一种抢占式复用串口自动切换的方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种抢占式复用串口自动切换的方法及设备，方法包括：将设备内的MCU芯片的一个输入输出端设置成标志位，输入输出端通过第二电阻与电源相连并引出第一悬空端；将MCU芯片的串口数据输入端通过第一二极管与设备内的传感器的串口数据输出端相连，以及通过第二二极管与第二悬空端相连，且第一二极管与第二二极管的阳极与MCU芯片的串口数据输入端相连；MCU芯片的串口数据输入端还通过第一电阻与电源相连；将MCU芯片的串口数据输出端与传感器的串口数据输入端相连。本发明专利技术手动插入外部串口设备就能自动跟插入设备进行通信，实现自动切换通道的功能，拔出外部串口设备又重新跟传感器进行通信，实现抢占式复用串口自动切换的功能。

A method and equipment for automatic switching of preemptive multiplex serial port

The invention discloses a method and equipment for automatic switching of preemptive multiplexed serial port. The method comprises the following steps: setting an input and output end of a MCU chip in the device as a symbol bit, the input and output end is connected with the power supply through second resistors and leads to the first suspension end, and the input end of the serial port of the MCU chip passes through the first diode and the input end of the chip. The serial data output of the sensor in the device is connected, and the second diode is connected to the second suspension end, and the first diode and the second diode anode are connected to the serial port data input of the MCU chip; the serial data input of the MCU chip is connected with the power supply by the first resistor; the serial data of the MCU chip is used. The output terminal is connected to the serial data input end of the sensor. The invention can automatically communicate with the insertion device by inserting the external serial device manually, realizing the function of the automatic switching channel, pulling out the external serial port equipment and communicating with the sensor again, realizing the function of automatic switching of the preemption multiplex serial port.

【技术实现步骤摘要】
一种抢占式复用串口自动切换的方法及设备
本专利技术涉及串口通信
，特别涉及一种抢占式复用串口自动切换的方法及设备。
技术介绍
通信设备单板中，串口接口是最常用的人机交互接口，但是目前部分设备单板中的MCU芯片的串口数量有限，通常这些串口跟设备内部的传感器(串口通信方式)进行通信，且被用完，无法再外甩出串口跟外部串口设备进行通信，因此也无法通过串口进行本地升级、串口在线调试或接串口屏进行参数设置等操作。目前解决上述问题主要有如下几种：一、用串口扩展芯片或MCU扩展出所需的串口，此方法的弊端是增加硬件成本以及软件的复杂度；二、在硬件设计时添加跳线帽或切换开关的方式在MCU芯片串口跟传感器和外甩串口之间进行手动切换，此方法虽简单但维护非常不方便，用户很难区分改用哪个串口线来连接，此外，这种方式硬件连接的可靠性差，且在外接串口设备(MCU芯片跟外接串口设备和内部串口通信之间通信协议必然存在不一样)时必须重新启动设备。