CN1153351A - 检测通信状态的电路 - Google Patents

Abstract

一种检测通信状态的电路，它包括信号检测部分，用于从通过总线接收的串行数据和串行时钟检测表示数据传送开始的初始信号和检测通知该数据发送完成的停止信号；占线信号发生部分，用于根据初始信号和停止信号的电平来确定占线信号的电平；以及微处理器，用于根据占线信号的电平来控制串行数据和串行时钟的传送/接收。因此，当数据传送给除正在通信中的装置之外的其它装置时，防止了通信数据被破坏。

Description

检测通信状态的电路

本发明涉及能在多个外部设备间进行数据发送的一种通信网络，尤其涉及用于检测通信状态并装有信号检测电路和占用信号发生电路的一种电路，其用于监控不同的通信状态，以精确地检测通信网络的通信状态。

通信网络通过借助总线共同连接的多个外部设备，例如鼠标器和键盘，来发送/接收数据。通过总线所传送的数据是串行构成，以使所需的设备量降低至最小。近来这种串行通信网络被广泛使用。

如图1所示，串行通信网络由环组成。这里，标号100代表传送多个外部设备的数据的总线，总线具有传送由串行时钟SCL和串行数据SDA组成的数据的两条线。标号M1、M2和M3表示微处理器，用于接收和处理通过总线100传送的数据，它们分别包含在多个外部设备A、B和C中。

也就是说，数据通过总线100传送给多个外部设备A、B和C，所发送的数据分别送至第一外部设备A的微处理器M1、第二外部设备B的微处理器M2和第三外部设备的微外理器M3。

第一外部设备A和第二外部设备B之间的通信将作为一个例子来说明。如图2所示，第一外部设备A的微处理器M1提供串行时钟SCL和串行数据SDA。然后，串行时钟SCL和串行数据通过总线100传送给第二外部设备B。

第二外部设备B的微处理器M2接收串行时钟SCL和串行数据SDA。更详细地说，高电位电平的串行时钟SCL被接收到微处理器M2。同时，一但串行数据SDA触发到一个低电位电平，微处理器M2就准备接收串行数据SDA，然后处理接收到的串行数据SDA。

当第三外部设备C准备与第一外部设备A或第二外部设备B通信时，第三外部设备C的微处理器M3必须首先检查目前通信网络的通信状态。

也就是说，如果低电位电平的串行时钟SCL或低电位电平的串行数据SDA通过总线100送至第三外部设备C的微处理器M3，微处理器M3就认定目前通信网络是在占线状态。

反之，如果高电位电平的串行时钟SCL和高电位电平的串行数据SDA被接收到微处理器M3，微处理器M3就认定目前通信网络是空闲状态并传送串行数据SDA到第二外部设备B。

此时，当高电位电平串行时钟SCL和串行数据SDA被接收到微处理器M3，而同时第二外部设备B与第一外部设备A通信时，微处理器M3就发送数据。因此，从第二外部设备B发送给第一外部设备A的数据和从第三外部设备C发送给第二外部设备B的数据就被破环。

本发明目的是提供用于检测通信状态的一种电路，通过精确检测目前的通信状态，使数据丢失降低至最小值。

为实现本发明的上述目的，用于检测通信状态的电路包括信号检测部分，用于检测通过总线所接收的串行数据和串行时钟的数据表示传送开始的初始信号和通知该数据传送完成的停止信号。根据信号检测部分的初始信号和停止信号的电平，占线信号发生部分确定占线信号的电平。然后，根据占线信号发生部分的占线信号的电平，微处理器控制串行数据和串行时钟的发送/接收。

根据本发明，所传送的串行时钟和串行数据被接收到信号检测部分，并且信号检测部分检测高位电平的初始信号和低电位电平的停止信号。高电位电平的初始信号和低电位电平的停止信号送至产生高电位电平的占线信号的占线信号发生部分。然后，高电位电平的占线信号送至微处理器。因此，微处理器认定目前通信网络为占线状态，并控制数据不要发送。结果，防止了在其它外部设备之间的通信期间的数据传送，保护了数据。

