一种基于单总线分时复用的双向传输系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于单总线分时复用的双向传输系统及其方法。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展，工业生产上使用的各种器件越来越小型化和智能化。又随着物联网的兴起，器件集成化逐步受到关注和广泛应用，比如说，工业生产上常用的传感器就越来越集成化，较为常用的包括集成化的温度传感器、湿度传感器、气体传感器等。
[0003]对于集成化的器件来说，微控制器只需要一线通信就可以对其实现配置和数据的获取，相比于非集成化的器件来说不仅方便而且节约资源，但是在同一系统中，微控制器对集成化器件的控制同样存在问题。以传感器为例:型号为DS18B20的温度传感器就是一种基于单总线的传感器，在对其进行控制的过程中，微控制器只需要一根线就可对其进行读/写操作。但是，其与微控制器进行通信的过程中使用的通信协议是只适于这一种型号的传感器，并不能兼容其他型号同类型的传感器，即两种不同型号的基于单总线的传感器需要微控制器配备两个不同的总线接口(GP10(General Purpose Input Output，通用输入/输出接口)接口)。
[0004]这样，在同一系统中，每个传感器都要对应微控制器的一个总线接口，且各个传感器之间采用独立的数据通道，独立的CS(Chip Select)片选控制端，无疑大大浪费了微控制器的总线接口资源，也不方便微控制器对多组传感器的统一管理。
【发明内容】
[0005]针对上述问题，本发明提供了一种基于单总线分时复用的双向传输系统及其方法，其通过同一个总线接口实现多个双向传输器件的控制，节约了微控制器系统资源的同时便于统一管理。
[0006]本发明提供的技术方案如下:
[0007]—种基于单总线分时复用的双向传输系统，包括:第一微控制器、至少一个数据分配芯片、至少一个数据选择芯片以及多个双向传输器件，其中，
[0008]所述第一微控制器通过第一总线接口分别与每个所述数据分配芯片的输入端连接，每个所述数据分配芯片与多个所述双向传输器件连接，且每个所述数据分配芯片连接双向传输器件的数量与其输出端的数量匹配;每个所述数据选择芯片分别与所述多个双向传输器件的输出端及所述第一微控制器的第二总线接口连接，且每个所述数据选择芯片连接双向传输器件的数量与其输入端的数量匹配;所述数据选择芯片的输出端与所述第一微控制器通信连接；
[0009]所述数据分配芯片根据所述第一微控制器经所述第一总线接口发送的第一控制指令选择相应的输出端并控制该输出端的输出，进而实现与该输出端连接的双向传输器件的配置操作；
[0010]所述数据选择芯片根据所述第一微控制器经所述第二总线接口发送的第二控制指令将其输出数据与双向传输器件传输的数据进行匹配。
[0011]在本技术方案中，描述到的“每个所述数据分配芯片连接双向传输器件的数量与其输出端的数量匹配”，匹配具体指一个数据分配芯片连接的双向传输器件的数量最多与其输出端的数量一致，即数据分配芯片的输出端可以都连接上双向传输器件，也可以部分连接，根据系统中双向传输器件的数量来定。“每个所述数据选择芯片连接双向传输器件的数量与其输入端的数量匹配”中的匹配的意思与前面一个相同。
[0012]进一步优选地，所述双向传输系统中还包括一分别与每个所述数据选择芯片的输出端连接的转换端口，所述数据选择芯片通过所述转换端口与所述第一微控制器通信连接。
[0013]进一步优选地，所述双向传输系统中还包括第二微控制器，所述第二微控制器通过其总线接口与所述转换端口连接；
[0014]所述第一微控制器和所述第二微控制器分别包括一通信模块，所述第一微控制器和所述第二微控制器之间通过所述通信模块通信连接。
[0015]进一步优选地，所述第一控制指令中包括:输入信号、第一地址选择信号以及第一使能信号；
[0016]所述第一微控制器通过所述第一使能信号控制相应数据分配芯片的通断；
[0017]所述第一微控制器通过所述第一地址选择信号选择所述数据分配芯片中的输出端;同时，所述第一微控制器控制选中的该输出端输出所述输入信号；
[0018]和/或，
[0019]所述第二控制指令中包括:第二地址选择信号和第二使能信号；
