CN117857402A - 自动波特率检测方法、配置方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术领域，具体公开了一种自动波特率检测方法、配置方法、装置及电子设备，其中，该自动波特率检测方法包括步骤：接收测试信号，测试信号为交替循环数据信号；对接收到的测试信号中的上升沿间隔或下降沿间隔或边沿间隔进行计数以获取多个间隔时长；根据间隔时长计算获取间隔时长均值，并根据间隔时长均值计算波特率；该自动波特率检测方法以基于表现为交替循环数据信号的测试信号作为检测对象，根据该测试信号的上升沿间隔或下降沿间隔或边沿间隔获取能表征数据传输效率的间隔时长均值，从而确定波特率，使得对应接收该测试信号的对象能实现波特率的准确自动检测，以保障数据通信顺利，该检测过程便捷简单、检测效率高。

Description

自动波特率检测方法、配置方法、装置及电子设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种自动波特率检测方法、配置方法、装置及电子设备。

背景技术

在异步串行通信（UART）中，波特率是一个很重要的参数，只有上下位机的波特率一致时才可以进行正常通讯，其中，波特率是指串行端口每秒内可以传输的波特位数。

现有的波特率自动检测过程一般需要基于软件预设的运算逻辑分析或设定初始化波特率值进行验证调整以检测获取波特率的值，存在检测繁琐、检测效率低的缺点。

针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。

发明内容

本申请的目的在于提供一种自动波特率检测方法、配置方法、装置及电子设备，简化波特率检测过程，提高波特率检测效率。

第一方面，本申请提供了一种自动波特率检测方法，所述自动波特率检测方法包括以下步骤：

接收测试信号，所述测试信号为交替循环数据信号；

对接收到的测试信号中的上升沿间隔或下降沿间隔或边沿间隔进行计数以获取多个间隔时长；

根据所述间隔时长计算获取间隔时长均值，并根据所述间隔时长均值计算波特率。

本申请的自动波特率检测方法以基于表现为交替循环数据信号的测试信号作为检测对象，根据该测试信号的上升沿间隔或下降沿间隔或边沿间隔获取能表征数据传输效率的间隔时长均值，从而确定波特率，使得对应接收该测试信号的对象能实现波特率的准确自动检测，以保障数据通信顺利，该检测过程便捷简单、检测效率高。

所述的自动波特率检测方法，其中，所述根据所述间隔时长计算获取间隔时长均值的步骤在接收到的测试信号的边沿个数或上升沿个数或下降沿个数或间隔时长个数达到预设个数时执行。

在该示例中，计算间隔时长均值的步骤需要在确保存在足够多的能用于计算准确的间隔时长均值的间隔时长的情况下执行。

所述的自动波特率检测方法，其中，所述预设个数为5-10个。

所述的自动波特率检测方法，其中，所述测试信号为0x55信号。

所述的自动波特率检测方法，其中，所述间隔时长包括高电平时长和低电平时长，所述对接收到的测试信号中的上升沿间隔或下降沿间隔或边沿间隔进行计数以获取多个间隔时长的步骤包括：

基于接收到的测试信号的上升沿和下降沿对接收到的测试信号的边沿间隔进行计数，以获取多个高电平时长和多个低电平时长。

所述的自动波特率检测方法，其中，所述根据所述间隔时长计算获取间隔时长均值，并根据所述间隔时长均值计算波特率步骤包括：

根据所述多个高电平时长和所述多个低电平时长分别计算高电平时长均值和低电平时长均值，根据所述高电平时长均值和所述低电平时长均值计算所述波特率。

第二方面，本申请还提供了一种自动波特率配置方法，所述自动波特率配置方法包括以下步骤：

基于如第一方面提供的自动波特率检测方法检测获取所述波特率；

将所述波特率写入波特率寄存器。

本申请的自动波特率配置方法基于上述第一方面提供的自动波特率检测方法即可快速、准确地检测出波特率，并基于该波特率写入波特率寄存器实现波特率配置，使得对应的下位机能正常地与上位机进行通信以正确接收通信数据。