结合附图，通过详细说明最佳实施例，本发明的上述和其它目的将更为清楚。

图1是表示一般通信网络的结构图；

图2是表示图1的数据的图；

图3是表示根据本发明实施例的通信网络的结构图；

图4是表示图3所示的通信状态检测电路的结构图；

图5A-5K是表示图4各个部分的输出信号图。

下面将详细说明根据本发明的一个实施例的检测通信状态的电路。

图3是表示根据本发明的一个实施例的通信网络的结构图，其中标号1、2和3分别是用于监控多个外部设备的通信状态的通信状态检测电路。在本实施例中，多个数目被认为是三个。

图4是表示图3的通信状态检测电路1的结构图。在图4中，标号10表示初始信号检测部分，用于从通过总线100发送的串行数据SDA和串行时钟SCL中检测初始信号OUT1，以及标号20是停止信号检测部分，用于从通过总线100传送的串行数据SDA和串行时钟SCL中检测停止信号OUT2。标号30表示占线信号发生部分，当出现高电位电平的初始信号OUT1和低电位电平的停止信号OUT2时用于产生占线信号OUT。

在此将更详细说明初始信号检测部分的结构。对通过总线100发送的串行数据SDA产生偏压的电阻器11的输出端连接到用于对电阻器11的输出信号预充电和放电的电容器12的一端，以便电阻器11的输出信号变成稳态。电容器12的另一端接地。

而且，电阻器11的输出端连接到用于对电容器12的稳定信号产生偏压的电阻器13，并且电阻器13的输出端连接到“NOR”门14的第一输入端和第二输入端，用于反转电阻器13的输出信号。

“NOR”门14的输出端与来自“NOR”门14的第一信号和“NOR”门15的第一端入端连接，用于对第一信号和串行数据SDA进行“与”操作并反转合成的“与”信号。串行数据SDA被提供给“NOR”门15的第二输入端。

“ NOR”门15的输出端与“NAND”门16的第一输入端连接，用于对第二信号和串行时钟SCL进行“与”操作并通过反转合成“与”信号来提供初始信号OUT1。“NAND”门16的第二输入端提供有串行时钟SCL。

在说明停止信号检测部分20中，用于反转串行数据SDA的“NAND”门21的输出端连接到电阻器22的输入端用于对“NAND”门21的输出信号产生偏压。电阻器22的输出端连接到用于预充电和放电的电容器23的一端，以使电阻器22的输出信号平滑。电容器23的另一端接地。

电容器23的一端连接到电阻器24的输入端，用于对电容器23的输出信号产生偏压，以及电阻器24的输出端连接到“NAND”门25的第一输入端，用于对电阻器24的输出信号和串行数据SDA进行“与”操作，以反转合成的“与信号。“NAND”门25的第二输入端提供有串行数据SDA。

“NAND”门25的输出端连接到“NAND”门26的第一输入端，用于对来自“ NAND”门25的第三信号和通过总线100接收的串行时钟SCL进行“与”操作，通过反转合成的“与”信号来提供停止信号OUT2。“NAND”门26的第二输入端提供有串行时钟SCL。

而且，占线信号发生部分30由触发器构成，其当高电位电平初始信号OUT1送至置位端S时，触发占线信号OUT成高电位电平，以及当高电位电平的停止信号OUT2被接受到复位端R时，触发占线信号OUT成低电位电平。

另外，包含在第二外部设备B和第三外部设备C中的通信状态检测电路是与通信状态检测电路1相同的。

下面将说明上述构成的根据本发明的检测通信状态电路。

在此第一外部设备A要与第二外部设备B通信的情况将作为一个例子来描述。一但具有串行数据SDA和串行时钟SCL的数据从第一外部设备A提供，则该数据就被送至第二外部设备B的通信状态检测电路2和第三外部设备C的通状态检测电路3。然后，通信状态检测电路2和3监控是否从数据中提供了初始信号OUT1，以输出高电位电平的占线信号OUT。高电位电平的占线信号OUT送至第二外部设备B的微处理器M12和第三外部设备C的微处理器M13。微处理器M12和M13，认定目前通信网络为占线状态，准备接收数据并处理所接收到的数据。

此后，通信状态检测电路2和3监控是否从数据中提供了停止信号OUT2，以提供低电位电平的占线信号OUT。低电位电平的占线信号OUT分别送至第二外部设备B的微处理器M12和第三外部设备C的微处理器M13。因此，微处理器M12和M13认定目前通信网络为空闲状态，准备数据的发送并产生数据。

