CN105550154A - 一种基于单总线分时复用的双向传输系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于单总线分时复用的双向传输系统及其方法，其中，双向传输系统中包括：第一微控制器、数据分配芯片、数据选择芯片以及双向传输器件，其中，第一微控制器通过第一总线接口分别与数据分配芯片连接，数据选择芯片与多个双向传输器件及第一微控制器的第二总线接口连接，数据选择芯片与第一微控制器通信连接；数据分配芯片根据第一微控制器经第一总线接口发送的第一控制指令选择相应的输出端并控制该输出端的输出；数据选择芯片根据第一微控制器经第二总线接口发送的第二控制指令将其输出数据与双向传输器件传输的数据进行匹配。其通过同一个总线接口实现多个双向传输器件的控制，节约了微控制器系统资源的同时便于统一管理。

Description

一种基于单总线分时复用的双向传输系统及其方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于单总线分时复用的双向传输系统及其方法。

背景技术

随着科技的发展，工业生产上使用的各种器件越来越小型化和智能化。又随着物联网的兴起，器件集成化逐步受到关注和广泛应用，比如说，工业生产上常用的传感器就越来越集成化，较为常用的包括集成化的温度传感器、湿度传感器、气体传感器等。

对于集成化的器件来说，微控制器只需要一线通信就可以对其实现配置和数据的获取，相比于非集成化的器件来说不仅方便而且节约资源，但是在同一系统中，微控制器对集成化器件的控制同样存在问题。以传感器为例：型号为DS18B20的温度传感器就是一种基于单总线的传感器，在对其进行控制的过程中，微控制器只需要一根线就可对其进行读/写操作。但是，其与微控制器进行通信的过程中使用的通信协议是只适于这一种型号的传感器，并不能兼容其他型号同类型的传感器，即两种不同型号的基于单总线的传感器需要微控制器配备两个不同的总线接口(GPIO(GeneralPurposeInputOutput，通用输入/输出接口)接口)。

这样，在同一系统中，每个传感器都要对应微控制器的一个总线接口，且各个传感器之间采用独立的数据通道，独立的CS(ChipSelect)片选控制端，无疑大大浪费了微控制器的总线接口资源，也不方便微控制器对多组传感器的统一管理。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种基于单总线分时复用的双向传输系统及其方法，其通过同一个总线接口实现多个双向传输器件的控制，节约了微控制器系统资源的同时便于统一管理。

本发明提供的技术方案如下：

一种基于单总线分时复用的双向传输系统，包括：第一微控制器、至少一个数据分配芯片、至少一个数据选择芯片以及多个双向传输器件，其中，

所述第一微控制器通过第一总线接口分别与每个所述数据分配芯片的输入端连接，每个所述数据分配芯片与多个所述双向传输器件连接，且每个所述数据分配芯片连接双向传输器件的数量与其输出端的数量匹配；每个所述数据选择芯片分别与所述多个双向传输器件的输出端及所述第一微控制器的第二总线接口连接，且每个所述数据选择芯片连接双向传输器件的数量与其输入端的数量匹配；所述数据选择芯片的输出端与所述第一微控制器通信连接；

所述数据分配芯片根据所述第一微控制器经所述第一总线接口发送的第一控制指令选择相应的输出端并控制该输出端的输出，进而实现与该输出端连接的双向传输器件的配置操作；

所述数据选择芯片根据所述第一微控制器经所述第二总线接口发送的第二控制指令将其输出数据与双向传输器件传输的数据进行匹配。

在本技术方案中，描述到的“每个所述数据分配芯片连接双向传输器件的数量与其输出端的数量匹配”，匹配具体指一个数据分配芯片连接的双向传输器件的数量最多与其输出端的数量一致，即数据分配芯片的输出端可以都连接上双向传输器件，也可以部分连接，根据系统中双向传输器件的数量来定。“每个所述数据选择芯片连接双向传输器件的数量与其输入端的数量匹配”中的匹配的意思与前面一个相同。

