一种串口数据帧拼接现象处理研究
发布时间：2021-01-13 08:23
在某型以FPGA+C8051单片机架构的控制模块内,采用串行通信总线RS232实现FPGA与单片机之间的数据交互;为实现单片机因外部高优先级的中断触发串口接收中断关闭,导致串口接收再次打开后,出现数据帧错位、数据帧拼接现象的异常问题;对单片机接收一帧完整的数据帧时长、接收一帧数据的处理机制、接收数据帧拼接的机制等进行研究处理,并在程序内设置监测点对串口数据帧被外部中断触发中断的关闭时长、中断发生的频次等进行监测;证实了此次串口数据帧拼接、数据帧错误问题引起的因素为单片机串口接收开启后,受到外部高优先级中断触发串口中断关闭,在执行高优先级中断的同时,FPGA控制软件端并未停止串口数据帧的发送,在单片机串口中断重新开启后,新的串口数据帧与单片机关闭中断前接收的部分数据帧进行拼接,出现数据帧拼接异常现象;且在拼接数据帧中含有与通信协议中数据帧帧尾一致的数据时,该帧数据就会被判读为正常数据帧,从而出现数据解析时,数据帧有拼接、错位的异常问题;采用在通信数据错位异常的软件中增加监测信号及相应的测试用例对串口接收中断关闭时间捕获,实现了对串口数据帧拼接的结果分析和试验验证;对通信数据错位异常采取减...
【文章来源】：计算机测量与控制. 2020,28(08)
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
FPGA+C8051串口通信架构图
在单片机和FPGA之间使用RS232进行板内通信，该接口用于传输单片机通过CP2200从网络接收的控制指令、存储器调温输出的调温修正参数等信息；同时，在FPGA控制模块对测温温度和调温控制状态信息处理后，通过该串口向单片机模块发送相应的信息。该系统的硬件设计如图2所示。3 系统软件设计
该系统的控制软件由单片机控制软件和FPGA控制软件组成。其中，单片机控制软件通过CP2200的物理层进行初始处理及DA模块、EEPROM模块的初始化处理后，开始读取EEPROM内存中的温度修正参数，并通过RS232将温度修正参数发送至FPGA,FPGA接收温度修正参数后，实现对读取AD7606的温度数据进行修正处理，并将温度数据、调温系统的工作状态信息打包后，通过RS232发送至单片机。单片机控制软件在接收到CP2200的中断信息后，进入网络中断处理程序，将CP2200网络物理层缓冲区内的数据读取后，根据以太网协议对信息进行解析处理，若信息无错误，则将信息传至链路层处理模块进行处理，之后依次将数据经过网络层（IP层）、传输层（TCP层）、应用层（Modbus层）进行解析和处理；若信息为调温系统控制信息，则单片机将控制信息通过RS232发送至FPGA,FPGA接收控制指令后，对控制指令进行解析，若控制指令为自动控制指令，则调温系统工作在自动工作状态下；若指令为手动控制指令，则调温系统工作在手动工作状态下。FPAG根据指令输出调温系统的控制信号，并检测调温系统的反馈信号，生成调温系统工作状态信息。在接收到调温系统查询指令时，将调温系统的温度数据和工作状态信息通过以太网数据帧封装后，将数据发送上位机软件。系统软件控制流程如图3所示。3.2 网络通信软件流程
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈基于单片机的数据串口通信[J]. 王磊. 山西农经. 2016(18)
[2]基于单片机的数据串口通信研究[J]. 蒋信. 电子技术与软件工程. 2016(06)
[3]基于多单片机的串口扩展设计[J]. 唐玉兵,龙舰涵. 科技展望. 2015(17)
[4]基于单片机的多串口实现方案[J]. 甘宇红. 数字技术与应用. 2012(01)
[5]自制USB转串口线[J]. 刘震宇. 电子制作. 2008(07)
[6]单片机C51与汇编语言混合调用的实现[J]. 王兰英,居锦武. 四川理工学院学报(自然科学版). 2008(03)
[7]51系列单片机的串口扩展方案[J]. 鲍梦,刘智萍. 软件导刊. 2008(05)
