異型串行數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形的轉(zhuǎn)換方法的流程圖； 圖4為本發(fā)明一種異型串行數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形的轉(zhuǎn)換前后串行數(shù)據(jù)邏輯波形圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。圖1是本發(fā)明一種異型串行數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形的轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)框圖。 一種異型串行數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形的轉(zhuǎn)換裝置，包括設(shè)置在單片機(jī)內(nèi)部的串聯(lián)連 接的輸入模塊、判斷模塊、處理模塊、輸出模塊，還包括一個(gè)中斷處理模塊，所述中斷處 理模塊的輸入端與處理模塊的另一輸出端相連，中斷處理模塊的輸出端與輸出模塊相連， 總線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)器中的數(shù)據(jù)接收器的數(shù)據(jù)輸出端連接單片機(jī)的外部中斷輸入端作為數(shù)據(jù)接收 端，單片機(jī)中邏輯電平轉(zhuǎn)換的波形輸出端接于單片機(jī)串行口接收端，所述輸入模塊把總線(xiàn) 數(shù)據(jù)接收器的數(shù)據(jù)輸出端的異型串行數(shù)據(jù)送給判斷模塊，所述判斷模塊對(duì)異型串行數(shù)據(jù)的 邏輯電平進(jìn)行判斷后將邏輯電平和判斷結(jié)果送給處理模塊，所述處理模塊根據(jù)判斷模塊的 判斷結(jié)果將邏輯電平進(jìn)行分配，將髙電平數(shù)據(jù)直接送給輸出模塊，所述輸出模塊輸出高電 平數(shù)據(jù)；將低電平數(shù)據(jù)送給中斷處理模塊，所述中斷處理模塊執(zhí)行中斷處理，將低電平數(shù) 據(jù)送給輸出模塊并延時(shí)，延時(shí)期間若數(shù)據(jù)接收端出現(xiàn)由高變低電平時(shí)中斷結(jié)束，延時(shí)到時(shí)則中斷處理模塊輸出高電平數(shù)據(jù)并送給輸出模塊且中斷結(jié)束。該異型串行數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)異步 通信波形的轉(zhuǎn)換裝置通過(guò)中斷處理模塊對(duì)低電平數(shù)據(jù)執(zhí)行中斷處理，進(jìn)行波形整形，從而 實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)波形的轉(zhuǎn)換，通過(guò)數(shù)據(jù)接收端是否出現(xiàn)由高變低電平的判斷，即判斷數(shù)據(jù)接收 端是否下降沿，若出現(xiàn)下降沿則中斷結(jié)束，若再次捕獲到INTO低電平則馬上重新返回中斷 處理，這樣就避免波形輸出有鋸齒，形成了標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形，使得單片機(jī)能夠由通用異 步接收器來(lái)接收總線(xiàn)傳輸時(shí)形成的波形信號(hào)。所述單片機(jī)為有標(biāo)準(zhǔn)串口和外部中斷INT的單片機(jī)，該波形轉(zhuǎn)換裝置能夠用標(biāo)準(zhǔn)的單 片機(jī)端口接收總線(xiàn)傳輸形成的波形信號(hào)，省去了純軟件使用很長(zhǎng)的代碼和增加較多的單片 機(jī)FLASH存儲(chǔ)空間的缺陷，還避免了使用整形電路造成的硬件成本的增加?？偩€(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā) 器中的數(shù)據(jù)接收器的數(shù)據(jù)輸出端連接單片機(jī)的外部中斷輸入端作為數(shù)據(jù)接收端，單片機(jī)中 邏輯電平轉(zhuǎn)換的波形輸出端接于單片機(jī)串行口接收端。單片機(jī)以ATMEL公司生產(chǎn)的AVR單 片機(jī)ATmage8為例，圖2是本發(fā)明一種異型串行數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形的轉(zhuǎn)換裝置的單 片機(jī)外圍連線(xiàn)圖，采用外部中斷對(duì)波形進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可使轉(zhuǎn)換前后波形基本同步。