CN107357756A - 多设备在主模式下进行iic通信的系统 - Google Patents

多设备在主模式下进行iic通信的系统 Download PDF

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Abstract

一种多设备在主模式下进行IIC通信的系统，包括连接在一条IIC总线上的多个主设备及一从设备，每一主设备在IIC通信中只具有主模式，从设备在IIC通信中只具有从模式，且每一主设备均可通过IIC通信协议来读写该从设备。各个主设备轮询该从设备，当其中一个主设备需要发送数据到另一个主设备时，该其中一个主设备通过IIC总线将数据发送给该从设备，数据将暂存于该从设备中，该另一个主设备再将数据从该从设备中读出，从而得到该其中一个主设备发送的数据。本发明还提供一种相应的通信方法，通过借用第三方IIC从设备来缓存数据，可实现多个处于主模式的设备之间的数据传输，通讯安全可靠，且不需额外添加硬件资源，开发难度较低。

Description

多设备在主模式下进行IIC通信的系统
本申请是申请号为2012105610226、申请日为2012年12月21日、发明创造名称为″多设备在主模式下进行IIC通信的方法″的专利的分案申请。
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，特别是涉及一种多设备在主模式下进行IIC(Inter-Integrated Circuit)通讯的系统。
背景技术
IIC(也可以表示为I2C或I2C)总线是一种两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。采用IIC总线管理的设备，称为IIC设备。在IIC通讯中，一次数据的传输是发送器将数据发送给接收器，完成此数据传输需要一个主设备(主机)和一个从设备(从机)。根据IIC通讯标准，同一时间里两个传输数据的设备不能同时处于主模式，即两个只具有主模式的设备是无法直接通讯的，必须一个器件处于主模式，另一个设备处于从模式，且同一时间只能有一个设备发送数据，即一次数据的传输是：主设备发送数据，从设备接收数据；或从设备发送数据，主设备接收数据。
然而，在实际应用中，由于软、硬件资源的限制，或者为了降低开发难度，有时需要使两个同时处于主模式下的IIC设备实现数据传输，但这种情形不符合IIC的通信要求，按照常规无法进行数据传输。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种多设备在主模式下进行IIC通信的系统，以解决上述问题。
一种多设备在主模式下进行IIC通信的系统，包括连接在一条IIC总线上的多个主设备及至少一个从设备，每一主设备在IIC通信中只具有主模式，从设备在IIC通信中只具有从模式，且每一主设备均可通过IIC通信协议来读写该从设备。各个主设备轮询该从设备，当其中一个主设备需要发送数据到另一个主设备时，该其中一个主设备通过IIC总线将数据发送给该从设备，数据将暂存于该从设备中，该另一个主设备再通过IIC总线将数据从该从设备中读出，从而得到该其中一个主设备发送的数据。
还有必要提供一种多设备在主模式下进行IIC通信的方法，以解决上述问题。
一种多设备在主模式下进行IIC通信的方法，应用于一种IIC通信系统中，该系统包括连接在一条IIC总线上的多个主设备及至少一个从设备，每一主设备均可通过IIC通信协议来读写该从设备。该从设备包括一个第三方数据缓存区，该第三方数据缓存区用于缓存数据。各个主设备具有不同的工作模式，包括空闲模式、发送模式及接收模式，在一次数据传输过程中，作为数据发送方的主设备发出数据传输开始信号START和数据传输终止信号STOP，作为数据接收方的主设备发出数据传输响应信号ACK。所述方法包括以下步骤：
一路IIC总线上各个处于空闲模式下的主设备以一第一固定频率轮询从设备的第三方数据缓存区的数据；
其中一个主设备在需要向另一个主设备传输数据时，写入START信号到第三方数据缓存区中，请求发送数据，该其中一个主设备进入发送模式，并以一第二固定频率轮询该第三方数据缓存区的数据；
