CN101561790B

CN101561790B - 一种主控机与从机通信的方法、系统及装置

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Publication number: CN101561790B
Application number: CN2009101423144A
Authority: CN
Inventors: 袁晓
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2009-05-27
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2029-05-27
Also published as: CN101561790A

Abstract

本发明公开了一种主控机与从机通信的方法、系统及装置，用以解决现有技术中由于从机的地址冲突，而造成的不能满足I2C协议以及数据被改写的问题。该方法主控机接收复位信号或上电信号，复位或上电后向每台从机发送STOP信号，控制每台从机结束主控机复位或上电之前进行的读或写操作，当该主控机接收到对第一从机的读或写命令时，与该第一从机进行读或写操作。如本发明提出的方案在主控机复位或重新上电后，对与其连接的每台从机发送STOP信号，告知每台从机在该主控机复位之前或上电之前进行的读、写操作，从而有效的避免了，由于主控机重新上电或复位，之前进行读写操作的从机重复进行该读写操作，覆盖数据的问题。

Description

一种主控机与从机通信的方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种主控机与从机通信的方法、系统及装置。

背景技术

I2C(Intel-Integrated Circuit bus)为一种串行通信总线，可以实现主控机(Master)(例如CPU)与从机(Slave)(例如外围器件)之间的通信。

I2C总线可以通过两根线实现主控机与从机之间的通信，该两根线分别为时钟线(Serial Clock Line，SCL)和数据(Serial Data，SDA)线，并且主控机可以发出START和STOP两种特殊信号，分别表示数据传送的开始和结束。主控机每次发送给从机8个字节(bit)的数据，之后等待接收从机发送的应答信号(ACK)，当主控机在设置的时间内没有接收到从机发送的ACK时，数据发送结束。I2C总线要求总线上的从机具有独一无二的器件地址，而实际应用中，从机的地址是固定的，因此存在从机的器件地址相同的情况，从而出现地址冲突的情况。

目前，为了解决这种地址冲突的问题，可以采用指定某台从机的写或读数据的时序的方式，但是此实现方式，主控机对某一从机进行写操作，将一个bit的数据写入某个从机的第n个bit的位置时，例如当写操作进行到205bit之后，208bit之前时，主控机发生复位，当复位结束后，开始采用公共的SCL对另一台从机进行读写操作，而对于之前进行写操作的从机而言，确定之前进行的写操作还没有结束，在SCL的有效沿到来时，进行写操作。而此操作会造成复位后该从机的字节被改写，从而覆盖该从机的原数据。

同时，现有技术中，当从机与主控机采用不同的电源供电时，主控机对某一从机进行读写操作时，该主控机掉电后，又重新上电后，该主控机接收到其他的命令，开始对其他的从机进行读写操作，而掉电之前进行通信的从机，还会一直保持与主控机的交互状态，不断的进行读写操作，因此，也覆盖该从机的原数据，使数据不准确，同时由于该从机不断的进行操作，浪费了资源。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种主控机与从机通信的方法、系统及装置，用以解决现有技术中由于从机的地址冲突，而造成的不能满足I2C协议以及数据被改写的问题。

本发明实施例提供的一种主控机与从机通信的方法，应用于包括主控机与至少一台从机的系统中，包括：

所述主控机接收复位信号或上电信号；所述主控机复位或上电后，向每台从机发送表示数据传输结束的STOP信号，控制所述每台从机结束所述主控机复位或上电之前进行的读或写操作，其中向每台从机发送表示数据传输结束的STOP信号包括：将与每台从机连接的数据SDA线端口置为低电平，将连接每台从机的时钟线SCL端口置为高电平或高阻态，并将所述与每台从机连接的SDA线端口再置为高电平；所述主控机接收到对第一从机的读或写命令，根据所述读或写命令与所述第一从机进行相应的读或写操作。

本发明实施例提供的一种主控机与从机通信的系统，包括主控机与至少一台从机，其中：

主控机，用于接收复位信号或上电信号，并且在复位或上电后，向每台从机发送表示数据传输结束的STOP信号，控制所述每台从机结束与所述主控机复位或上电之前进行的读或写操作，接收对第一从机的读或写命令，根据所述读或写命令与该第一从机进行相应的读或写操作，其中向每台从机发送表示数据传输结束的STOP信号包括：将与每台从机连接的数据SDA线端口置为低电平，将连接每台从机的时钟线SCL端口置为高电平或高阻态，并将所述与每台从机连接的SDA线端口再置为高电平；

