CN101847135B - 串接通信系统及其通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开串接通信系统，包括一个主机和N个从机，所述主机包括发送端，所述从机包括接收端和发送端，主机发送端连接第一个从机接收端，从机发送端串接下一从机接收端，所述从机还包括通信模式寄存器，控制从机处于直通模式或级联模式：当从机处于直通模式时，从机接收端接收到数据传送时序，直接将数据传送时序传送到从机发送端；当从机处于级联模式时，从机接收端接收数据传送时序，并解析，根据解析出的指令判断是否需要发送，若需要，则产生新的数据传送时序传送到从机发送端，采用本发明提出的串接通信系统进行通信，主机可以控制数量庞大的从机，布线简单，抗干扰能力较强，利用本发明还可以方便、快速地配置从机地址。
Description
技术领域
本发明涉及主从控制通信技术。
背景技术
目前常用的主从控制通信模式采用总线结构，如图1所示，各从机分别通过总线连接主机。在该总线通信模式下，当从机的数量庞大时，总线较长，导致布线复杂，总线电容较高，通信频率降低，信号易受干扰。
在该总线通信模式下，主机较难通过通信模式对从机进行地址配置，通常情况下，需预先通过硬件配置，增加系统复杂性。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的不足，提供一种便于主机控制数量庞大的从机，布线简单，抗干扰能力较强，且主机可通过通信模式配置从机地址的串接通信系统。
本发明还提供一种串接通信方法。
串接通信系统，包括一个主机和N个从机，所述主机包括发送端，所述从机包括接收端和发送端，主机发送端连接第一个从机接收端，从机发送端串接下一从机接收端；
所述从机还包括通信模式寄存器，控制从机处于直通模式或级联模式：当从机处于直通模式时，从机接收端接收到数据传送时序，直接将数据传送时序传送到从机发送端；当从机处于级联模式时，从机接收端接收数据传送时序，并解析，根据解析出的指令判断是否需要发送，若需要，则产生新的数据传送时序传送到从机发送端。
所述从机还包括地址寄存器，从机接收数据传送时序，解析出数据传送时序的目标地址后，比较目标地址与本从机地址是否一致。
所述主机还包括接收端，与一个从机的发送端连接，接收反馈数据。
串接通信系统的通信方法，主机通过串接N个从机，与各从机进行通信，主机与各从机的一次通信包含如下步骤：
(1)主机的发送端连接第1从机的接收端，主机作为发送方，第1从机作为接收方，进行发送方与接收方的通信；
(2)若接收方的发送端不再发送数据传送时序，主机与各从机的一次通信结束，否则继续下列步骤；
(3)从机的发送端连接下一从机的接收端，从机作为发送方，下一从机作为接收方，进行发送方与接收方的通信；
(4)返回步骤(2)。
其中，所述的发送方与接收方的通信步骤为：
(I)发送方发送数据传送时序；
(II)接收方接收数据传送时序；
(III)若接收方的通信模式寄存器处于直通模式，接收方进行下列工作中的一种或几种：
(A)将数据传送时序直接传递到接收方的发送端；(B)对数据传送时序进行解析，如解析出的目标地址与本从机地址一致，保存有效信息；(C)对数据传送时序进行解析，根据解析出的指令，将通信模式寄存器变为级联模式；(D)在(C)的基础上，接收方变为级联模式后，根据解析出的指令，进一步发送新的数据传送时序到接收方的发送端。
(IV)若接收方的通信模式寄存器处于级联模式，接收方进行下列工作中的一种或几种：
(A)对数据传送时序进行解析，如解析出的目标地址与本从机地址一致，保存有效信息；(B)对数据传送时序进行解析，根据解析出的指令，发送新的数据传送时序到接收方的发送端；(C)在(B)的基础上，接收方发送新的数据传送时序后，根据解析出的指令，进一步将通信模式寄存器变为直通模式。
所述数据传送时序至少包括：起始时序、数据时序、停止时序：
其中，所述起始时序表示发送方向接收方的一次通信的开始；
其中，所述数据时序表示发送方向接收方的一次通信的指令或数据；
其中，所述停止时序表示发送方向接收方的一次通信的结束。
所述的数据传送时序还包括对接收方的通信模式寄存器的配置，接收方根据解析出的指令判断是否需要设置，若需要，则重新配置。
所述的数据传送时序还包括对接收方的地址寄存器的配置，接收方根据解析出的指令判断是否需要设置及设置的地址值，若需要，则重新配置。
