[实用新型]一种UART多主实时通信系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，特别涉及一种UART多主实时通信系统。

背景技术

I2C接口与CAN接口都具有多主仲裁功能，通过I2C总线或CAN总线可以实现多主实时通信。然而现有的单片机，许多都不具备I2C接口与CAN接口，如果要实现多主实时通信，要么选择通过扩展外挂一个CAN控制器的方式，要么选择采取模拟I2C通信程序，通过增设握手信号的方式来完成，但是这两种实现方式，其硬件电路的成本都较高，软件设计的实时性也较差，而且，CAN接口为了保证通信系统的实时性，它限定一帧有效数据包为0到8个字节，这在许多实际通信系统中带来不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种UART多主实时通信系统，旨在解决针对现有的单片机通过扩展外挂CAN控制器的方式或者通过采取模拟I2C通信程序，增设握手信号的方式来实现多主实时通信，其硬件电路的成本高，软件设计的实时性差的问题。

本实用新型是这样实现的，一种UART多主实时通信系统，包括单片机U1，CAN收发器U2，总线仲裁单元，发送控制单元，所述单片机U1的INT中断输入端连接所述总线仲裁单元，数据发送输出端TXD连接所述发送控制单元，P2.0输出端连接所述发送控制单元和所述CAN收发器U2的STB唤醒端，数据接收输入端RXD连接所述总线仲裁单元和所述CAN收发器U2的数据接收输出端RXD，所述CAN收发器U2的数据发送输入端TXD连接所述总线仲裁单元和所述发送控制单元，所述单片机U1和CAN收发器U2的电源正端VCC分别连接电源端，负端GND分别接地。

进一步地，所述UART多主实时通信系统还包括去耦电容C1、C2和电阻R6、R7，所述去耦电容C1，C2分别连接在电源端和地之间，所述电阻R6连接在所述CAN收发器U2的CANH端和SPLIT端之间，所述电阻R7连接在所述CAN收发器U2的CANL端和SPLIT端之间。

进一步地，所述总线仲裁单元包括三极管Q1，电阻R4和R1，所述发送控制单元包括三极管Q2、Q3，电阻R2、R3和R5，所述单片机U1的数据接收输入端RXD连接所述电阻R4的一端和所述CAN收发器U2的数据接收输出端RXD，所述电阻R4的另一端连接所述三极管Q1的集电极和所述单片机U1的INT端，所述三极管Q1的发射极连接电源端，所述三极管Q1的基极连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接所述CAN收发器U2的数据发送输入端TXD，所述单片机U1的数据发送输出端TXD连接所述三极管Q2的发射极，所述三极管Q2的集电极连接所述CAN收发器U2的数据发送输入端TXD和所述电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端连接电源端，所述三极管Q2的基极连接所述电阻R2的一端和所述三极管Q3的集电极，所述电阻R2的另一端连接电源端，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的基极连接所述电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端连接所述单片机U1的P2.0端和所述CAN收发器U2的STB端。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型的UART多主实时通信系统通过利用单片机的异步串行通信口UART驱动CAN收发器来实现多主实时通信，解决了现有的单片机通过扩展外挂CAN控制器的方式或者通过采取模拟I2C通信程序，增设握手信号的方式来实现多主实时通信，其硬件电路的成本高，软件设计的实时性差的问题，本实用新型不仅节省了电路的生产成本，同时，由于还具有不限定小数据包、可插入紧急报警的特点，所以其实时性比CAN协议的实时通信系统更优越。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种UART多主实时通信系统的模块框图；

图2为本实用新型提供的UART多主实时通信系统的一实施例的电路原理图；

图3为字节收发位的示意图；

图4为帧首字节位的示意图；

图5为轮巡式通行信息帧协议格式示意图；

图6为事件触发警报信息帧协议格式示意图；

图7为通信信道的仲裁与控制逻辑时序图；

图8为UART初始化程序的流程图；

图9为主程序启动UART发送函数的流程图；

图10为主程序处理UART接收解析函数的流程图；

图11为仲裁外部中断的中断服务程序的流程图；

图12为UART口发送中断的中断服务程序的流程图；

图13为UART口接收中断的中断服务程序的流程图。

具体实施方式