[发明专利]一种UART接口的数据接收方法和装置

说明书

本发明提供了一种UART接口的数据接收方法和装置，包括：采样模块，用于分别在工作时钟的上升沿和下降沿对接收信号进行采样，获取对应的采样值；起始检测模块，与所述采样模块电连接,用于当在空闲态检测到所述采样值由高电平翻转为低电平时，则立即进入数据接收态；数据接收模块，与所述采样模块和所述起始检测模块电连接,用于在数据接收态，根据码元周期内的采样值得到相应位的判决值。本发明可以改善因接收工作时钟的频率低、偏差大等造成的接收误码问题。

技术领域

本发明涉及数据传输领域，尤指一种UART接口的数据接收方法和装置。

背景技术

UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)是一种通用串行数据总线，用于异步通信，可实现全双工传输和接收，被广泛应用计算机、通信领域。

UART的帧格式，如图7所示：1bit的起始位(start)，8bit的数据位，1bit的校验位(可选)，1bit/1.5bit/2bit的停止位(stop)。其中，每个bit统一称为一个码元。起始位为低电平，停止位为高电平。

UART是异步传输，没有传输同步时钟，所以收/发双方需预先定义一致的数据传输速率，即波特率。

传统的UART接收方法为：空闲态(IDLE)时，线路处于高电平；持续检测处于空闲态的线路上是否出现下降沿，如果检测到下降沿则说明线路开始数据传输，立即进入数据接收态，按照约定的波特率进行UART帧的接收。首先开始起始位的码元周期，接收起始位。码元周期结束后进入数据位的接收，取每个码元周期的中间采样点记录的采样值作为相应位的判决值。当数据位的最后一位码元结束时进入校验位的接收(如果有)，采样码元中间点作为校验值，之后等待码元周期结束后进入停止位的接收。在停止位码元周期结束，跳转至IDLE状态，等待下一个UART帧的接收。

一般，在工作时钟的上升沿进行采样，码元周期等于配置的波特率除以工作时钟频率。比如，波特率为1kbps，工作时钟为16kbps(即16倍钟)，在工作时钟的上升沿进行采样，这样每个码元周期有16个采样值，取中间采样点记录的采样值作为相应位的判决值。

由于UART是用接收端的工作时钟的上升沿采样，每个码元周期的中间采样点并不是绝对的数据中心点，这就引入采样误差。接收端的工作时钟的频率越低、精度越低，则采样误差会越大。

所以为了保证数据传输的正确性，通常要求：1.发送或接收设备的工作时钟相对于理想时钟的偏差不能超限。2.接收设备的工作时钟频率应不低于传输波特率的16倍。

但实际应用中，采用精准时钟和高频时钟会增加成本和功耗，在某些场景中，上面两点可能无法满足。比如，NBIOT场景，要求终端设备低功耗，通常这类设备在进入休眠态时采用低精度的低频时钟工作，在这种情况下，如何改善数据传输成功率，是一个待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种UART接口的数据接收方法和装置，用于改善因接收工作时钟的频率低、偏差大等造成的接收误码问题。

本发明提供的技术方案如下：

一种UART接口的数据接收装置，包括：采样模块，用于分别在工作时钟的上升沿和下降沿对接收信号进行采样，获取对应的采样值；起始检测模块，与所述采样模块电连接,用于当在空闲态检测到所述采样值由高电平翻转为低电平时，则立即进入数据接收态；数据接收模块，与所述采样模块和所述起始检测模块电连接,用于在数据接收态，根据码元周期内的采样值得到相应位的判决值。

进一步地，所述数据接收模块，进一步用于将码元周期的中间采样点记录的采样值作为相应位的判决值。