CN116821005A - 一种总线通讯寻址系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种总线通讯寻址系统及方法，包括：状态预设配置单元与从机电性连接；多路选择器与从机电性连接；状态预设配置单元适于设置每个从机的状态信息；主机适于向多路选择器发送状态控制信号，多路选择器适于根据状态信息和状态控制信号将选择的从机结果输出至主机，主机与选择的从机进行数据通信；实现了无需像现有技术一样，主机和从机建立通信需要先发送一个字节数据以进行寻址，并且因为无需发送8位起始信号则不用限制后续数据传输的字节限制在8位，可根据需求决定通信双方传输的每一帧的数据长度，以及通过多路选择器的状态端口和附加控制端口发送出的数据与每个从机一一对应，则不会出现因从机地址相同导致数据传输异常的情况发生。

Description

一种总线通讯寻址系统及方法

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种总线通讯寻址系统及方法。

背景技术

IIC总线两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。多用于主控制器和从器件间的主从通信，在小数据量场合使用，传输距离短等特性。其通信原理是当主机向总线发送起始信号启用总线后，主机会发送一个字节数据，这个字节数据共8位，其中包括高7位的从机地址和低1位的数据传送方向，从机地址由出厂时设置，低1位表明的数据传送方向意思是当低1位数据为“0”时，是主机发送数据给从机，当低1位数据为“1”时，是从机发送数据给主机，由此进行寻址，当主机寻址成功后，被寻址的从机需要发送应答信号来回应主机，以此来建立主从机间的通信。

IIC总线这种主机以寻址方式来建立主从机间的通信的方法，可以准确地寻址到从机，从而建立主从机间的数据通信，但是通过这种寻址方式建立的主从机通信，是导致IIC通信数据传输速率慢的主要原因。因为要进行主从机数据传输之前要先发送一字节的从机地址数据建立联系，且从机还要发送应答信号后才能真正地进行主从机通信，导致真正需要通信的数据发送延迟，所以数据传输速率慢；也因前期发送从机地址7位和数据传输方向1位而导致后续数据传输的数据一字节大小也限制为8位，所以，数据传输速率过慢。并且，当需要通信的寻址从机中，若有从机地址相同的情况下，会导致数据传输异常的情况发生。

因此，基于上述技术问题需要设计一种新的总线通讯寻址系统及方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种总线通讯寻址系统及方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种总线通讯寻址系统，包括：

主机，以及与所述主机电性连接的至少一个多路选择器、状态预设配置单元和若干从机；

所述状态预设配置单元与所述从机电性连接；

所述多路选择器与所述从机电性连接；

所述状态预设配置单元适于设置每个从机的状态信息；

所述主机适于向多路选择器发送状态控制信号，所述多路选择器适于根据状态信息和状态控制信号将选择的从机结果输出至所述主机，所述主机与选择的从机进行数据通信。

进一步，所述多路选择器包括：输出端口、附加控制端口、两个状态端口和四个输入端口；

所述输入端口适于连接对应的从机；

所述输出端口与所述主机连接；

所述状态端口和附加控制端口与所述主机连接。

另一方面，本发明还提供一种采用上述总线通讯寻址系统的总线通讯寻址方法，包括：

确定所通信的从机的三位通信状态信号；

对从机状态进行分配；

从机获取预设状态信号；

判断对应的从机；

主机与对应的从机进行通信。

进一步，所述确定所通信的从机的三位通信状态信号包括：

主机发送三位数据到多路选择器的状态端口和附加控制端口，状态端口适于与从机端口匹配，附加控制端口用来表示数据发送的方向。

进一步，主机发送给从机设置为0，从机发送给主机设置为1。

进一步，所述对从机状态进行分配包括：

状态预设配置单元根据主机的发送的位数3，总共设置成8种状态，一个从机有2种状态，并进行匹配分别对应4个从机。

进一步，所述从机获取预设状态信号包括：

状态预设配置单元将预设每个从机的状态信息发送给每个从机，此状态信息为从机的预设状态信号。

进一步，所述判断对应的从机包括：

根据状态端口和附加控制端口的状态信号，经过多路选择器的处理，获取主机发送三位数据对应的从机地址，通过与所有从机预设状态信号中的预设地址进行对应，哪个从机预设地址对应则从多路选择器的输出端口再输出该从机端口的状态信号，并发送给主机。

