[发明专利]一种基于定时中断触发的主从式串口通讯方法

说明书

本发明涉及一种基于定时中断触发的主从式串口通讯方法，主机设有M个独立的串口数据接收缓冲区，分别用来接收M个从机的数据，具体方法如下：(1)、在主机每个控制周期结束前的固定时间点设置一个定时器中断；(2)、在定时器中断内，主机仅向各从机发出取数脉冲信号；(3)、从机收到取数脉冲信号后，向主机中对应的串口数据接收缓冲区发送最新的串口数据；(4)、在下一个控制周期起始，主机直接读取各从机对应的串口数据接收缓冲区中的串口数据，完成一次串口通信。本发明合理利用多任务并行处理的策略，优化了以往主机和从机串口通讯时的排队等待过程，节省了主机与从机的串口通讯时间。

技术领域

本发明属于航天控制领域，涉及一种卫星姿态轨道控制计算机(AOCC)与星敏感器的串口通讯方法，特别是针对控制频率高且控制周期较短的卫星控制任务。

背景技术

基于CAST3000平台研制的小卫星，需要具备大角度快速机动和快速进入稳定工作状态的控制能力，而且还需具备在卫星成像时保持高的姿态指向精度和高稳定度的能力，因此卫星姿态轨道控制分系统必须具备快速响应能力。姿态轨道控制计算机的控制周期设计为125毫秒，以满足卫星高频率高精度控制的要求。在每一个控制周期内，姿态轨道控制计算机不仅要完成敏感器信息采集、控制律计算、控制信号输出、部件状态诊断、遥测遥控处理等内部任务，还要响应卫星其它分系统的各种指令注入和遥测数据轮询等外部任务。

姿态轨道控制分系统配置了三台星敏感器，用于对卫星姿态进行高精度的实时测量，姿态轨道控制计算机在每个125毫秒的控制周期内，必须根据星敏感器最新的测量信息对卫星姿态进行精确计算，进而根据预先设计的控制律对卫星姿态进行实时修正(通过卫星配置的各种执行机构来完成)，从而保证每个控制周期卫星姿态都保持在一个高精度指向和高稳定度的状态。

以往小卫星型号的姿态轨道控制分系统设计中，姿态轨道控制计算机获取星敏感器的测量信息是通过RS422串口通讯来实现的，每个控制周期内，姿态轨道控制计算机必须依次与每个星敏感器进行串口通讯，所有星敏感器全部通讯完成后，姿态轨道控制计算机才能获取到全部的姿态测量信息，再执行后面的姿态确定和控制律计算任务。由于每个星敏感器的测量数据信息内容较多(多达100个字节)，RS422串口通讯的波特率一般为115.2Kbps，则姿态轨道控制计算机与一个星敏感器的通讯时间约12毫秒，全部完成与三个星敏感器的串口通讯将达到36毫秒，占整个控制周期的28.8％。这将严重占用姿态轨道控制计算机时间资源，影响其它任务的处理和执行。因此小卫星型号现有的姿态轨道控制计算机与单个星敏感器排队等待的串口通讯方法，已不能满足CAST3000平台卫星控制周期任务的时间约束要求。

发明内容

本发明的技术解决问题：针对现有技术的不足，提供一种基于定时中断触发的主从式串口通讯方法，解决主机与从机串口通信时的排队等待问题，节省主机与从机串口通讯时间。

本发明的技术解决方案是：一种基于定时中断触发的主从式串口通讯方法，主机设有M个独立的串口数据接收缓冲区，分别用来接收M个从机的数据，该方法步骤如下：

(1)、在主机每个控制周期结束前的固定时间点设置一个定时器中断；

(2)、在定时器中断内，主机仅向各从机发出取数脉冲信号；

(3)、从机收到取数脉冲信号后，向主机中对应的串口数据接收缓冲区发送最新的串口数据；

(4)、在下一个控制周期起始，主机直接读取各从机对应的串口数据接收缓冲区中的串口数据，完成一次串口通信。

所述串口数据接收缓冲区的容量大于单个从机串口数据单次传输的最大需求。

所述定时器中断级别设置为最高优先级。

所述定时器中断时刻根据主机与从机之间通讯数据量大小确定，保证在当前控制周期结束前完成所有从机数据传输。