各端子含義如下RECE:數(shù)據(jù)接收端，可接于數(shù)據(jù)接收器的RECE端。 INTO:單片機(jī)的外部中斷0輸入端，接于RECE端。DEMO:實(shí)現(xiàn)對(duì)邏輯電平轉(zhuǎn)換的波形輸出端，接于RXD，使得單片機(jī)通過(guò)通用異步串行接 收口接收數(shù)據(jù)。RXD:通用串行口接收端。數(shù)據(jù)收發(fā)器中的數(shù)據(jù)接收器的數(shù)據(jù)輸出端與單片機(jī)外圍連接簡(jiǎn)單，省去了復(fù)雜的外圍 線(xiàn)路的連接，并有助于產(chǎn)品集成化。中斷處理模塊為外部中斷INTO使能啟動(dòng)的中斷處理模塊，中斷處理模塊收到低電平數(shù) 據(jù)時(shí)執(zhí)行中斷處理，將低電平數(shù)據(jù)送給輸出模塊并延時(shí)，延時(shí)期間若數(shù)據(jù)接收端出現(xiàn)由高 變低電平時(shí)中斷結(jié)束，利用單片機(jī)中斷反應(yīng)速度很快，能夠更好的實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)波形的轉(zhuǎn)換。異型串行數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形的轉(zhuǎn)換方法，按照以下步驟進(jìn)行的A、 單片機(jī)接收總線(xiàn)數(shù)據(jù)接收器的數(shù)據(jù)輸出端的異型串行數(shù)據(jù)；B、 對(duì)異型串行數(shù)據(jù)的邏輯電平進(jìn)行判斷；C、 根據(jù)判斷結(jié)果將邏輯電平進(jìn)行分配，執(zhí)行D或E步驟；D、 若接收數(shù)據(jù)為高電平時(shí)，則直接輸出；E、 若接收數(shù)據(jù)為低電平，則執(zhí)行中斷處理，將低電平數(shù)據(jù)輸出并延時(shí)；F、 延時(shí)期間若數(shù)據(jù)接收端出現(xiàn)由高變低電平時(shí)中斷結(jié)束，延時(shí)到時(shí)則輸出高電平數(shù)據(jù) 且中斷結(jié)束；G、 輸出標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形。圖3是本發(fā)明一種異型串行數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形的轉(zhuǎn)換方法的流程圖，其中T/C0 延時(shí)計(jì)數(shù)器將捕獲的低電平延時(shí)l個(gè)邏輯位的周期。首先是初始化，主要是設(shè)置DEMO為輸 出，設(shè)置單片機(jī)串行口接收端使能接收，外部中斷INT使能啟動(dòng)，使能INTO為低電平中斷 使能，使能T/C0延時(shí)計(jì)數(shù)器，然后進(jìn)行邏輯電平信號(hào)的判斷，再進(jìn)行信號(hào)處理，接收數(shù)據(jù) 為高電平時(shí)，即INTO高電平，則直接輸出，即DEM0為1，若捕獲INTO低電平，進(jìn)入INTO 中斷處理程序，則DEMO輸出0延時(shí)，延時(shí)期間判斷RECE是否出現(xiàn)由高變低電平，RECE出 現(xiàn)由高變低電平時(shí)中斷結(jié)束，當(dāng)RECE沒(méi)有出現(xiàn)由高變低電平時(shí)，DEMO輸出0并繼續(xù)延時(shí)， 延時(shí)到時(shí)輸出DEMO為1。通過(guò)數(shù)據(jù)接收端出現(xiàn)由高變低電平的判斷，即判斷數(shù)據(jù)接收端是 否下降沿，若出現(xiàn)下降沿則中斷結(jié)束，若再次捕獲到INTO低電平則馬上重新返回中斷處理， 這樣就避免波形輸出有鋸齒，形成標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形。圖4為本發(fā)明一種異型串行數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形的轉(zhuǎn)換前后串行數(shù)據(jù)邏輯波形圖。 如果設(shè)定串行數(shù)據(jù)通信采用1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，l個(gè)奇校驗(yàn)位，l個(gè)停止位。假設(shè)傳 輸1個(gè)8位數(shù)據(jù)，其二進(jìn)制數(shù)為10010011，其中RECE為接收到的異型串行數(shù)據(jù)的邏輯波形， DEM0為波形變換后輸出的標(biāo)準(zhǔn)通用異步串行通信數(shù)據(jù)波形。
權(quán)利要求