进一步，所述主机与对应的从机进行通信包括：

主机收到该状态信号，通过该状态信号判断出需要与主机通信的从机以及数据传输方向是从主机发送给从机还是从机发送给主机。

进一步，当确定通信的从机和数据传输方向即开始进行主机和从机的通信。

本发明的有益效果是，本发明通过主机，以及与所述主机电性连接的至少一个多路选择器、状态预设配置单元和若干从机；所述状态预设配置单元与所述从机电性连接；所述多路选择器与所述从机电性连接；所述状态预设配置单元适于设置每个从机的状态信息；所述主机适于向多路选择器发送状态控制信号，所述多路选择器适于根据状态信息和状态控制信号将选择的从机结果输出至所述主机，所述主机与选择的从机进行数据通信；实现了充分运用多路选择器各个输入、输出以及状态端口，并进行相应设置，通过添加状态预设配置单元对每个从机匹配，打通主从机寻址通信链路，以此来建立主机和从机之间进行IIC的数据通信，无需像现有技术一样，主机和从机建立通信需要先发送一个字节数据（包括7位从机地址位和1位数据传输方向位）进行寻址，并且因为无需发送8位起始信号则不用限制后续数据传输的字节限制在8位，可根据需求决定通信双方传输的每一帧的数据长度，以及通过多路选择器的状态端口和附加控制端口发送出的数据与每个从机一一对应，则不会出现因从机地址相同导致数据传输异常的情况发生。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的总线通讯寻址系统的原理框图；

图2是本发明的总线通讯寻址方法的流程图；

图3是本发明的总线通讯寻址方法的具体流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，如图1至图3所示，本实施例1提供了一种总线通讯寻址系统，包括：主机（Master），以及与所述主机电性连接的至少一个多路选择器（Multiplexer）、状态预设配置单元和若干从机；所述状态预设配置单元与所述从机电性连接；所述多路选择器与所述从机电性连接；所述状态预设配置单元适于设置每个从机的状态信息；所述主机适于向多路选择器发送状态控制信号，所述多路选择器适于根据状态信息和状态控制信号将选择的从机结果输出至所述主机，所述主机与选择的从机进行数据通信；实现了充分运用多路选择器各个输入、输出以及状态端口，并进行相应设置，通过添加状态预设配置单元对每个从机匹配，打通主从机寻址通信链路，以此来建立主机和从机之间进行IIC的数据通信，无需像现有技术一样。主机和从机建立通信需要先发送一个字节数据（包括7位从机地址位和1位数据传输方向位）进行寻址，并且因为无需发送8位起始信号则不用限制后续数据传输的字节限制在8位，可根据需求决定通信双方传输的每一帧的数据长度，以及通过多路选择器的状态端口和附加控制端口发送出的数据与每个从机一一对应，则不会出现因从机地址相同导致数据传输异常的情况发生。

在本实施例中，可以通过多个多路选择器连接更多的从机，满足更多的使用需求。

在本实施例中，从机的数量可以是四个（S1、S2、S3、S4），此时多路选择器可以采用4选1多路选择器，以连接四个从机。

在本实施例中，主机主要功能是用来向多路选择器发送状态控制信号，并接收多路选择器的输出信号，以及向从机发送数据或接收从机发送的数据，从而与从机进行数据通信；从机主要功能是接收来自状态预设配置单元的预设状态信号，其中包括了预设地址信号（即预设地址）、状态位数和状态信号等，发送数据给主机与主机进行通信；多路选择器的主要功能是通过状态端口和附加控制端口接收主机发送到过来的状态控制信号，并根据状态预设配置单元的状态输入情况、状态端口和附加控制端口接收主机发送到过来的状态控制信号等情况，通过路选择器输出端口将所选从机的结果输出给主机；状态预设配置单元主要功能是根据从机的多少，设置每个从机所对应的状态位数和状态信号，例如，若有4个从机，需要设置3位状态位数和8种状态信号。

在本实施例中，主机和每个从机互相进行连接，多路选择器的四个输入端口（D0、D1、D2、D3）分别连接4个从机（slaver1、slaver2、slaver3、slaver4），一个输出端口Y连接到主机，两个状态端口A1、A0和附加控制端口C1 分别连接在主机上，状态预设配置单元分别再连接4个从机。多路选择器状态预设配置情况如表1所示：

