CN101247305B - 一种总线系统和数据传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种总线系统，应用于多主机系统，包括总线和总线控制器；所述总线包括：控制线，与所述主机连接，用于控制所述主机是否能使用所述总线进行数据传输；数据线，与所述主机连接，用于传输所述主机的数据；所述总线控制器与所述控制线连接，用于根据所述总线的占用情况，设置所述总线的状态。本发明还公开了一种应用于多主机系统的数据传输方法。本发明通过设置与主机连接的控制线的电压，控制主机是否能使用总线进行数据传输，使得该总线能够应用于多主机系统，并且提高了系统的反应速度。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种总线系统和数据传输方法。
背景技术
目前，RS485总线通信模式被广泛应用于仪器仪表、智能化传感器集散控制、楼宇控制、监控报警等工业控制及测量领域。RS485总线采用传输介质为特性阻抗120欧姆左右的系列双绞线电缆(包括屏蔽、铠装、耐高温等派生品种)，其接口是一种常用的串口，具有网络连接方便、抗干扰性能好、传输距离远等优点。RS485收发器采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力，加上收发器具有高的灵敏度，能检测到低达200毫伏的电压，可靠通信的传输距离可达数千米。使用RS485总线组网，只需一对双绞线就可实现多系统联网构成分布式系统、设备简单、价格低廉、通信距离长。
在RS485总线构筑的半双工通信系统中，在整个网络中任一时刻只能有一个节点处于发送状态并向总线发送数据，其他所有节点都必须处于接收状态。如果有两个以上节点同时向总线发送数据，将会导致所有发送方的数据发送失败。
在RS485通信中，发送过程主要采取了总线仲裁机制：在向RS485总线写数据时，主设备先写一字节的地址请求，所有的从设备均会收到，只有地址与之相等的从设备端口打开，其他设备全部关闭。这样，主设备与从设备之间的通信就是点对点的。每一个从设备均有一根请求线与主设备相连，若从设备需要与主设备通信时，先通过请求线进行请求，当请求成功后，从设备应能检测到总线上的地址与自身地址相同，从设备才能打开发送中断，才能发送消息，发送完之后必须关闭发送中断，释放总线，以保证其他从设备这段时间能与主设备正常通信，提高通信效率。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：RS485总线一般应用在单主机多从机的系统，如果是多主机的系统就不能应用RS485总线；而且RS485总线采用轮询的方式判断设备是否有数据发送，当系统设备较多时，系统反应速度慢。
发明内容
本发明实施例要解决的问题是提供一种总线系统和数据传输方法，以克服现有技术中RS485总线不能应用于多主机系统的缺陷。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案提供一种总线系统，应用于多主机系统，包括总线和总线控制器，所述总线包括：控制线，与所述主机连接，用于控制所述主机是否能使用所述总线进行数据传输；数据线，与所述主机连接，用于传输所述主机的数据；所述总线控制器与所述控制线连接，用于根据所述总线的占用情况，设置所述总线的状态。
其中，所述总线的状态包括空闲状态和占用状态；所述空闲状态为所述控制线的电压大于或等于第一阈值时的状态；所述占用状态为所述控制线的电压小于或等于第二阈值时的状态。
其中，所述第一阈值为10伏。
其中，所述第二阈值为6伏。
其中，所述总线控制器为恒流限压源，用于根据主机吸收所述控制线的电流值，调节所述控制线的电压。
其中，所述总线控制器的输出电流为a毫安；当主机吸收所述控制线的电流值小于或等于0.6a毫安时，所述控制线的电压大于或等于第一阈值；当主机吸收所述控制线的电流值大于0.6a毫安时，所述控制线的电压小于或等于第二阈值。
其中，所述总线为RS485总线。
本发明实施例的技术方案还提供了一种数据传输方法，应用于多主机系统，包括以下步骤：当总线的状态为空闲状态时，待传输数据的主机使用所述总线进行数据传输，并设置所述总线的状态为占用状态；当所述主机的数据传输完成后，将所述总线的状态设置为空闲状态。
其中，按照如下方式设置总线的状态为占用状态：将所述总线的控制线的电压设置为小于或等于第二阈值。
其中，按照如下方式将总线的状态设置为空闲状态：将所述总线的控制线的电压设置为大于或等于第一阈值。
上述技术方案仅是本发明的一个优选技术方案，具有如下优点：本发明实施例通过设置与主机连接的控制线的电压，控制主机是否能使用总线进行数据传输，使得该总线能够应用于多主机系统，并且提高了系统的反应速度。
附图说明
图1是本发明实施例的一种总线系统的结构图；
图2是本发明实施例的一种数据传输方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明实施例的一种总线系统如图1所示，应用于多主机系统，本实施例中包括主机1、主机2......主机n。该总线系统包括总线和总线控制器，所述总线为RS485总线，包括控制线C1、C2和数据线A、B。其中，所述总线控制器与控制线C1和C2连接，各主机(主机1、主机2......主机n)都连接到控制线C1、C2和数据线A、B上。