当该另一个主设备读取到第三方数据缓存区中的START信号后，该另一个主设备进入接收模式，并写入ACK信号到第三方数据缓存区中，响应数据发送，并以第二固定频率轮询该第三方数据缓存区的数据；
若该其中一个主设备读取到第三方数据缓存区中的ACK信号时，该其中一个主设备将需要传输的数据分次连续地写入到第三方数据缓存区内而发送给该另一个主设备；
若数据已经传输完毕，则该其中一个主设备写入STOP信号到第三方数据缓存区中，并退出发送模式而返回空闲模式，以第一固定频率轮询第三方数据缓存区的数据；及
当该另一个主设备读取第三方数据缓存区中的STOP信号时，该另一个主设备退出接收模式，并返回空闲模式，以第一固定频率轮询第三方数据缓存区的数据。
本发明的IIC通信系统，通过借用第三方IIC从设备来缓存数据，可实现多个处于主模式的设备之间的数据传输，通讯安全可靠，且不需额外添加硬件资源，开发难度较低。
附图说明
图1为本发明的一种多设备在主模式下进行数据传输的系统示意图。
图2为本发明的主设备的三种工作模式的切换示意图。
图3为本发明使用的IIC传输信号的定义表。
图4为本发明的一种多设备在主模式下进行数据传输的方法流程图。
图5为本发明的主设备处于发送模式下发送数据的具体流程图。
图6为本发明的主设备处于接收模式下接收数据的具体流程图。
主要元件符号说明
主设备 20
第一主设备 21
第二主设备 22
从设备 30
第三方数据缓存区 31
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，一种多设备在主模式下进行IIC通信的系统，包括连接在一条IIC总线上的多个主设备20及至少一个从设备30，其中，每一主设备20及从设备30均为IIC设备，每一主设备20在IIC通信中只具有主模式，从设备30在IIC通信中只具有从模式，且每一主设备20均可通过IIC通信协议来读写该从设备。
本实施方式中，各个主设备20轮询该从设备30，以一条IIC总线上连接有两个主设备，例如第一主设备21与第二主设备22，及一个从设备30为例，当第一主设备21需要发送数据到第二主设备22时，处于主模式的第一主设备21通过IIC总线将数据发送给处于从模式的从设备30，数据将暂存于从设备30中，处于主模式的第二主设备22再通过IIC总线将数据从处于从模式的从设备30中读出，从而得到第一主设备21发送的数据。同理，当第二主设备22需要发送数据到第一主设备21时，处于主模式的第二主设备22通过IIC总线将数据发送给处于从模式的从设备30，数据将暂存在从设备30中，处于主模式的第一主设备21再通过IIC总线将数据从处于从模式的从设备30中读出，从而得到第二主设备22发送的数据。
本实施方式中，该从设备30包括一个第三方数据缓存区31，该第三方数据缓存区31用于缓存数据。本实施方式中，该第三方数据缓存区31具有一个字节，即8bit的数据存储空间。该从设备30可为一控制器，并提供一个寄存器作为该第三方数据缓存区来缓存数据。该从设备30也可为一存储器，并提供一个寄存器或提供一个字节的空间作为该第三方数据缓存区来缓存数据。各个主设备20每次可写入一个字节的数据到该第三方数据缓存区中。显然，在其他实施方式中，该第三方数据缓存区可存储大于一个字节的数据，例如存储1兆数据。
请参阅图2，在本实施方式中，各个主设备20同时具有数据接收和发送的功能，即主设备20能够工作在不同的工作模式，包括空闲模式、发送模式及接收模式。请一并参阅图3，为本发明使用的IIC传输信号的定义表。其中，在一次数据传输过程中，设第一主设备21为数据发送方，第二主设备22为数据接收方。作为数据发送方的第一主设备21可发出数据传输开始信号START、数据传输终止信号STOP、数据信号DATA_LOW4BIT和数据信号DATA_HIGH4BIT，作为数据接收方的第二主设备22可发出数据传输响应信号ACK。本实施方式中，该数据传输响应信号ACK、数据信号DATA_LOW4BIT和数据信号DATA_HIGH4BIT的低四位均为数据位，且数据均为任意数据，高四位均为标识位，并具有固定的数据，例如，ACK信号的高四位为0101，DATA_LOW4BIT信号的高四位为1110，DATA_HIGH4BIT信号的高四位为1111。在数据传输过程中，该数据信号DATA_LOW4BIT的低四位数据为传输字节的低四位数据，该数据信号DATA_HIGH4BIT的低四位数据为传输字节的高四位数据。在单个字节的数据传输完毕后，数据接收方将接收到的传输字节的低四位数据及高四位数据合并为一个字节的数据并保存。