1、一種異型串行數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形的轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括設(shè)置在單片機(jī)內(nèi)部的串聯(lián)連接的輸入模塊、判斷模塊、處理模塊、輸出模塊，還包括一個(gè)中斷處理模塊，所述中斷處理模塊的輸入端與處理模塊的另一輸出端相連，中斷處理模塊的輸出端與輸出模塊相連，總線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)器中的數(shù)據(jù)接收器的數(shù)據(jù)輸出端連接單片機(jī)的外部中斷輸入端作為數(shù)據(jù)接收端，單片機(jī)中邏輯電平轉(zhuǎn)換的波形輸出端接于單片機(jī)串行口接收端，所述輸入模塊把總線(xiàn)數(shù)據(jù)接收器的數(shù)據(jù)輸出端的異型串行數(shù)據(jù)送給判斷模塊，所述判斷模塊對(duì)異型串行數(shù)據(jù)的邏輯電平進(jìn)行判斷后將邏輯電平和判斷結(jié)果送給處理模塊，所述處理模塊根據(jù)判斷模塊的判斷結(jié)果將邏輯電平進(jìn)行分配，將高電平數(shù)據(jù)直接送給輸出模塊，所述輸出模塊輸出高電平數(shù)據(jù)；將低電平數(shù)據(jù)送給中斷處理模塊，所述中斷處理模塊執(zhí)行中斷處理，將低電平數(shù)據(jù)送給輸出模塊并延時(shí)，延時(shí)期間若數(shù)據(jù)接收端出現(xiàn)由高變低電平時(shí)中斷結(jié)束，延時(shí)到時(shí)則中斷處理模塊輸出高電平數(shù)據(jù)并送給輸出模塊且中斷結(jié)束。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述異型串行數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形的轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所 述中斷處理模塊為外部中斷INT使能啟動(dòng)的中斷處理模塊。
3、 一種異型串行數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行的A、 單片機(jī)接收總線(xiàn)數(shù)據(jù)接收器的數(shù)據(jù)輸出端的異型串行數(shù)據(jù)；B、 對(duì)異型串行數(shù)據(jù)的邏輯電平進(jìn)行判斷；C、 根據(jù)判斷結(jié)果將邏輯電平進(jìn)行分配，執(zhí)行D或E步驟；D、 若接收數(shù)據(jù)為高電平，則直接輸出；E、 若接收數(shù)據(jù)為低電平，則執(zhí)行中斷處理，將低電平數(shù)據(jù)輸出并延時(shí)；F、 延時(shí)期間若數(shù)據(jù)接收端出現(xiàn)由高變低電平時(shí)中斷結(jié)束，延時(shí)到時(shí)則輸出高電平數(shù)據(jù) 且中斷結(jié)束；G、 輸出標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形。
全文摘要
一種異型串行數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形的轉(zhuǎn)換裝置，包括設(shè)置在單片機(jī)內(nèi)部的串聯(lián)連接的輸入模塊、判斷模塊、處理模塊、輸出模塊，還包括一個(gè)中斷處理模塊，中斷處理模塊的輸入端與處理模塊的另一輸出端相連，中斷處理模塊的輸出端與輸出模塊相連。該異型串行數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)異步通信波形的轉(zhuǎn)換裝置通過(guò)中斷處理模塊對(duì)低電平數(shù)據(jù)波形整形，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)波形的轉(zhuǎn)換，能夠有效的解決總線(xiàn)傳輸時(shí)形成的波形信號(hào)不能直接使用單片機(jī)端口接收的缺陷，同時(shí)，數(shù)據(jù)收發(fā)器中的數(shù)據(jù)接收器的數(shù)據(jù)輸出端與單片機(jī)外圍連接簡(jiǎn)單，省去了復(fù)雜的外圍線(xiàn)路的連接，并有助于產(chǎn)品集成化。本發(fā)明還設(shè)計(jì)該波形轉(zhuǎn)換的方法。
文檔編號(hào)G05B19/418GK101221432SQ20071017884
公開(kāi)日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月6日
發(fā)明者王立新 申請(qǐng)人:北京豪沃爾科技發(fā)展股份有限公司