CN210983393U - 一种通过单线协议实现功能模块自我管理的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种通过单线协议实现功能模块自我管理的系统，包括：主控模块和与其单线协议连接的功能模块,单线技术利用单根信号线，即传输时钟，可以数据双向传输；主控模块可以一根信号线读写功能模块上的单线IO扩展芯片，来控制功能模块，其在用作关闭功能模块的电源时，由于信号线上信号抖动干扰不符合单线的读写协议，因此不会发生误操作；并且在主控模块切换或者移出的情况下，仍然保持对功能模块的控制功能，主控模块重新上电也可以读取当前功能模块的电源上电状态；另外，单线技术在信号线上提供一定供电能力，单线芯片可以在功能模块不上电的情况下工作，可以向主控模块提供功能模块一些检测信息以及光学性能的监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及功能模块装置领域，尤其是通过单线协议实现功能模块自我管理的系统。
背景技术
在模块插拔式机框设计中，用于主控模块去控制功能模块，以及获得功能模块信息。而现有的技术多是采用其他协议，如I2C或者SPI等，这些方式都需要多个控制线以及多根地址去区分多个设备，因此比较复杂；而且用普通IO管脚去控制模块复位，容易受到干扰导致无故复位，影响设备的业务。
发明内容
针对现有技术的情况，本实用新型的目的在于提供一种一线控制、协议简单、防干扰且能够同时进行信号和供电传输的通过单线协议实现功能模块自我管理的系统。
为了实现上述的技术目的，本实用新型所采用的技术方案为：
一种通过单线协议实现功能模块自我管理的系统，其包括：
主控模块，其包括主控芯片，所述的主控芯片具有与第一供电电路Vcc连接的电源连接端口、用于传输信号指令的PX.Y端口和用于接地的μC端口；
功能模块，其包括功能芯片、电阻器Rpup、二极管、电阻器R1、电阻器R2、断路器和电池，所述的功能芯片具有IO端口、PIOA端口、PIOB端口和一对GND端口，功能芯片的IO端口通过单线协议与主控芯片的PX.Y端口连接，该IO端口还与电阻器Rpup的一端连接，电阻器Rpup的另一端与第二供电电路Vcc连接，二极管的负极与PIOA端口连接，二极管的正极与电阻器R1的一端连接，电阻器R1的另一端与电池的正极连接，电阻器R2和断路器的一端与功能芯片的PIOB端口连接，电阻器R2的另一端与电池正极连接，断路器的另一端与电池的负极连接；
所述断路器的另一端、功能芯片的一对GND端口和主控芯片的μC端口均接地。
作为一种可能的实施方式，进一步，所述的第二供电电路Vcc包括供电芯片、第一电容和第二电容，所述的供电芯片具有VIN端口、GND接地端口和VOUT端口，所述供电芯片的VIN端口用于输入电流，供电芯片的GND接地端口接地，供电芯片的VOUT端口与电阻器Rpup的另一端连接，所述第一电容和第二电容的一端分别连接于供电芯片与电阻器Rpup连接的电路上，第一电容和第二电容的另一端均接地。
作为一种较优的选择，优选的，所述的供电芯片为TPS71533芯片，所述第一电容的电容为1.0 uF，所述第二电容的电容为100 nF。
作为一种可能的实施方式，进一步，所述的主控芯片为FPGA芯片。
作为一种可能的实施方式，进一步，所述的功能芯片为DS2413芯片。
作为一种可能的实施方式，进一步，所述的功能模块为多个。
作为一种可能的实施方式，进一步，所述功能芯片的IO端口通过单线协议与主控芯片的PX.Y端口可拆卸插拔连接。
通过采用上述的方案，其运行方法至少包括如下之一：
（1）主控模块的主控芯片通过其PX.Y端口与功能模块的功能芯片的IO端口通过单线协议连接，并由PX.Y端口输出信号来配置功能芯片上的寄存器，使得功能芯片上的PIOA端口变为低电平，以此关断功能模块的电源输出，令功能模块进入低功耗模式；
（2）主控模块的主控芯片通过其PX.Y端口与功能模块的功能芯片的IO端口通过单线协议连接，并由PX.Y端口输出信号来配置功能芯片上的寄存器，使得功能芯片上的PIOA端口变为高电平，以此开启功能模块的电源输出，令功能模块进入正常工作模式。
采用上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，其具有的有益效果为：本方案只有单线协议，其连接结构简单，防干扰，数据线可以供电兼传送数据，其中，单线技术利用单根信号线，即传输时钟，有传输数据，而且可以数据传输是双向的，传输速率从几十k到几百kbps；主控模块可以一根信号线读写功能模块上的单线IO扩展芯片，来控制功能模块，其在用作关闭功能模块的电源时，由于信号线上信号抖动干扰不符合单线的读写协议，因此不会发生误操作；并且在主控模块切换或者移出的情况下，仍然保持对功能模块的控制功能，主控模块重新上电也可以读取当前功能模块的电源上电状态；另外，单线技术在信号线上提供一定供电能力，单线芯片可以在功能模块不上电的情况下工作，可以向主控模块提供功能模块一些检测信息以及光学性能的监测。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型方案做进一步的阐述：
图1为本实用新型方案的简要连接原理示意图之一；
图2为本实用新型方案的具体应用实例之一的简要连接示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型一种通过单线协议实现功能模块自我管理的系统，其包括：
