CN102236630A - 多设备连接系统 - Google Patents

Abstract

一种多设备连接系统，包括一主设备、若干从设备及一连接所述主设备与所述从设备的总线，每一从设备包括一防错电路，每一防错电路包括一控制单元、一锁定单元及一开关单元，当一从设备接入系统时，新接入从设备的控制单元发送一请求信号给所述主设备，所述主设备接收到所述请求信号后，根据其与系统中其他从设备的通讯状态来输出相应的信号给新接入从设备的控制单元，新接入从设备的控制单元根据接收到的信号来控制新接入从设备的锁定单元，进而控制新接入从设备的开关单元的断开与闭合。上述多设备连接系统能在正常工作的状态下接入新的从设备，从而提高了系统使用的便利性。

Description

多设备连接系统

技术领域

本发明涉及一种多设备连接系统。

背景技术

在多设备连接系统(如环境监控系统)中，通常使用菊链方式来连接主设备与多台从设备，且主设备与多台从设备之间通常通过I2C(Inter-IntegratedCircuit)总线进行通讯。为了避免I2C总线传输的信息出现错误，该系统须在所有设备安装好后开机。因此，当系统中要新增从设备时，须先将系统中所有的设备关机，待新的从设备接入后再重新开机。此新增从设备的过程繁琐且影响系统的正常工作。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种能在系统工作状态下接入新的从设备的多设备连接系统。

一种多设备连接系统，包括一主设备、若干从设备及一连接所述主设备与所述从设备的总线，每一从设备包括一防错电路，每一防错电路包括一控制单元、一锁定单元及一开关单元，所述控制单元通过所述锁定单元与所述开关单元相连，且所述控制单元及开关单元均通过所述总线与所述主设备相连，当一从设备接入系统时，新接入从设备的防错电路的控制单元发送一请求信号给所述主设备，所述主设备接收到所述请求信号后侦测所述主设备与系统中其它从设备的通讯状态，当所述主设备正与系统中其它从设备通讯时，所述主设备输出一第一信号给新接入从设备的控制单元，新接入从设备的控制单元接收到所述第一信号后通过新接入从设备的锁定单元输出一第二信号以断开新接入从设备的开关单元，进而断开新接入从设备与主设备之间的数据通信；当所述主设备未与系统中其它从设备通讯时，所述主设备输出一第三信号给新接入从设备的控制单元，新接入从设备的控制单元接收到所述第三信号后通过新接入从设备的锁定单元输出一第四信号以闭合新接入从设备的开关单元，并输出一锁定信号给新接入从设备的锁定单元，以使新接入从设备的锁定单元恒输出所述第四信号，从而维持新接入从设备的开关单元的闭合以使新接入从设备与主设备之间进行数据通信。

上述多设备连接系统通过在每一从设备中设置防错电路来实现在系统正常工作的状态下接入新的从设备，而不会导致系统中传输的信息出现错误的功能，从而提高了所述多设备连接系统使用的便利性。

附图说明

下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述：

图1是本发明多设备连接系统较佳实施方式的设备连接示意图。

图2是图1中的主设备与一从设备通讯的原理框图。

图3是图1中各从设备的防错电路的电路图。

主要元件符号说明

多设备连接系统      10

主设备              100

从设备              200

防错电路            220

控制单元            222

微控制器            224

开关单元            226

锁定单元            228

总线                300

数据信号线          320

时钟信号线          340

使能信号线          360

状态信号线          380

开关元件            Q1-Q5

电阻                R1-R4

与门器件                    U

具体实施方式

请参考图1，本发明多设备连接系统10的较佳实施方式包括一主设备100、若干从设备200及一连接所述主设备100与所述从设备200的总线300。每一从设备200包括一防错电路220。所述总线300包括一数据信号线320、一时钟信号线340、一使能信号线360及一状态信号线380。在本实施方式中，所述数据信号线320及所述时钟信号线340分别为I2C(Inter-IntegratedCircuit)总线的数据信号线及时钟信号线。