本发明有益效果是：采用本发明提出的串接通信系统，主机可以控制数量庞大的从机，如数百、数千个及以上的从机，布线简单，抗干扰能力较强，在直通模式下，主机发出的数据或指令通过串接的各从机直接发送到所有从机，通信速度快；在级联模式下，从机逐级解析主机发出的指令或数据，便于系统处理复杂的指令或数据；同时直通模式和级联模式间可根据需要实现任意切换，提高系统的通信效率；利用本发明还可以方便、快速地配置从机地址。
附图说明
图1为传统的主从通信模式示意图
图2为本发明的串接通信系统示意图
图3为本发明主机与各从机的一次通信流程图
图4为本发明发送方与接收方的通信通信流程
具体实施方式
以下结合附图对本发明内容进一步说明。
如图2所示的串接通信系统，包括一个主机M和N个从机Si，i为1到N的整数，所述主机M包括发送端MT，从机Si包括接收端SRi和发送端STi，主机发送端MT连接第一个从机接收端SR1，从机发送端STi串接下一从机接收端SR(i+1)；所述的连接可以为单线、双线或多线等多种形式。
所述从机Si还包括通信模式寄存器，控制从机处于直通模式或级联模式：当从机Si处于直通模式时，从机接收端SRi接收数据传送时序，直接将数据传送时序传送到从机发送端STi，当从机Si处于级联模式时，从机接收端SRi接收数据传送时序，并解析，根据解析出的指令判断是否需要发送，若需要，则产生新的数据传送时序传送到从机发送端STi。
所述从机Si还包括地址寄存器，从机Si接收到数据传送时序，解析出数据传送时序的目标地址后，比较目标地址与本从机Si地址是否一致。
所述主机M还包括接收端MR，与一个从机的发送端STi连接，接收反馈数据。
串接通信系统的通信方法，主机M通过串接的N个从机Si，i为1到N的整数，与各从机Si进行通信，主机M与各从机Si的一次通信，如图3所示，包括如下步骤：
(1)主机的发送端MT连接第1从机的接收端SR1，主机M作为发送方，第1从机S1作为接收方，进行发送方与接收方的通信；
(2)若接收方的发送端STi不再发送数据传送时序，主机M与各从机Si的一次通信结束，否则继续下列步骤；
(3)从机的发送端STi连接下一从机的接收端SR(i+1)，从机Si作为发送方，下一从机S(i+1)作为接收方，进行发送方与接收方的通信；
(4)返回步骤(2)。
其中，所述的发送方与接收方的通信步骤如图4所示，包括：
(I)发送方发送数据传送时序；
(II)接收方接收数据传送时序；
(III)若接收方的通信模式寄存器处于直通模式，接收方进行下列工作中的一种或几种：
(A)将数据传送时序直接传递到接收方的发送端；(B)对数据传送时序进行解析，如解析出的目标地址与本从机地址一致，保存有效信息；(C)对数据传送时序进行解析，根据解析出的指令，将通信模式寄存器变为级联模式；(D)在(C)的基础上，接收方变为级联模式后，根据解析出的指令，进一步发送新的数据传送时序到接收方的发送端。
(IV)若接收方的通信模式寄存器处于级联模式，接收方进行下列工作中的一种或几种：(A)对数据传送时序进行解析，如解析出的目标地址与本从机地址一致，保存有效信息；(B)对数据传送时序进行解析，根据解析出的指令，发送新的数据传送时序到接收方的发送端；(C)在(B)的基础上，接收方发送新的数据传送时序后，根据解析出的指令，进一步将通信模式寄存器变为直通模式。
所述数据传送时序至少包括：起始时序、数据时序、停止时序：
其中，所述起始时序表示发送方向接收方的一次通信的开始；
其中，所述数据时序表示发送方向接收方的一次通信的指令或数据；
其中，所述停止时序表示发送方向接收方的一次通信的结束。
所述的数据传送时序还包括对接收方的通信模式寄存器的配置，接收方根据解析出的指令判断是否需要设置，若需要，则重新配置，从而实现全部或部分从机的通信模式寄存器的重新配置。
所述的数据传送时序还包括对接收方的地址寄存器的配置，接收方根据解析出的指令判断是否需要设置及设置的地址值，若需要，则重新配置，从而实现全部或部分从机的地址寄存器的重新配置。
主机对N个从机进行一次直通模式配置的通信，包括如下步骤：
(1)主机向第1从机发送直通模式配置时序；
(2)第1从机作为接收方，接收直通模式配置时序；
(3)若接收方的通信模式寄存器处于直通模式，接收方将数据传送时序直接传递到接收方的发送端；
(4)若接收方的通信模式寄存器处于级联模式，接收方解析出直通模式配置，产生新的直通模式配置时序到接收方的发送端，发送给下一从机，然后接收方的通信模式寄存器改为直通模式；