进一步优选地，所述双向传输系统中还包括一分别与每个所述数据选择芯片的输出端连接的转换端口，所述数据选择芯片通过所述转换端口与所述第一微控制器通信连接。

进一步优选地，所述双向传输系统中还包括第二微控制器，所述第二微控制器通过其总线接口与所述转换端口连接；

所述第一微控制器和所述第二微控制器分别包括一通信模块，所述第一微控制器和所述第二微控制器之间通过所述通信模块通信连接。

进一步优选地，所述第一控制指令中包括：输入信号、第一地址选择信号以及第一使能信号；

所述第一微控制器通过所述第一使能信号控制相应数据分配芯片的通断；

所述第一微控制器通过所述第一地址选择信号选择所述数据分配芯片中的输出端；同时，所述第一微控制器控制选中的该输出端输出所述输入信号；

和/或，

所述第二控制指令中包括：第二地址选择信号和第二使能信号；

所述第二微控制器通过所述第二使能信号控制相应数据选择芯片的通断；

所述第二微控制器通过所述第二地址选择信号指令将其输出数据与双向传输器件传输的数据进行匹配。

进一步优选地，所述第一总线接口中的使能端口的数量与所述数据分配芯片的数量匹配，且每个所述使能端口与一个所述数据分配芯片连接；所述第一微控制器通过所述使能端口发送第一使能信号控制与之连接的数据分配芯片的通断。

进一步优选地，所述双向传输器件为传感器；所述第一微控制器通过所述数据分配芯片配置所述传感器；同时所述第一微控制器通过所述数据选择芯片选择有效输出的传感数据并接收所述数据选择芯片发送的传感数据。

进一步优选地，所述双向传输系统中包括两个所述数据分配芯片和一个所述数据选择芯片，所述数据分配芯片中包括8路输出，所述数据选择芯片包括16路输入；

所述数据分配芯片的每路输出分别与一个所述传感器连接，所述传感器通过所述数据分配芯片的输出端进行配置；

所述数据选择芯片的每路输入分别与一个所述传感器连接；所述传感器通过所述数据选择芯片的输入端将传感数据传输到所述数据选择芯片。

本发明还提供了一种基于单总线分时复用的双向传输方法，应用于上述双向传输系统，所述双向传输方法中包括：

S1第一微控制器经第一总线接口发送第一控制指令；

S2数据分配芯片接收所述第一控制指令并根据所述第一控制指令选择相应的输出端并控制该输出端的输出，进而实现与该输出端连接的双向传输器件的配置操作；

S3双向传输器件获取外界数据并将获取的数据传输至数据选择芯片；

S4第一微控制器经第二总线接口发送第二控制指令；

S5数据选择芯片接收所述第二控制指令并根据所述第二控制指令将其输出数据与双向传输器件传输的数据进行匹配；

S6数据选择芯片将相应双向传输器件的数据传输至第一微控制器。

进一步优选地，在步骤S6中包括：

数据选择芯片通过一通信模块将相应双向传输器件的数据传输至第一微控制器。

进一步优选地，其特征在于，

所述第一控制指令中包括：输入信号、第一地址选择信号以及第一使能信号；

所述第一微控制器通过所述第一使能信号控制相应数据分配芯片的通断；

所述第一微控制器通过所述第一地址选择信号选择所述数据分配芯片中的输出端；同时，所述第一微控制器控制选中的该输出端输出所述输入信号；

和/或，

所述第二控制指令中包括：第二地址选择信号和第二使能信号；

所述第二微控制器通过所述第二使能信号控制相应数据选择芯片的通断；

所述第二微控制器通过所述第二地址选择信号指令将其输出数据与双向传输器件传输的数据进行匹配。

本发明提供的基于单总线分时复用的双向传输系统及其方法，能够带来以下有益效果：

在本发明中，第一微控制器通过第一总线接口与多个数据分配芯片连接，并通过该第一总线接口发送第一控制指令分时对不同双向传输器件进行配置，即分时对不同双向传输器件进行写操作。之后，第一微控制器通过第二总线接口与多个数据选择芯片连接，并通过该第一总线接口发送第二控制指令对数据选择芯片的输出进行控制，即通过该第二控制指令控制哪一路双向传输器件的输出数据有效。