请共同参考图2及图3，所述防错电路220包括一控制单元222、一开关单元226及一锁定单元228。所述控制单元222通过所述使能信号线360及状态信号线380与所述主设备100相连，并通过所述锁定单元228与所述开关单元226相连，还直接与所述开关单元226相连。所述开关单元226通过所述数据信号线320及时钟信号线340与所述主设备100相连。

所述控制单元222包括一与门器件U及一微控制器224。所述与门器件U包括三个输入端1-3及一输出端4。所述与门器件U的输入端1与微控制器224相连以接收一数据信号Slave_I2C_Data，输入端2与微控制器224相连以接收一时钟信号Slave_I2C_Clock，输入端3与所述使能信号线360相连以接收一使能信号Slave_Enable，输出端4与所述锁定单元228的第一输入端相连。所述微控制器224与所述状态信号线380相连以输出一请求信号Read_Status给所述主设备100，并与所述锁定单元228的第二输入端相连以输出一锁定信号Latch给所述锁定单元228，还与所述锁定单元228的输出端相连以接收所述锁定单元228输出的控制信号I2C_Switch。

所述开关单元226包括两个开关元件Q1、Q2及两个电阻R1、R2。所述开关元件Q1的第一端与所述锁定单元228的输出端相连以接收所述控制信号I2C_Switch，所述开关元件Q1第二端与所述与门器件U的输入端1相连，还通过所述电阻R1与一电源Vcc相连，所述开关元件Q1的第三端与所述数据信号线320相连以接收一数据信号I2C_Data。所述开关元件Q2的第一端与所述开关元件Q1的第一端相连。所述开关元件Q2的第二端与所述与门器件U的输入端2相连，还通过所述电阻R2与所述电源Vcc相连，所述开关元件Q2的第三端与所述时钟信号线340相连以接收一时钟信号I2C_Clock。

所述锁定单元228包括三个开关元件Q3-Q5及两个电阻R3、R4。所述开关元件Q3的第一端作为所述锁定单元228的第一输入端与所述与门器件U的输出端4相连，所述开关元件Q3的第二端通过所述电阻R3与所述电源Vcc相连，所述开关元件Q3的第三端接地。所述开关元件Q4的第一端与所述开关元件Q3的第二端相连，所述开关元件Q4的第二端通过所述电阻R4与所述电源VCC相连，并作为所述锁定单元228的输出端与所述微控制器224、所述第一开关元件Q1及所述第二开关元件Q2的第一端相连，以输出所述控制信号I2C_Switch给所述微控制器224、所述第一开关元件Q1及所述第二开关元件Q2。所述开关元件Q5的第一端作为所述锁定单元228的第二输入端与所述微控制器224相连以接收所述锁定信号Latch，所述开关元件Q5的第二端与所述开关元件Q4的第三端相连，所述开关元件Q5的第三端接地。

在本实施方式中，所述开关元件Q1-Q5均为NMOS管，所述开关元件Q1-Q5的第一、第二及第三端分别对应NMOS管的栅极、漏极及源极。所述数据信号I2C_Data、Slave_I2C_Data及所述时钟信号I2C_Clock、Slave_I2C_Clock均符合I2C总线规范，即不传输信息时，所述数据信号I2C_Data、Slave_I2C_Data及所述时钟信号I2C_Clock、Slave_I2C_Clock均处于高电位。

当一从设备200接入所述多设备连接系统10时，新接入从设备200的微控制器224通过所述状态信号线380输出一低电位的请求加入系统的请求信号Read_Status给所述主设备100。所述主设备100接收到所述请求信号Read_Status后，侦测其与系统中其它从设备200的通讯状态，并根据侦测结果来输出相应的使能信号Slave_Enable给新接入的从设备200。

