CN209860929U - 一种通信总线结构 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种通信总线结构，包括一个主机设备和至少一个从机设备，其中，所述主机设备的第一数据发送端连接于第一个从机设备的第一数据接收端；所述至少一个从机设备的第一数据发送端与其相邻的从机设备的第一数据接收端依次连接；所述最后一个从机设备的第一数据发送端连接于所述主机设备的第一数据接收端。本实用新型所述通信总线结构布线简单，且在通过所述主机设备和至少一个从机设备组成所述通信总线结构之前，无需对所述主机设备和至少一个从机设备提前设定地址。

Description

一种通信总线结构

技术领域

本申请涉及数据通信领域，尤其涉及一种通信总线结构。

背景技术

总线是一种描述电子信号传输线路的结构形式，是一类信号线的集合，是子系统间传输信息的公共通道。通过总线能使整个系统内各部件之间的信息进行传输、交换、共享和逻辑控制等功能。常用的总线技术包括SPI总线，I2C总线，485总线，CAN总线等。

具体的，SPI总线是由4根线进行连接，具有全双工高速通信特点的同步总线技术，但是当系统中同时挂载多台设备时，需要给每一个设备分配一根片选信号线，这样会消耗更多的系统资源，增加了布线的难度。

I2C总线使用两根线进行连接，布线简单，属于同步半双工通信技术，具有接口线少、控制方式简单、通信速率较高等优点，但是I2C总线通过地址来识别通信对象，所以必须预先分配地址。

485总线也使用两根线进行连接，采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力，传输距离可达上千米。485总线用于多点互联时非常方便，可以省去很多信号线，但是对于指定设备仍然需要预先设置地址。且485总线技术属于半双工通信技术。

CAN总线是目前国际上应用最广泛的现场总线之一，它是一种多主方式的串行通讯总线，具有传输时间短、受干扰能力强。但是CAN总线需要使用单独的控制芯片，使用前需要对每一个节点分配地址。

在上述的总线结构中，要么布线复杂，要么就需要事先对每一个节点分配地址，因此，亟需一种结构简单无需提前为节点设置地址的总线结构。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种通信总线结构，以解决现有技术中布线复杂以及事先对总线结构中每一个节点分配地址。

本申请实施例采用下述技术方案：

本申请实施例提供一种通信总线结构，包括：

一个主机设备和至少一个从机设备；

其中，所述主机设备的第一数据发送端连接于第一个从机设备的第一数据接收端；所述至少一个从机设备的第一数据发送端与其相邻的从机设备的第一数据接收端依次连接；

所述最后一个从机设备的第一数据发送端连接于所述主机设备的第一数据接收端。

优选的，在上述的通信总线结构中，所述最后一个从机设备的第一数据输出端通过所述通信总线结构中的其他从机设备连接至所述主机设备的第一数据接收端。

优选的，在上述的通信总线结构中，所述至少一个从机设备的第二数据发送端与其相邻的从机设备的第二数据接收端依次连接，所述最后一个从机设备的第一数据输出端与其第二数据输入端连接，

所述第一个从机设备的第二数据输出端连接于所述主机设备的第一数据接收端。

优选的，在上述的通信总线结构中，所述从机设备的第二数据输入端与其第二数据输出端短接。

优选的，在上述的通信总线结构中，所述通信总线结构中的从机设备的第二数据发送端和第二数据接收端均为点对点数据接口。

优选的，在上述的通信总线结构中，所述最后一个从机设备的第一数据发送端连接于所述主机设备的第一数据接收端。

优选的，在上述的通信总线结构中，所述至少一个从机设备的第二数据发送端与其相邻的从机设备的第二数据接收端依次连接；所述最后一个从机设备的第二数据接收端与所述主机设备的第二数据发送端连接；

