CN104750648A - 基于双线总线的单向通讯控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于双线总线的单向通讯控制装置，主设备1与多台从设备2通过通讯线a和时钟信号线b连接，主设备1产生的数据信号包括通讯用数据，地址数据，脉冲数据；时钟信号包括第1时钟和第2时钟。从设备2包括计脉冲电路2a,条件判断电路2b，地址比较电路2c，锁存电路2d，数据暂存电路2e，数据信号在第1时钟信号下被采样，移送到数据暂存电路暂存，计脉冲电路在第2时钟下对脉冲数据进行计数,产生使能信号，地址比较电路对从设备的硬件地址与暂存的地址比较，产生判断值，条件判断电路根据使能信号与判断值，产生控制信号，锁存电路根据控制信号与第2时钟信号产生锁存信号，数据暂存电路在锁存信号和第2时钟的控制下，将暂存的通讯数据输出到外接设备。

Description

基于双线总线的单向通讯控制装置及方法

技术领域

本发明涉及一种基于双线总线的单向通讯控制装置，尤其涉及主设备与多台从设备之间的单向通讯控制。

背景技术

为了实现主设备连接控制多台从设备的需求，现有技术中，通常采用在主设备上为多台从设备设计对应的接口，从设备通过对应的接口与主设备连接，或者在从设备上设计微处理器，对主设备的控制信号进行识别的方法。前者，主设备主板上需要有多个硬件接口，这样会过多占用主板面积和微处理器I/O资源；后者，在从设备上需要设计微处理器和相应程序，这样设计实现起来比较复杂繁琐。无论哪种方式，都会增加设计难度和维护成本。

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种设计简单，易于维护的基于双线总线的单向通讯装置。

发明内容

本发明的第1技术方案为一种基于双线总线的单向通讯控制装置，其特征在于，包括主设备(1)和多台从设备(2)，主设备(1)与多台从设备(2)通过共同的通讯线(a)和时钟线(b)连接，主设备(1)产生的数据信号与时钟信号，通过通讯线(a)和时钟线(b)传送到各个从设备(2)，所述数据信号包括通讯用数据，地址数据，脉冲数据，所述时钟包括用于对通讯用数据，地址数据采样用的第1时钟和对脉冲数据计数用的第2时钟，各个所述从设备(2)具有不同的硬件地址或相同的硬件地址，或者一部分的所述从设备(2)具有不同的硬件地址，所述从设备(2)包括计脉冲电路(2a),条件判断电路(2b)，地址比 较电路(2c)，锁存电路(2d)，数据暂存电路(2e)，所述数据暂存电路(2e)，在第1时钟的控制下对通讯用数据、地址数据采样，采样的数据分别暂存在所述数据暂存电路(2e)中的不同区域，所述地址比较电路(2c)与所述数据暂存电路(2e)中存储地址数据的区域连接，对暂存在所述数据暂存电路(2e)中的地址与从设备(2)的硬件地址进行比较，两者一致时(t1)产生判断值，所述计脉冲电路(2a)在第2时钟时的控制下对脉冲数据计数，在计数到规定位数时(t2)，产生使能信号，所述条件判断电路(2b)在所述地址比较电路(2c)产生判断值，并且所述计脉冲电路(2a)产生使能信号时(t2)，产生控制信号，所述锁存电路(2d)在所述第2时钟的控制下，并且所述条件判断电路(2b)产生控制信号时(t2)，产生锁存信号，所述数据暂存电路(2e)中存储通讯用数据的区域与外接设备连接，在所述锁存电路(2d)产生锁存信号时(t2)，所述数据暂存电路(2e)将暂存的通讯数据输送到所述外接设备。

本发明的第2技术方案基于第1技术方案，其特征在于，所述第2时钟不同于第1时钟,其在计脉冲电路接收通讯线(a)产生的脉冲期间保持逻辑1的状态不变。。

本发明的第3技术方案基于第2技术方案，其特征在于，所述数据暂存电路(2e)对所述通讯用数据、地址数据进行串转并转换，以并行的方式存储通讯用数据、地址数据。

本发明的第4技术方案基于第3技术方案，其特征在于，所述数据暂存电路(2e)，根据逻辑1与逻辑0不断变换的第1时钟信号，将所述通讯用数据和地址数据，依次推送到暂存电路中，地址数据在并行数据的低位，通讯用数据位于并行数据的高位，低位与所述地址比较电路(2c)连接，高位与所述外接设备连接。

