CN118118059A - 一种可多路双向的直流载波通讯系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子、硬件通讯技术领域，特别是涉及一种可多路双向的直流载波通讯系统。包括设备和多个芯片；设备和多个芯片连接于同一电路，设备和多个芯片内均设置有唯一通讯地址；在进行通讯时，发送端通过直流载波将数据代码加载至电路供电端，并使电路供电端电压产生变化，接收端根据电路供电端电压变化状态转换成数据代码，当数据代码与接收端的通讯地址相同时，执行通讯功能，并返还数据代码给发送端，发送端和接收端为设备和多个芯片中的任一不相同的两个。该通讯系统在取消了传统通讯所使用的通讯线的同时，将设备、多个芯片之间通过直流载波方式，并按约定的通讯协议格式进行通讯，提高了通讯的可靠性、效率和硬件资源的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及电子、硬件通讯技术领域，特别是涉及一种可多路双向的直流载波通讯系统。
背景技术
目前设备与芯片之间的通讯通常是采用TTL、I2C、SPI、CAN、单总线等通讯方式。其中，总线是计算机的各种功能部件之间用于传送信息的公共通讯干线，它是由导线组成的传输线束，按照计算机所传输的信息种类，计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、数据地址和控制信号。
综上所述，这些通讯方式都需要单独设置通讯线，从而使得成本增加。同时，通讯线施工布线的维护难度也将成倍增长，并且这种通讯线无法实现多路双向通讯功能。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种可多路双向的直流载波通讯系统，该通讯系统在取消了传统通讯所使用的通讯线的同时，将设备、多个芯片之间通过直流载波方式，并按约定的通讯协议格式进行通讯，提高了通讯的可靠性、效率和硬件资源的利用率，大大的简化通讯的过程，使相互之间通讯更加可靠，节省了硬件成本。
本发明提供了一种可多路双向的直流载波通讯系统，包括设备和多个芯片；所述设备和所述多个芯片连接于同一电路，所述设备和所述多个芯片内均设置有唯一通讯地址；
在进行通讯时，发送端通过直流载波将数据代码加载至电路供电端，并使电路供电端电压产生变化，接收端根据电路供电端电压变化状态转换成所述数据代码，当所述数据代码与接收端的通讯地址相同时，执行通讯功能，并返还数据代码给发送端，所述发送端和所述接收端为所述设备和所述多个芯片中的任一不相同的两个。
在其中一个实施例中，当所述数据代码与接收端的通讯地址不同时，将所述数据代码视为无效数据。
在其中一个实施例中，所述多个芯片并联，所述多个芯片的一端均连接电路供电端，所述多个芯片的另一端分别连接多个电容的正极，所述多个电容的负极均接地，所述电容用于为芯片提供稳定的电压。
在其中一个实施例中，所述电路供电端分别连接多个二极管的阳极，所述多个二极管的阴极分别连接所述多个电容的正极，所述二极管用于阻断电容对外放电。
在其中一个实施例中，所述设备与电路供电端之间串接有电阻，所述电阻用于控制芯片侧供电端电流的大小。
在其中一个实施例中，所述设备与电路供电端之间还分别串接有电压调整电路和检测电路，所述电压调整电路用于将所述设备发出的所述数据代码进行处理后，通过直流载波加载到电路供电端，所述检测电路用于检测电路供电端电压变化状态，并转换成所述数据代码，发送至所述设备。
在其中一个实施例中，在进行通讯前，所述设备端按照规定时序进行代码编写，并指定通讯协议，从而定义通讯地址。
在其中一个实施例中，在进行通讯时，对所述设备的通讯地址和所述芯片的通讯地址进行先后排序，并添加命令代码，即可实现所述设备和所述芯片的双向通讯。
上述可多路双向的直流载波通讯系统，将设备和多个芯片设置连接于同一电路中，并在设备和多个芯片内均设置有一个通讯地址，且多个通讯地址之间具有唯一性，相互之间不存在相同，在进行通讯时，首先设备或其中一个芯片作为发送端，而其他的芯片或设备作为接收端，此时发送端向电路供电端发出数据代码，从而使得电路供电端的电压产生变化，同时接收端会检测到电路供电端的电压变化，并根据电路供电端的电压变化状态转成成数据代码，当数据代码与接收端的通讯地址相同时，即可执行通讯功能，并将数据代码返回至发送端。该通讯系统在取消了传统通讯所使用的通讯线的同时，将设备、多个芯片之间通过直流载波方式，并按约定的通讯协议格式进行通讯，提高了通讯的可靠性、效率和硬件资源的利用率，大大的简化通讯的过程，使相互之间通讯更加可靠，节省了硬件成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
图1为本发明提供的可多路双向的直流载波通讯系统结构示意图；
图2为本发明提供的写数据的通讯协议示意图；
图3为本发明提供的读数据的通讯协议示意图；