第一从机，用于接收所述主控机发送的STOP信号，根据所述STOP信号，结束与所述主机复位或上电之前进行的读或写操作，与所述主控机进行相应的读或写操作。

本发明实施例提供了一种主控机，包括：

接收模块，用于接收复位信号或上电信号，并接收对第一从机的读或写命令；

控制模块，用于在复位或上电后，向每台从机发送表示数据传输结束的STOP信号，控制所述每台从机结束与所述主控机复位或上电之前进行的读或写操作，其中向每台从机发送表示数据传输结束的STOP信号包括：将与每台从机连接的数据SDA线端口置为低电平，将连接每台从机的时钟线SCL端口置为高电平或高阻态，并将所述与每台从机连接的SDA线端口再置为高电平；

发送通信模块，用于根据所述读或写命令与所述第一从机进行相应的读或写操作。

本发明实施例提供了一种主控机与从机通信的方法、系统及装置，该方法包括：所述主控机接收复位信号或上电信号；所述主控机向每台从机发送表示数据传输结束的STOP信号，控制所述每台从机结束所述主控机复位或上电之前进行的读或写操作，当该主控机接收到对第一从机的读或写命令时，该主控机与该第一从机进行读或写操作。本发明实施例在主控机复位或重新上电后，对与其连接的每台从机发送STOP信号，告知每台从机在该主控机复位之前或上电之前进行的读、写操作，从而有效地避免了由于主控机上电或复位，之前进行读写操作的从机重复进行该读写操作而覆盖数据的问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的主控机与从机的连接结构示意图；

图2为本发明实施例提供的主控机与从机的另一连接结构示意图；

图3为本发明实施例提供的主控机与从机通信的方法流程示意图；

图4为本发明实施例提供的主控机接收到读命令时，与从机通信的方法流程示意图；

图5为本发明实施例提供的主控机接收到写命令时，与从机通信的方法流程示意图；

图6为本发明实施例提供的主控机与从机通信的系统结构示意图；

图7为本发明实施例提供的主控机结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例中，为了有效的解决由于从机的地址冲突，在主控机与从机进行通信时，由于主控机复位或重新上电，造成的从机数据覆盖的问题，提供了一种主控机与从机通信的方法，应用于包括主控机与至少一台从机的系统中，该方法包括：所述主控机接收复位信号或上电信号；所述主控机复位或上电后，向每台从机发送表示数据传输结束的STOP信号，控制所述每台从机结束所述主控机复位之前或上电之前进行的读或写操作；所述主控机接收到对第一从机的读或写命令，根据所述读或写命令与所述第一从机进行相应的读或写操作。本发明实施例在主控机复位或上电后，对与其连接的每台从机发送STOP信号，告知每台从机在该主控机复位之前或上电之前进行的读、写操作，从而有效的避免了，由于主控机复位或上电之前进行读写操作的从机重复进行该读写操作，覆盖数据的问题。

本发明实施例中，主控机接收到复位信号包括：主控机在单板电路出现故障时接收到的复位信号，以及主控机在单板电路运行程序中接收到的复位信号。主控机接收到上电信号包括：主控机之前处于工作状态，断电后重新上电进入工作状态，以及主控机之前处于关机状态，上电后进行工作状态。

下面结合说明书附图，对本发明实施例进行详细说明。

在本发明实施例中，为了使SCL符合I2C协议的规定，通过图1所示的电路连接结构图实现。在该图1中，主控机根据从机的数量，引出对应数量的SDA线，每根SDA线与一台从机相连，例如SDA1线与第一从机及主控机相连，SDA2线与第二从机及主控机相连，SDA3线与第三从机及主控机相连，......，SDAN线与第N从机及主控机相连，N为从机的数量，并且，每根SDA线通过对应的电阻连接到电源VDD，例如，SDA1线通过电阻R1连接到电源，SDA2线通过电阻R2连接到电源，SDA3线通过电阻R3连接到电源，......，SDAN线通过电阻RN连接到电源，同时，从主控机引出一根SCL，该SCL分别与每台从机相连，该SCL通过电阻连接到电源VDD，例如该SCL通过电阻RL连接到电源VDD。其中，电阻R1、R2、R3、......、RN及RL的阻值可以相同。例如该多个电阻的阻值都为4.7千欧到10千欧的范围内。或者，电阻R1、R2、R3、......、RN的阻值相同，而该电阻RL的阻值与电阻R1、R2、R3、......、RN的阻值不同，不过在多个电阻的阻值都为4.7千欧到10千欧的范围内。

