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关键字：GPIO RS485 RS422 通信 UART
1.引言工程实践中，对于解决同一个问题，我们常面临两种选择：要么硬件简单软件复杂，要么软件复杂硬件简单。如某引信系统的DSP电路，需要与内部两个组部件以及外部多个系统进行接口或者信息交互，且总体要求采用异步串口方式进行通信。此类问题主要有三种解决方案：第一，在DSP的并行总线上扩展UART芯片，通过硬件转换实现，软件最简单；第二，在DSP的McBSP串行总线上扩展UART芯片，软件有一定的复杂度；第三，不扩展其他硬件直接利用IO引脚通过软件控制实现，该方法软件最复杂。根据以往文献可知在硬件资源允许的前提下，前两种方法已经得到了广泛的研究。
然而在产品的研制过程中，常出现引信硬件资源紧张的情况，无法扩展满足需求的UART，只能选择第三种解决方式，总体的高波特率和高可靠性要求增加软件设计的难度。笔者通过软件的合理设计，成功地解决了以上问题。
2.串行通信基本原理
串行通信的基本原理是以改变数字电平的方式将数据按照一定的时间宽度(波特率)按位(通常低位在前高位在后)顺序传输，分为同步串口和异步串口两类。同步串口通信主要应用于传输速率高但传输距离要求不高的场合，异步串口则侧重于传输速率要求稍低的情形。
图1给出了异步串行通信的数据基本格式，对于一个完整的字节，传输时包含起始位、数据位、校验位。
实现同步串口通信通常需要6根总线，即收、发数据线，收、发帧同步线，收、发位时钟线。而异步串口则最少可只需2条总线(最多4条)便实现数据通信，如果采用差分传输还可以有效地提高传输距离，根据能否同时收发数据又分为全双工和半双工两种工作模式。
图2是应用最普遍的串口形式之一的RS485/422串口总线，RS485半双工传输采用一对差分信号，由主控端的RE和DE来控制当前数据收发，收发不能同时进行；RS422全双工传输采用两对差分信号，主控端直接独立收发，且收发可同时进行。
本研究通过软件控制改变GPIO端口的状态，完成RS485/422串口通信的时序。
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