所述的自动波特率配置方法，其中，所述将所述波特率写入波特率寄存器的步骤包括：

基于锁存器将所述波特率拆分为整数信息和小数信息；

将所述整数信息和小数信息依次写入所述波特率寄存器。

本申请的自动波特率检测方法的检测精度提升到若干位小数值等级，并在波特率寄存器中划分出用于寄存整数信息和小数信息整数寄存空间和小数寄存空间，以分别寄存锁存器基于波特率拆分而出的整数信息和小数信息，使得芯片能基于波特率寄存器中寄存配置的包含若干小数的数据配置波特率，以提高波特率配置精度。

第三方面，本申请还提供了一种自动波特率检测装置，所述装置包括：

接收模块，用于接收测试信号，所述测试信号为交替循环数据信号；

计数模块，用于对接收到的测试信号中的上升沿间隔或下降沿间隔或边沿间隔进行计数以获取多个间隔时长；

计算模块，用于根据所述间隔时长计算获取间隔时长均值，并根据所述间隔时长均值计算波特率。

本申请的自动波特率检测装置以基于表现为交替循环数据信号的测试信号作为检测对象，根据该测试信号的上升沿间隔或下降沿间隔或边沿间隔获取能表征数据传输效率的间隔时长均值，从而确定波特率，使得对应接收该测试信号的对象能实现波特率的准确自动检测，以保障数据通信顺利，该检测过程便捷简单、检测效率高。

第四方面，本申请还提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如上述第一方面或第二方面提供的所述方法中的步骤。

由上可知，本申请提供了一种自动波特率检测方法、配置方法、装置及电子设备，本申请的自动波特率检测方法以基于表现为交替循环数据信号的测试信号作为检测对象，根据该测试信号的上升沿间隔或下降沿间隔或边沿间隔获取能表征数据传输效率的间隔时长均值，从而确定波特率，使得对应接收该测试信号的对象能实现波特率的准确自动检测，以保障数据通信顺利，该检测过程便捷简单、检测效率高。

附图说明

图1为本申请实施例提供的自动波特率检测方法的流程图。

图2为本申请实施例提供的自动波特率配置方法的流程图。

图3为本申请实施例提供的自动波特率检测装置的流程图。

图4为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

附图标记：201、接收模块；202、计数模块；203、计算模块；301、处理器；302、存储器；303、通信总线。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一方面，请参照图1，本申请一些实施例提供了一种自动波特率检测方法，自动波特率检测方法包括以下步骤：

S1、接收测试信号，测试信号为交替循环数据信号；

S2、对接收到的测试信号中的上升沿间隔或下降沿间隔或边沿间隔进行计数以获取多个间隔时长；

S3、根据间隔时长计算获取间隔时长均值，并根据间隔时长均值计算波特率。

具体地，交替循环数据信号为若干0和若干1交替循环的数据，如010101010101,001100110011，000111000111等数据，交替的1和0的元素数量可以相同，也可以不相同。

更具体地，测试信号为上位机发送的、符合上述数据特征的信号，本申请实施例的自动波特率检测方法用于检测该测试信号的波特率以使对应的接收该测试信号的下位机能配置对应的波特率值来保障数据通信顺利。

更具体地，测试信号中，高电平信号代表数据1，低电平信号代表数据0，数据由0交替到1会产生一次上升沿，数据由1交替到0会产生一次下降沿，连续的数据0或连续的数据1之间不会产生边沿；因此，一个上升沿间隔的间隔时长和一个下降沿的间隔时长均代表了发送交替循环数据信号中一个循环数据的时长，如发送010101010101中的01时长，即交替循环数据信号的一个周期的时长；边沿间隔的间隔时长则代表了发送交替循环数据信号中每次数值变换的间隔时长，如发送001100110011中00或11的时长，即一个连续的高电平或一个连续的电平的持续时长；这些类别的间隔时长均能反映出数据传输速率，结合交替循环数据信号的具体构成可以换算出单个数据的传输效率，故能用于计算波特率。