作为数据发送方的第一主设备21每次将一个字节，即8bit的数据写入该从设备30的第三方数据缓存区31中而发送给数据接收方后，查询该第三方数据缓存区31而等待数据接收方发送的数据传输响应信号ACK。若数据发送方在一设定的时间内没有在该第三方数据缓存区31中查询到信号ACK，则说明该数据接收方在该设定的时间内没有响应数据发送方的数据发送请求而没有发出数据传输响应信号ACK，数据传输终止。这样，当各个主设备之间需要进行数据传输时，数据发送方和数据接收方通过轮询第三方数据缓存区31的数据，并依据信号(START，ACK，STOP)来完成数据传输过程的同步动作，及依据信号(DATA_LOW4BIT，DATA_HIGH4BIT)来实现数据的传输。各个主设备20通过写入至第三方数据缓存区31中的数据以及轮询第三方数据缓存区31中的数据而在不同模式中进行切换。
其中，轮询第三方数据缓存区的概念为：以固定频率，例如每分钟三次，来读取第三方数据缓存区的数据来做分析判断，并在一设定的检查时长内对传输的成败作出判断。由于收发双方都需要以固定的频率来读取第三方数据缓存区的数据来做分析判断，每次读取动作都需要占用IIC总线，为了及时完成数据传输且不显著增大IIC总线的使用率，本实施方式中，在没有数据传输时，收发双方读取第三方数据缓存区的频率较低。在进入数据传输时，收发双方读取第三方数据缓存区的频率较高，这样即能较快完成数据传输，又能在未进行数据传输时把IIC总线留给其它设备或者其它功能使用。
请一并参阅图4-6，一种多设备在主模式下进行IIC通信的方法，包括以下步骤：
步骤A，一路IIC总线上各个处于空闲模式下的主设备以一第一固定频率轮询从设备的第三方数据缓存区31的数据。
步骤B，当其中一个主设备(例如第一主设备21)需要向另一个主设备(例如第二主设备22)传输数据时，该第一主设备21写入数据传输开始信号START到第三方数据缓存区31中，请求发送数据，该第一主设备21进入发送模式，并以一第二固定频率轮询该第三方数据缓存区31的数据。其中，该第二固定频率高于该第一固定频率。
步骤C，当第二主设备22读取到第三方数据缓存区31中的START信号后，该第二主设备22进入接收模式，并写入数据传输响应信号ACK到第三方数据缓存区31中，响应数据发送，并以第二固定频率轮询该第三方数据缓存区31的数据。
步骤D，若该处于发送模式的第一主设备21读取到第三方数据缓存区31中的ACK信号时，该第一主设备21将需要传输的数据分次连续地写入到第三方数据缓存区31内而发送给第二主设备22。
本实施方式中，若该处于发送模式的第一主设备21读取到第三方数据缓存区31中的ACK信号时，该第一主设备21将需要传输的数据分次连续地写入到第三方数据缓存区31中而发送给第二主设备22具体包括以下步骤：
步骤D1，该第一主设备21写入数据信号DATA_LOW4BIT到第三方数据缓存区31中，其中，该数据信号DATA_LOW4BIT的低四位数据为传输字节的低四位数据。
步骤D2，当该处于接收模式的第二主设备22读取到第三方数据缓存区31中的数据信号DATA_LOW4BIT时，该第二主设备22响应该传输字节的低四位数据的发送请求，将该传输字节的低四位数据作为ACK信号的低四位数据而将该ACK信号写入到第三方数据缓存区31中。
步骤D3，若该第一主设备21读取到第三方数据缓存区31中的ACK信号时，该第一主设备21检查该ACK信号的低四位数据与该第一主设备21发送的传输字节的低四位数据是否相同，如果不同，则继续等待下一次轮询第三方数据缓存区31的机会，直到等待时间超时，判断传输字节的低四位数据发送失败；如果相同，则判断传输字节的低四位数据发送成功，该第一主设备21继续写入数据信号DATA_HIGH4BIT到第三方数据缓存区31中，其中，该数据信号DATA_HIGH4BIT的低四位数据为传输字节的高四位数据。