在主控机复位或者上电后，该主控机会向每台从机发送一个STOP信号，从而可以控制从机终止在主控制复位之前或上电之前与主控机进行的读或写操作，然后主控机进入等待状态，直到接收到新的读或写命令之后进行相应的动作。基于图1所示的主控机与从机的连接结构，在主控机复位或上电后，主控机向每台从机发送STOP信号时，首先，主控机将连接每台从机的SDA线端口置为低电平，即将图1中的SDA1，SDA2、SDA3，......，SDAN置为低电平，然后，将连接每台从机的SCL端口置为高阻态，该端口的高阻态经由与SCL连接的电阻RL后转换为高电平，再然后，在该SCL端口为高电平时，将连接每台从机的SDA线端口置为高电平，从而可以产生一个STOP信号。

在本发明实施例中，也可以采用图2所示的主控机与从机之间的连接结构，在该连接结构中，主控机根据从机的数量，引出对应数量的SDA线，每根SDA线与一台从机相连，例如SDA1线与第一从机及主控机相连，SDA2线与第二从机及主控机相连，SDA3线与第三从机及主控机相连，......，SDAN线与第N从机及主控机相连，N为从机的数量，并且，每根SDA线通过对应的电阻连接到电源VDD，例如，SDA1线通过电阻R1连接到电源，SDA2线通过电阻R2连接到电源，SDA3线通过电阻R3连接到电源，......，SDAN线通过电阻RN连接到电源，同时，从主控机引出一根SCL，该SCL分别与每台从机相连。

基于图2所示的主控机与从机的连接结构，在本发明实施例中，主控制复位或上电后，主控机向每台从机发送STOP信号时，首先，主控机将连接每台从机的SDA线端口置为低电平，即将图2中的SDA1，SDA2，SDA3，......，SDAN置为低电平，然后，将连接每台从机的SCL端口置为高电平，再然后，在该SCL端口置为高电平时，将连接每台从机的SDA线端口置为高电平，从而可以产生一个STOP信号。

在本发明实施例中，主控机在复位或上电后，针对与其连接的每台从机，发送控制每台从机停止在主控机复位或上电之前与主控机进行的读、写操作。由此，可知本发明实施例中，当主控机复位或上电后，不仅仅针对该主控机复位或上电前进行交互的从机，而是针对每台从机发送STOP信号，从而可以有效的避免从机在主控机复位或上电后，由于持续进行复位或上电之前的读、写操作，而造成的数据改写问题。

下面通过一个具体的实施例进行详细的说明，如图3所示，该主控机与从机的通信过程包括以下步骤：

S301：主控机接收到对第一从机的读或写命令。

S302：主控机向第一从机发送包含该第一从机器件地址的第一数据。

S303：主控机在接收到该第一从机的确认后，向该第一从机发送包含操作地址的第二数据。

S304：主控机在接收到该第一从机的确认后，根据该操作地址，对该第一从机进行相应的读或写操作。

S305：主控机接收到复位信号，进行复位。

S306：主控机向与其连接的每台从机发送STOP信号，控制每台从机停止之前与该主控机进行的读或写操作。

S307：主控机进行等待状态，直到接收到对第一从机的读或写命令。

S308：主控机根据该读或写命令与该第一从机进行相应的读或写操作。

在上述实施例中，在S302到S304之间的任何步骤，只要该主控机接收到复位信号，该主控机复位后，都会向与其连接的每台从机发送STOP信号，控制与其连接的每台从机，停止复位之前与该主控机进行的读、写操作。因此，本发明实施例中，由于主控机向与其连接的每台从机都会发送复位信号，并不只针对复位之前与其进行读或写操作的第一从机发送，因此，节省了信息查找的时间，从而可以有效的避免从机没有接收到STOP信号，而持续进行读、写操作，进而造成对数据的改写。并且，由于该主控机对与其连接的每台从机发送了STOP信号，减小了由于在之前的复位操作中从机没有接收到STOP信号的可能性，从而使主控机与从机之间的读、写操作更加安全。

上述实施例是以主控机接收到复位信号为例进行说明的，该S305也可以替换为主控机接收到上电信号，相应的S306为主控机上电后，向与其连接的每台从机发送STOP信号，控制每台从机停止之前与该主控机进行的读或写操作。同时，本发明实施例中，该主控机在接收到复位或上电信号，复位或上电后，向每台从机都发送了STOP信号，每台从机都停止了与该主控机的操作，当该主控机接收到对某一从机的读或写命令时，才与该读或写命令对应的从机进行读或写操作，因此，有效的控制了从机在主控机复位或上电后的动作，避免了从机对数据的改写。

