[发明专利]串口集线器及多串口高速通讯方法

说明书

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，特别涉及一种串口集线器及其通讯方法。

背景技术

目前由于电脑的开发日新月异，电脑后端的接口的变化也越来越快。新一代的电脑，后端仅有一个串口。但是在很多行业中，仅仅有一个串口是远远无法满足需求的。

在这种情况下，为了使一个串口可以连接更多的串口设备，常常使用具有多个输出端的集线器进行转接，这样就能使一个串口连接多个串口设备。但是，现有的集线器却无法解决串口通讯中普遍存在一些问题：

1、由于数据的传输在前后两个设备会存在细微的差异，从而产生误码，特别在设备全速传输时，误码率会非常高，因而造成现有的串口无法全速运行，这样导致在一些高可靠性的行业无法使用。

2、串口仅支持单一的波特率，这样就使得某些特定的设备无法适用，大大限制了应用领域。

而在一些行业中，如果串口数量不够的话，那么只能淘汰电脑，特定购买指定的带多个串口的电脑，令每一个设备独立针对一个串口，但是这样就增加了电脑的购置成本。

综上所述，现有的串口集线器存在通讯速度低、误码率高、适用范围小的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种串口集线器，以解决现有的串口集线器存在通讯速度低、误码率高、适用范围小的问题。

本发明的另一目的是提供一种多串口高速通讯方法，以解决现有的串口集线器在通讯时，速度低、误码率高的问题。

本发明提出一种串口集线器，用于使主机与外部设备进行全速通讯，其包括处理单元和串口数据切换单元。处理单元主机相连，用于处理从主机发送过来的数据和指令信号。串口数据切换单元与处理单元相连，并与若干串行端口相连，用于根据处理单元的控制信号切换通讯链路或者设置通讯接口参数，使主机端口与对应串行端口连接。其中，处理单元又进一步包括通用异步收发器、软件缓存器和硬件缓存器。通用异步收发器与主机相连，用于实现与主机之间的通信。软件缓存器与通用异步收发器相连，用于存储溢出的数据。硬件缓存器与软件缓存器相连，用于克服软件缓存器对造成的延时。

优选的，处理单元还包括时钟分频器，用于获取不同的采样频率，以满足不同波特率的需求。

优选的，处理单元为AVR单片机。

优选的，处理单元为Atmega48单片机。

优选的，所述串口集线器还包括四个串行端口，均与串口数据切换单元相连。

本发明另提出一种多串口高速通讯方法，用于使主机与外部设备进行全速通讯，包括以下步骤：(1)将外部设备接到相应的串行端口。(2)接收主机输出的指令信号。(3)根据指令信号切换通讯链路或者设置通讯接口参数，使主机端口与对应串行端口连接。(4)进行通讯，并利用一软件缓存器存储溢出的数据。(5)利用一硬件缓存器克服该软件缓存器造成的延时。

优选的，在接收到主机输出的指令信号后还包括步骤：分频出不同的采样频率，以获得和外接设备相匹配的波特率。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：

1、本发明使电脑主机可以同时连接多个不同的串口设备，可以根据设备需要来变换波特率，且兼容几乎所有的串口设备，具有很广的适用范围。

2、本发明采用了硬件缓存技术与软件缓存技术相结合的技术，可以极大地降低全速通讯时的误码率，从而可以保证整个设备的全速传输，大大提高了设备的通讯速率，并使其完全可以应用在高可靠性要求的行业上。

3、本发明可以采用AVR单片机等高速器件，可以进一步地提高设备的通讯速率。

附图说明

图1为本发明串口集线器的一种实施例架构图；

图2为本发明处理单元11的一种实施例电路图；

图3为本发明串口数据切换单元的一种实施例电路图；

图4为本发明多串口高速通讯方法的一种实施例流程图。

具体实施方式

请参见图1，其为本发明串口集线器的一种实施例架构图。此串口集线器包括处理单元11、串口数据切换单元12和四个串行端口(端口A、端口B、端口C、端口K)。处理单元11分别连接主机10和串口数据切换单元12，用于处理从主机发送过来的数据和指令信号，并对串口数据切换单元12进行控制。串口数据切换单元12是一个通讯链路的矩阵，其分别和四个串行端口相连，用于根据处理单元11的控制信号切换通讯链路或者设置通讯接口参数，使主机10端口与对应串行端口连接。