可见，本发明的双向传输系统能够实现基于单总线分时对各个双向传输器件进行配置(对双向传输器件进行写操作)和数据的读取(对双向传输器件进行读操作)；同时能够实现对双向传输器件/数据分配芯片/数据选择芯片的统一管理，如统一管理数据分配芯片/数据选择芯片中数据传输通道的通断(开启或屏蔽)等。

再有，本发明提供的双向传输系统解决了现有系统中不能兼容基于不同通信协议的双向传输器件的挂载的问题，其高效地利用数据选择芯片/数据分配芯片中不同的数据通道，实现在同一系统中对不同种类/型号的双向传输器件的挂载，满足产品的多路输入扩展需求的同时节约了微控制器的总线接口资源和通信接口资源，不再需要使用独立的片选控制端实现不同芯片的控制，便于管理、节约成本。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本发明中基于单总线分时复用的双向传输系统第一种实施方式结构示意图；

图2所示为型号为74LS155的数据分配芯片的输出数据取反真值表；

图3所示为型号为74HC4067的数据选择芯片的输出数据真值表；

图4为本发明中基于单总线分时复用的双向传输系统第二种实施方式结构示意图；

图5为本发明中基于单总线分时复用的双向传输系统第三种实施方式结构示意图；

图6为本发明中基于单总线分时复用的双向传输方法流程示意图。

附图标号说明：

100-双向传输系统，110-第一微控制器，120-数据分配芯片(第一数据分配芯片、第二数据分配芯片、……)，130-数据选择芯片(第一数据选择芯片、……)，140-双向传输器件(第一双向传输器件、第二双向传输器件、……、第n-1双向传输器件、第n双向传输器件)，150-转换端口，160-第二微控制器，111/161-通信模块，A-第一总线接口，B-第二总线接口。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

如图1所示为本发明提供基于单总线分时复用的双向传输系统100的第一种实施方式的结构示意图，从图中可以看出，在该双向传输系统100中包括：第一微控制器110、至少一个数据分配芯片120(如图示中包括的第一数据分配芯片、第二数据分配芯片、……)、至少一个数据选择芯片130(如图示中包括的第一数据选择芯片、……)以及多个双向传输器件140(如图示中包括的第一双向传输器件、第二双向传输器件、……、第n-1双向传输器件、第n双向传输器件)，其中，第一微控制器110通过第一总线接口A分别与每个数据分配芯片120的输入端连接，每个数据分配芯片120与多个双向传输器件140连接，且每个数据分配芯片120连接双向传输器件140的数量与其输出端的数量匹配(每个输出端连接一个双向传输器件140)；每个数据选择芯片130分别与多个双向传输器件140的输出端及第一微控制器110的第二总线接口B连接，且每个数据选择芯片130连接双向传输器件140的数量与其输入端的数量匹配；数据选择芯片130的输出端与第一微控制器110通信连接。

在工作过程中，将第一微控制器110、数据分配芯片120、数据选择芯片130以及双向传输器件140连接好之后；随即第一微控制器110经第一总线接口A将第一控制指令发送到数据分配芯片120，控制相应数据分配芯片120的通断(控制是否向相应双向传输器件140中输入数据)。该第一控制指令中控制导通的数据分配芯片120接收到该第一控制指令之后，随即根据该第一控制指令匹配输出数据的输出端并根据该第一控制指令控制该输出端的输出，从而实现与该输出端连接的双向传输器件140的配置操作(即，完成对与该输出端连接的双向传输器件140的写操作)。这里的配置操作包括具体为根据该第一控制指令中的输入信号配置该双向传输器件140，如对其中的寄存器进行配置等。

通过以上方法分时对各个双向传输器件140进行配置之后，该双向传输器件140即开始获取外界的数据/生成监测数据等，并将生成的数据即时传输到数据选择芯片130。数据选择芯片130接着根据第一微控制器110经由第二总线接口B发送的第二控制指令将其输出数据与双向传输器件140传输的数据进行匹配，即根据该第二控制指令选择输出哪个双向传输器件140传输过来的数据，以此分时将各个双向传输器件140中生成的数据发送到第一微控制器110中。