更具体地，步骤S3获取的间隔时长均值能反映出数据的平均传输效率，使得本申请实施例的自动波特率检测方法检测获取的波特率更准确。

更具体地，间隔时长和间隔时长均值均为以客观时间基准测量的计数数据，其单位可以是时间，也可以是时钟数。

更具体地，基于前述内容可知间隔时长均值反映了上位机发送的数据的传输效率，由于波特率是指数据传输中单位时间内传输的比特数，故结合间隔时长均值及其单位类型、交替循环数据信号的数据组成特征即可便捷、准确地计算出波特率。

本申请实施例的自动波特率检测方法以基于表现为交替循环数据信号的测试信号作为检测对象，根据该测试信号的上升沿间隔或下降沿间隔或边沿间隔获取能表征数据传输效率的间隔时长均值，从而确定波特率，使得对应接收该测试信号的对象能实现波特率的准确自动检测，以保障数据通信顺利，该检测过程便捷简单、检测效率高。

在一些优选的实施方式中，根据间隔时长计算获取间隔时长均值的步骤在接收到的测试信号的边沿个数或上升沿个数或下降沿个数或间隔时长个数达到预设个数时执行。

具体地，获取的间隔时长的个数过少可能会使得步骤S3计算获取的间隔时长均值存在较大偏差，因此，步骤S3需要在确保存在足够多的能用于计算准确的间隔时长均值的间隔时长的情况下执行。

更具体地，在该实施方式中，边沿个数或上升沿个数或下降沿个数也决定了获取间隔时长个数，故能基于这些数据是否达到预设个数来判断是否获取到足够多的间隔时长个数来触发执行步骤S3。

在一些优选的实施方式中，预设个数为5-10个。

具体地，在本申请实施例中，边沿个数或上升沿个数或下降沿个数也决定了步骤S2获取的间隔时长的个数，预设个数过少可能会使得步骤S3计算获取的间隔时长均值存在较大偏差，而若本申请实施例的自动波特率检测方法应用在数据通信中进行波特率自动匹配，预设个数过多会影响通信效率，预设个数需综合检测精度和检测效率两种因素来设定，故优选为5-10个。

更具体地，在不考虑极端通信环境下，测试信号的接发速率较为稳定，因此，在本申请实施例中，预设个数优选为5个。

在一些优选的实施方式中，测试信号为0x55信号。

具体地，0x55信号即为01010101信号，数据0和1依次交替能快速产生上升沿和下降沿，从而有效提高间隔时长的获取速度，提高波特率计算速率。

需要说明的是，在该实施方式中，若计算获取间隔时长均值所需的数据长度大于一个0x55信号的长度，步骤S1接收的测试信号为基于上位机持续发送的0x55信号。

在一些优选的实施方式中，间隔时长包括高电平时长和低电平时长，对接收到的测试信号中的上升沿间隔或下降沿间隔或边沿间隔进行计数以获取多个间隔时长的步骤包括：

S21、基于接收到的测试信号的上升沿和下降沿对接收到的测试信号的边沿间隔进行计数，以获取多个高电平时长和多个低电平时长。

具体地，该实施方式实质上属于基于边沿间隔进行计数以获取间隔时长，这种处理方式相对于基于上升沿间隔或下降沿间隔进行计数的方式能有效减少接收的数据所需的长度，进而有效提高检测效率，而芯片运行过程一般仅以一类边沿（如上升沿）作为触发信号来执行一类操作，因此，本申请实施例的自动波特率检测方法将间隔时长区分为高电平时长和低电平时长，然后分别基于交替产生的上升沿和下降沿来触发计数以分别计算获取高电平时长和低电平时长；其中，基于前述内容可知，作为间隔时长的高电平时长和低电平时长的单位可以是时间或时钟数，在本申请实施例中，优选为时钟数，即对接收到的测试信号的边沿间隔进行计数的操作过程为基于时钟频率对对应的高电平或低电平的时长进行计数，以获取对应的持续的时钟个数，故计数获取高电平时长和低电平时长的过程为基于计数器（counter）进行计数来执行，接收的测试信号出现边沿时均触发获取计数器计数值并重置清零再进行重新计数，其中，在边沿为上升沿时，计数器的计数值会锁存至低电平时长锁存表中，在边沿为下升沿时，计数器的计数值会锁存至高电平时长锁存表中，这些计数值代表对应的高电平时长和低电平时长，在锁存表中的计数值数量达到预设个数或触发计数器重置的边沿个数达到预设值时，本申请实施例的自动波特率检测方法基于低电平时长锁存表和高电平时长锁存表中的锁存的计数值计算间隔时长均值。