(5)若接收方为串接的最后一个从机，则本次通信结束；否则，执行下一步；
(6)以后各级串接的从机依次作为接收方，返回步骤(4)。
主机对N个从机进行一次级联模式配置的通信，包括如下步骤：
(1)主机向第1从机发送级联模式配置时序；
(2)第1从机作为接收方，接收级联模式配置时序；
(3)若接收方的通信模式寄存器处于直通模式，接收方将数据传送时序直接传递到接收方的发送端，接收方解析出级联模式配置，将接收方的通信模式寄存器改为级联模式；
(4)若接收方的通信模式寄存器处于级联模式，接收方解析出级联模式配置，产生新的级联模式配置时序到接收方的发送端，发送给下一从机；
(5)若接收方为串接的最后一个从机，则本次通信结束；否则，执行下一步；
(6)以后各级串接的从机依次作为接收方，返回步骤(4)。
主机对N个从机进行一次地址配置的通信，包括如下步骤：
(1)若N个从机的通信模式寄存器都为级联模式，则直接进入步骤(2)，否则主机对N个从机进行一次通信模式寄存器的配置，将所有N个从机的通信模式寄存器配置为级联模式；
(2)主机向第1从机发送地址寄存器配置时序；
(3)第1从机作为接收方接收地址寄存器配置时序；
(4)因接收方的通信模式寄存器处于级联模式，接收方解析出地址寄存器配置，保存到地址寄存器，然后接收方产生新的地址寄存器配置时序到接收方的发送端，发送给下一从机；
(5)若接收方为串接的最后一个从机，则本次通信结束；否则，执行下一步；
(6)以后各级串接的从机依次作为接收方，返回步骤(4)。
应该理解到的是，上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明保护范围之内。
Claims (11)
1.串接通信系统，包括一个主机和N个从机，所述主机包括发送端，所述从机包括接收端和发送端，主机发送端连接第一个从机的接收端，从机发送端串接下一从机接收端，其特征在于：
所述从机还包括通信模式寄存器，控制从机处于直通模式或级联模式：当从机处于直通模式时，从机接收端接收到数据传送时序，直接将数据传送时序传送到从机发送端；当从机处于级联模式时，从机接收端接收数据传送时序，并解析，根据解析出的指令判断是否需要发送，若需要，则产生新的数据传送时序传送到从机发送端。
2.如权利要求1所述串接通信系统，其特征在于所述从机还包括地址寄存器，从机接收数据传送时序，解析出数据传送时序的目标地址后，比较目标地址与本从机地址是否一致。
3.如权利要求1所述串接通信系统，其特征在于所述主机还包括接收端，与一个从机的发送端连接，接收反馈数据。
4.如权利要求1所述串接通信系统，其特征在于主机与各从机进行通信，包含如下步骤：
(1)主机作为发送方，第1从机作为接收方，进行发送方与接收方的通信；
(2)若接收方的发送端不再发送数据传送时序，主机与各从机的一次通信结束，否则继续下列步骤；
(3)从机作为发送方，下一从机作为接收方，进行发送方与接收方的通信；
(4)返回步骤(2)；
其中，所述的发送方与接收方的通信步骤为：
(I)发送方发送数据传送时序；
(II)接收方接收数据传送时序；
(III)若接收方的通信模式寄存器处于直通模式，接收方还进行下列工作中的一种或几种：(A)对数据传送时序进行解析，如解析出的目标地址与本从机地址一致，保存有效信息；(B)对数据传送时序进行解析，根据解析出的指令，将通信模式寄存器变为级联模式；(C)在(B)的基础上，接收方变为级联模式后，根据解析出的指令，进一步发送新的数据传送时序到接收方的发送端；
(IV)若接收方的通信模式寄存器处于级联模式，接收方还进行下列工作中的一种或几种：(A)对数据传送时序进行解析，如解析出的目标地址与本从机地址一致，保存有效信息；(B)对数据传送时序进行解析，根据解析出的指令，发送新的数据传送时序到接收方的发送端，接收方发送新的数据传送时序后，根据解析出的指令，进一步将通信模式寄存器变为直通模式。
5.串接通信系统的通信方法，其特征在于主机通过串接N个从机，与各从机进行通信，主机与各从机的一次通信包含如下步骤：
(1)主机的发送端连接第1从机的接收端，主机作为发送方，第1从机作为接收方，进行发送方与接收方的通信；
(2)若接收方的发送端不再发送数据传送时序，主机与各从机的一次通信结束，否则继续下列步骤；
(3)从机的发送端连接下一从机的接收端，从机作为发送方，下一从机作为接收方，进行发送方与接收方的通信；