本发明的第5技术方案基于第4技术方案，其特征在于，一部分所述从设备(2)的硬件地址为可选配的硬件地址或全部所述从设备(2)的硬件地址为可选配的硬件地址。

本发明的第6技术方案基于第1至5中任一技术方案，其特征在于， 所述外接设备为显示装置或控制装置，所述通讯用数据为显示用数据或控制用数据。

效果

根据本发明，主设备(1)与多台从设备(2)之间采用双线物理连接，主设备(1)只要向通讯线(a)和时钟线(b)发送信号与时钟配合从设备(2)的硬件地址，即可从多台从设备(2)中选择接受其发送的通讯用数据的从设备(2)，即不需要在主设备(1)上设置分别与不同从设备连接的接口，也不需要在从设备(2)中设置用于识别的控制微处理器，具有设计容易和维护成本低的效果，并由于从设备无需设置控制微处理器的芯片等昂贵器件，减少了成本。

附图说明

图1是基于双线总线的单向通讯控制装置中，主设备与从设备之间的通讯线连接图；

图2是从设备的结构框图；

图3是各信号的时序图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的基于双线总线的单向通讯控制装置，由主设备1与多台从设备2构成，主设备1与多台从设备2之间采用双线物理连接，其中，一个是通讯线a，另一个是时钟线b。在本实施方式中，主设备1为加油站加油机中的控制装置，主设备1在控制过程中产生的各种信息，需要通过不同的显示装置显示。各个显示装置通过不同的从设备2(2’、2”…)与通讯线a，时钟线b连接，从设备2根据主设备1发送到通讯线a的显示用信号和时钟线b上的时钟信号，对显示用信号进行选择，将其输送到所连接的显示装置显示。各个从设备2具有可选配的硬件地址，但也可以是一部分的从设备2具有可选配的硬件地址。硬件地址为可选配的方式时，对于硬件地址的变更以及升级带来了方便。各个从设备2的硬件地址既可以相同也可以不同也可以一部 分从设备2的硬件地址不同，可以根据需要选定。对于不同的显示装置需要显示同样的数据时，选用相同的硬件地址，不需要时选用不同的硬件地址。

主设备1中设有产生信号和时钟的微处理器1a，信号包括显示(通讯)数据、地址数据、脉冲数据；时钟包括用于对通讯用数据，地址数据采样用的第1时钟和对脉冲数据计数用的第2时钟。第1时钟的周期根据采样的需要设置，第2时钟根据脉冲数量计数的设定值设置，即第2时钟在计脉冲期间保持逻辑1状态不变，在第2时钟的逻辑1状态周期内，脉冲能够被计数到设定值。

地址数据一位表示有2种地址数据。 

计数脉冲为2的N次方，N非0且N为整数。

各个从设备2(2’、2”…)除硬件地址外，具有相同的结构，以下根据图2对其进行说明。从设备2包括计脉冲电路2a,条件判断电路2b，地址比较电路2c，锁存电路2d，数据暂存电路2e。

以下根据图3的时序图，对从设备2的工作状态进行说明。

在t0时刻，通讯线a上产生显示数据，时钟线b上产生第1时钟。数据暂存电路2e，根据第1时钟的逻辑1与逻辑0的不断变换对显示数据采样，采样的数据根据顺序由低位向高位推送暂存在数据暂存电路2e中。

在显示数据采样完成后、同样在第1时钟的控制下对地址数据采样，采样的数据根据顺序由低位向高位推送暂存在数据暂存电路2e中。采样完成后，显示数据位于暂存器的高位，地址数据位于暂存器的低位，完成串转并的转换。暂存器的高位(存储显示数据的区域)以并行的方式与显示装置连接，暂存器的低位(存储地址数据的区域)以并行的方式与地址比较电路2c连接。地址比较电路2c与存储有从设备2硬件地址的存储器连接。

在地址比较电路2c中，暂存在数据暂存电路2e中的地址不断地与从设备2的硬件地址进行比较，两者一致的t1时产生判断值，该判断值被输送到条件判断电路2b。

在第1时钟时，由于第1时钟的逻辑状态不断变换，计脉冲电路2a无法有效的对显示数据和地址数据的脉冲计数(即不断的计数和置零)，在第2时钟时，第2时钟的逻辑1状态周期根据计数脉冲数量的设定值设置，在第2时钟时的逻辑1状态控制下计脉冲电路2a开始有效的计数而数据暂存电路2e的数据不会受到影响，在对脉冲数据的计数到规定值时t2，计脉冲电路2a产生使能信号，该使能信号被输出到条件判断电路2b。

此时，条件判断电路2b产生控制信号，控制信号被输出到锁存电路2d。

由于锁存电路2d上的时钟是第2时钟的逻辑1状态，在第2时钟的控制下，锁存电路2d产生锁存信号，该锁存信号被输出到数据暂存电路2e。

在锁存信号的控制下，暂存在数据暂存电路2e中的显示数据以并行的方式输送显示装置，进行显示。

在t3时刻，第2时钟由逻辑1状态变化到逻辑0，此时，由于计脉冲电路2a的计数值置零，计脉冲电路2a的使能信号，条件判断电路2b的控制信号和锁存电路2d的锁存信号停止输出。