图4为本发明提供的返回数据的通讯协议示意图；
图5为本发明提供的电路供电端的波形示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1至图5描述本发明的可多路双向的直流载波通讯系统。
如图1所示，在一个实施例中，一种可多路双向的直流载波通讯系统，包括设备和多个芯片；设备和多个芯片连接于同一电路，设备和多个芯片内均设置有唯一通讯地址；在进行通讯时，发送端通过直流载波将数据代码加载至电路供电端，并使电路供电端电压产生变化，接收端根据电路供电端电压变化状态转换成数据代码，当数据代码与接收端的通讯地址相同时，执行通讯功能，并返还数据代码给发送端，发送端和接收端为设备和多个芯片中的任一不相同的两个。
具体的，将设备和多个芯片设置连接于同一电路中，并在设备和多个芯片内均设置有一个通讯地址，且多个通讯地址之间具有唯一性，相互之间不存在相同，在进行通讯时，首先设备或其中一个芯片作为发送端，而其他的芯片或设备作为接收端，此时发送端向电路供电端发出数据代码，从而使得电路供电端的电压产生变化，同时接收端会检测到电路供电端的电压变化，并根据电路供电端的电压变化状态转成成数据代码，当数据代码与接收端的通讯地址相同时，即可执行通讯功能，并将数据代码返回至发送端。
需要说明的是，本实施例的通讯系统中的数据代码是通过直流载波的方式加载到电路供电端，其中，发送端向电路供电端发送数据代码之前会对电路供电端的电压变化状态进行检测，当检测到电路供电端的电压已经产生变化，则发送端不再向电路供电端发送数据代码，只有当检测到电路供电端的电压没有产生变化时，发送端才会向电路供电端发送数据代码。
上述可多路双向的直流载波通讯系统，将设备和多个芯片设置连接于同一电路中，并在设备和多个芯片内均设置有一个通讯地址，且多个通讯地址之间具有唯一性，相互之间不存在相同，在进行通讯时，首先设备或其中一个芯片作为发送端，而其他的芯片或设备作为接收端，此时发送端向电路供电端发出数据代码，从而使得电路供电端的电压产生变化，同时接收端会检测到电路供电端的电压变化，并根据电路供电端的电压变化状态转成成数据代码，当数据代码与接收端的通讯地址相同时，即可执行通讯功能，并将数据代码返回至发送端。该通讯系统在取消了传统通讯所使用的通讯线的同时，将设备、多个芯片之间通过直流载波方式，并按约定的通讯协议格式进行通讯，提高了通讯的可靠性、效率和硬件资源的利用率，大大的简化通讯的过程，使相互之间通讯更加可靠，节省了硬件成本。
在一个实施例中，在进行通讯前，设备端首先按照规定时序进行代码编写，并指定通讯协议，从而定义通讯地址。具体代码编写包括写数据的通讯协议、读数据的通讯协议和返回数据的通讯协议。
具体的，通讯协议构成部分是由起始位、结束位、校验位、命令字节、地址字节、数据字节组成，当设备或芯片发送的命令是读数据时，当接收端的数字代码中与通讯地址相同时，接收的设备或芯片，将发送连续一个8bit的地址和8bit的数据。
如设备与芯片通讯时每发送一个字节数据的格式是由一个起始位、一个8bit的数据字节、1bit位奇偶校验位和一个结束位组成。其中，1bit位奇偶校验位是对一个8bit的数据字节进行偶校验。且在进行数据发送时，设备与芯片优先发送高位数据再发送低位数据；在接收数据时也是先接收高位数据再接收低位数据。
其中，写数据的通讯协议如图2所示，包括起始位、1个字节的命令字、检验位、结束位、1个字节的地址、1个字节的数据。
读数据的通讯协议如图3所示，包括起始位、检验位、结束位、1个字节的命令字、1个字节的地址、1个字节的数据FFH。
返回数据的通讯协议如图4所示，包括起始位、检验位、结束位、1个字节的地址、1个字节的数据。
具体的，根据上述通讯协议格式定义规则，高低位数据相反的不符合协议规则，且表示接收的数据是错误的，此时设备与芯片不会对接收的数据进行处理。
同样的，在进行通讯前，设备和芯片需要率先设定电路供电端的电压变化范围，用于在后续通讯时刻对电路供电端的电压大小进行改变。
进一步的，在需要进行通讯时，通过直流载波调整电路供电端(VCC)的电压大小来实现，设备与芯片侧的电路接收数据时，实时检测电路供电端的电压大小变化，并根据电压的变化周期，获取通讯协议规则的数字代码；设备、芯片时钟由各自内部振荡器产生的，设备与芯片通讯时，按通讯协议(图2、图3、图4)进行通讯。
在进行通讯时，对设备的通讯地址和芯片的通讯地址进行先后排序，并添加命令代码，即可实现设备和芯片的双向通讯。
当数据代码与接收端的通讯地址不同时，将数据代码视为无效数据。
在一个实施例中，多个芯片并联，多个芯片的一端均连接电路供电端，多个芯片的另一端分别连接多个电容(C1，C2，C3)的正极，多个电容的负极均接地，电容用于为芯片提供稳定的电压。
电路供电端分别连接多个二极管(D1，D2，D3)的阳极，多个二极管的阴极分别连接多个电容的正极，二极管用于阻断电容对外放电。