控制线C1和C2用于控制各主机是否能使用总线进行数据传输；数据线A和B用于传输各主机的数据；总线控制器用于根据总线的占用情况，设置所述总线的状态。总线的状态包括空闲状态和占用状态：当控制线C1和C2的电压大于或等于第一阈值时，总线的状态为空闲状态；当控制线C1和C2的电压小于或等于第二阈值时，总线的状态为占用状态。本实施例中，所述第一阈值为10伏，所述第二阈值为6伏。
本实施例中的总线控制器为恒流限压源，其输出电流为a毫安；当主机吸收所述控制线的电流值小于或等于0.6a毫安时，所述控制线的电压大于或等于第一阈值；当主机吸收所述控制线的电流值大于0.6a毫安时，所述控制线的电压小于或等于第二阈值。本实施例中总线控制器可以向控制线C1和C2提供20毫安恒流、不高于15伏的信号，并可以根据主机吸收控制线C1和C2的电流值，调节控制线的电压。当某台主机(例如主机1)需要使用该总线时，必须从控制线C1和C2上吸取大于15毫安的电流才能占用总线，此时控制线C1和C2的电压小于或等于第二阈值6伏，总线处于占用状态，其他主机就暂时不能使用该总线；当该主机的数据传输完成后，释放总线的使用权，此时主机吸收控制线C1和C2的电流值小于或等于15毫安，该控制线的电压大于或等于第一阈值10伏，总线处于空闲状态，其他主机可以使用该总线。本实施例中任意一台主机都可以在任何时间申请使用总线，只要总线空闲，该主机就可以立刻使用该总线进行数据的传输，因此，即使系统设备较多时，也能保持较快的反应速度。
当采用如图1所示的总线系统时，以主机1使用该总线进行数据传输为例，本发明实施例的一种数据传输方法的流程如图2所示，包括以下步骤：
步骤s201，检测总线的状态。如果该总线的状态为空闲状态，则转步骤s202，否则结束。本实施例中，当控制线C1和C2的电压大于或等于10伏时，总线的状态为空闲状态；当控制线C1和C2的电压小于或等于6伏时，总线的状态为占用状态。
步骤s202，待传输数据的主机使用总线进行数据传输，并设置所述总线的状态为占用状态。即主机1通过数据线A和B进行数据传输，且主机1从控制线C1和C2上吸取大于15毫安的电流，此时控制线C1和C2的电压小于或等于6伏，总线处于占用状态，其他主机就暂时不能使用该总线。
步骤s203，当所述主机的数据传输完成后，将所述总线的状态设置为空闲状态。即主机1释放总线的使用权，此时主机吸收控制线C1和C2的电流值小于或等于15毫安，该控制线的电压大于或等于10伏，总线处于空闲状态，其他主机可以使用该总线。
如果总线已经是空闲的，这时有两台主机同时申请线，因为主机要吸收15mA以上才能申请成功，而总线只能提供20mA，所以只有一台主机申请成功，不可能有两台同时申请成功。
本实施例中任意一台主机都可以在任何时间申请使用总线，只要总线空闲，该主机就可以立刻使用该总线进行数据的传输，因此，即使系统设备较多时，也能保持较快的反应速度。
由以上实施例可以看出，本发明实施例通过设置与主机连接的控制线的电压，控制主机是否能使用总线进行数据传输，使得该总线能够应用于多主机系统，并且提高了系统的反应速度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种总线系统，应用于多主机系统，其特征在于，包括总线和总线控制器，
所述总线包括：
控制线，与所述主机连接，用于控制所述主机是否能使用所述总线进行数据传输；
数据线，与所述主机连接，用于传输所述主机的数据；
所述总线控制器与所述控制线连接，用于根据所述总线的占用情况，设置所述总线的状态；
所述总线的状态包括空闲状态和占用状态；
所述空闲状态为所述控制线的电压大于或等于第一阈值时的状态；
所述占用状态为所述控制线的电压小于或等于第二阈值时的状态。
2.如权利要求1所述总线系统，其特征在于，所述第一阈值为10伏。
3.如权利要求1所述总线系统，其特征在于，所述第二阈值为6伏。
4.如权利要求1所述总线系统，其特征在于，所述总线控制器为恒流限压源，用于根据主机吸收所述控制线的电流值，调节所述控制线的电压。
5.如权利要求4所述总线系统，其特征在于，所述总线控制器的输出电流为a毫安；
当主机吸收所述控制线的电流值小于或等于0.6a毫安时，所述控制线的电压大于或等于第一阈值；
当主机吸收所述控制线的电流值大于0.6a毫安时，所述控制线的电压小于或等于第二阈值。
6.如权利要求1至5任一项所述总线系统，其特征在于，所述总线为RS485总线。
7.一种数据传输方法，应用于多主机系统，其特征在于，包括以下步骤：
当总线的状态为空闲状态时，待传输数据的主机使用所述总线进行数据传输，并设置所述总线的状态为占用状态；
当所述主机的数据传输完成后，将所述总线的状态设置为空闲状态；
所述数据传输方法按照如下方式将总线的状态设置为占用状态：将所述总线的控制线的电压设置为小于或等于第二阈值。
8.一种数据传输方法，应用于多主机系统，其特征在于，包括以下步骤：
当总线的状态为空闲状态时，待传输数据的主机使用所述总线进行数据传输，并设置所述总线的状态为占用状态；
当所述主机的数据传输完成后，将所述总线的状态设置为空闲状态；
所述数据传输方法按照如下方式将总线的状态设置为空闲状态：将所述总线的控制线的电压设置为大于或等于第一阈值。
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