具体来说，上述第一控制指令中包括：输入信号、第一地址选择信号以及第一使能信号；第一微控制器110通过第一使能信号控制相应数据分配芯片120的通断；第一微控制器110通过第一地址选择信号选择数据分配芯片120中的输出端；同时，第一微控制器110控制选中的输出端输出其中包含的输入信号，该输入信号即用于配置与该输出端连接的双向传感器件。第二控制指令中包括：第二地址选择信号和第二使能信号；第二微控制器160通过第二使能信号控制相应数据选择芯片130的通断；第二微控制器160通过第二地址选择信号指令将其输出数据与双向传输器件140传输的数据进行匹配。

另外，基于以上描述，我们知道，数据分配芯片120和数据选择芯片130的数量是根据实际应用中需要使用的双向传输器件140的数量来确定的，当然也跟选择的数据分配芯片120和数据选择芯片130的型号(数据分配芯片120的输出端的数量/数据选择芯片130输入端的数量)有关。且第一总线接口A中的使能端口的数量与数据分配芯片120的数量匹配，且每个使能端口与一个数据分配芯片120连接；第一微控制器110通过使能端口发送第一使能信号控制与之连接的数据分配芯片120的通断。当然，在实际应用中，假若需要的双向传输器件140的数量较少，甚至少于单个数据分配芯片120的输出端的数量/数据选择芯片130输入端的数量，同样能够使用本实施方式提供的双向传输系统100进行统一管理，只需将悬空的端口接地即可。故，在此，我们对数据分配芯片120、数据选择芯片130以及双向传输器件140的数量以及他们的型号都不作限定，可以根据实际情况进行选择。

在一个具体实施例中，上述数据分配芯片120的型号为74LS155(如图2所示为该芯片输出数据取反真值表，其中该表中“X”表示空，“H”表示高电平，“L”表示低电平)，数据选择芯片130的型号为74HC4067(如图3所示为该芯片输出数据真值表，图3(a)为输入端口A0～A7对应的真值表，图3(b)为输入端口A8～A15对应的真值表；且该表中图“H”表示高电平，“L”表示低电平)，双向传输器件140为传感器；且在实施例中，包括两个数据分配芯片120(分别为第一数据分配芯片和第二数据分配芯片)、一个数据选择芯片130和16个传感器(其中，传感器n1～n8分别与第一数据分配芯片120的8个输出端连接，传感器n9～n16分别与第二数据分配芯片120的8个输出端连接)，数据分配芯片120中包括8路输出，数据选择芯片130包括16路输入(分别为A0～A15，且该数据选择芯片130包括一输出端Z,)，其中，数据分配芯片120的每路输出分别与一个传感器连接；数据选择芯片130的每路输入分别与一个传感器连接。以下我们对该实施例中，双向传输系统100的工作作出详细描述：

由本实施例中包括两个数据分配芯片120，故在第一总线接口A中包括两个使能端，两个使能端发送的第一使能信号包括EnA和EnB，其中第一使能信号EnA控制第一数据分配芯片120的通断、EnB控制第二数据分配芯片120的通断。且在第一控制指令中还包括输入信号D0，第一地址选择信号Addr0、Addr1和Addr2。

具体，通过数据分配芯片120对传感器进行配置的过程为：

首先，第一微控制器110经第一总线接口A发送第一控制指令，并通过该第一控制指令中的第一使能信号EnA和EnB控制相应数据分配芯片120的通断，如，当第一使能信号中EnA＝0、EnB＝1，则第一数据分配芯片120导通，允许第一数据分配芯片120与之连接的传感器n1～n8的数据输入；当第一使能信号中EnA＝1、EnB＝0，则第二数据分配芯片120导通，允许第二数据分配芯片120对与之连接的传感器n9～传感器n16的数据输入；当第一使能信号EnA＝1、EnB＝1，则第一分配芯片和第二分配芯片关断，禁止对传感器的数据输入。