所述第一个从机设备的第二数据发送端连接于所述主机设备的第二数据接收端。

优选的，在上述的通信总线结构中，所述主机设备的第二数据发送端和第二数据接收端、所述通信总线结构中的从机设备的第二数据发送端和第二数据接收端均为点对点数据接口。

优选的，在上述的通信总线结构中，所述主机设备的第一数据发送端和第一数据接收端、所述通信总线结构中的从机设备的第一数据发送端和第一数据接收端均为点对点数据接口。

优选的，在上述的通信总线结构中，所述点对点数据接口包括UART接口。

在本申请提供的一种通信总线结构中，包括一个主机设备和至少一个从机设备，其中，所述主机设备的第一数据发送端连接于第一个从机设备的第一数据接收端，所述第一个从机设备的第一数据发送端连接于与其相邻的从机设备的第一数据接收端，所述至少一个从机设备的第一数据发送端与其相邻的从机设备的第一数据接收端依次连接；所述最后一个从机设备的第一数据发送端连接于所述主机设备的第一数据接收端。所述通信总线结构布线简单，且在通过所述主机设备和至少一个从机设备组成所述通信总线结构之前，无需对所述主机设备和至少一个从机设备提前设定地址。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请一实施例通信总线结构的示意图；

图2为本申请一实施例中主机设备的电路图；

图3为本申请一实施例中从机设备的电路图；

图4为本申请又一实施例中通信总线结构示意图；

图5为本申请又一实施例中通信总线结构示意图。

具体实施方式

为了解决以上问题，本申请实施例提供了一种通信总线结构，所述通信总线结构包括一个主机设备和至少一个从机设备，其中，所述主机设备的第一数据发送端连接于第一个从机设备的第一数据接收端，所述第一个从机设备的第一数据发送端连接于与其相邻的从机设备的第一数据接收端，直至连接至所述通信总线结构中的最后一个从机设备的第一数据接收端；所述最后一个从机设备的第一数据发送端连接于所述主机设备的第一数据接收端。在所述通信总线结构中，布线简单，且在通过所述主机设备和至少一个从机设备组成所述通信总线结构之前，无需对所述主机设备和至少一个从机设备提前设定地址。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

本申请实施例提供了一种通信总线结构，如图1所示，图1为本申请实施例提供的一种通信总线结构的示意图。所述通信总线结构包括一个主机设备和至少一个从机设备；通常情况下，所述通信总线结构中从机设备的数量大于1个，在本实施例中，所述从机设备的数量为N个，其中N为大于1的整数。需要说明的是，在图1中的接收1指的是第一数据接收端，发送1指的是第一数据发送端，接收2指的是第二数据接收端，发送2指的是第二数据发送端。

在本实施例中，所述主机设备包括数据处理单元、第一数据发送端(图1中的发送)和第一数据接收端(图1中的接收)。各个从机设备均包括数据处理单元、第一数据发送端(图1中的发送1)、第一数据接收端(图1中的接收1)、第二数据发送端(图1中的发送2)以及第二数据接收端(图1中的接收2)。

例如：如图2所示，主机设备由数据处理单元和一个数据收发端口组成，如上电路图中所示，STM32F070为微控制器(MCU)，为主机设备的数据处理单元，P1接口为数据收发端口，连接到MCU的通信功能引脚，其中Tx为发送，Rx为接收。

如图3所示，从机设备由数据处理单元和两个数据收发端口组成，如上电路图中所示，STM32F070为微控制器(MCU)，为从机设备的数据处理单元，P1接口和P2接口为两个数据收发端口，连接到MCU的通信功能引脚，其中Tx为发送，Rx为接收。

需要说明的是，在本申请实施例中，所述主机设备的第一数据发送端和第一数据接收端、从机设备的第一数据发送端、第一数据接收端、第二数据发送端以及第二数据接收端均为点对点的数据接口。具体的，在本申请一实施例中，所述点对点的数据接口包括但不限于URAT接口。

具体的，所述主机设备的第一数据发送端连接于第一个从机设备的第一数据接收端，所述第一个从机设备(图1中的从机设备1)的第一数据发送端与其相邻的从机设备的第一数据接收端连接，所述从机设备的第一数据发送端与其相邻的从机设备的第一数据接收端依次连接，直至连接至所述通信总线结构中最后一个从机设备(图1中的从机设备N)的第一数据接收端，从机设备N的第一数据发送端通过所述通信总线结构中的其他从机设备连接于所述主机设备的第一数据接收端。

