[发明专利]一种嵌入式系统G代码异步通讯机制、协议及编程方法

权利要求书

1.一种嵌入式系统G代码异步通讯机制、协议及编程方法，应用与上位机与下位机之间的通信，其特征在于，所述方法中上位机与下位机之间采用异步通讯的方式，上位机将G代码程序封装成指定的协议格式，并将所述协议格式传输给下位机，供下位机解析和执行；方法包括上位机对G代码程序文件的准备和发送过程以及下位机接收和处理所述协议格式的过程，其中：上位机对G代码程序文件的准备和发送过程包括步骤：

S11：由人机交互界面或参数化设置界面生成一套可以顺序执行的指令集构成G程序文件，将所述G程序文件打包封装到顺序指令缓冲区；

S12：判断上位机是否产生需要实时处理的交互控制实时指令，若有则将所述交互控制实时指令存入插入指令缓冲区，并保存至指令发送缓冲区；否则将打包封装至所述顺序指令缓冲区的所述G程序文件保存至所述指令发送缓冲区；

S13：由协议发送模块检测所述指令发送缓冲区是否有需要发送的指令，并判断是否满足发送条件，若满足，则将依次发送指令至下位机，否则，不执行发送操作；

下位机接收和处理所述协议格式的过程包括步骤：

S21：由下位机中的协议接收模块通过中断的方式接收所述协议格式，并发送至协议接收缓冲器中；

S22：由协议解析模块对所述协议接收缓冲器进行实时监测，判断所述协议接收缓冲器是否存有数据，并基于所述协议格式对所述数据进行分解和提取操作，同时判断数据的类型；

S23：若所述数据为顺序指令，则通过顺序指令填入模块将所述顺序指令保存到命令FIFO存储器中，否则就为实时指令，并执行所述实时指令；

S24：通过指令预读模块读取存入所述命令FIFO存储器的所述顺序指令，并由指令执行模块执行，同时通过预读指令及数据处理模块预读取和预处理所述命令FIFO存储器内的下一个所述顺序指令，并将下一个顺序指令存入等待执行模块中；

S25：判断所述指令执行模块是否完成指令执行，完成则继续执行存入所述等待执行模块的顺序指令，否则所述等待执行模块一直处于等待状态。

2.根据权利要求1所述的一种嵌入式系统G代码异步通讯机制、协议及编程方法，其特征在于，所述协议格式由报头、字节数、命令码、命令编码、控制数据、CRC检验和报尾构成，其中所述报头为固定数据0x7E，用于识别所述协议格式；字节数用于协助下位机准确找到所述命令码、命令编码、控制数据和CRC检验；所述命令码用于对一类上位机发送的指令进行细化编号；所述CRC检验用于判断协议格式是否合法；所述报尾为固定数据0x0D，下位机根据报尾的具体数据识别所述协议格式中包含的指令是否结束。

3.根据权利要求2所述的一种嵌入式系统G代码异步通讯机制、协议及编程方法，其特征在于，在步骤S22中，还包括：下位机对所述协议接收缓冲区进行遍历，寻找每个所述协议格式的报头和报尾，并通过所述顺序指令填入模块监测所述命令FIFO存储器的存储空间大小，若所述存储空间已满，则所述上位机不再发送所述协议格式，并通过所述指令预读模块和所述指令执行模块对存储在所述命令FIFO存储器的所述协议格式进行消耗；否则所述命令FIFO存储器将继续接收上位机发送的所述协议格式。

4.根据权利要求2所述的一种嵌入式系统G代码异步通讯机制、协议及编程方法，其特征在于，所述报头和报尾由十六进制数据表示，所述字节数、命令码、命令编码、控制数据和CRC检验均由ASCⅡ码表示。

5.根据权利要求1~4任一项所述的一种嵌入式系统G代码异步通讯机制、协议及编程方法，其特征在于，所述协议格式经过所述协议解析模块后以32位数据存储在所述命令FIFO存储器中。