[0020]所述第二微控制器通过所述第二使能信号控制相应数据选择芯片的通断；
[0021]所述第二微控制器通过所述第二地址选择信号指令将其输出数据与双向传输器件传输的数据进行匹配。
[0022]进一步优选地，所述第一总线接口中的使能端口的数量与所述数据分配芯片的数量匹配，且每个所述使能端口与一个所述数据分配芯片连接;所述第一微控制器通过所述使能端口发送第一使能信号控制与之连接的数据分配芯片的通断。
[0023]进一步优选地，所述双向传输器件为传感器;所述第一微控制器通过所述数据分配芯片配置所述传感器；同时所述第一微控制器通过所述数据选择芯片选择有效输出的传感数据并接收所述数据选择芯片发送的传感数据。
[0024]进一步优选地，所述双向传输系统中包括两个所述数据分配芯片和一个所述数据选择芯片，所述数据分配芯片中包括8路输出，所述数据选择芯片包括16路输入；
[0025]所述数据分配芯片的每路输出分别与一个所述传感器连接，所述传感器通过所述数据分配芯片的输出端进行配置；
[0026]所述数据选择芯片的每路输入分别与一个所述传感器连接;所述传感器通过所述数据选择芯片的输入端将传感数据传输到所述数据选择芯片。
[0027]本发明还提供了一种基于单总线分时复用的双向传输方法，应用于上述双向传输系统，所述双向传输方法中包括:
[0028]SI第一微控制器经第一总线接口发送第一控制指令；
[0029]S2数据分配芯片接收所述第一控制指令并根据所述第一控制指令选择相应的输出端并控制该输出端的输出，进而实现与该输出端连接的双向传输器件的配置操作；
[0030]S3双向传输器件获取外界数据并将获取的数据传输至数据选择芯片；
[0031]S4第一微控制器经第二总线接口发送第二控制指令；
[0032]S5数据选择芯片接收所述第二控制指令并根据所述第二控制指令将其输出数据与双向传输器件传输的数据进行匹配；
[0033]S6数据选择芯片将相应双向传输器件的数据传输至第一微控制器。
[0034]进一步优选地，在步骤S6中包括:
[0035]数据选择芯片通过一通信模块将相应双向传输器件的数据传输至第一微控制器。
[0036]进一步优选地，其特征在于，
[0037]所述第一控制指令中包括:输入信号、第一地址选择信号以及第一使能信号；
[0038]所述第一微控制器通过所述第一使能信号控制相应数据分配芯片的通断；
[0039]所述第一微控制器通过所述第一地址选择信号选择所述数据分配芯片中的输出端;同时，所述第一微控制器控制选中的该输出端输出所述输入信号；
[0040]和/或，
[0041]所述第二控制指令中包括:第二地址选择信号和第二使能信号；
[0042]所述第二微控制器通过所述第二使能信号控制相应数据选择芯片的通断；
[0043]所述第二微控制器通过所述第二地址选择信号指令将其输出数据与双向传输器件传输的数据进行匹配。
[0044]本发明提供的基于单总线分时复用的双向传输系统及其方法，能够带来以下有益效果:
[0045]在本发明中，第一微控制器通过第一总线接口与多个数据分配芯片连接，并通过该第一总线接口发送第一控制指令分时对不同双向传输器件进行配置，即分时对不同双向传输器件进行写操作。之后，第一微控制器通过第二总线接口与多个数据选择芯片连接，并通过该第一总线接口发送第二控制指令对数据选择芯片的输出进行控制，即通过该第二控制指令控制哪一路双向传输器件的输出数据有效。
[0046]可见，本发明的双向传输系统能够实现基于单总线分时对各个双向传输器件进行配置(对双向传输器件进行写操作)和数据的读取(对双向传输器件进行读操作)；同时能够实现对双向传输器件/数据分配芯片/数据选择芯片的统一管理，如统一管理数据分配芯片/数据选择芯片中数据传输通道的通断(开启或屏蔽)等。
[0047]再有，本发明提供的双向传输系统解决了现有系统中不能兼容基于不同通信协议的双向传输器件的挂载的问题，其高效地利用数据选择芯片/数据分配芯片中不同的数据通道，实现在同一系统中对不同种类/型号的双向传输器件的挂载，满足产品的多路输入扩展需求的同时节约了微控制器的总线接口资源和通信接口资源，不再需要使用独立的片选控制端实现不同芯片的控制，便于管理、节约成本。
【附图说明】
[0048]下面将以明确易懂的方式，结合【附图说明】优选实施方式，对上述特性、