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种抢占式复用串口自动切换的方法及设备，手动插入外部串口设备就能自动跟插入设备进行通信，实现自动切换通道的功能，拔出外部串口设备又重新跟传感器进行通信，实现抢占式复用串口自动切换的功能。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种抢占式复用串口自动切换的方法，将设备内的MCU芯片的一个输入输出端设置成标志位用以指示MCU芯片串口需要执行的功能，所述输入输出端通过第二电阻与电源相连并引出第一悬空端；将所述MCU芯片的串口数据输入端通过第一二极管与设备内的传感器的串口数据输出端相连，以及通过第二二极管与第二悬空端相连，且所述第一二极管与所述第二二极管的阳极与所述MCU芯片的串口数据输入端相连；所述MCU芯片的串口数据输入端还通过第一电阻与电源相连；将所述MCU芯片的串口数据输出端与所述传感器的串口数据输入端相连；当外部串口设备需要与所述MCU芯片的串口通信时，执行如下步骤：手动插入外接串口设备，使外部串口设备的接地端与所述第一悬空端相连，外部串口设备的串口数据输出端与所述第二悬空端相连，外部串口设备的串口数据输入端与所述MCU芯片的串口数据输出端相连；MCU芯片监测到所述标志位变化为低电平，MCU芯片进行串口复位，重新设置与外部串口设备通信所需的参数，自动切换通信协议进而切换串口通道；当外部串口设备不需要与所述MCU芯片的串口通信时，执行如下步骤：拔出外接串口设备；MCU芯片监测到所述标志位变化为高电平，MCU芯片进行串口复位，重新设置与传感器通信所需的参数，自动切换通信协议进而切换串口通道。所述参数包括：波特率、数据位、起始位、停止位、奇偶校验位。所述MCU芯片中预存储与传感器进行串口通信的参数和与外部串口设备进行通信的参数。与传感器进行串口通信的参数和与外部串口设备进行通信的参数通过不同的文件存储，MCU芯片进行串口复位时，根据需要读取对应的文件进行加载。所述外部串口设备还包括DET端，所述外部串口设备的DET端跟接地端GND短接，所述外部串口设备的DET端与所述第一悬空端相连。所述MCU芯片还包括电源输入端和接地端。所述传感器还包括电源输入端和接地端。一种串口自动切换的设备，包括MCU芯片、传感器、串口复用电路和MCU切换模块；所述串口复用电路包括第一电阻、第二电阻、第一二极管和第二二极管；所述MCU芯片的一个输入输出端设置成标志位用以指示MCU芯片串口需要执行的功能，所述输入输出端通过第二电阻与电源相连并引出第一悬空端；所述MCU芯片的串口数据输入端通过第一二极管与设备上的传感器的串口数据输出端相连，以及通过第二二极管与第二悬空端相连，且所述第一二极管与所述第二二极管的阳极与所述MCU芯片的串口数据输入端相连；所述MCU芯片的串口数据输入端还通过第一电阻与电源相连；所述MCU芯片的串口数据输出端与所述传感器的串口数据输入端相连；所述MCU切换模块设置在所述MCU芯片内部，用于监测所述标志位的变化并进行串口的切换；当有外接串口设备插入时，所述MCU切换模块监测到所述标志位为低电平，对所述MCU芯片进行串口复位，重新设置与外部串口设备通信所需的参数，自动切换通信协议进而切换串口通道；当外接串口设备被拔出时，所述MCU切换模块监测到所述标志位为高电平，对所述MCU芯片进行串口复位，重新设置与传感器通信所需的参数，自动切换通信协议进而切换串口通道。外接串口设备插入时，外部串口设备的接地端与所述第一悬空端相连，外部串口设备的串口数据输出端与所述第二悬空端相连，外部串口设备的串口数据输入端与所述MCU芯片的串口数据输出端相连。所述参数包括：波特率、数据位、起始位、停止位、奇偶校验位；所述MCU芯片中预存储与传感器进行串口通信的参数和与外部串口设备进行通信的参数。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：1、在串口扩展或复用的电路上增加MCU的监控，实现串口的自动切换使设备更具有智能性；2、硬件电路器件数量少，外围器件只需要两个二极管和两个电阻即可实现复用串口的自动切换；3、通过MCU监测并判断跟哪个复用串口进行通信，确保通信的可靠性，同时通信协议上也实现切换；4、可实现热插拔功能，设备在不需要断电重启的情况下与插入的外接串口设备进行通信，外接串口设备拔出后又恢复跟默认的串口进行通信。以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的一种抢占式复用串口自动切换的方法及设备不局限于实施例。附图说明图1为本专利技术实施例的简化电路图。具体实施方式参见图1所示，本专利技术实施例提供一种抢占式复用串口自动切换的方法，涉及到MCU芯片U1、传感器U2和外部串口设备J1，其中MCU芯片U1和传感器U2设置在设备的单板上，默认情况下，MCU芯片U1跟传感器U2进行通信，在需要进行本地升级、串口在线调试或接串口屏进行参数设置等操作时，需要将所述外部串口设备插接到所述MCU芯片并进行通信。