设备与电路供电端之间串接有电阻R1，电阻用于控制芯片侧供电端电流的大小。
设备与电路供电端之间还分别串接有电压调整电路和检测电路，电压调整电路用于将设备发出的数据代码进行处理后，通过直流载波加载到电路供电端，检测电路用于检测电路供电端电压变化状态，并转换成数据代码，发送至设备。
具体的，本实施例中的设备指MCU或其他不具备直流载波功能的装置，因此需要增加电压调整电路和检测电路，而芯片的内部集成有直流载波电路。
由于设备与芯片均有唯一通讯地址，例如芯片1：02H通讯地址，芯片2：03H通讯地址，芯片3：04H通讯地址等。
而设备对芯片进行通讯时，设备端先通过检查电路查看VCC端的电压是否存在变化，当VCC端的电压不存在变化时，设备发出数据通过电压调整电路改变VCC端的电压大小。
当芯片检测到VCC端的电压存在变化时，转换成数字代码，当接收的数据代码中的通讯地址与设备或芯片的通讯地址相同时，执行通讯要求的功能，并根据要求返回数据给发送端。当通讯地址不相同时视为无效数据
当设备与芯片相互通讯时，只需要将设备与芯片的通讯地址码进行变化，即可实现双向通讯的功能。例如：设备与芯片的本身具有通讯地址或者说地址码(名字)，其中，设备地址码(56H)，芯片地址码(67H)，当设备(56H)与芯片(67H)通讯时，发送设备(56H)与芯片(67H)地址，并添加加命令代码。当芯片(67H)收到的地址(67H)与自己的地址(67H)相同，则进行处理命令代码功能。芯片与设备通讯也是同样的过程。
当芯片之间相互通讯时，首先检测VCC端的电压是否发生变化，当VCC端的电压没有变化时，芯片发出数据代码，转换成改变VCC端的电压大小。当另外的芯片接收到数据代码，且接收的数据代码中的通讯地址与芯片通讯地址相同时，执行通讯要求的功能，并根据要求返回数据给发送端。当通讯地址不相同时视为无效数据。
基于上述实施例可知，当电压调整电路在将设备送出的数据进行处理后，通过直流载波加载VCC端。例如：当设备要发送的数据是55H，二进制是01010101B，通过电压调整电路，使VCC端的电压产生高低变化，具体如图5所示。检测电路功能检测到VCC端的电压变化转变成数据代码送入到设备中。例如：当VCC端的电压有变化如上图(VCC的波形图)，检测电路将电压变化高低的关系，输出数据二进制是01010101B，即55H。当设备或芯片检测到VCC端的电压变化时，则进行处理并得到的数据代码，当接收的数据代码中的通讯地址与设备或芯片通讯地址相同时，执行通讯要求的功能，并根据要求返回数据给发送端。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种可多路双向的直流载波通讯系统，其特征在于，包括设备和多个芯片；所述设备和所述多个芯片连接于同一电路，所述设备和所述多个芯片内均设置有唯一通讯地址；
在进行通讯时，发送端通过直流载波将数据代码加载至电路供电端，并使电路供电端电压产生变化，接收端根据电路供电端电压变化状态转换成所述数据代码，当所述数据代码与接收端的通讯地址相同时，执行通讯功能，并返还数据代码给发送端，所述发送端和所述接收端为所述设备和所述多个芯片中的任一不相同的两个。
2.根据权利要求1所述的可多路双向的直流载波通讯系统，其特征在于，当所述数据代码与接收端的通讯地址不同时，将所述数据代码视为无效数据。
3.根据权利要求1所述的可多路双向的直流载波通讯系统，其特征在于，所述多个芯片并联，所述多个芯片的一端均连接电路供电端，所述多个芯片的另一端分别连接多个电容的正极，所述多个电容的负极均接地，所述电容用于为芯片提供稳定的电压。
4.根据权利要求3所述的可多路双向的直流载波通讯系统，其特征在于，所述电路供电端分别连接多个二极管的阳极，所述多个二极管的阴极分别连接所述多个电容的正极，所述二极管用于阻断电容对外放电。
5.根据权利要求4所述的可多路双向的直流载波通讯系统，其特征在于，所述设备与电路供电端之间串接有电阻，所述电阻用于控制芯片侧供电端电流的大小。
6.根据权利要求5所述的可多路双向的直流载波通讯系统，其特征在于，所述设备与电路供电端之间还分别串接有电压调整电路和检测电路，所述电压调整电路用于将所述设备发出的所述数据代码进行处理后，通过直流载波加载到电路供电端，所述检测电路用于检测电路供电端电压变化状态，并转换成所述数据代码，发送至所述设备。
7.根据权利要求1所述的可多路双向的直流载波通讯系统，其特征在于，在进行通讯前，所述设备端按照规定时序进行代码编写，并指定通讯协议，从而定义通讯地址。
8.根据权利要求7所述的可多路双向的直流载波通讯系统，其特征在于，在进行通讯时，对所述设备的通讯地址和所述芯片的通讯地址进行先后排序，并添加命令代码，即可实现所述设备和所述芯片的双向通讯。
Publications (1)
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