通过以上方法选定输出使能之后，通过第一地址选择信号来确定该数据选择芯片130中数据通道DA0～DA7中的输出通道(即哪个输出端输出信号)。

具体包括：

1).当第一使能信号为EnA＝0、EnB＝1时；

且当第一地址选择信号为Addr0＝0、Addr1＝0、Addr2＝0，则选定第一数据分配芯片120的DA0为输出有效数据，即DA0＝D0；当第一地址选择信号Addr0＝1、Addr1＝0、Addr2＝0，则选定第一数据分配芯片120的DA1为输出有效数据，即DA1＝D0；当第一地址选择信号Addr0＝0、Addr1＝1、Addr2＝0，则选定第一数据分配芯片120的DA2为输出有效数据，即DA2＝D0；当第一地址选择信号Addr0＝1、Addr1＝1、Addr2＝0，则选定第一数据分配芯片120的DA3为输出有效数据，即DA3＝D0；当第一地址选择信号Addr0＝0、Addr1＝0、Addr2＝1，则选定第一数据分配芯片120的DA4为输出有效数据，即DA4＝D0；当第一地址选择信号Addr0＝1、Addr1＝0、Addr2＝1，则选定第一数据分配芯片120的DA5为输出有效数据，即DA5＝D0；当第一地址选择信号Addr0＝0、Addr1＝1、Addr2＝1，则选定第一数据分配芯片120的DA6为输出有效数据，即DA6＝D0；当第一地址选择信号Addr0＝1、Addr1＝1、Addr2＝1，则选定第一数据分配芯片120的DA7为输出有效数据，即DA7＝D0。

2).当第一使能信号为EnA＝1、EnB＝0时；

且当第一地址选择信号Addr0＝0、Addr1＝0、Addr2＝0，选定第二数据分配芯片120的DA0为输出有效数据，即DA0＝D0；当第一地址选择信号Addr0＝1、Addr1＝0、Addr2＝0，选定第二数据分配芯片120的DA1为输出有效数据，即DA1＝D0；当第一地址选择信号Addr0＝0、Addr1＝1、Addr2＝0，选定第二数据分配芯片120的DA2为输出有效数据，即DA2＝D0；当第一地址选择信号Addr0＝1、Addr1＝1、Addr2＝0，选定第二数据分配芯片120的DA3为输出有效数据，即DA3＝D0；当第一地址选择信号Addr0＝0、Addr1＝0、Addr2＝1，选定第二数据分配芯片120的DA4为输出有效数据，即DA4＝D0；当第一地址选择信号Addr0＝1、Addr1＝0、Addr2＝1，选定第二数据分配芯片120的DA5为输出有效数据，即DA5＝D0；当第一地址选择信号Addr0＝0、Addr1＝1、Addr2＝1，选定第二数据分配芯片120的DA6为输出有效数据，即DA6＝D0；当第一地址选择信号Addr0＝1、Addr1＝1、Addr2＝1，选定第二数据分配芯片120的DA7为输出有效数据，即DA7＝D0。

3).当第一使能信号为EnA＝1、EnB＝1时，则同时屏蔽第一数据分配芯片120、第二数据分配芯片120数据输出，即停止对所有传感器进行写操作。

通过以上方法就能够经过一根单总线分时对多个传感器进行写操作，对传感器进行配置。实现了对相应传感器的配置之后，该传感器随即将感应获取的外界数据传输到数据选择芯片130中，之后第一微控制器110经由第二总线接口B发送第二控制指令控制数据选择芯片130中的有效输出，实现对传感器的读操作。具体包括：

第一微控制器110经由第二总线接口B发送第二控制指令选控制数据选择芯片130选择哪路传感器的输出数据有效。该第二控制指令中包括使能信号EnC和第二地址选择信号Addr0、Addr1、Addr2和Addr2，具体：