(4)返回步骤(2)；
其中，所述的发送方与接收方的通信步骤为：
(I)发送方发送数据传送时序；
(II)接收方接收数据传送时序；
(III)若接收方的通信模式寄存器处于直通模式，接收方还进行下列工作模式中的一种或几种：(A)将数据传送时序直接传递到接收方的发送端；(B)对数据传送时序进行解析，如解析出的目标地址与本从机地址一致，保存有效信息；(C)对数据传送时序进行解析，根据解析出的指令，将通信模式寄存器变为级联模式；(D)在(C)的基础上，接收方变为级联模式后，进一步根据解析出的指令，发送新的数据传送时序到接收方的发送端；
(IV)若接收方的通信模式寄存器处于级联模式，接收方进行下列工作模式中的一种或几种：(A)对数据传送时序进行解析，如解析出的目标地址与本从机地址一致，保存有效信息；(B)对数据传送时序进行解析，根据解析出的指令，发送新的数据传送时序到接收方的发送端；(C)在(B)的基础上，接收方发送新的数据传送时序后，进一步根据解析出的指令，将通信模式寄存器变为直通模式。
6.如权利要求5所述串接通信系统的通信方法，其特征在于所述数据传送时序至少包括：起始时序、数据时序、停止时序：
其中，所述起始时序表示发送方向接收方的一次通信的开始；
其中，所述数据时序表示发送方向接收方的一次通信的指令或数据；
其中，所述停止时序表示发送方向接收方的一次通信的结束。
7.如权利要求5所述串接通信系统的通信方法，其特征在于所述的数据传送时序还包括对接收方的通信模式寄存器的配置，接收方根据解析出的指令判断是否需要设置，若需要，则重新配置。
8.如权利要求5所述串接通信系统的通信方法，其特征在于所述的数据传送时序还包括对接收方的地址寄存器的配置，接收方根据解析出的指令判断是否需要设置及设置的地址值，若需要，则重新配置。
9.如权利要求1至4任一项所述的串接通信系统，其特征在于，主机对N个从机进行一次直通模式配置的通信，主机通过串接N个从机，与各从机进行通信，包括如下步骤：
(1)主机向第1从机发送直通模式配置时序；
(2)第1从机作为接收方，接收直通模式配置时序；
(3)若接收方的通信模式寄存器处于直通模式，接收方将数据传送时序直接传递到接收方的发送端；
(4)若接收方的通信模式寄存器处于级联模式，接收方解析出直通模式配置，产生新的直通模式配置时序到接收方的发送端，发送给下一从机，然后接收方的通信模式寄存器改为直通模式；
(5)若接收方为串接的最后一个从机，则本次通信结束；否则，执行下一步；
(6)以后各级串接的从机依次作为接收方，返回步骤(4)。
10.如权利要求1至4任一项所述的串接通信系统，其特征在于，主机对N个从机进行一次级联模式配置的通信，主机通过串接N个从机，与各从机进行通信，包括如下步骤：
(1)主机向第1从机发送级联模式配置时序；
(2)第1从机作为接收方，接收级联模式配置时序；
(3)若接收方的通信模式寄存器处于直通模式，接收方将数据传送时序直接传递到接收方的发送端，接收方解析出级联模式配置，将接收方的通信模式寄存器改为级联模式；
(4)若接收方的通信模式寄存器处于级联模式，接收方解析出级联模式配置，产生新的级联模式配置时序到接收方的发送端，发送给下一从机；
(5)若接收方为串接的最后一个从机，则本次通信结束；否则，执行下一步；
(6)以后各级串接的从机依次作为接收方，返回步骤(4)。
11.如权利要求1至4任一项所述的串接通信系统，其特征在于，主机对N个从机进行一次地址配置的通信，主机通过串接N个从机，主机的发送端连接第1从机的接收端，从机的发送端连接下一从机的接收端，与各从机进行通信，包括如下步骤：
(1)若N个从机的通信模式寄存器都为级联模式，则直接进入步骤(2)，否则主机对N个从机进行一次通信模式寄存器的配置，将所有N个从机的通信模式寄存器配置为级联模式；
(2)主机向第1从机发送地址寄存器配置时序；
(3)第1从机作为接收方接收地址寄存器配置时序；
(4)因接收方的通信模式寄存器处于级联模式，接收方解析出地址寄存器配置，保存到地址寄存器，然后接收方产生新的地址寄存器配置时序到接收方的发送端，发送给下一从机；
(5)若接收方为串接的最后一个从机，则本次通信结束；否则，执行下一步；
(6)以后各级串接的从机依次作为接收方，返回步骤(4)。
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