专利名称：单线总线系统和通信方法
技术领域：
本发明涉及单线总线串行通信协议。
背景技术：
目前常用的串行通信协议主要有fC总线、SPI总线和SCI总线，其中fc总线以一条时钟 线， 一条数据线串行进行通信，SPI总线则以一条时钟线， 一条数据输入线， 一条数据输出线
串行进行通信，上述的串行通信至少需要两条线进行通信，时序设计复杂，硬件开销大，易 受干扰。
美国达拉斯半导体公司推出单总线通信协议采用的是一根线实现总线，但是该总线协议 必须有总线上的一个主机控制一个或多个从机，这种主从通讯方式导致只有主机呼叫从机时， 从机才能应答，各从机间不能进行通信，同时该通信协议的传输码率低，传输速度慢。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的不足，提供一种通过单线连接若千独立器件，各器件间可以 相互通信，其中至少一个器件可以向一个或多个器件发送数据的单线总线系统。 同时本发明还提出了单线总线系统的通信方法。 同时本发明还提出了一种发送器件。
单线总线系统包括单线总线和若千分别连接到单线总线的器件，所述单线总线系统中至 少一个器件作为发送器件，通过单线总线发送数据，至少一个器件作为接收器件，接收单线 总线上的数据。
所述发送器件，包括一个单线总线端口、开关器件和时序产生装置，时序产生装置连接 开关器件的控制端，开关器件的两个导通端， 一端连接单线总线端口，另一端连接第一电平， 开关器件的控制端控制两个导通端的导通或关断，所述时序产生装置控制开关器件在单线总
线端口上至少产生三种时序停止信号时序、起始信号时序、数据传送时序，
其中，所述停止信号时序为，时序产生装置通过开关器件停止控制单线总线端口，且持
续时间大于或等于T2;
其中，所述起始信号时序为，时序产生装置通过开关器件向单线总线端口发送持续时间
为大于或等于T1第一电平；
5其中，所述数据传送时序为，时序产生装置通过开关器件向单线总线端口发送数据，所 述的数据时序为停止信号和起始信号以外的时序，所述的数据传送时序跟在所述起始信号之 后。
所述的开关器件可以为NMOS管，开关器件的控制端为NMOS管的栅极，NMOS管的漏 极连接单线总线端口， NMOS管的源极接地。
所述的开关器件还可以为PMOS管，开关器件的控制端为PMOS管的栅极，PMOS管的漏 极连接单线总线端口， PMOS管的源极接电源。
所述发送器件还包括冲突仲裁装置，发送器件发送数据传送时序时，检测单线总线上的 电压，判断是否与本发送器件发送的电压一致，检测到不一致时，发送停止信号时序，放弃 对单线总线端口的控制，没有检测到不一致时，保持发送状态。
所述接收器件包括时序接收装置，所述时序接收装置在接收到起始信号时序时，做好数 据接收准备，接收到数据传送时序时，解析数据，比较接收器件的地址与数据中包含的地址 是否一致，地址相一致的接收器保存或处理有效信息。
所述发送器件，还包括时序接收装置，发送器件也作为接收器件。
所述的数据中包括一个或多个器件的地址和信息。
单线总线通信方法为，若干器件分别连接到单线总线， 一次发送时，至少一个器件作为 发送器件，至少一个器件作为接收器件，其特征在于包含如下发送步骤
(1) 发送器件检测单线总线，当单线总线处于持续时间为大于或等于T2的第二电平 时，即单线总线处于空闲状态，发送器件准备一次发送；
(2) 发送器件产生起始信号时序；
(3) 发送器件产生数据传送时序；
(4) 如发送器件继续发送数据，则返回步骤(2)，否则执行步骤(5);
(5) 发送器件发送停止信号时序， 一次发送结束；
所述单线总线通信中，需多次发送时，重复步骤(1) ~ (5)。
其中，所述的停止信号时序为，发送器件停止对单线总线的控制并持续时间为大于或等