本发明实施例中，主控机在复位或上电后向与其连接的每台从机发送的STOP信号，可以从软件上实现，例如，在每个复位信号后，即为控制主控机发送STOP信号的程序，即控制主控机将连接每台从机的SDA端口置为低电平，然后，将连接每台从机的SCL端口置为高电平或高阻态，再然后，将连接每台从机的SDA端口置为高电平，从而可以产生一个STOP信号。

图4为本发明实施例提供的该主控机接收到的对第一从机的命令为读命令时，该主控机与从机的通信过程，该过程包括以下步骤：

S401：主控机接收复位或上电信号，该主控机根据该复位或上电信号，进行复位或上电。

S402：主控机向与其连接的每台从机发送表示数据传输结束的STOP信号，控制与其连接的每台从机结束与该主控机复位或上电之前进行的读或写操作。

S403：主控机进入等待状态。

S404：主控机接收到对第一从机的读或写命令，例如该命令为读命令时，主控机向进行读操作的第一从机发送START信号，然后进入步骤S405.

S405主控机向第一从机发送第一数据，该第一数据为包含第一从机器件地址的一个字节的数据。其中该一个字节的数据中前7个bit表示第一从机的器件地址，第8bit是读写bit，该bit为0，表示接下来主控机要给第一从机写一个字节的数据。然后主控机在第9bit的SCL的上升沿读取应答bit，即是否接收到第一从机发送的ACK信号，如果应答bit为0表示接收到第一从机发送的ACK信号，进入步骤S406，否则，进入步骤S402。

S406：主控机向第一从机发送第二数据，该第二数据为一个字节，该一个字节的值表示要写入的字节在第一从机中的字节地址。主控机在第9bit的SCL的上升沿检查是否收到第一从机发送的ACK信号，如果收到该ACK信号，进入步骤S407，否则，进入步骤S402。

S407：主控机向该第一从机发送START信号。

S408主控机向第一从机发送第三数据，该第三数据为一个字节，该一个字节的前7个bit表示第一从机的器件地址，第8bit为读写标志位，该bit为1，表示接下来要向第一从机读取数据。主控机在第9bit的SCL的上升沿检测是否收到第一从机发送的ACK信号。如果接收到ACK信号，进入步骤S409，否则返回步骤S402。

S409：主控机从对应第一从机的SDA线上读取相应的数据。

具体包括：该主控机在SCL的上升沿，从对应第一从机的SDA线上以字节为单位读取一个字节的数据。

S410：主控机判断是否还要进行数据的读取，当判断结果为是时，该主控机通过对应第一从机的SDA线在第9个bit的SCL的下降沿发送ACK信号后，进入S409，否则，进行S402。

在该上述实施例中，在该S404到S410的过程中，当该主控机接收到复位或上电信号时，进行S402的动作。该主控机在对第一从机进行完读操作后，进入等待状态，可能接收到对第一从机或第二从机的读命令，或写命令，例如当该主控机在进行等待状态后，接收到对第一从机或第二从机的读命令时，可以根据上述实施方式进行S404之后的读操作，并且根据具体进行读操作的从机，采用该从机对应的器件地址及字节地址进行读操作，当该主控机接收到对第一从机或第二从机的写命令时，可以根据下面实施例提供的方式进行具体的写操作。

图5为本发明实施例提供的该主控机接收到的对第一从机的命令为写命令时，该主控机与从机的通信过程，该过程包括以下步骤：

S501：主控机接收复位或上电信号，该主控机根据该复位或上电信号，进行复位或上电。

S502：主控机向与其连接的每台从机发送表示数据传输结束的STOP信号，控制与其连接的每台从机结束与该主控机复位或上电之前进行的读或写操作。

S503：主控机进行等待状态。

S504：主控机接收到对第一从机的命令，例如该命令为写命令，该主控机向进行写操作的第一从机发送START信号，然后进入步骤S505。

S505：主控机向第一从机发送第一数据，其中该第一数据为包含该第一从机器件地址的一个字节的数据。其中该一个字节的数据中前7个bit表示第一从机的器件地址，第8bit是读写bit，该bit为0，表示接下来主控机要给第一从机写一个字节的数据。然后主控机在第9bit的SCL的上升沿读取应答bit，即该第一从机返回的ACK信号，如果应答bit为0表示接收到第一从机发送的ACK信号，进入步骤S506，否则，进入步骤S502。

S506：主控机发送第二数据，该第二数据为一个字节，该字节的值表示主控机要写入的字节在第一从机中的字节地址。主控机在第9bit的SCL的上升沿检查是否收到第一从机返回的ACK信号，如果收到ACK信号，进入步骤S507，否则，进入步骤S502。