在下一帧的显示数据到来时，重复上述的过程。并且，数据暂存电路2e中存储的数据会被新的数据所取代完成数据的更新，在地址数据更新的过程中，由于与从设备2的硬件地址产生不一致，比较电路2c停止判断值的输出。

由以上说明可知，本发明基于串行双总线控制技术，通过级联方式，设置从设备上可配的硬件地址，在实现任意一个从设备工作的基础上，可以扩展实现多个从设备工作。

由于主设备1与多台从设备2之间采用双线物理连接，主设备只要向通讯线a和时钟信号线b发送数据与时钟即可选择从设备接受其发送的显示数据，即不需要主设备1具有分别与从设备设置对应的接口，从设备2也不需要设置控制用的微处理器，具有设计容易和维护成本低的效果，并由于从设备无需控制芯片等昂贵器件，减少了成本。

并且，由于采用两种不同周期的时钟，计脉冲电路2a不需要区分显示数据、地址数据和脉冲数据即可对脉冲数据进行计数，简化了计脉冲电路2a，进一步降低了成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，如在本实施方式中，以加油站加油机的显示数据为例对本发明进行了说明，但不限于加油站加油机和显示数据，也可用于控制装置中的控制用数据的传输，只要在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于双线总线的单向通讯控制装置，其特征在于，包括主设备(1)和多台从设备(2)，主设备(1)与多台从设备(2)通过共同的通讯线(a)和时钟线(b)连接，主设备(1)产生的数据信号与时钟信号，通过通讯线(a)和时钟线(b)传送到各个从设备(2)，所述数据信号包括通讯用数据，地址数据，脉冲数据，所述时钟包括用于对通讯用数据，地址数据采样用的第1时钟和对脉冲数据计数用的第2时钟，各个所述从设备(2)具有不同的硬件地址或相同的硬件地址，或者一部分的所述从设备(2)具有不同的硬件地址。

所述从设备(2)包括计脉冲电路(2a),条件判断电路(2b)，地址比较电路(2c)，锁存电路(2d)，数据暂存电路(2e)，

所述数据暂存电路(2e)，在第1时钟的控制下对通讯用数据、地址数据采样，采样的数据分别暂存在所述数据暂存电路(2e)中的不同区域，

所述地址比较电路(2c)与所述数据暂存电路(2e)中存储地址数据的区域连接，对暂存在所述数据暂存电路(2e)中的地址与从设备(2)的硬件地址进行比较，两者一致时(t1)产生判断值，

所述计脉冲电路(2a)在第2时钟时的控制下对脉冲数据计数，在计数到规定位数时(t2)，产生使能信号，

所述条件判断电路(2b)在所述地址比较电路(2c)产生判断值，并且所述计脉冲电路(2a)产生使能信号时(t2)，产生控制信号，

所述锁存电路(2d)在所述第2时钟的控制下，并且所述条件判断电路(2b)产生控制信号时(t2)，产生锁存信号，

所述数据暂存电路(2e)中存储通讯用数据的区域与外接设备连接，在所述锁存电路(2d)产生锁存信号时(t2)，所述数据暂存电路(2e)将暂存的通讯数据输送到所述外接设备。

2.根据权利要求1记载的一种基于双线总线的单向通讯控制装置，其特征在于，所述第2时钟不同于第1时钟,其在计脉冲电路接收通讯线(a)产生的脉冲期间保持逻辑1的状态不变。

3.根据权利要求2记载的一种基于双线总线的单向通讯控制装置，其特征在于，所述数据暂存电路(2e)对所述通讯用数据、地址数据进行串转并转换，以并行的方式存储通讯用数据、地址数据。

4.根据权利要求3记载的一种基于双线总线的单向通讯控制装置，其特征在于，所述数据暂存电路(2e)，根据逻辑1与逻辑0不断变换的第1时钟信号，将所述通讯用数据和地址数据，依次推送到暂存电路中，地址数据在并行数据的低位，通讯用数据位于并行数据的高位，低位与所述地址比较电路(2c)连接，高位与所述外接设备连接。

5.根据权利要求4记载的一种基于双线总线的单向通讯控制装置，其特征在于，一部分所述从设备(2)的硬件地址为可选配的硬件地址或全部所述从设备(2)的硬件地址为可选配的硬件地址。

6.根据权利要求1至5中任一项所记载的一种基于双线总线的单向通讯控制装置，其特征在于，所述外接设备为显示装置或控制装置，所述通讯用数据为显示用数据或控制用数据。