CN101527667B - 多点架构下收发器与总线脱离的方法 - Google Patents

Abstract

本发明为有关一种多点架构下收发器与总线脱离的方法，是使系统中的中央处理器和通用异步接收发送器电性连接一储存传送数据的控制器，其会通过一侧录数据的收发器和一使总线与收发器相连或断开的继电器与总线相连，其中该控制器具有用以比较数据异同的信号比较器和决定总线与收发器相连或断开的错误侦测控制器，以使收发器发生故障时，得以与总线断开，使总线不因收发器的损毁而无法作动，另，又可利用一信号回传机制，使维修人员能缩短检查错误的时间，降低企业因通讯设备停机所造成的营运损失。

Description

多点架构下收发器与总线脱离的方法

技术领域

本发明涉及工业总线控制系统故障诊断和处理，特别涉及一种多点架构下收发器与总线脱离的方法。

背景技术

目前，网际网络的普及和科技的不断演进，使得传统人力密集度高的企业已逐渐转向利用各设备间的通讯与数据传递来取代大量人力的制造方法，高度自动化设备的建置，不仅可使企业降低人力成本的昂贵支出，对于人才流动的风险亦可减少，在此各自动化设备的建置之下，生产作业的整体流程多通过设备来执行，而目前则以多点(Multipoint/Multidrop)网络架构技术作为各设备间的沟通与通讯机制。

一般来说，在多点架构中企业会使所有总线上的多个通讯设备通过通讯接口与系统连接在一起，使得多个通讯设备与系统得以相互运作，但在如此情况下，当系统或是总线上有一装置发生短路或异常时，将会使所有多个通讯设备的通讯发生无法正常运作的情况。

请参阅图5所示，其为现有技术的收发器与总线架构的示意图，图中亦可清楚得知，在此多点架构下具有一系统A，其包括有一中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)A1和通用异步接收发送器(Universal AsynchronousReceiver transmitter，简称UART)A2，该中央处理器A1和通用异步接收发送器A2会通过收发器(Receiver)B与总线C相连，且总线上有多个通讯设备C1。

再请参阅图6所示，是为现有技术的总线短路状况的示意图，图中可清楚得知，总线C上有多个通讯设备C1，其中当多个通讯设备C1的通讯装置C11发生短路时，总线C上的其他多个通讯装置C12便会无法作动，在此架构下亦无法得知是收发器B亦或总线C的通讯装置C11出现问题，维修人员便必须浪费多余时间，以找出是收发器B或通讯装置C11发生故障。

另参阅图7所示，其为现有技术的收发器损毁造成总线短路的示意图，图中亦可清楚得知，总线C上有多个通讯设备C1，当收发器B损毁时，不仅会使总线C的多个通讯设备C1发生异常，造成该多个通讯设备C1间的通讯无法顺利进行，在维修人员到达时，因无法明确得知是收发器B出现问题或是总线C的多个通讯设备C1发生故障，如此便要花费许多时间针对各通讯设备重新检查。

如此，针对主要生产方式是由机器设备制造的企业而言，当收发器错误即影响总线无法运作，且对于检查错误装置的时间亦相当之久，在此情况下，企业设备相互影响所造成的停机时间很长，不仅有形的成本与利润将造成损失，在无形的信誉方面可能因无法顺利出货给客户，之后与其间的持续合作将会造成困难，在现今相当竞争的年代，企业的本体便会产生极大伤害。

是以，要如何解决上述现有技术的问题与缺点，即为从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。

发明内容

故，发明人有鉴于上述的问题与缺点，乃搜集相关数据，经由多方评估及考量，并以从事于此行业累积的多年经验，经由不断试作及修改，始设计出此种多点架构下收发器与总线脱离的方法发明。

本发明的主要目的乃在于，通过控制器中的信号比较器判断控制器所储存的数据与收发器所侧录到的数据是否具有差异，当数据具有差异时，控制器中的错误侦测控制器会传送一信号到继电器，使总线与收发器得以断开，此隔离方式，以使当收发器本身出现问题时，不会影响到总线上各机器设备间的运作。

本发明的次要目的乃在于，当继电器断开且控制器中信号比较器再度判断控制器所储存的数据与收发器所侧录的数据时，若判断为不同，控制器会传送一错误中断信号给系统中的中央处理器，使维修人员确定是收发器发生错误，另一方面，若判断为相同，控制器仍会传送一错误中断信号给系统中的中央处理器，以使维修人员确定是总线上某一装置发生错误，使维修人员能缩短检查错误的时间，降低企业因设备停机所造成的营运损失。