也就是说，在第一外部设备A与第二外部设备B通信的同时，第三外部设备C认定目前通信网络为占线状态。此时，可接收所传送的数据，但不能发送任何数据。因此，就能保护第一外部设备A和第二外部设备B之间通信的数据。

参照图5，将描述此操作过程。

如图5A和5E所示的串行数据SDA和串行时钟SCL从第一外部设备A的微处理器M11中提供。然后，串行时钟SCL和串行数据SDA分别送至第二外部设备B的通信状态检测电路2和第三外部设备C的通信状态检测电路3。

在此将说明串行数据SDA和串行时钟SCL被接收到通信状态检测电路2的情况。

一但图5A所示的串行数据SDA被接收到通信状态检测电路2，串行数据SDA被送至初始信号检测部分10的电阻器11，并且电阻器11使串行数据SDA产生偏压。偏置电压送至电容器12，并且偏置电压对电容器12预定电和放电，从而产生平滑信号。电容器12的平滑信号如图5B所示。

电容器12的平滑信号通过电阻器13送至“NOR”，门14的第一输入端和第二输入端。在“NOR”门14，提供通过反转平滑信号所获得的第一信号，如图5C所示。

“NOR”门14的第一信号和串行数据SDA被送至“NOR”门15的第一输入端和第二输入端。在“NOR”门15中，对“NOR”门14的第一信号和串行数据SDA进行“或”操作，并转换合成的“或”信号，以提供第二信号，如图5D所示。

“NOR”门15的第二信号和如图5E所示的通过总线100接收到的串行时钟SCL分别送至“NAND”门16的第一输入端和第二输入端。在“NAND”门16，对串行时钟SCL和第二信号进行“与”操作，并反转“与”的信号，以提供如图5F所示的高电位电平的初始信号OUT1。

也就是说，如果从高电平电位到低电平电位触发串行数据SDA并且串行时钟SCL是高电位电平的，则初始信号检测部分10产生如图5F所示的高电位电平的初始信号OUT1。

而且，如果高电位电平的初始信号OUT1被送至占线信号发生部分30的置位端S，则占线信号发生部分30触发占线信号OUT到如图5K所示的高电位电平。

串行数据SDA和串行时钟SCL被接受到通信状态检测电路3的情况如上所述进行同样操作。因此，来自通信状态检测电路2和3的高电位电平的占线信号OUT分别送至第二外部设备B的微处理器M12和第三外部设备C的微处理器M13。然后，微处理器M12和M13识别当前通信网络为占线状态，并准备接收数据。然而，一旦目前通信网络是在占线状态，微处理器M12和M13就不能传送数据。

另外，如图5A所示，串行数据SDA被接收到停止信号检测部分20的“NAND”门21，并且串行数据SDA在“NAND”门21中被反转，以提供如图5G所示的第三信号。因此，第三信号送至电阻器22和电容器23，以便电阻器22和电容器23对第三信号积分。所得的积分信号通过电阻器24送至“NAND”门25。此时，第三信号如图5H所示。

串行数据SDA和第三信号分别送至“NAND”门25的第一输入端和第二输入端，“ NAND”门25对串行数据SDA和第三信号进行“与”操作并反转经过“与”的信号，以产生如图5I所示的第四信号。

“ NAND”门25的第四信号和串行时钟SCL分别送至“NAND”门26的第一输入端和第二输入端，在此对第四信号和串行时钟进行“与”操作，并反转经过“与”的信号，以产生如图5J所示的停止信号OUT2。

也就是说，从低电位电平到高电位电平触发串行数据SDA。当串行时钟SCL是高电位电平时，停止信号检测部分20提供如图5J所示的高电位电平的停止信号OUT2。

而且，一但停止信号检测部分20的停止信号提供到占线信号发生部分30的复位端R，则占线信号发生部分30触发占线信号OUT到如图5K所示的低电位电平。

低电位电平的占线信号OUT被送至微处理器M12和M13，以便微处理器M12和M13认定当前通信网络为空闲状态，并准备传送或接收数据。

换句话说，第二外部设备B的通信状态检测电路2和第三外部设备C的通信状态检测电路3产生高电位电平的占线信号OUT。然后，高电位电平的占线信号OUT被送至第二外部设备B的微处理器M12和第三外部设备C的微处理器M13，这样微处理器M12和M13认定当前通信网络为占线状态，并接收数据。当在第一外部设备A中的数据传送完成，并提供高电位电平的停止信号OUT2时，通信状态检测电路2和3就产生低电位电平的占线信号OUT，然后将其送至微处理器M12和M13。因此，微处理器M12和M13认定当前通信网络为空闲状态，以接收或发送数据。结果，因为当第一外部设备A和第二外部设备B在通信状态时，通信状态检测电路3提供高电位电平的占线信号OUT给微处理器M13，因此微处理器M13不能发送数据。