在新的从设备200接入所述多设备连接系统10后，如果所述主设备100正与系统中其它从设备200通讯，所述主设备100通过所述使能信号线360输出一低电位的使能信号Slave_Enable给新接入的从设备200，新接入从设备200的防错电路220接收到低电位的使能信号Slave_Enable后，其内部元件的工作过程如下：所述与门器件U的输入端3接收到低电位的使能信号Slave_Enable，所述与门器件U的输出端4输出一低电位信号以关闭所述开关元件Q3。所述开关元件Q5因其第一端接收到所述微控制器224输出的高电位的锁定信号Latch而导通。所述开关元件Q4因其第一端接收到高电位信号而导通，其第二端输出的控制信号I2C_Switch处于低电位，所述开关元件Q1、Q2因其第一端接收到低电位的控制信号I2C_Switch而截止。所述微控制器224输出的数据信号Slave_I2C_Data及时钟信号Slave_I2C_Clock不能通过所述开关元件Q1、Q2传输到所述数据信号线320及时钟信号线340，从而不会影响所述主设备100与其它从设备200的正常通讯，也不会造成I2C总线上传输的数据出现错误。在本实施方式中，所述微控制器224只有在接收到高电位的控制信号I2C_Switch时，才会将输出的锁定信号Latch切换至低电位，以关闭所述开关元件Q5，从而使所述开关元件Q4维持在截止状态；否则，所述锁定信号Latch处于高电位，所述开关元件Q5保持在导通状态，所述开关元件Q4能正常工作。

在新的从设备200接入所述多设备连接系统10后，如果所述主设备100未与系统中其它从设备200通讯，所述主设备100通过所述使能信号线360输出一高电位的使能信号Slave_Enable给新接入的从设备200，新接入从设备200的防错电路220接收到高电位的使能信号Slave_Enable后，其内部元件的工作过程如下：所述与门器件U的输入端3接收到高电位的使能信号Slave_Enable，所述与门器件U的输出端1、2分别接收所述微控制器224输出的数据信号Slave_I2C_Data及时钟信号Slave_I2C_Clock。且当所述数据信号Slave_I2C_Data及时钟信号Slave_I2C_Clock均处于高电位，即不传输信息时，所述与门器件U的输出端4输出一高电位信号以开启所述开关元件Q3，所述开关元件Q4截止，所述控制信号I2C_Switch变为高电位，所述开关元件Q1、Q2导通，所述主设备100的数据信号I2C_Data及时钟信号I2C_Clock与新接入从设备200的数据信号Slave_I2C_Data及时钟信号Slave_I2C_Clock可相互通讯。所述微控制器224接收到高电位的控制信号I2C_Switch后，将其输出的锁定信号Latch切换至低电位，所述开关元件Q5截止，此时，不管所述与门器件U的输出端4输出信号电位的高低，所述开关元件Q4保持截止状态，所述控制信号I2C_Switch保持在高电位，以确保所述主设备100与新接入的从设备200的正常通讯。所述微控制器224还将输出的状态信号Read_Status切换至高电位，所述主设备100接收到高电位的状态信号Read_Status后，认为新接入的从设备200已经正确的接入系统，整个系统进入正常工作状态。

所述多设备连接系统10通过在每一从设备200中设置防错电路220，并在所述总线300中设置所述使能信号线360及状态信号线380，实现了在所述多设备连接系统10正常工作的状态下接入新的从设备200，而不会导致所述数据信号线320及时钟信号线340上传输的数据信号I2C_Data及时钟信号I2C_Clock出现错误的功能，从而提高了所述多设备连接系统10使用的便利性。

Claims (8)