步骤D4，当该第二主设备22读取到第三方数据缓存区31中的数据信号DATA_HIGH4BIT时，该第二主设备22响应该传输字节的高四位数据的发送请求，将该传输字节的高四位数据作为ACK信号的低四位数据而将该ACK信号写入到第三方数据缓存区31中，并将接收到的传输字节的低四位数据及高四位数据合并为一个字节的数据。
步骤D5，若该第一主设备21读取到第三方数据缓存区31中的ACK信号时，该第一主设备21检查该ACK信号的低四位数据与该第一主设备21发送的传输字节的高四位数据是否相同，如果不同，则继续等待下一次轮询第三方数据缓存区31的机会，直到等待时间超时，判断传输字节的高四位数据发送失败；如果相同，则判断传输字节的高四位数据发送成功，并判断是否还有数据需要传输，如果有，则返回步骤D1，循环执行上述步骤D1～D5，继续传输下一字节的数据，直到数据传输完毕。
步骤E，若数据已经传输完毕，则该第一主设备21写入数据传输终止信号STOP到第三方数据缓存区31中，并退出发送模式而返回空闲模式，以第一固定频率轮询第三方数据缓存区31的数据。
步骤F，当该处于接收模式的第二主设备22读取第三方数据缓存区31中的STOP时信号，该第二主设备22退出接收模式，并返回空闲模式，以第一固定频率轮询第三方数据缓存区31的数据。
如此，即可实现多个处于主模式的设备之间的单个字节或多字节数据的传输。
本发明的IIC通信系统，通过借用第三方IIC从设备来缓存数据，可实现多个处于主模式的设备之间的数据传输，通讯安全可靠，且不需额外添加硬件资源，开发难度较低。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种多设备在主模式下进行IIC通信的系统，包括连接在一条IIC总线上的多个主设备及至少一个从设备，每一主设备在IIC通信中只具有主模式，从设备在IIC通信中只具有从模式，且每一主设备均可通过IIC通信协议来读写该从设备，其特征在于：
各个主设备轮询该从设备，当其中一个主设备需要发送数据到另一个主设备时，该其中一个主设备通过IIC总线将数据发送给该从设备，数据将暂存于该从设备中，该另一个主设备再通过IIC总线将数据从该从设备中读出，从而得到该其中一个主设备发送的数据。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该从设备包括一个第三方数据缓存区，该第三方数据缓存区用于缓存数据。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，各个主设备具有不同的工作模式，该工作模式包括空闲模式、发送模式及接收模式，在一次数据传输过程中，作为数据发送方的主设备发出数据传输开始信号START和数据传输终止信号STOP，作为数据接收方的主设备发出数据传输响应信号ACK，作为数据发送方的主设备每次将数据写入该从设备的第三方数据缓存区中而发送给数据接收方后，查询该第三方数据缓存区而等待数据接收方发送的数据传输响应信号ACK；若数据发送方在一设定的时间内没有在该第三方数据缓存区中查询到信号ACK，则数据传输终止。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，该第三方数据缓存区具有一个字节的数据存储空间，各个主设备每次写入一个字节的数据到该第三方数据缓存区中。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，作为数据发送方的主设备还发出数据信号DATA_LOW4BIT和数据信号DATA_HIGH4BIT，该数据传输响应信号ACK、数据信号DATA_LOW4BIT和数据信号DATA_HIGH4BIT的低四位均为数据位，且数据均为任意数据，高四位均为标识位，并具有固定的数据，在数据传输过程中，该数据信号DATA_LOW4BIT的低四位数据为传输字节的低四位数据，该数据信号DATA_HIGH4BIT的低四位数据为传输字节的高四位数据。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，在单个字节的数据传输完毕后，数据接收方将接收到的传输字节的低四位数据及高四位数据合并为一个字节的数据并保存。
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