于T2，在此期间若没有其它发送器件控制单线总线，则单线总线产生持续时间为大于或等于 T2的第二电平，即单线总线处于空闲状态；所述的起始信号时序为，单线总线处于空闲状态 时，发送器件发送持续时间为大于或等于T1的第一电平到单线总线；所述的数据传送时序为，
发送器件发送起始信号时序后，向单线总线发送数据，所述的数据时序为停止信号和起始信 号以外的时序。
6所述发送步骤在于发送过程中还包含冲突仲裁步骤当存在多个发送器件时，各发送器 件的冲突仲裁装置检测单线总线上的电压，判断是否与本发送器件发送的电压一致，检测到 两者不一致时，其冲突仲裁装置发送停止信号时序，该发送器件放弃对单线总线的控制，没 有检测到不一致的发送器件保持发送状态。
所述单线总线通信方法，还包括接收步骤，在一次接收时，其包括如下步骤
(1) 接收器件接收到起始信号时序时，做好数据接收准备；
(2) 接收器件接收到数据传送时序时，解析数据；
(3) 接收器件解析到足够的数据后，比较接收器件的地址与数据中包含的地址是否一 致，地址相一致的接收器保存或处理有效信息。
所述单线总线通信中，需多次接收时，重复步骤(1) ~ (3)。
本发明有益效果是本发明提出的单线总线系统和通信方法基于单线总线实现，总线上 的任意器件均可作为发送器件向一个或多个接收器件发送信息，实现各个器件间相互通信， 本发明线路结构简单，时序简单，抗干扰能力强，硬件开销少，容易开发，便于总线扩展和 维护。
图l为本发明单线总线系统示意图 图2为本发明单线总线在一次发送中的时序图 图3为本发明单线总线通信的一次发送步骤流程图 图4为本发明单线总线通信的一次接收步骤流程图
具体实施例方式
以下结合附图对本发明内容进一步说明。
一种单线总线系统，单线总线上连接两个器件器件l、器件2。在实际应用中器件l、器 件2可能为如下的结构中的一种(1)如图1所示，器件1和器件2作为发送器件和接收器件； (2)器件l作为发送器件和接收器件，器件2仅作为接收器件；(3)器件l仅作为发送器件，
器件2仅作为接收器件，上述3种结构中都至少一个器件作为发送器件，至少一个器件作为接
收器件。
所述发送器件，包括一个单线总线端口、开关器件和时序产生装置ll，时序产生装置ll
连接开关器件的控制端，如图l所示器件l、器件2的开关器件为NMOS管，时序产生装置ll连接NMOS管的栅极，单线总线端口连接NMOS管的漏极，NMOS管的源极接地，其特征在于所述时序产生装置U控制NMOS管在单线总线端口上至少产生三种时序停止信号时序、起始信号时序、数据传送时序，
其中，所述停止信号时序为，时序产生装置ll通过NMOS管停止控制单线总线端口，且持续时间大于或等于T2;
其中，所述起始信号时序为，时序产生装置ll通过NMOS管向单线总线端口发送持续时间为大于或等于T1第一电平；
其中，所述数据传送时序为，时序产生装置ll通过NMOS管向单线总线端口发送数据，所述的数据时序为停止信号和起始信号以外的时序，所述的数据传送时序跟在所述起始信号之后。
附图l所述的器件l、器件2还包括冲突仲裁装置12，发送器件l、 2发送数据传送时序时，检测单线总线端口上的电压，判断是否与本发送器件发送的电压一致，检测到不一致时，发送停止信号时序，放弃对单线总线端口的控制，没有检测到不一致时，保持发送状态。
所述接收器件包括时序接收装置13，所述时序接收装置13在接收到起始信号时序时，做好数据接收准备，接收到数据传送时序时，解析数据，比较接收器件的地址与数据中包含的地址是否一致，地址相一致的接收器保存或处理有效信息。
由于附图l所述的器件l、器件2包括时序接收装置13，因此器件l、器件2可以作为发送装置，也可以作为接收器件。
如图l所示的单线总线系统的通信方法为，器件l、器件2分别连接到单线总线， 一次发送时，至少一个器件作为发送器件，至少一个器件作为接收器件，在本次通信中，以器件l为发送器件，器件2为接收器件为例进行说明，其特征在于包含如下发送步骤(如图3所示)