更具体地，在该实施方式中，计数器的计数值交替写入低电平时长锁存表和高电平时长锁存表中，两类锁存表的数据互不干扰且为交替写入，有效错开了锁存表的使用时间，而不会造成数据写入堵塞。

在一些优选的实施方式中，根据间隔时长计算获取间隔时长均值，并根据间隔时长均值计算波特率步骤包括：

根据多个高电平时长和多个低电平时长分别计算高电平时长均值和低电平时长均值，根据高电平时长均值和低电平时长均值计算波特率。

具体地，低电平时长锁存表和高电平时长锁存表中的计数值的数量可以是相同的，也可以是不相同的（如低电平时长锁存表中的计数值的数量比高电平时长锁存表的计数值的数量多一），在不相同的情况下，为了提高间隔时长均值计算的准确性，本申请实施例的自动波特率检测方法先计算出高电平时长均值和低电平时长均值，再基于高电平时长均值和低电平时长均值计算间隔时长均值。

更具体地，定义间隔时长均值为c，则c=（a+b）/2，其中，a 为高电平时长均值，b为低电平时长均值。

更具体地，在间隔时长均值的单位为时钟数且测试信号为0x55的实施方式中，间隔时长均值代表了一个数据的传输时长，故波特率计算公式为：Bd=CLK/c，其中，Bd为波特率，CLK为时钟频率；在间隔时长均值的单位为时间且测试信号为0x55的实施方式中，波特率计算公式为：Bd=1/c。

第二方面，请参照图2，本申请一些实施例还提供了一种自动波特率配置方法，自动波特率配置方法包括以下步骤：

A1、基于如第一方面提供的自动波特率检测方法检测获取波特率；

A2、将波特率写入波特率寄存器。

具体地，波特率寄存器为用于配置波特率的配置寄存器，属于对应接收上述测试信号的下位机（可以是MCU一类的控制器）中的用于存储配置信息的器件。

本申请实施例的自动波特率配置方法基于上述第一方面提供的自动波特率检测方法即可快速、准确地检测出波特率，并基于该波特率写入波特率寄存器实现波特率配置，使得对应的下位机能正常地与上位机进行通信以正确接收通信数据。

在一些优选的实施方式中，将波特率写入波特率寄存器的步骤包括：

基于锁存器将波特率拆分为整数信息和小数信息；

将整数信息和小数信息依次写入波特率寄存器。

具体地，本申请实施例的自动波特率检测方法的检测精度提升到若干位小数值等级，并在波特率寄存器中划分出用于寄存整数信息和小数信息整数寄存空间和小数寄存空间，以分别寄存锁存器基于波特率拆分而出的整数信息和小数信息，使得芯片能基于波特率寄存器中寄存配置的包含若干小数的数据配置波特率，以提高波特率配置精度，以使对应芯片（下位机）能正确接收通信数据。

需要说明的是，步骤A1获取的波特率的小数部分的位数大于或等于小数信息的位数，小数信息的位数等于波特率寄存器中用于寄存小数信息的小数寄存空间的位数。

更具体地，在该实施方式中，寄存器能根据波特率寄存器的寄存空间的划分情况配置合适位数的小数信息，以有效利用波特率寄存器的寄存能力来提高波特率配置精度。

在一些优选的实施方式中，整数信息基于15位数据寄存，小数信息基于7位数据寄存。

具体地，在该实施方式中，波特率寄存器配置有[31:0]数据地址进行波特率寄存，其中，[31:7]用于寄存整数信息，[6:0]用于寄存小数信息。

第三方面，请参照图3，本申请一些实施例还提供了一种自动波特率检测装置，装置包括：

接收模块201，用于接收测试信号，测试信号为交替循环数据信号；

计数模块202，用于对接收到的测试信号中的上升沿间隔或下降沿间隔或边沿间隔进行计数以获取多个间隔时长；

计算模块203，用于根据间隔时长计算获取间隔时长均值，并根据间隔时长均值计算波特率。

本申请实施例的自动波特率检测装置以基于表现为交替循环数据信号的测试信号作为检测对象，根据该测试信号的上升沿间隔或下降沿间隔或边沿间隔获取能表征数据传输效率的间隔时长均值，从而确定波特率，使得对应接收该测试信号的对象能实现波特率的准确自动检测，以保障数据通信顺利，该检测过程便捷简单、检测效率高。