1).当第二使能信号EnC＝0时；

且当第二地址选择信号Addr0＝0、Addr1＝0、ddr2＝0、Addr3＝0，则选定该数据选择芯片130中的A0为输出有效数据，即输出Z＝A0；当第二地址选择信号Addr0＝1、Addr1＝0、Addr2＝0、Addr3＝0，选定该数据选择芯片130中的A1为输出有效数据，即输出Z＝A1；当第二地址选择信号Addr0＝0、Addr1＝1、Addr2＝0、Addr3＝0，选定该数据选择芯片130中的A2为输出有效数据，即输出Z＝A2；当第二地址选择信号Addr0＝1、Addr1＝1、Addr2＝0、Addr3＝0，选定该数据选择芯片130中的A3为输出有效数据，即输出Z＝A3；当第二地址选择信号Addr0＝0、Addr1＝0、Addr2＝1、Addr3＝0，选定该数据选择芯片130中的A4为输出有效数据，即输出Z＝A4；当第二地址选择信号Addr0＝1、Addr1＝0、Addr2＝1、Addr3＝0，选定该数据选择芯片130中的A5为输出有效数据，即输出Z＝A5；当第二地址选择信号Addr0＝1、Addr1＝1、Addr2＝1、Addr3＝0，选定该数据选择芯片130中的A6为输出有效数据，即输出Z＝A6；当第二地址选择信号Addr0＝0、Addr1＝0、Addr2＝0、Addr3＝1，选定该数据选择芯片130中的A7为输出有效数据，即输出Z＝A7；当第二地址选择信号Addr0＝0、Addr1＝0、Addr2＝1、Addr3＝0，选定该数据选择芯片130中的A8为输出有效数据，即输出Z＝A8；当第二地址选择信号Addr0＝1、Addr1＝0、Addr2＝1、Addr3＝0，选定该数据选择芯片130中的A9为输出有效数据，即输出Z＝A9；当第二地址选择信号Addr0＝1、Addr1＝1、Addr2＝1、Addr3＝0，选定该数据选择芯片130中的A10为输出有效数据，即输出Z＝A10；当第二地址选择信号Addr0＝0、Addr1＝0、Addr2＝0、Addr3＝1，选定该数据选择芯片130中的A11为输出有效数据，即输出Z＝A11；当第二地址选择信号Addr0＝1、Addr1＝0、Addr2＝0、Addr3＝1，选定该数据选择芯片130中的A12为输出有效数据，即输出Z＝A12；当第二地址选择信号Addr0＝0、Addr1＝1、Addr2＝0、Addr3＝1，选定该数据选择芯片130中的A13为输出有效数据，即输出Z＝A13；当第二地址选择信号Addr0＝1、Addr1＝1、Addr2＝0、Addr3＝1，选定该数据选择芯片130中的A14为输出有效数据，即输出Z＝A14；当第二地址选择信号Addr0＝1、Addr1＝1、Addr2＝1、Addr3＝1，选定该数据选择芯片130中的A15为输出有效数据，即输出Z＝A15。

2).当第二使能信号为EnC＝1，则该数据选择芯片130不导通，即屏蔽其数据输出、停止对各个传感器的读操作。

经过以上方法，最后将数据选择芯片130的输出数据传输到第一微控制器110中，完成对各个传感器的读操作(获取相应传感器的感应数据)。要说明的是，在本实施例中我们是以双向传输器件140为传感器为例对该双向传输系统100的工作过程作出描述，在其他实施例中，该双向传输器件140还可以为其他器件，并不限定为传感器，如还可以为定时模块等，只要该器件为双向传输器件140，都包括在本发明的内容中。再有，第一/第二使能信号与对应控制芯片的导通关系、第一/第二地址选择信号与对应输出端/输入端的关系不限于本实施方式中的关系，可以根据实际情况进行设定。

对上述第一种实施方式进行改进，得到第二种实施方式，如图4所示，在本实施方式提供的双向传输系统100中除了包括第一种实施方式的内容外，还包括一分别与每个数据选择芯片130的输出端连接的转换端口150(用于多个接口的转换)，数据选择芯片130通过转换端口150与第一微控制器110通信连接，数据选择芯片130的输出数据经由该转换接口150传输到第一微控制器110中。

对上述第二种实施方式进行改进，得到第三种实施方式，如图5所示，在本实施方式提供的双向传输系统100中除了包括第二种实施方式中内容外，还包括第二微控制器160，第二微控制器160通过其总线接口与转换端口150连接。且第一微控制器110和第二微控制器160分别包括一通信模块111/161，第一微控制器110和第二微控制器160之间通过通信模块111/161通信连接，以便用于工业控制。在通信过程中，第二微控制器160可通过通信协议约定，使第一微控制器110对双向传输器件140进行读操作/写操作，从而得到双向传输器件140的数据。更具体来说，这里的通信模块111/161包括但不限于UART(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter，通用异步收发传输器)、SPI(SerialPeripheralInterface，串行外设接口)、I2C(Inter-IntegratedCircuit，两线式串行总线)、ZigBee模块(紫蜂协议)、蓝牙模块、3G/4G通信模块111/161、WIFI(Wireless-Fidelity，无线保真)模块等。