附图说明

图1是为本发明收发器与总线脱离的示意图；

图2是为本发明控制器的方块图；

图3是为本发明收发器与总线脱离的流程图(一)；

图4是为本发明收发器与总线脱离的流程图(二)；

图5是为现有技术的收发器与总线架构的示意图；

图6是为现有技术的总线短路状况的示意图；

图7是为现有技术的收发器损毁造成总线短路的示意图。

附图标记说明：

1-系统；11-中央处理器；12-通用异步接收发送器；2-控制器；21-信号比较器；22-错误侦测控制器；3-收发器；4-继电器；5-总线；51-多个通讯设备；512-多个通讯装置；511-通讯装置；

A-系统；A1-中央处理器；A2-通用异步接收发送器；B-收发器；C-总线；C1-多个通讯设备；C12-多个通讯装置；C11-通讯装置。

具体实施方式

为达成上述目的及功效，本发明所采用的技术手段及其构造，兹绘图就本发明的较佳实施例详加说明其特征与功能如下，以利完全了解。

请同时参阅图1、图2所示，其分别为本发明收发器与总线脱离的示意图、控制器的方块图，由图中可清楚看出，本发明是包括系统1、控制器(Controller)2、收发器3、继电器4和总线5，其中：

该系统1为设有中央处理器(Central Processing Unit，CPU)11和通用异步接收发送器(Universal Asynchronous Receiver transmitter，简称UART)12，且该中央处理器11与通用异步接收发送器12与控制器2相连，而控制器2中设有信号比较器21及错误侦测控制器22，控制器2再连结有收发器3，收发器3会通过继电器4与总线5上的多个通讯设备51相连，多个通讯设备51则包括有一通讯装置511和多个通讯装置512。其中TXD表示发送数据(Transmitteddata)，RXD表示接收数据(Received data)。

请参阅图3、图4所示，其是本发明收发器与总线脱离的流程图，由图中可清楚看出，其动作流程为：

(100)开始；

(101)控制器2持续传送一接收器负电平使能引脚(Enable NegativeReceiver，ENR)为低(Low)的信号到收发器3，该收发器3会持续将数据通过控制器2传送给通用异步接收发送器12；

(102)系统1中的中央处理器11会选择传送一发送器使能引脚(EnableTransmitter，ET)为高(High)或低(Low)的信号给控制器2，若为低时，则表示该笔数据不须做比对，之后进行步骤101；若为高时，则表示该笔数据必须做比对，之后进行步骤103；

(103)中央处理器会经由通用异步接收发送器12传送第一数据给控制器2；

(104)该第一数据在控制器2储存后，传送一发送器使能引脚为高的信号至收发器3，以使第一数据经由收发器3传送至总线5上的多个通讯设备51，同时收发器3将侧录控制器2传送到总线5的第一数据来形成第二数据，并将该第二数据转换为控制器2所能接受的格式，再传回控制器2；

(105)控制器2内的信号比较器21会将控制器2内所储存的第一数据与收发器3侧录的第二数据做比较，若数据相同，则进行步骤101；若数据不同，则进行步骤106；

(106)该信号比较器21将异常信号传送给错误侦测控制器22；

(107)该错误侦测控制器22传送一讯息，使继电器4内的开关打开；

(108)控制器2将第一数据再次传送至收发器3，之后收发器3会再侧录并回传第二数据，信号比较器21便会将控制器2中所储存的第一数据与收发器3再传送回来的第二数据作比较，若数据不同，则进行步骤109；若数据相同，则进行步骤111；

