專(zhuān)利名稱(chēng)：用于家庭控制系統(tǒng)中的通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信方法，特別是一種單片機(jī)與單片機(jī)或單片機(jī)與個(gè)人計(jì)算機(jī)之間的通信方法。
利用信息化了的電器設(shè)備構(gòu)造的家庭控制系統(tǒng)，例如用配置了有單片機(jī)的電視機(jī)，電冰箱，微波爐，個(gè)人計(jì)算機(jī)，由單片機(jī)集中監(jiān)控的電燈、插座、電爐等設(shè)備構(gòu)成的家庭控制系統(tǒng)。為控制需要，系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備之間需要建立通信關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)相互之間的控制或監(jiān)視。目前，可實(shí)現(xiàn)的通信方法有兩種。一種是在各設(shè)備的單片機(jī)中安裝通信軟件，用軟件實(shí)現(xiàn)相互之間的串行總線通信。采用這種辦法，如果要保證通信質(zhì)量，所用的軟件要占用單片機(jī)的大量資源，會(huì)影響現(xiàn)有信息化電器設(shè)備中的單片機(jī)的工作，如果要保證單片機(jī)正常工作，則必須要擴(kuò)大現(xiàn)有單片機(jī)的資源配置，這樣做一方面增大了系統(tǒng)構(gòu)成成本，另外也難以實(shí)施。另一種方法是采用現(xiàn)有的并行接口總線通信控制器進(jìn)行通信，但這種并行接口總線通信控制器自身制作成本較高，而且它必須利用單片機(jī)的并口進(jìn)行通訊。由于現(xiàn)有的信息化電器設(shè)備中，所配置的單片機(jī)的并口基本上因設(shè)備內(nèi)部控制要求需要已被占用，因此采用這種方法同樣存在著需擴(kuò)大單片機(jī)資源配置、系統(tǒng)成本加大、而且難以實(shí)施的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的在于，提供一種用于家庭控制系統(tǒng)中的通信方法，采用該方法通信，在滿足家庭控制系統(tǒng)通信要求的前提下，不但可以不增加對(duì)設(shè)備單片機(jī)資源的占用，還充分利用了設(shè)備單片機(jī)中的閑置資源。這種通信方法可以大幅度降低家庭控制系統(tǒng)的構(gòu)建成本。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的用于家庭控制系統(tǒng)中的通信方法。其特征在于它是為每個(gè)信息化了的電器設(shè)備配置一個(gè)串行接口總線通信控制器，使系統(tǒng)中的各電器設(shè)備經(jīng)串行異步通信口進(jìn)行總線通信。
在上述的用于家庭控制系統(tǒng)的通信方法中，所述的串行接口總線通信控制器的構(gòu)成包括接口部分、總線部分和通信邏輯控制部分；接口部分的構(gòu)成包括接口端串行異步收發(fā)單元和與其相接的數(shù)據(jù)緩沖處理單元1；總線部分的構(gòu)成包括總線端串行異步收發(fā)單元和與其相接的數(shù)據(jù)緩沖處理單元2；通信邏輯控制部分包括通信控制單元、錯(cuò)誤計(jì)數(shù)和錯(cuò)誤處理電路，載波偵聽(tīng)多址訪問(wèn)沖突監(jiān)測(cè)電路。
在前述的用于家庭控制系統(tǒng)的通信方法中，所述的接口端串行異步收發(fā)單元的構(gòu)成包括接口端串行異步收發(fā)器，與收發(fā)器相接的串—并轉(zhuǎn)換電路和并—串轉(zhuǎn)換電路；所述的數(shù)據(jù)緩沖處理單元1的構(gòu)成包括接口接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和接口發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；所述的總線端串行異步收發(fā)單元的構(gòu)成包括總線端串行異步收發(fā)器，與其相接的并—串轉(zhuǎn)換電路和串—并轉(zhuǎn)換電路；所述的數(shù)據(jù)緩沖處理單元2的構(gòu)成包括總線發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和總線接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；所述的通信控制單元包括，發(fā)送控制寄存器堆，累加和校驗(yàn)電路，循環(huán)冗余碼生成電路，接收控制寄存器堆，累加和生成電路，地址檢查電路，循環(huán)冗余碼校驗(yàn)電路，超時(shí)檢查電路。
與現(xiàn)有的技術(shù)相比較，本發(fā)明根據(jù)家庭控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，提供了一種采用串行接口進(jìn)行總線通信的通信方法，它是利用串行接口總線通信控制器在家庭控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)串行總線通信。本發(fā)明既滿足了家庭控制系統(tǒng)的通信要求，又不增加對(duì)設(shè)備單片機(jī)資源的占用，還充分利用了設(shè)備單片機(jī)中的閑置資源，而且實(shí)施成本低。本發(fā)明具有資源占用少，實(shí)施成本低，實(shí)施效果好的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于家庭控制系統(tǒng)或類(lèi)似的控制系統(tǒng)中。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。