(1) 发送器件(器件l)检测单线总线，当单线总线处于持续时间为大于或等于T2的第二电平时，即单线总线处于空闲状态，发送器件(器件l)准备一次发送；
(2) 发送器件(器件l)产生起始信号时序；
(3) 发送器件(器件l)产生数据传送时序；
(4) 如发送器件(器件l)继续发送数据，则返回步骤(2)，否则执行步骤(5);
(5) 发送器件(器件l)发送停止信号时序， 一次发送结束；所述单线总线通信中，需多次发送时，重复步骤(1) (5)。
所述发送步骤在于发送过程中还包含冲突仲裁步骤器件l、器件2的冲突仲裁装置检测单线总线上的电压，判断是否与本发送器件发送的电压一致，检测到两者不一致时，其冲突
8仲裁装置发送停止信号时序，该发送器件放弃对单线总线的控制，没有检测到不一致的发送器件保持发送状态。
如图l所示的单线总线系统的通信方法为，还包括接收步骤，在一次接收时，其包括如下步骤(如图4所示)
(1) 接收器件(器件l、器件2)接收到起始信号时序时，做好数据接收准备；
(2) 接收器件(器件l、器件2)接收到数据传送时序时，解析数据；
(3) 接收器件(器件l、器件2)解析到足够的数据后，比较接收器件的地址与数据中包含的地址是否一致，地址相一致的接收器保存或处理有效信息。
所述单线总线通信中，需多次接收时，重复步骤(1) (3)。当单线通信系统中存在多个器件时，其工作原理同上所述。
应该理解到的是，上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明保护范围之内。
权利要求
1. 单线总线系统，包括单线总线和若干分别连接到单线总线的器件，所述单线总线系统中至少一个器件作为发送器件，通过单线总线发送数据，至少一个器件作为接收器件，接收单线总线上的数据。
2. 如权利要求l所述的单线总线系统，其特征在于所述发送器件，包括一个单线总线端口、开关器件和时序产生装置，时序产生装置连接开关器件的控制端，开关器件的两个导通 端， 一端连接单线总线端口，另一端连接第一电平，开关器件的控制端控制两个导通端的导通或关断，所述时序产生装置控制开关器件在单线总线端口上至少产生三种时序 停止信号时序、起始信号时序、数据传送时序，其中，所述停止信号时序为，时序产生装置通过开关器件停止控制单线总线端口， 且持续时间大于或等于T2;其中，所述起始信号时序为，时序产生装置通过开关器件向单线总线端口发送持续 时间为大于或等于T1第一电平；其中，所述数据传送时序为，时序产生装置通过开关器件向单线总线端口发送数据， 所述的数据时序为停止信号和起始信号以外的时序，所述的数据传送时序跟在所述起始 信号之后。
3. 如权利要求2所述的单线总线系统，其特征在于所述发送器件还包括冲突仲裁装置，发送 器件发送数据传送时序时，检测单线总线上的电压，判断是否与本发送器件发送的电压 一致，检测到不一致时，发送停止信号时序，放弃对单线总线端口的控制，没有检测到 不一致时，保持发送状态。
4. 如权利要求l所述的单线总线系统，其特征在于所述接收器件包括时序接收装置，所述时序接收装置在接收到起始信号时序时，做好数据接收准备，接收到数据传送时序时，解 析数据，比较接收器件的地址与数据中包含的地址是否一致，地址相一致的接收器保存 或处理有效信息。
5. 如权利要求2或3所述的单线总线系统，其特征在于所述发送器件还包括时序接收装置， 发送器件也作为接收器件。
6. 单线总线通信方法为，若干器件分别连接到单线总线， 一次发送时，至少一个器件作为发送器件，至少一个器件作为接收器件，其特征在于包含如下发送步骤(1) 发送器件检测单线总线，当单线总线处于持续时间为大于或等于T2的第二电平 时，即单线总线处于空闲状态，发送器件准备一次发送；(2) 发送器件产生起始信号时序；(3) 发送器件产生数据传送时序；(4) 如发送器件继续发送数据，则返回步骤(2)，否则执行步骤(5);(5) 发送器件发送停止信号时序， 一次发送结束； 所述单线总线通信中，需多次发送时，重复步骤(1) ~ (5)。