如图6本发明还提供了一种基于单总线分时复用的双向传输方法，应用于上述双向传输系统100，具体来说，该双向传输方法中包括：S1第一微控制器110经第一总线接口A发送第一控制指令；S2数据分配芯片120接收第一控制指令并根据第一控制指令选择相应的输出端并控制该输出端的输出，进而实现与该输出端连接的双向传输器件140的配置操作；S3双向传输器件140获取外界数据并将获取的数据传输至数据选择芯片130；S4第一微控制器110经第二总线接口B发送第二控制指令；S5数据选择芯片130接收第二控制指令并根据第二控制指令将其输出数据与双向传输器件140传输的数据进行匹配；S6数据选择芯片130将相应双向传输器件140的数据传输至第一微控制器110。

具体来说，在步骤S6中包括：数据选择芯片130通过一通信模块111/161将相应双向传输器件140的数据传输至第一微控制器110。具体来说，这里的通信模块111/161包括但不限于UART、SPI、I2C、ZigBee模块、蓝牙模块、3G/4G通信模块111/161、WIFI模块等。

在工作过程中，将第一微控制器110、数据分配芯片120、数据选择芯片130以及双向传输器件140连接好之后；随即第一微控制器110经第一总线接口A将第一控制指令发送到数据分配芯片120，控制相应数据分配芯片120的通断(控制是否向相应双向传输器件140中输入数据)。该第一控制指令中控制导通的数据分配芯片120接收到该第一控制指令之后，随即根据该第一控制指令匹配输出数据的输出端并根据该第一控制指令控制该输出端的输出，从而实现与该输出端连接的双向传输器件140的配置操作(即，完成对与该输出端连接的双向传输器件140的写操作)。这里的配置操作包括具体为根据该第一控制指令中的输入信号配置该双向传输器件140，如对其中的寄存器进行配置等。

通过以上方法分时对各个双向传输器件140进行配置之后，该双向传输器件140即开始获取外界的数据/生成监测数据等，并将生成的数据即时传输到数据选择芯片130。数据选择芯片130接着根据第一微控制器110经由第二总线接口B发送的第二控制指令将其输出数据与双向传输器件140传输的数据进行匹配，即根据该第二控制指令选择输出哪个双向传输器件140传输过来的数据，以此分时将各个双向传输器件140中生成的数据发送到第一微控制器110中。

更进一步来说，上述第一控制指令中包括：输入信号、第一地址选择信号以及第一使能信号；第一微控制器110通过第一使能信号控制相应数据分配芯片120的通断；第一微控制器110通过第一地址选择信号选择数据分配芯片120中的输出端；同时，第一微控制器110控制选中的输出端输出其中包含的输入信号，该输入信号即用于配置与该输出端连接的双向传感器件。第二控制指令中包括：第二地址选择信号和第二使能信号；第二微控制器160通过第二使能信号控制相应数据选择芯片130的通断；第二微控制器160通过第二地址选择信号指令将其输出数据与双向传输器件140传输的数据进行匹配。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于单总线分时复用的双向传输系统，其特征在于，所述双向传输系统中包括：第一微控制器、至少一个数据分配芯片、至少一个数据选择芯片以及多个双向传输器件，其中，

所述第一微控制器通过第一总线接口分别与每个所述数据分配芯片的输入端连接，每个所述数据分配芯片与多个所述双向传输器件连接，且每个所述数据分配芯片连接双向传输器件的数量与其输出端的数量匹配；每个所述数据选择芯片分别与所述多个双向传输器件的输出端及所述第一微控制器的第二总线接口连接，且每个所述数据选择芯片连接双向传输器件的数量与其输入端的数量匹配；所述数据选择芯片的输出端与所述第一微控制器通信连接；