圖1是采用并行接口串行總線通信控制器的家庭控制系統(tǒng)通信方式示意圖；圖2是采用串行接口總線通信控制器的家庭控制系統(tǒng)通信方式示意圖；圖3是串行接口總線通信控制器的電路結(jié)構(gòu)框圖；圖4是串行接口總線通信控制器細(xì)化了的電路結(jié)構(gòu)框圖。
實(shí)施例用于家庭控制系統(tǒng)中的通信方法，如圖2所示，它是為每個(gè)信息化了的電器設(shè)備配置一個(gè)串行接口總線通信控制器，使系統(tǒng)中的各電器設(shè)備經(jīng)串行異步通信口通過(guò)串行接口總線通信控制器進(jìn)行總線通信。串行接口總線通信控制器的構(gòu)成包括接口部分，總線部分和通信邏輯控制部分，如圖3所示，接口部分的構(gòu)成包括接口端串行異步收發(fā)單元和與其相接的數(shù)據(jù)緩沖處理單元1；總線部分的構(gòu)成包括總線端串行異步收發(fā)單元和與其相接的數(shù)據(jù)緩沖處理單元2；通信邏輯控制部分包括通信控制單元、錯(cuò)誤計(jì)數(shù)和錯(cuò)誤處理電路，載波偵聽(tīng)多址訪問(wèn)沖突監(jiān)測(cè)電路。如圖4所示，所述的接口端串行異步收發(fā)單元的構(gòu)成包括接口端串行異步收發(fā)器，與收發(fā)器相接的串—并轉(zhuǎn)換電路和并—串轉(zhuǎn)換電路；所述的數(shù)據(jù)緩沖處理單元1的構(gòu)成包括接口接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和接口發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；所述的總線端串行異步收發(fā)單元的構(gòu)成包括總線端串行異步收發(fā)器，與其相接的并—串轉(zhuǎn)換電路和串—并轉(zhuǎn)換電路；所述的數(shù)據(jù)緩沖處理單元2的構(gòu)成包括總線發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和總線接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；所述的通信控制單元包括，發(fā)送控制寄存器堆，累加和校驗(yàn)電路，循環(huán)冗余碼生成電路，接收控制寄存器堆，累加和生成電路，地址檢查電路，循環(huán)冗余碼校驗(yàn)電路，超時(shí)檢查電路。
由于現(xiàn)有家庭控制系統(tǒng)中，各控制對(duì)象的單片機(jī)中都有一個(gè)可編程的具有UART(通用異步收發(fā)器)功能的全雙工串行通信接口閑置未用，因此將串行異步通信控制器與此通信接口相接，既不用改造現(xiàn)有控制對(duì)象，又利用了控制對(duì)象閑置的資源，并且采用串行接口通信方式，連線只有幾根，而采用并行接口通信方式，則需要十幾根。
本發(fā)明通信方法的工作過(guò)程設(shè)備采用通用異步串行通信的方式向串行接口總線通信控制器的異步串行接口IRX發(fā)送含有起始符、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、控制命令字、目標(biāo)地址、數(shù)據(jù)塊、校驗(yàn)和以及結(jié)束符的幀序列。經(jīng)過(guò)串行異步通信控制器內(nèi)部接口端串行異步收發(fā)器，還原成8位的位流，由串—并轉(zhuǎn)換電路變?yōu)椴⑿袛?shù)據(jù)存入接口接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。同時(shí)，送累加和校驗(yàn)電路，確定傳輸數(shù)據(jù)是否正確無(wú)誤，將結(jié)果送發(fā)送控制寄存器堆。發(fā)送控制寄存器堆從接口接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中提取控制命令字、目標(biāo)地址和傳輸數(shù)據(jù)，并存入總線發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，加入本地地址，同時(shí)通過(guò)循環(huán)冗余碼生成電路把校驗(yàn)碼存入校驗(yàn)字段，并組織總線傳輸幀。(總線傳輸幀是具有起始符、目標(biāo)地址、本地地址、控制命令字、長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)塊、校驗(yàn)字段和結(jié)束符的幀序列。)發(fā)送控制寄存器堆根據(jù)不同的控制字決定將數(shù)據(jù)發(fā)送到總線是采用廣播方式還是信息傳遞方式，啟動(dòng)發(fā)送。根據(jù)載波偵聽(tīng)多址訪問(wèn)沖突檢測(cè)提供的信號(hào)，當(dāng)為總線空閑，允許發(fā)送，則啟動(dòng)發(fā)送。總線發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)將數(shù)據(jù)送并—串轉(zhuǎn)換電路形成串行序列。最后由總線端串行異步收發(fā)器經(jīng)異步串行總線接口BTX向通信總線發(fā)送總線傳輸幀。發(fā)送過(guò)程中采用“邊說(shuō)邊聽(tīng)”的方式確定是否發(fā)送成功，具體是由異步串行總線接口的BRX收到發(fā)送到總線的位序列和發(fā)送的位序列輸入到載波偵聽(tīng)多址訪問(wèn)沖突檢測(cè)電路比較是否一致。如果一致，則繼續(xù)發(fā)送；如果不一致則立即通知發(fā)送控制寄存器堆和錯(cuò)誤計(jì)數(shù)錯(cuò)誤處理電路，停止發(fā)送。如果錯(cuò)誤計(jì)數(shù)溢出，則進(jìn)行錯(cuò)誤處理，停止發(fā)送、產(chǎn)生出錯(cuò)標(biāo)志等。