具体的，所述MCU芯片U1包括电源端VCC、接地端GND、串口数据输入端RXD、串口数据输出端TXD和输入输出端GPOI；所述传感器U2包括电源端VCC、接地端GND、串口数据输入端RXD和串口数据输出端TXD；所述外部串口设备包括电源端VCC、接地端GND、串口数据输入端EXT_RXD和串口数据输出端EXT_TXD。进一步的，将设备内的MCU芯片U1的一个输入输出端GPOI设置成标志位用以指示MCU芯片串口需要执行的功能，所述输入输出端GPOI通过第二电阻R2与电源VCC相连并引出第一悬空端DET；将所述MCU芯片U1的串口数据输入端RXD通过第一二极管D1与设备内的传感器U2的串口数据输出端TXD相连，以及通过第二二极管D2与第二悬空端EXT_TXD相连，且所述第一二极管D1与所述第二二极管D2的阳极与所述MCU芯片U1的串口数据输入端RXD相连；所述MCU芯片U1的串口数据输入端RXD还通过第一电阻R1与电源VCC相连；将所述MCU芯片U1的串口数据输出端TXD与所述传感器的串口数据输入端RXD相连。本实施例中，设备运行中MCU芯片U1默认跟传感器U2进行通信并实时监测DET端的状态，因此，外部串口设备J1未接入时，由于第二电阻R2上拉至VCC，MCU芯片U1的DET端为高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抢占式复用串口自动切换的方法，其特征在于，将设备内的MCU芯片的一个输入输出端设置成标志位用以指示MCU芯片串口需要执行的功能，所述输入输出端通过第二电阻与电源相连并引出第一悬空端；将所述MCU芯片的串口数据输入端通过第一二极管与设备内的传感器的串口数据输出端相连，以及通过第二二极管与第二悬空端相连，且所述第一二极管与所述第二二极管的阳极与所述MCU芯片的串口数据输入端相连；所述MCU芯片的串口数据输入端还通过第一电阻与电源相连；将所述MCU芯片的串口数据输出端与所述传感器的串口数据输入端相连；当外部串口设备需要与所述MCU芯片的串口通信时，执行如下步骤：手动插入外接串口设备，使外部串口设备的接地端与所述第一悬空端相连，外部串口设备的串口数据输出端与所述第二悬空端相连，外部串口设备的串口数据输入端与所述MCU芯片的串口数据输出端相连；MCU芯片监测到所述标志位变化为低电平，MCU芯片进行串口复位，重新设置与外部串口设备通信所需的参数，自动切换通信协议进而切换串口通道；当外部串口设备不需要与所述MCU芯片的串口通信时，执行如下步骤：拔出外接串口设备；MCU芯片监测到所述标志位变化为高电平，MCU芯片进行串口复位，重新设置与传感器通信所需的参数，自动切换通信协议进而切换串口通道。...

【技术特征摘要】
1.一种抢占式复用串口自动切换的方法，其特征在于，将设备内的MCU芯片的一个输入输出端设置成标志位用以指示MCU芯片串口需要执行的功能，所述输入输出端通过第二电阻与电源相连并引出第一悬空端；将所述MCU芯片的串口数据输入端通过第一二极管与设备内的传感器的串口数据输出端相连，以及通过第二二极管与第二悬空端相连，且所述第一二极管与所述第二二极管的阳极与所述MCU芯片的串口数据输入端相连；所述MCU芯片的串口数据输入端还通过第一电阻与电源相连；将所述MCU芯片的串口数据输出端与所述传感器的串口数据输入端相连；当外部串口设备需要与所述MCU芯片的串口通信时，执行如下步骤：手动插入外接串口设备，使外部串口设备的接地端与所述第一悬空端相连，外部串口设备的串口数据输出端与所述第二悬空端相连，外部串口设备的串口数据输入端与所述MCU芯片的串口数据输出端相连；MCU芯片监测到所述标志位变化为低电平，MCU芯片进行串口复位，重新设置与外部串口设备通信所需的参数，自动切换通信协议进而切换串口通道；当外部串口设备不需要与所述MCU芯片的串口通信时，执行如下步骤：拔出外接串口设备；MCU芯片监测到所述标志位变化为高电平，MCU芯片进行串口复位，重新设置与传感器通信所需的参数，自动切换通信协议进而切换串口通道。2.根据权利要求1所述的抢占式复用串口自动切换的方法，其特征在于，所述参数包括：波特率、数据位、起始位、停止位、奇偶校验位。3.根据权利要求2所述的抢占式复用串口自动切换的方法，其特征在于，所述MCU芯片中预存储与传感器进行串口通信的参数和与外部串口设备进行通信的参数。4.根据权利要求3所述的抢占式复用串口自动切换的方法，其特征在于，与传感器进行串口通信的参数和与外部串口设备进行通信的参数通过不同的文件存储，MCU芯片进行串口复位时，根据需要读取对应的文件进行加载。5.根据权利要求1所述的抢占式复用串口自动切换的方法，其特征在于，所述外部串口设备还包括DET端，所述外部串口设备的DET端跟接地端GND短接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖丽辉，林志强，黄亨明，卢文辉，张婉双，
申请(专利权)人：厦门雅迅网络股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35