具体的，从机设备N的第一数据发送端与其自身的第二数据接收端连接，所述从机设备的第二数据发送端连接于与其相邻的从机设备的第二数据接收端，直至连接至从机设备1的第二数据接收端，所述从机设备1的第二数据发送端直接连接于所述主机设备的第一数据接收端，从而形成一个如图1所示的数据通信环路。

图1中通信总线结构中的数据通信原理如下所述。在上电初始状态下，所述主机设备默认设置自己的通信地址为0，而后通过发送端口向与主机相邻的第一个从机设备1发送地址请求命令，请求命令中包括主机设备的地址；第一个从机设备1收到地址请求命令后，将请求命令中的主机设备的地址加1，将加1后的地址作为自己的地址，然后将请求命令通过发送端口1发给相邻的从机设备2，从机设备2完成与从机设备1相同的工作，依此类推，最后一个从机设备完成工作后，请求命令会由最后一个从机设备的接收端口2接收到，从机设备会对由接收端口2接收到的数据不进行处理，直接通过发送端口2发送给相邻的从机，依此类推，直到数据到达主机设备。主机设备解析该请求命令，即可得到总线上一共连接了多少个设备。

在地址分配完毕后，若所述主机设备因为业务需求需要向从机设备2发送问询信息，主机设备在问询请求中加入从机设备2的地址，将问询请求通过发送端口发送给与主机设备相邻的从机设备1；若从机设备1收到问询指令后判断地址与自己地址不相同，则将问询指令继续发送给从机设备2，从机设备2收到问询指令后判断地址与自己地址相同，则处理问询指令中的信息。如有必要，将处理后的信息加到问询指令中，发送给从机设备3，从机设备3完成与从机设备1相同的工作，依此类推，最后一个从机设备完成工作后，请求命令会由最后一个从机设备的接收端口2接收到。各从机设备会根据当前应用场景决定是否对由接收端口2接收到的数据进行处理，若不处理，则直接通过发送端口2发送给相邻的从机设备，若需要处理，则数据会进入数据处理单元完成处理后，由发送端口2发送给相邻的从机设备，依此类推，直到数据到达所述主机设备。

图4为本申请又一实施例中通信总线结构的示意图。在本实施例中，所述主机设备包括数据处理单元、第一数据发送端(图4中的发送)和第一数据接收端(图4中的接收)。各个从机设备均包括数据处理单元、第一数据发送端(图4中的发送1)、第一数据接收端(图4中的接收1)。其中，主机设备和从机设备可分别采用图2和图3中的电路结构。

需要说明的是，在本申请实施例中，所述主机设备的第一数据发送端和第一数据接收端、从机设备的第一数据发送端、第一数据接收端、第二数据发送端以及第二数据接收端均为点对点的数据接口。具体的，在本申请一实施例中，所述点对点的数据接口包括但不限于URAT接口。

在本实施中，各从机设备的第二数据接收端和第二数据发送端短接，即各从机设备的数据处理单元对其第二数据接收端接收到的数据不作处理，直接发送到其第二数据发送端，直至从机设备1的第二数据接收端，然后从机设备1的第二数据发送端连接于所述主机设备的第一数据接收端。

本实施例中的通信总线结构中数据通信的过程和图1中所述实施例的数据通信原理一致，在此不再赘述。

图5为本申请又一实施例中通信总线结构的示意图。在本实施例中，所述主机设备包括数据处理单元、第一数据发送端(图5中的发送1)、第一数据接收端(图5中的接收2)、第二数据发送端(图5中的发送2)以及第二数据接收端(图5中的接收2)。各个从机设备均包括数据处理单元、第一数据发送端(图5中的发送1)、第一数据接收端(图5中的接收1)、第二数据发送端(图5中的发送2)以及第二数据接收端(图5中的接收2)。其中，主机设备和从机设备可分别采用图2和图3中的电路结构。