相反，如果通信總線發(fā)來(lái)一傳輸幀序列，首先經(jīng)過(guò)異步串行總線接口BRX輸入到總線端串行異步收發(fā)器，還原為8位的位流，送串—并轉(zhuǎn)換電路、循環(huán)冗余碼校驗(yàn)電路、超時(shí)檢查電路。串—并轉(zhuǎn)換后則存入總線接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；循環(huán)冗余碼檢驗(yàn)電路得到結(jié)果后送接收控制寄存器堆，確定傳輸幀是否有效；超時(shí)檢查電路則提供幀序列是否結(jié)束的信號(hào)，使整個(gè)接收電路能夠準(zhǔn)確復(fù)位，進(jìn)入新的等待接收狀態(tài)。地址檢查電路則從總線接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中提取目標(biāo)地址字段與本地地址比較，確定是發(fā)往本地的傳輸幀。由接收控制寄存器堆拷貝總線接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中目標(biāo)地址、控制命令字和數(shù)據(jù)塊存入接口發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。同時(shí)由累加和生成電路得到校驗(yàn)和，也存入接口發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。接收控制寄存器堆啟動(dòng)接口發(fā)送，接口發(fā)送緩數(shù)據(jù)沖區(qū)數(shù)據(jù)經(jīng)并—串轉(zhuǎn)換電路形成8位位流，送入接口端串行異步收發(fā)器經(jīng)異步串行接口ITX發(fā)往設(shè)備。
權(quán)利要求
1.用于家庭控制系統(tǒng)中的通信方法。其特征在于它是為每個(gè)信息化了的電器設(shè)備配置一個(gè)串行接口總線通信控制器，使系統(tǒng)中的各電器設(shè)備經(jīng)串行異步通信口進(jìn)行異步串行總線通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于家庭控制系統(tǒng)中的通信方法，其特征在于所述的串行接口總線通信控制器的構(gòu)成包括接口部分，總線部分和通信邏輯控制部分；接口部分的構(gòu)成包括接口端串行異步收發(fā)單元和與其相接的數(shù)據(jù)緩沖處理單元1；總線部分的構(gòu)成包括總線端串行異步收發(fā)單元和與其相接的數(shù)據(jù)緩沖處理單元2；通信邏輯控制部分包括通信控制單元、錯(cuò)誤計(jì)數(shù)和錯(cuò)誤處理電路，載波偵聽(tīng)多址訪問(wèn)沖突監(jiān)測(cè)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于家庭控制系統(tǒng)中的通信方法，其特征在于所述的接口端串行異步收發(fā)單元的構(gòu)成包括接口端串行異步收發(fā)器，與收發(fā)器相接的串—并轉(zhuǎn)換電路和并—串轉(zhuǎn)換電路；所述的數(shù)據(jù)緩沖處理單元1的構(gòu)成包括接口接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和接口發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；所述的總線端串行異步收發(fā)單元的構(gòu)成包括總線端串行異步收發(fā)器，與其相接的并—串轉(zhuǎn)換電路和串—并轉(zhuǎn)換電路；所述的數(shù)據(jù)緩沖處理單元2的構(gòu)成包括總線發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和總線接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；所述的通信控制單元包括，發(fā)送控制寄存器堆，累加和校驗(yàn)電路，循環(huán)冗余碼生成電路，接收控制寄存器堆，累加和生成電路，地址檢查電路，循環(huán)冗余碼校驗(yàn)電路，超時(shí)檢查電路。
全文摘要
用于家庭控制系統(tǒng)中的通信方法。它是為每個(gè)信息化了的電器設(shè)備配置一個(gè)串行接口總線通信控制器，使系統(tǒng)中的各電器設(shè)備經(jīng)串行異步通信口進(jìn)行總線通信。本發(fā)明根據(jù)家庭控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，既滿足了家庭控制系統(tǒng)的通信要求，又不增加對(duì)設(shè)備單片機(jī)資源的占用，還充分利用了設(shè)備單片機(jī)中的閑置資源，而且實(shí)施成本低。本發(fā)明具有資源占用少，實(shí)施成本低，實(shí)施效果好的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于家庭控制系統(tǒng)或類(lèi)似的控制系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)H04L12/40GK1440165SQ0211338
公開(kāi)日2003年9月3日 申請(qǐng)日期2002年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月20日
發(fā)明者李筑, 曾潤(rùn)濤, 陳鴻翔 申請(qǐng)人:貴州以太科技信息產(chǎn)業(yè)有限責(zé)任公司