(109)该错误侦测控制器22会传送一错误中断信号(Fail INT)给系统1中的中央处理器11，告知其收发器3出现故障；

(110)该中央处理器11会通知控制器2内的错误侦测控制器22传送一信号至该继电器4，使其开关维持开启状态，之后进行步骤102；

(111)该错误侦测控制器22会传送一信号，告知系统1中的中央处理器11，总线5出现故障；

(112)该中央处理器11会通知控制器2内的错误侦测控制器22传送一信号至该继电器4，使其开关关闭；

(113)结束。

由上述步骤得知，控制器2会持续传送一接收器负电平使能引脚(EnableNegative Receiver，ENR)为低(Low)信号给收发器3，使数据能不断从收发器3传回至通用异步接收发送器12，而当中央处理器11传送一发送器使能引脚(Enable Transmitter，ET)为高(High)的信号至控制器2时，则表示须执行数据判断正确或错误的动作，此时中央处理器11便会传送第一数据经由通用异步接收发送器12到控制器2，在控制器2将数据储存后，会再传送一发送器使能引脚(ET)为高的信号至收发器3，以使第一数据经由收发器3传送至总线5，此时第一数据会被收发器3所侧录进而形成第二数据，而该控制器2设有一用以比对第一数据与第二数据是否相同的信号比较器21和判断将收发器3与总线5相连或断开的错误侦测控制器22，当比对后发现数据不同时，则表示为错误，此时该信号比较器21便会传送一信号给控制器2中的错误侦测控制器22，其会再传送一信号使继电器4的开关形成开启状态，当继电器4为开启时，控制器2中的信号比较器21便再判断控制器2中所储存的第一数据与收发器3传送回来的第二数据是否相同，若数据相同，继电器4会关闭；当数据不同时，继电器4则会维持开启，之后该故障信号会传送至维修人员，使其快速得知是总线5的多个通讯设备51发生错误还是收发器3本身发生错误。

是以，可利用此方法来判断错误的原因为收发器3或者是总线5上多个通讯设备51短路，此时亦可通知系统1发生异常的情况，使维护者在维修上只需修验总线5上的多个通讯设备51或收发器3，而无须对所有多个通讯设备51和收发器3做检查，此将大大缩短维修人员的维修时间，相应地机器设备发生故障所造成的停机时间亦可减少，如此企业的营运风险亦可降低。

以上对本发明的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本发明的保护范围内。

综上所述，本发明多点架构下收发器与总线脱离的方法于使用时具有显著的功效增进，符合发明专利的申请要件，依法提出申请。

Claims (7)

1.一种多点架构下收发器与总线脱离的方法，其是于系统内设有中央处理器和通用异步接收发送器，该中央处理器和通用异步接收发送器通过控制器再连有收发器，而收发器会通过一继电器与总线上的多个通讯设备相连，其中控制器为设有用以比较数据异同的信号比较器与决定总线与收发器相连或断开的错误侦测控制器，其处理步骤为：

(一)中央处理器将第一数据经由通用异步接收发送器传送给控制器；

(二)该第一数据在控制器储存后，再传送一发送器使能引脚为高的信号至收发器，以使第一数据经由收发器传送至总线上的多个通讯设备，同时收发器会侧录控制器到总线的第一数据，此将形成第二数据，并将该第二数据转换为控制器所能接受的格式，再传回控制器；

(三)控制器内的信号比较器会将控制器内所储存的第一数据与收发器侧录的第二数据做比较；

(四)当信号比较器判断第一数据与第二数据为不同时，该信号比较器将异常信号传送给错误侦测控制器；

(五)错误侦测控制器传送一讯息，使继电器内的开关打开。

2.根据权利要求1所述的多点架构下收发器与总线脱离的方法，其特征在于，在该步骤(一)中央处理器将第一数据经由通用异步接收发送器传送给控制器之前，该控制器持续传送一接收器负电平使能引脚为低的信号给收发器，且收发器会持续将数据通过控制器传送给通用异步接收发送器。

3.根据权利要求1所述的多点架构下收发器与总线脱离的方法，其特征在于，该中央处理器传送一发送器使能引脚为高的信号给控制器时，该中央处理器会将第一数据经由通用异步接收发送器传送给控制器。

4.根据权利要求3所述的多点架构下收发器与总线脱离的方法，其特征在于，该中央处理器传送一发送器使能引脚为低的信号给控制器时，第一数据不会经由通用异步接收发送器传送至控制器。

5.根据权利要求1所述的多点架构下收发器与总线脱离的方法，其特征在于，该控制器内的信号比较器判断控制器内所储存的第一数据与收发器侧录的第二数据为相同，则表示收发器或总线上多个通讯装置未有损坏，信号比较器不将异常信号传送给错误侦测控制器。

6.根据权利要求1所述的多点架构下收发器与总线脱离的方法，其特征在于，该收发器与总线断开时，该控制器会将第一数据再次传送至收发器，收发器会再侧录并回传第二数据，若信号比较器判断控制器中所储存的第一数据与收发器再传送回来的第二数据为不同，该错误侦测控制器会传送一告知收发器出现故障的信号至中央处理器，并使收发器与总线维持断开。

7.根据权要求6所述的多点架构下收发器与总线脱离的方法，其特征在于，该信号比较器判断控制器中所储存的第一数据与收发器再传送回来的第二数据为相同时，该错误侦测控制器会传送一告知总线上的多个通讯设备出现故障的信号至中央处理器，并使收发器与总线恢复相连。

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