表1：多路选择器状态预设配置表

在本实施例中，所述多路选择器包括：输出端口（Y）、附加控制端口（C0）、两个状态端口（A1、A0）和四个输入端口（D0、D1、D2、D3）；所述输入端口适于连接对应的从机；所述输出端口与所述主机连接；所述状态端口和附加控制端口与所述主机连接。当主机和从机之间需要建立数据通信时，根据状态预设配置单元的配置情况，状态预设配置单元根据主机的发送的位数3（无需发送8位从机地址位和传送方向，可大大提高IIC模块间的数据通信速率，并且因无需发送8位起始信号则不用限制后续数据传输的字节限制在8位，可根据需求决定通信双方传输的每一帧的数据长度），总共设置成8种状态，一个从机有2种状态，并进行匹配分别对应4个从机；确定所通信从机的三位通信状态信号，主机发送3位数据到多路选择器的状态端口A1、A0和附加控制端口C0，两个状态端口A1、A0用于与各个从机的匹配，主要有4种状态（00、01、10、11），因此可与4个从机端口进行匹配，附加控制端口C0主要用来表示数据发送的方向，也就是数据从主机发送给从机还是从机发送给主机，主机发送给从机设置为0，从机发送给主机设置为1；状态预设配置单元将预设每个从机的状态信息发送给每个从机，此状态相当于从机的预设状态信号；根据状态端口A1、A0和附加控制端口C0的状态信号，经过多路选择器的处理，与哪个从机预设地址对应则从多路选择器的输出端口Y再输出该从机端口的状态信号，并发送给主机；主机收到该状态信号，通过该状态信号判断出需要与主机通信的是哪个从机以及数据传输方向是从主机发送给从机还是从机发送给主机；当确定通信的从机和数据传输方向即可开始进行主机和从机的通信，通过多路选择器的状态端口和附加控制端口发送出的数据与每个从机一一对应，则不会出现因从机地址相同导致数据传输异常的情况发生。

具体的，若此时连接主机的从机共有4个，则状态预设配置单元配置每个从机的预设地址位为3位，并分别与4个从机进行匹配，并将匹配结果传输到各个从机，若此时主机要发送数据给从机S3，则C0端口信号为0，由此屏蔽掉4个从机中端口信号的末位为1的信号，只剩下末位端口信号为0的4个端口信号。则此时主机要向从机S3发送一系列数据，根据状态预设配置单元的预设配置，主机发送给多路选择器的A1、A0状态信号分别为1和0，由于是主机发送数据给从机，则C0端口信号为0，则主机发送给从机的三位通信信号为“100”，到多路选择器后，基于多路选择器的功能，D2与S3匹配，则将输出D2的端口信号到多路选择器的输出端口Y，并将输出端口信号Y发送给主机。主机收到端口信号Y后，得知已确定数据从传输的方向和所需接收数据的从机，从而建立了主机和从机之间的通信。此时，主机即可开始向匹配的从机传输数据。

在本实施例中，一个多路选择器可以连接四个从机，当有8个从机时，可把两个多路选择器通过级联，以此来增加一个附加控制端口C1，此时，可将A1、A2、C0作为状态信号，C1作为数据发送的方向。将状态预设配置单元的预设地址设置成4位，8选1多路选择器（两个多路选择器级联）状态预设配置表如表2。通信原理与4选1多路选择器（当多路选择器）的过程类同，不做赘述。当有大于4小于8个从机时，多的输入信号端口可不做配置，空闲输入端口可置无效状态。更多从机的配置类同。8选1多路选择器状态预设配置状态表如表2：

表2：8选1多路选择器状态预设配置表

实施例2，在实施例1的基础上，本实施例2还提供一种采用实施例1中总线通讯寻址系统的总线通讯寻址方法，包括：确定所通信的从机的三位通信状态信号；对从机状态进行分配；从机获取预设状态信号；判断对应的从机；主机与对应的从机进行通信。

在本实施例中，所述确定所通信的从机的三位通信状态信号包括：主机发送三位数据到多路选择器的状态端口和附加控制端口，状态端口适于与从机端口匹配，附加控制端口用来表示数据发送的方向；无需发送8位从机地址位和传送方向，可大大提高IIC模块间的数据通信速率，并且因无需发送8位起始信号则不用限制后续数据传输的字节限制在8位，可根据需求决定通信双方传输的每一帧的数据长度。

在本实施例中，主机发送给从机设置为0，从机发送给主机设置为1，便于精确的判断数据的传输方向，以便于准确的在主机与从机之间进行数据的通信。

在本实施例中，所述对从机状态进行分配包括：状态预设配置单元根据主机的发送的位数3，总共设置成8种状态，一个从机有2种状态，并进行匹配分别对应4个从机；将每个从机的状态进行精确的划分，便于在主机需要选择对应的从机进行通信时可以准确快速的确定对应的从机。