主控模块，其包括主控芯片，所述的主控芯片具有与第一供电电路Vcc连接的电源连接端口、用于传输信号指令的PX.Y端口和用于接地的μC端口；
功能模块，其包括功能芯片、电阻器Rpup、二极管、电阻器R1、电阻器R2、断路器和电池，所述的功能芯片具有IO端口、PIOA端口、PIOB端口和一对GND端口，功能芯片的IO端口通过单线协议与主控芯片的PX.Y端口连接，该IO端口还与电阻器Rpup的一端连接，电阻器Rpup的另一端与第二供电电路Vcc连接，二极管的负极与PIOA端口连接，二极管的正极与电阻器R1的一端连接，电阻器R1的另一端与电池的正极连接，电阻器R2和断路器的一端与功能芯片的PIOB端口连接，电阻器R2的另一端与电池正极连接，断路器的另一端与电池的负极连接；
所述断路器的另一端、功能芯片的一对GND端口和主控芯片的μC端口均接地。
参见图2，作为本实用新型的一种可能的实施方式，其进一步实施结构为，所述的第二供电电路Vcc包括供电芯片、第一电容和第二电容，所述的供电芯片具有VIN端口、GND接地端口和VOUT端口，所述供电芯片的VIN端口用于输入电流，供电芯片的GND接地端口接地，供电芯片的VOUT端口与电阻器Rpup的另一端连接，所述第一电容和第二电容的一端分别连接于供电芯片与电阻器Rpup连接的电路上，第一电容和第二电容的另一端均接地。
其中，作为一种较优的选择，优选的，所述的供电芯片为TPS71533芯片，所述第一电容的电容为1.0 uF，所述第二电容的电容为100 nF；作为一种可能的实施方式，进一步，所述的主控芯片为FPGA芯片，所述的功能芯片为DS2413芯片，所述的功能模块为多个，所述功能芯片的IO端口通过单线协议与主控芯片的PX.Y端口可拆卸插拔连接。
而采用该结构形式，其具体控制流程如下：
（1）主控模块的主控芯片FPGA通过其PX.Y端口（即图2中的R2管脚）与功能模块的功能芯片DS2413的IO端口通过单线协议连接，并由PX.Y端口（即图2中的R2管脚）输出信号来配置功能芯片DS2413上的寄存器，使得功能芯片DS2413上的PIOA端口变为低电平输出到功能模块的本地电源使能端，以此关断功能模块的本地电源输出，令功能模块进入低功耗模式；
（2）主控模块的主控芯片FPGA通过其PX.Y端口（即图2中的R2管脚）与功能模块的功能芯片DS2413的IO端口通过单线协议连接，并由PX.Y端口（即图2中的R2管脚）输出信号来配置功能芯片DS2413上的寄存器，使得功能芯片DS2413上的PIOA端口变为高电平，以此开启功能模块的电源输出，令功能模块进入正常工作模式。
以上所述为本实用新型实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种通过单线协议实现功能模块自我管理的系统，其特征在于：其包括：
主控模块，其包括主控芯片，所述的主控芯片具有与第一供电电路Vcc连接的电源连接端口、用于传输信号指令的PX.Y端口和用于接地的μC端口；
功能模块，其包括功能芯片、电阻器Rpup、二极管、电阻器R1、电阻器R2、断路器和电池，所述的功能芯片具有IO端口、PIOA端口、PIOB端口和一对GND端口，功能芯片的IO端口通过单线协议与主控芯片的PX.Y端口连接，该IO端口还与电阻器Rpup的一端连接，电阻器Rpup的另一端与第二供电电路Vcc连接，二极管的负极与PIOA端口连接，二极管的正极与电阻器R1的一端连接，电阻器R1的另一端与电池的正极连接，电阻器R2和断路器的一端与功能芯片的PIOB端口连接，电阻器R2的另一端与电池正极连接，断路器的另一端与电池的负极连接；
所述断路器的另一端、功能芯片的一对GND端口和主控芯片的μC端口均接地。
2.根据权利要求1所述的一种通过单线协议实现功能模块自我管理的系统，其特征在于：所述的第二供电电路Vcc包括供电芯片、第一电容和第二电容，所述的供电芯片具有VIN端口、GND接地端口和VOUT端口，所述供电芯片的VIN端口用于输入电流，供电芯片的GND接地端口接地，供电芯片的VOUT端口与电阻器Rpup的另一端连接，所述第一电容和第二电容的一端分别连接于供电芯片与电阻器Rpup连接的电路上，第一电容和第二电容的另一端均接地。
3. 根据权利要求2所述的一种通过单线协议实现功能模块自我管理的系统，其特征在于：所述的供电芯片为TPS71533芯片，所述第一电容的电容为1.0 uF，所述第二电容的电容为100 nF。
4.根据权利要求1所述的一种通过单线协议实现功能模块自我管理的系统，其特征在于：所述的主控芯片为FPGA芯片。
5.根据权利要求1所述的一种通过单线协议实现功能模块自我管理的系统，其特征在于：所述的功能芯片为DS2413芯片。
6.根据权利要求1所述的一种通过单线协议实现功能模块自我管理的系统，其特征在于：所述的功能模块为多个。
7.根据权利要求1所述的一种通过单线协议实现功能模块自我管理的系统，其特征在于：所述功能芯片的IO端口通过单线协议与主控芯片的PX.Y端口可拆卸插拔连接。
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| CN202020226498.4U CN210983393U (zh) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | 一种通过单线协议实现功能模块自我管理的系统 |
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