需要说明的是，在本申请实施例中，所述主机设备的第一数据发送端、第一数据接收端、第二数据接收端和第二数据发送端、从机设备的第一数据发送端、第一数据接收端、第二数据发送端以及第二数据接收端均为点对点的数据接口。具体的，在本申请一实施例中，所述点对点的数据接口包括但不限于URAT接口。

在本实施例中，所述主机设备的第一数据发送端连接于从机设备1的第一数据接收端，所述从机设备1的第一数据发送端连接于与其相邻的从机设备的第一数据接收端，直至连接至从机设备N的第一数据接收端，所述从机设备N的第一数据发送端直接连接于所述主机设备的第一数据接收端。

进一步的，如图5所示，所述主机设备的第二数据发送端连接于所述从机设备N的第二数据接收端，所述从机设备N的第二数据发送端连接于与其相邻的从机设备的第二数据接收端，直至连接至所述从机设备1的第二数据接收端，所述从机设备1的第二数据发送端连接于所述主机设备的第二数据接收端。基于此，图5中的通信总线结构中的数据通信可以形成两个环路，实现双向数据传输。双向数据传输可以用来检测图5中通信总线结构中的故障点。

在本申请实施例提供的一种通信总线结构中，包括一个主机设备和至少一个从机设备，其中，所述主机设备的第一数据发送端连接于第一个从机设备的第一数据接收端，所述第一个从机设备的第一数据发送端连接于与其相邻的从机设备的第一数据接收端，直至连接至所述通信总线结构中的最后一个从机设备的第一数据接收端；所述最后一个从机设备的第一数据发送端连接于所述主机设备的第一数据接收端。在所述通信总线结构中，布线简单，且在通过所述主机设备和至少一个从机设备组成所述通信总线结构之前，无需对所述主机设备和至少一个从机设备提前设定地址。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种通信总线结构，其特征在于，包括：

一个主机设备和至少一个从机设备；

其中，所述主机设备的第一数据发送端连接于第一个从机设备的第一数据接收端；所述至少一个从机设备的第一数据发送端与其相邻的从机设备的第一数据接收端依次连接；

所述最后一个从机设备的第一数据发送端连接于所述主机设备的第一数据接收端。

2.根据权利要求1所述的通信总线结构，其特征在于，所述最后一个从机设备的第一数据输出端通过所述通信总线结构中的其他从机设备连接至所述主机设备的第一数据接收端。

3.根据权利要求1所述的通信总线结构，其特征在于，所述至少一个从机设备的第二数据发送端与其相邻的从机设备的第二数据接收端依次连接，所述最后一个从机设备的第一数据输出端与其第二数据输入端连接，

所述第一个从机设备的第二数据输出端连接于所述主机设备的第一数据接收端。

4.根据权利要求3所述的通信总线结构，其特征在于，所述从机设备的第二数据输入端与其第二数据输出端短接。

5.根据权利要求4所述的通信总线结构，其特征在于，所述通信总线结构中的从机设备的第二数据发送端和第二数据接收端均为点对点数据接口。

6.根据权利要求1所述的通信总线结构，其特征在于，所述至少一个从机设备的第二数据发送端与其相邻的从机设备的第二数据接收端依次连接；所述最后一个从机设备的第二数据接收端与所述主机设备的第二数据发送端连接；

所述第一个从机设备的第二数据发送端连接于所述主机设备的第二数据接收端。

7.根据权利要求6所述的通信总线结构，其特征在于，所述主机设备的第二数据发送端和第二数据接收端、所述通信总线结构中的从机设备的第二数据发送端和第二数据接收端均为点对点数据接口。

8.根据权利要求1所述的通信总线结构，其特征在于，所述主机设备的第一数据发送端和第一数据接收端、所述通信总线结构中的从机设备的第一数据发送端和第一数据接收端均为点对点数据接口。

9.根据权利要求8所述的通信总线结构，其特征在于，所述点对点数据接口包括UART接口。