根据本发明，通过采用检测通信状态的电路，当数据传送给除正在工作的外部设备以外的其它外部设备时，就能防止通信中的数据被破坏。

虽然在本发明的实施例中设计了多个“NAND”门和“OR”门用来检测初始信号和停止信号，但其它逻辑门也可以采用。

虽然结合特定实施例表示和说明了本发明，但本领域技术人员会明白在不脱离附加的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，对于本发明可作出形式和细节上的各种变化。

Claims (7)

1、一种用于检测通信状态的电路，包括：

信号检测装置，用于从通过总线所接收的串行数据和串行时钟检测表示数据发送开始的初始信号和检测通知所述数据发送完成的停止信号；

占线信号发生装置，用于根据所述信号检测装置的所述初始信号和停止信号的电平来确定占线信号的电平；

微处理器，用于根据所述占线信号发生装置的所述占线信号的所述电平来控制发送/接收所述的串行数据和串行时钟。

2、如权利要求1所述的用于检测通信状态的电路，其中所述信号检测装置包括：

初始信号检测装置，用于从所述的串行时钟和串行数据检测高电位电平的初始信号；

停止信号检测装置，用于从所述的串行时钟和串行数据检测低电位电平的停止信号。

3、如权利要求2所述的用于检测通信状态的电路，其中所述的初始信号检测装置包括：

第一电阻器，用于使所述的串行数据产生偏压；

第一电容器，用于对所述第一电阻器的输出信号预充电和放电，以使所述第一电阻器的所述输出信号平滑；

连接到所述第一电阻器的输出端的第二电阻器，用于对所述第一电容器的平滑信号产生偏压；

第一“NOR”门，用于反转所述第二电阻器的输出信号；

第二“NOR”门，用于对来自所述第一“NOR”门的第一信号和所述串行数据进行“或”操作，并反转所得的经过“或”的信号；以及

第一“NAND”门，用于对来自所述第二“NOR”门的第二信号和所述的串行进行“与”操作，并反转所得的经过“与”的信号，以提供所述的初始信号。

4、如权利要求2所述的用于检测通信状态的电路，其中所述的停止信号检测装置包括：

第二“NAND”门，用于反转所述的串行数据；

第三电阻器，用于使所述的第二“NAND”门的输出信号产生偏压；

第二电容器，用于对所述的第三电阻器的输出信号预充电和放电，以使所述第三电阻器的所述输出信号平滑；

第四电阻器，用于使所述第二电容器的输出信号产生偏压；

第三“NAND”门，用于对所述第四电阻器的输出信号和所述的串行数据进行“与”操作，并反转所得的经过“与”的信号，以提供第三信号；以及

第四“NAND”门，用于对所述的第三信号和串行时钟进行“与”操作，并反转所得的经过“与”的信号，以提供所述的停止信号。

5、如权利要求1所述的用于检测通信状态的电路，其中所述的占线信号发生装置由触发器组成，以便当接收到高电位电平的所述的初始信号时，提供高电位电平的占线信号，以及当接收到高电位电平的所述停止信号时，提供低电位电平的占线的信号。

6、一种用于检测通信状态的电路，包括：

初始信号检测装置，用于从通过总线所提供的串行时钟和串行数据中检测高电位电平的初始信号；

停止信号检测装置，用于从所述的串行时钟和串行数据中检测低电位电平的停止信号；

占线信号发生装置，用于根据所述初始信号检测装置的所述初始信号的所述电平和所述停止信号检测装置的所述停止信号的所述电平来确定占线信号的电平；以及

微处理器，用于根据所述占线信号发生装置的所述占线信号的所述电平来控制所述串行数据和串行时钟的传送/接收。

7、如权利要求6所述的用于检测通信状态的电路，其中所述的占线信号发生装置由触发器组成，以便当接收到高电位电平的初始信号时，提供高电位电平的占线信号，以及当接收到低电位电平的停止信号时，提供低电位电平的占线信号。

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