1.一种多设备连接系统，包括一主设备、若干从设备及一连接所述主设备与所述从设备的总线，每一从设备包括一防错电路，每一防错电路包括一控制单元、一锁定单元及一开关单元，所述控制单元通过所述锁定单元与所述开关单元相连，且所述控制单元及开关单元均通过所述总线与所述主设备相连，当一从设备接入系统时，新接入从设备的防错电路的控制单元发送一请求信号给所述主设备，所述主设备接收到所述请求信号后侦测所述主设备与系统中其它从设备的通讯状态，当所述主设备正与系统中其它从设备通讯时，所述主设备输出一第一信号给新接入从设备的控制单元，新接入从设备的控制单元接收到所述第一信号后通过新接入从设备的锁定单元输出一第二信号以断开新接入从设备的开关单元，进而断开新接入从设备与主设备之间的数据通信；当所述主设备未与系统中其它从设备通讯时，所述主设备输出一第三信号给新接入从设备的控制单元，新接入从设备的控制单元接收到所述第三信号后通过新接入从设备的锁定单元输出一第四信号以闭合新接入从设备的开关单元，并输出一锁定信号给新接入从设备的锁定单元，以使新接入从设备的锁定单元恒输出所述第四信号，从而维持新接入从设备的开关单元的闭合以使新接入从设备与主设备之间进行数据通信。

2.如权利要求1所述的多设备连接系统，其特征在于：所述总线包括一数据信号线、一时钟信号线、一使能信号线及一状态信号线。

3.如权利要求2所述的多设备连接系统，其特征在于：所述控制单元包括一微控制器及一与门器件，所述与门器件的第一输入端与所述微控制器相连以接收一数据信号，所述与门器件的第二输入端与所述微控制器相连以接收一时钟信号，所述与门器件的第三输入端与所述使能信号线相连以接收所述主设备输出的第一及第三信号，所述微控制器还与所述状态信号线相连以输出所述请求信号给所述主设备。

4.如权利要求3所述的多设备连接系统，其特征在于：所述开关单元包括一第一开关元件及一第二开关元件，所述第一开关元件的第一端与所述锁定单元的输出端相连，所述第一开关元件的第二端与所述与门器件的第一输入端相连，所述第一开关元件的第三端与所述数据信号线相连，所述第二开关元件的第一端与所述第一开关元件的第一端相连，所述第二开关元件的第二端与所述与门器件的第二输入端相连，所述第二开关元件的第三端与所述时钟信号线相连，当所述第一及第二开关元件闭合时，所述主设备与从设备之间能传输数据及时钟信号。

5.如权利要求4所述的多设备连接系统，其特征在于：所述锁定单元包括一第三开关元件、一第四开关元件及一第五开关元件，所述第三开关元件的第一端作为所述锁定单元的第一输入端与所述与门器件的输出端相连，所述第三开关元件的第二端通过一电阻与一电源相连，所述第四开关元件的第一端与所述第三开关元件的第二端相连，所述第四开关元件的第二端作为所述锁定单元的输出端与所述微控制器、所述第一及第二开关元件的第一端相连，以输出所述第二及第四信号给所述微控制器、所述第一及第二开关元件，所述第四开关元件的第二端还通过一电阻与所述电源相连，所述第五开关元件的第一端作为所述锁定单元的第二输入端与所述微控制器相连以接收所述锁定信号，所述第五开关元件的第二端与所述第四开关元件的第三端相连，所述第三及第五开关元件的第三端接地，当所述与门器件输出一低电位的信号时，所述第三开关元件截止，所述第四开关元件导通，所述锁定单元的输出端输出所述第二信号；当所述与门器件输出一高电位的信号时，所述第三开关元件导通，所述第四开关元件截止，所述锁定单元的输出端输出所述第四信号，所述第一及第二开关元件导通，所述微控制器接收到所述第四信号后将输出的锁定信号切换到低电位，所述第五开关元件截止，所述第四开关元件截止，所述锁定单元的输出端恒输出所述第四信号。

6.如权利要求5所述的多设备连接系统，其特征在于：所述第一、第二、第三、第四及第五开关元件均为NMOS管，所述第一、第二、第三、第四及第五开关元件的第一、第二及第三端分别对应NMOS管的栅极、漏极及源极。

7.如权利要求4所述的多设备连接系统，其特征在于：所述第一及第二开关元件的第二端还分别通过一电阻与所述电源相连。

8.如权利要求2所述的多设备连接系统，其特征在于：所述数据信号线及时钟信号线分别为I2C总线的数据信号线及时钟信号线。

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