[發明專利]一對多標準串口通信中動態分配從機地址裝置及使用方法

無效

• 申請號: 201010152223.1
• 申請日: 2010-04-20
• 公開（公告）號: CN101834912A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 王長仟;王成華;張亮;洪峰;歐陽靜
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H04L29/12
• 分類號: H04L29/12;G06F13/40
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及數據通信領域，尤其是一對多標準串口數據通信。

背景技術

隨著通信技術的發展，計算機和單片機之間可以考慮的通信手段有RS232、USB、以太網、CAN總線等。其中RS232(全名為：數據終端設備和數據通訊設備之間串行二進制數據交換接口技術，又稱標準串口，以下均稱標準串口)由于具有成本低，使用方便和支持率高的優點，并且通信速度和距離能滿足以單片機為核心構造的嵌入式系統的通信要求，因此得到了廣泛應用。但是標準串口只允許一對一通信，要實現一對多通信時，即一個主機與若干個從機通信時，只能通過輪詢的方法實現通信，而該方法要求每個分機必須有一個不變的地址，即不允許即插即拔，如果從機的數目有變化，就必須修改主機的程序。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠在一對多標準串口通信中動態分配從機地址的裝置及使用方法，用以解決現有標準串口通信技術中存在的一對多通信時從機的識別地址難于動態分配和管理，無法實現即插即拔的問題。

本發明的設計構思是設計一種能夠在一對多標準串行通信中實時地對從機狀態進行監測、判斷是否存在無識別地址的從機并對其分配地址的裝置，從而實現對從機地址進行動態分配和管理，進而實現從機的即插即拔。本發明具體按照如下方案實現：

設計一種一對多標準串口通信中動態分配從機地址裝置，該裝置包括數據分配器、數據選擇器以及具有兩個或兩個以上標準串口的協處理器；協處理器其中一個串口的發送數據端與數據分配器的輸入端連接，該串口的接收數據端與數據選擇器的輸出端連接，協處理器的I/O端口的N個引腳與數據選擇器的N個地址輸入端引腳一一對應連接，并且也與數據分配器的N個地址輸入端引腳一一對應連接，其中數據選擇器和數據分配器的地址端具有同樣多的引腳數，且都為N，N為大于1的整數；

上述協處理器可以任意選取合適的計算機或單片機，只要具備基本的邏輯運算能力以及一定數量的I/O端口引腳即可，但從成本角度考慮，最好使用市場上容易買到的單片機，例如W77E58單片機、AVR?MEGA162單片機等；同樣的，上述數據選擇器和數據分配器也可根據獲得的便利性、成本等角度考慮根據需要選擇。

所述裝置與主機、從機按照如下方式連接：

該裝置中協處理器的剩余串口的發送數據端與串口數據總線的RX線連接，該串口的接收數據端與串口數據總線的TX線連接，該串口的信號地端與數據總線的GND線連接；第i個從機的串口的發送數據端與所述數據選擇器的第i個輸入端連接，第i個從機的串口的接收數據端與所述數據分配器的第i個輸出端連接，i＝1、2……M，其中M為從機總臺數，且M＜2^N+1，N為該裝置中數據選擇器和數據分配器的地址端引腳數；所有從機的串口的信號地端均與數據總線的GND線連接；

通過自定義的6種信息指令實現通信時從機地址的動態分配，所述6種信息指令分別為：主機對從機的查詢令，從機對主機的報到令，主機對協處理器的啟動分配令，協處理器對主機的分配結束令，協處理器對從機的地址分配令和從機對協處理器和主機的分配應答令；并根據定義的6種信息指令的情況，分別制定主機、從機、及所述裝置中協處理器的執行偽代碼；當通信鏈路建立后，具體按照以下步驟執行：

步驟a、主機和從機正常輪詢通信，經過k次輪詢后，主機向從機發送查詢令并等待一段時間t1，其中k為大于1的整數；

步驟b、各從機自行判斷是否存已分配地址，如是，則等待；如否，則該從機向主機發送報到令；主機如在時間t1內收到數據，則繼續執行步驟c；如否，則轉至步驟a；

步驟c、主機向協處理器發送啟動分配令；

步驟d、協處理器按照一定順序遍歷I/O所有可能連接新的從機的I/O配置，在每種配置中，協處理器向從機發送地址分配令并等待時間t2，如果該配置連接的位置存在從機，則從機向協處理器和主機發送分配應答令；如否，則協處理器在等待時間t2結束后遍歷下一配置，直至所有可能配置遍歷結束后，轉至步驟e；

步驟e、協處理器向主機發送分配結束令后，轉至步驟a；

上述輪詢次數k、時間t1、時間t2均可依據實際情況選取。

附圖說明

圖1為本發明的連接示意圖；

圖2為本發明的運行示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案進行詳細說明：