7. 如权利要求6所述的单线总线通信方法为，其特征在于所述发送步骤在于发送过程中还包 含冲突仲裁步骤当存在多个发送器件时，各发送器件的冲突仲裁装置检测单线总线上 的电压，判断是否与本发送器件发送的电压一致，检测到两者不一致时，其冲突仲裁装 置发送停止信号时序，该发送器件放弃对单线总线的控制，没有检测到不一致的发送器 件保持发送状态。
8. 如权利要求6所述的单线总线通信方法，其特征在于还包括接收步骤，在一次接收时，其 包括如下步骤(1) 接收器件接收到起始信号时序时，做好数据接收准备；(2) 接收器件接收到数据传送时序时，解析数据；(3) 接收器件解析到足够的数据后，比较接收器件的地址与数据中包含的地址是否一 致，地址相一致的接收器保存或处理有效信息。所述单线总线通信中，需多次接收时，重复步骤(1) ~ (3)。
9. 如权利要求6或8所述的单线总线通信方法，其特征在于所述的停止信号时序为，发送器 件停止对单线总线的控制并持续时间为大于或等于T2，在此期间若没有其它发送器件控 制单线总线，则单线总线产生持续时间为大于或等于T2的第二电平，即单线总线处于空 闲状态；所述的起始信号时序为，单线总线处于空闲状态时，发送器件发送持续时间为 大于或等于T1的第一电平到单线总线；所述的数据传送时序为，发送器件发送起始信号 时序后，向单线总线发送数据，所述的数据时序为停止信号和起始信号以外的时序。
10. —种发送器件，包括一个单线总线端口、开关器件和时序产生装置，所述时序产生装置 连接开关器件的控制端，所述开关器件的两个导通端， 一端连接单线总线端口，另一端 连接第一电平，开关器件的控制端控制两个导通端的导通或关断，其特征在于所述时序产生装置控制开关器件在单线总线端口上至少产生三种时序停止信号时序、起始信号时序、数据传送时序，其中，所述停止信号时序为，时序产生装置通过开关器件停止控制单线总线端口，且持续时间大于或等于T2;其中，所述起始信号时序为，时序产生装置通过开关器件向单线总线端口发送持续时间为大于或等于T1第一电平；其中，所述数据传送时序为，时序产生装置通过开关器件向单线总线端口发送数据， 所述的数据时序为停止信号和起始信号以外的时序，所述的数据传送时序跟在所述起始 信号之后。
11. 如权利要求10所述的发送器件，其特征在于还包括冲突仲裁装置，发送器件发送数据传 送时序时，检测单线总线上的电压，判断是否与本发送器件发送的电压一致，检测到不 一致时，发送停止信号时序，放弃对单线总线端口的控制，没有检测到不一致时，保持 发送状态。
12. 如权利要求10或11所述的单线总线系统，其特征在所述发送器件还包括时序接收装置， 发送器件也作为接收器件。
全文摘要
本发明公开单线总线系统及通信方法，若干器件分别连接到单线总线，至少一个器件为发送器件，至少一个器件为接收器件，一次发送步骤为发送器件(1)检测到单线总线处于空闲状态；(2)产生起始信号时序；(3)产生数据传送时序，向单线总线发出数据；(4)如继续发送数据，重复步骤返回步骤(2)，否则发送停止信号时序；一次接收步骤为接收器件(1)接收起始信号时序，做好数据接收准备；(2)接收到数据传送时序，解析数据；(3)解析到足够数据，比较接收器件的地址与数据中包含的地址是否一致，地址相一致的接收器保存有效信息。本发明实现了单根总线上任意器件间相互通信，线路结构简单，时序设计简单，便于总线扩展和维护。
文档编号G06F13/42GK101499043SQ20091009649
公开日2009年8月5日 申请日期2009年3月12日 优先权日2009年3月12日
发明者宋卫权, 晶 杨, 赵启永 申请人:杭州士兰微电子股份有限公司