S507：主控机从对应第一从机的SDA线上发送要进行写入一个字节的数据，之后进入步骤S502。

具体包括：该主控机在SCL的上升沿，从对应第一从的SDA线发送要写入的数据。

在该上述实施例中，在该S504到S507的过程中，当该主控机接收到复位或上电信号时，进行S502的动作。并且该主控机在等待状态时，接收到的命令可能是读命令，也可能是写命令，根据实际情况采用相应的步骤。例如，在对第一从机进行完写操作后，主控机进入等待状态，该主控机接收到对第二从机的读操作，相应的进入S404之后的读操作的流程，当接收到对第一从机或第二从机的写命令时，进行S504，并根据具体的写操作的从机，发送对应的器件地址及写入的数据所在的器件地址。

如图6所示，本发明实施例提供了一种主控机与从机通信的系统，该系统包括主控机与至少一台从机，其中：

主控机，用于接收复位信号或上电信号，并且在复位或上电后，向每台从机发送表示数据传输结束的STOP信号，控制所述每台从机结束与所述主控机复位或上电之前进行的读或写操作，接收对第一从机的读或写命令，根据该读或写命令与该第一从机进行相应的读或写操作；

所述系统中：

所述主控机引出一根SCL，该SCL分别与每台从机相连。

所述系统中：

所述主控机引出一根SCL，该SCL分别与每台从机相连，并且该SCL通过电阻连接到电源。

如图7所示，本发明实施例提供了一种主控机，该主控机包括：

接收模块71，用于接收复位信号或上电信号，并接收对第一从机的读或写命令；

控制模块72，用于在复位或上电后，向每台从机发送表示数据传输结束的STOP信号，控制所述每台从机结束与所述主控机复位或上电之前进行的读或写操作；

发送通信模块73，用于根据所述读或写命令与所述第一从机进行相应的读或写操作。

所述控制模块72包括：

发送单元721，用于发送在复位或上电后，向每台从机发送表示数据传输结束的STOP信号；

控制单元722，用于控制所述每台从机结束与所述主控机复位或上电之前进行的读或写操作。

本发明实施例提供了一种主控机与从机通信的方法、系统及装置，该方法包括：所述主控机接收复位信号或上电信号；所述主控机向每台从机发送表示数据传输结束的STOP信号，控制所述每台从机结束所述主控机复位或上电之前进行的读或写操作，当该主控机接收到对第一从机的读或写命令时，该主控机与该第一从机进行读或写操作。本发明实施例在主控机复位或重新上电后，对与其连接的每台从机发送STOP信号，告知每台从机在该主控机复位之前或上电之前进行的读、写操作，从而有效地避免了由于主控机重新上电或复位，之前进行读写操作的从机重复进行该读写操作而覆盖数据的问题。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种主控机与从机通信的方法，应用于包括主控机与至少一台从机的系统中，其特征在于，该方法包括：

主控机接收复位信号或上电信号；

所述主控机复位或上电后，向每台从机发送表示数据传输结束的STOP信号，控制所述每台从机结束与所述主控机复位或上电之前进行的读或写操作，其中向每台从机发送表示数据传输结束的STOP信号包括：将与每台从机连接的数据SDA线端口置为低电平，将连接每台从机的时钟线SCL端口置为高电平或高阻态，并将所述与每台从机连接的SDA线端口再置为高电平；

所述主控机接收到对第一从机的读或写命令，根据所述读或写命令与所述第一从机进行相应的读或写操作。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将连接每台从机的时钟线SCL端口置为高电平时，所述主控机引出一根SCL，该SCL分别与每台从机相连。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将连接每台从机的时钟线SCL端口置为高阻态时，所述主控机引出一根SCL，该SCL分别与每台从机相连，并且该SCL通过电阻连接到电源。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述每台从机结束与所述主控机复位或上电之前进行的读或写操作包括：

每台从机接收所述STOP信号；

根据所述STOP信号，结束与所述主机复位或上电之前进行的读或写操作。

5.一种主控机与从机通信的系统，其特征在于，该系统包括主控机与至少一台从机，其中：

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述主控机引出一根SCL，该SCL分别与每台从机相连。

7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述主控机引出一根SCL，该SCL分别与每台从机相连，并且该SCL通过电阻连接到电源。

8.一种主控机，其特征在于，该主控机包括：

9.如权利要求8所述的主控机，其特征在于，所述控制模块包括：

发送单元，用于发送在复位或上电后，向每台从机发送表示数据传输结束的STOP信号；

控制单元，用于控制所述每台从机结束与所述主控机复位或上电之前进行的读或写操作。