在一些优选的实施方式中，本申请实施例的自动波特率检测装置优选为用于执行上述第一方面提供的自动波特率检测方法。

第四方面，请参照图4，本申请一些实施例还提供了一种电子设备的结构示意图，本申请提供一种电子设备，包括：处理器301和存储器302，处理器301和存储器302通过通信总线303和/或其他形式的连接机构（未标出）互连并相互通讯，存储器302存储有处理器301可执行的计算机可读取指令，当电子设备运行时，处理器301执行该计算机可读取指令，以执行时执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法。

综上，本申请实施例提供了一种自动波特率检测方法、配置方法、装置及电子设备，其中，本申请实施例的自动波特率检测方法以基于表现为交替循环数据信号的测试信号作为检测对象，根据该测试信号的上升沿间隔或下降沿间隔或边沿间隔获取能表征数据传输效率的间隔时长均值，从而确定波特率，使得对应接收该测试信号的对象能实现波特率的准确自动检测，以保障数据通信顺利，该检测过程便捷简单、检测效率高。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动波特率检测方法，其特征在于，所述自动波特率检测方法包括以下步骤：

接收测试信号，所述测试信号为交替循环数据信号；

对接收到的测试信号中的上升沿间隔或下降沿间隔或边沿间隔进行计数以获取多个间隔时长；

根据所述间隔时长计算获取间隔时长均值，并根据所述间隔时长均值计算波特率。

2.根据权利要求1所述的自动波特率检测方法，其特征在于，所述根据所述间隔时长计算获取间隔时长均值的步骤在接收到的测试信号的边沿个数或上升沿个数或下降沿个数或间隔时长个数达到预设个数时执行。

3.根据权利要求2所述的自动波特率检测方法，其特征在于，所述预设个数为5-10个。

4.根据权利要求1所述的自动波特率检测方法，其特征在于，所述测试信号为0x55信号。

5.根据权利要求1所述的自动波特率检测方法，其特征在于，所述间隔时长包括高电平时长和低电平时长，所述对接收到的测试信号中的上升沿间隔或下降沿间隔或边沿间隔进行计数以获取多个间隔时长的步骤包括：

基于接收到的测试信号的上升沿和下降沿对接收到的测试信号的边沿间隔进行计数，以获取多个高电平时长和多个低电平时长。

6.根据权利要求5所述的自动波特率检测方法，其特征在于，所述根据所述间隔时长计算获取间隔时长均值，并根据所述间隔时长均值计算波特率步骤包括：

根据所述多个高电平时长和所述多个低电平时长分别计算高电平时长均值和低电平时长均值，根据所述高电平时长均值和所述低电平时长均值计算所述波特率。

7.一种自动波特率配置方法，其特征在于，所述自动波特率配置方法包括以下步骤：

基于如权利要求1-6任一项所述的自动波特率检测方法检测获取所述波特率；

将所述波特率写入波特率寄存器。

8.根据权利要求7所述的自动波特率配置方法，其特征在于，所述将所述波特率写入波特率寄存器的步骤包括：

基于锁存器将所述波特率拆分为整数信息和小数信息；

将所述整数信息和小数信息依次写入所述波特率寄存器。

9.一种自动波特率检测装置，其特征在于，所述装置包括：

接收模块，用于接收测试信号，所述测试信号为交替循环数据信号；

计数模块，用于对接收到的测试信号中的上升沿间隔或下降沿间隔或边沿间隔进行计数以获取多个间隔时长；

计算模块，用于根据所述间隔时长计算获取间隔时长均值，并根据所述间隔时长均值计算波特率。

10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如权利要求1-8任一项所述方法中的步骤。