[8]一种单片机在线仿真方法的实现[J]. 居锦武,王兰英. 四川理工学院学报(自然科学版). 2008(02)
[9]Windows内核线程与用户线程共享缓冲区的实现[J]. 王兰英,居锦武. 内江师范学院学报. 2008(02)
[10]Keil软件仿真的串口调试技巧[J]. 邵子扬,黄保明,刘海涛. 单片机与嵌入式系统应用. 2006(07)
硕士论文
[1]基于MPC8247的舰载火控计算机串行通信模块的设计和实现[D]. 刘学文.湖南大学 2014
本文编号：2974557
【文章来源】：计算机测量与控制. 2020,28(08)
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
FPGA+C8051串口通信架构图
在单片机和FPGA之间使用RS232进行板内通信，该接口用于传输单片机通过CP2200从网络接收的控制指令、存储器调温输出的调温修正参数等信息；同时，在FPGA控制模块对测温温度和调温控制状态信息处理后，通过该串口向单片机模块发送相应的信息。该系统的硬件设计如图2所示。3 系统软件设计
该系统的控制软件由单片机控制软件和FPGA控制软件组成。其中，单片机控制软件通过CP2200的物理层进行初始处理及DA模块、EEPROM模块的初始化处理后，开始读取EEPROM内存中的温度修正参数，并通过RS232将温度修正参数发送至FPGA,FPGA接收温度修正参数后，实现对读取AD7606的温度数据进行修正处理，并将温度数据、调温系统的工作状态信息打包后，通过RS232发送至单片机。单片机控制软件在接收到CP2200的中断信息后，进入网络中断处理程序，将CP2200网络物理层缓冲区内的数据读取后，根据以太网协议对信息进行解析处理，若信息无错误，则将信息传至链路层处理模块进行处理，之后依次将数据经过网络层（IP层）、传输层（TCP层）、应用层（Modbus层）进行解析和处理；若信息为调温系统控制信息，则单片机将控制信息通过RS232发送至FPGA,FPGA接收控制指令后，对控制指令进行解析，若控制指令为自动控制指令，则调温系统工作在自动工作状态下；若指令为手动控制指令，则调温系统工作在手动工作状态下。FPAG根据指令输出调温系统的控制信号，并检测调温系统的反馈信号，生成调温系统工作状态信息。在接收到调温系统查询指令时，将调温系统的温度数据和工作状态信息通过以太网数据帧封装后，将数据发送上位机软件。系统软件控制流程如图3所示。3.2 网络通信软件流程
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈基于单片机的数据串口通信[J]. 王磊. 山西农经. 2016(18)
[2]基于单片机的数据串口通信研究[J]. 蒋信. 电子技术与软件工程. 2016(06)
[3]基于多单片机的串口扩展设计[J]. 唐玉兵,龙舰涵. 科技展望. 2015(17)
[4]基于单片机的多串口实现方案[J]. 甘宇红. 数字技术与应用. 2012(01)
[5]自制USB转串口线[J]. 刘震宇. 电子制作. 2008(07)
[6]单片机C51与汇编语言混合调用的实现[J]. 王兰英,居锦武. 四川理工学院学报(自然科学版). 2008(03)
[7]51系列单片机的串口扩展方案[J]. 鲍梦,刘智萍. 软件导刊. 2008(05)
[8]一种单片机在线仿真方法的实现[J]. 居锦武,王兰英. 四川理工学院学报(自然科学版). 2008(02)
[9]Windows内核线程与用户线程共享缓冲区的实现[J]. 王兰英,居锦武. 内江师范学院学报. 2008(02)
[10]Keil软件仿真的串口调试技巧[J]. 邵子扬,黄保明,刘海涛. 单片机与嵌入式系统应用. 2006(07)
硕士论文
[1]基于MPC8247的舰载火控计算机串行通信模块的设计和实现[D]. 刘学文.湖南大学 2014
本文编号：2974557
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/2974557.html