在本实施例中，所述从机获取预设状态信号包括：状态预设配置单元将预设每个从机的状态信息发送给每个从机，此状态信息为从机的预设状态信号。

在本实施例中，所述判断对应的从机包括：根据状态端口和附加控制端口的状态信号，经过多路选择器的处理，获取主机发送三位数据对应的从机地址，通过与所有从机预设状态信号中的预设地址进行对应，哪个从机预设地址对应则从多路选择器的输出端口再输出该从机端口的状态信号，并发送给主机。

在本实施例中，所述主机与对应的从机进行通信包括：主机收到该状态信号，通过该状态信号判断出需要与主机通信的从机以及数据传输方向是从主机发送给从机还是从机发送给主机。

在本实施例中，当确定通信的从机和数据传输方向即开始进行主机和从机的通信。

综上所述，本发明通过主机，以及与所述主机电性连接的至少一个多路选择器、状态预设配置单元和若干从机；所述状态预设配置单元与所述从机电性连接；所述多路选择器与所述从机电性连接；所述状态预设配置单元适于设置每个从机的状态信息；所述主机适于向多路选择器发送状态控制信号，所述多路选择器适于根据状态信息和状态控制信号将选择的从机结果输出至所述主机，所述主机与选择的从机进行数据通信；实现了充分运用多路选择器各个输入、输出以及状态端口，并进行相应设置，通过添加状态预设配置单元对每个从机匹配，打通主从机寻址通信链路，以此来建立主机和从机之间进行IIC的数据通信，无需像现有技术一样，主机和从机建立通信需要先发送一个字节数据（包括7位从机地址位和1位数据传输方向位）进行寻址，并且因为无需发送8位起始信号则不用限制后续数据传输的字节限制在8位，可根据需求决定通信双方传输的每一帧的数据长度，以及通过多路选择器的状态端口和附加控制端口发送出的数据与每个从机一一对应，则不会出现因从机地址相同导致数据传输异常的情况发生。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也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，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明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。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种总线通讯寻址系统，其特征在于，包括：

主机，以及与所述主机电性连接的至少一个多路选择器、状态预设配置单元和若干从机；

所述状态预设配置单元与所述从机电性连接；

所述多路选择器与所述从机电性连接；

所述状态预设配置单元适于设置每个从机的状态信息；

所述主机适于向多路选择器发送状态控制信号，所述多路选择器适于根据状态信息和状态控制信号将选择的从机结果输出至所述主机，所述主机与选择的从机进行数据通信。

2.如权利要求1所述的总线通讯寻址系统，其特征在于，

所述多路选择器包括：输出端口、附加控制端口、两个状态端口和四个输入端口；

所述输入端口适于连接对应的从机；

所述输出端口与所述主机连接；

所述状态端口和附加控制端口与所述主机连接。

3.一种采用如权利要求1所述总线通讯寻址系统的总线通讯寻址方法，其特征在于，包括：

确定所通信的从机的三位通信状态信号；

对从机状态进行分配；

从机获取预设状态信号；

判断对应的从机；

主机与对应的从机进行通信。

4.如权利要求3所述的总线通讯寻址方法，其特征在于，

所述确定所通信的从机的三位通信状态信号包括：

主机发送三位数据到多路选择器的状态端口和附加控制端口，状态端口适于与从机端口匹配，附加控制端口用来表示数据发送的方向。

5.如权利要求4所述的总线通讯寻址方法，其特征在于，

主机发送给从机设置为0，从机发送给主机设置为1。

6.如权利要求5所述的总线通讯寻址方法，其特征在于，

所述对从机状态进行分配包括：

状态预设配置单元根据主机的发送的位数3，总共设置成8种状态，一个从机有2种状态，并进行匹配分别对应4个从机。

7.如权利要求6所述的总线通讯寻址方法，其特征在于，

所述从机获取预设状态信号包括：

状态预设配置单元将预设每个从机的状态信息发送给每个从机，此状态信息为从机的预设状态信号。

8.如权利要求7所述的总线通讯寻址方法，其特征在于，

所述判断对应的从机包括：

根据状态端口和附加控制端口的状态信号，经过多路选择器的处理，获取主机发送三位数据对应的从机地址，通过与所有从机预设状态信号中的预设地址进行对应，从机预设地址对应则从多路选择器的输出端口再输出该从机端口的状态信号，并发送给主机。

9.如权利要求8所述的总线通讯寻址方法，其特征在于，

所述主机与对应的从机进行通信包括：

主机收到该状态信号，通过该状态信号判断出需要与主机通信的从机以及数据传输方向是从主机发送给从机还是从机发送给主机。

10.如权利要求9所述的总线通讯寻址方法，其特征在于，

当确定通信的从机和数据传输方向即开始进行主机和从机的通信。