所述数据分配芯片根据所述第一微控制器经所述第一总线接口发送的第一控制指令选择相应的输出端并控制该输出端的输出，进而实现与该输出端连接的双向传输器件的配置操作；

所述数据选择芯片根据所述第一微控制器经所述第二总线接口发送的第二控制指令将其输出数据与双向传输器件传输的数据进行匹配。

2.如权利要求1所述的双向传输系统，其特征在于，所述双向传输系统中还包括一分别与每个所述数据选择芯片的输出端连接的转换端口，所述数据选择芯片通过所述转换端口与所述第一微控制器通信连接。

3.如权利要求2所述的双向传输系统，其特征在于，

所述双向传输系统中还包括第二微控制器，所述第二微控制器通过其总线接口与所述转换端口连接；

所述第一微控制器和所述第二微控制器分别包括一通信模块，所述第一微控制器和所述第二微控制器之间通过所述通信模块通信连接。

4.如权利要求1-3任意一项所述的双向传输系统，其特征在于，

所述第一控制指令中包括：输入信号、第一地址选择信号以及第一使能信号；

所述第一微控制器通过所述第一使能信号控制相应数据分配芯片的通断；

所述第一微控制器通过所述第一地址选择信号选择所述数据分配芯片中的输出端；同时，所述第一微控制器控制选中的该输出端输出所述输入信号；

和/或，

所述第二控制指令中包括：第二地址选择信号和第二使能信号；

所述第二微控制器通过所述第二使能信号控制相应数据选择芯片的通断；

所述第二微控制器通过所述第二地址选择信号指令将其输出数据与双向传输器件传输的数据进行匹配。

5.如权利要求4所述的双向传输系统，其特征在于，所述第一总线接口中的使能端口的数量与所述数据分配芯片的数量匹配，且每个所述使能端口与一个所述数据分配芯片连接；所述第一微控制器通过所述使能端口发送第一使能信号控制与之连接的数据分配芯片的通断。

6.如权利要求5所述的双向传输系统，其特征在于，

所述双向传输器件为传感器；所述第一微控制器通过所述数据分配芯片配置所述传感器；同时所述第一微控制器通过所述数据选择芯片选择有效输出的传感数据并接收所述数据选择芯片发送的传感数据。

7.如权利要求6所述的双向传输系统，其特征在于，所述双向传输系统中包括两个所述数据分配芯片和一个所述数据选择芯片，所述数据分配芯片中包括8路输出，所述数据选择芯片包括16路输入；

所述数据分配芯片的每路输出分别与一个所述传感器连接，所述传感器通过所述数据分配芯片的输出端进行配置；

所述数据选择芯片的每路输入分别与一个所述传感器连接；所述传感器通过所述数据选择芯片的输入端将传感数据传输到所述数据选择芯片。

8.一种基于单总线分时复用的双向传输方法，其特征在于，所述双向传输方法应用于如权利要求1所述的双向传输系统，所述双向传输方法中包括：

S1第一微控制器经第一总线接口发送第一控制指令；

S2数据分配芯片接收所述第一控制指令并根据所述第一控制指令选择相应的输出端并控制该输出端的输出，进而实现与该输出端连接的双向传输器件的配置操作；

S3双向传输器件获取外界数据并将获取的数据传输至数据选择芯片；

S4第一微控制器经第二总线接口发送第二控制指令；

S5数据选择芯片接收所述第二控制指令并根据所述第二控制指令将其输出数据与双向传输器件传输的数据进行匹配；

S6数据选择芯片将相应双向传输器件的数据传输至第一微控制器。

9.如权利要求8所述的双向传输方法，其特征在于，在步骤S6中包括：

数据选择芯片通过一通信模块将相应双向传输器件的数据传输至第一微控制器。

10.如权利要求8所述的双向传输方法，其特征在于，

所述第一控制指令中包括：输入信号、第一地址选择信号以及第一使能信号；

所述第一微控制器通过所述第一使能信号控制相应数据分配芯片的通断；

所述第一微控制器通过所述第一地址选择信号选择所述数据分配芯片中的输出端；同时，所述第一微控制器控制选中的该输出端输出所述输入信号；

和/或，

所述第二控制指令中包括：第二地址选择信号和第二使能信号；

所述第二微控制器通过所述第二使能信号控制相应数据选择芯片的通断；

所述第二微控制器通过所述第二地址选择信号指令将其输出数据与双向传输器件传输的数据进行匹配。