第三电压子范围610被总线主机接收器接收为逻辑0，被总线从节点接收器接收为逻辑I。在进一步的实施例中，图6中所示的电压电平可以是绝对电压，或者相对电压，被施加至两线双向总线，该两线中的一个接地或者接其它参考电压，且该两线中的另一个为信号线。电压极性可针对这些电压范围中的一个范围翻转，或者等价地差分电压可以是这些电压范围中的一个范围的负电压。
[0038]虽然在两线双向总线上也可进行其它差分电压值分配以及逻辑值分配并且成功操作，但是在本文中所示出的差分电压值和逻辑值分配具有在本文中所说明的总线系统通信中的强大属性。例如，串行通信可容易地被用于该总线系统中，总线主机具有UART并且每一个从节点都具有各自的UART。当没有UART传送数据时，所有的UART都发出空闲或标记状态，该状态为逻辑I。这表不为在第二电压子范围606中的一个电压，其被主机接收器接收为逻辑I并且被从节点接收器接收为逻辑I。在该空闲状态过程中，所有UART将查询逻辑O开始比特。当总线主机开始发送时，总线主机发送逻辑O的开始比特，其在总线上表示为在第一电压子范围602中的电压，其被总线主机接收器接收为逻辑I并且被各个从节点的接收器接收为逻辑O。总线主机接收器因此并不受总线主机传输干扰，因为虽然在一些实施例中总线主机正在发送，但是总线主机看不到其自己的传输并且总线主机并不监控用于总线从节点的输送的总线。应该理解到的是，在一些实施例中，从总线主机的传输压倒所有从总线从节点的传输。所有总线从节点(除非与总线断开连接)接收或视第一电压范围602为逻辑O或开始比特，并且开始从总线主机接收串行数据。总线主机能够启动向所有从节点的发送，但是不打扰接收总线主机本身的传输。由总线主机发送的逻辑O和逻辑I均由总线主机接收器体验为逻辑1，这使总线主机接收器保持处于空闲状态。
[0039]在反方向上，当总线从节点开始发送时，总线从节点发送开始比特为逻辑0，其在总线上表示为第三电压子范围610中的电压，该电压由各个总线从节点的接收器接收为逻辑1，并且被总线主机接收器接收为逻辑O。总线从节点的接收器因此并不受总线从节点传输干扰，并且可继续查询由总线主机发出的数据。总线主机(除非与正在发送的总线从节点断开连接)将第三电压子范围610接收为或视为逻辑O或开始比特，并开始从总线从节点接收串行数据。总线从节点可因此向总线主机进行发送，但是不打扰接收总线从节点本身的传输。其它总线从节点也不打扰从该总线从节点接收传输。由该总线从节点发出的逻辑O和逻辑I均被该总线从节点接收器体验为逻辑I，这使得总线从节点接收器保持处于空闲状态。通过总线值的这种布置，总线主机可向所有总线从节点广播，即，在广播模式下操作，并且单个从节点可在响应中反向与总线主机通信。该通信处理被最小化，这是因为总线主机接收器并不是必须考虑总线主机发送器的传输，且总线从节点接收器并不是必须考虑其它总线从节点的传输。应该理解到这降低了处理的总体开销。
[0040]对第一、第二和第三电压子范围602、606和610的选择可赋予通信方向性，如以上所讨论的。当在两线双向总线上发现第一电压子范围602时，通信是从总线主机到总线从节点。当在两线双向总线上发现第三电压子范围610时，通信是从总线从节点到总线主机。在一个实施例中，调节不同的组件值(即，所选定的组件)，使得主机可在非法从节点在进行其本不应进行的通信时“赢得”总线。例如，参考图4，总线主机204的开关Sa和Sb的闭合开关阻抗可被选定为比总线从节点206的开关408的闭合开关阻抗更低的值，使得总线主机204可在总线上表示第一电压子范围602内的差分电压，即使总线从节点206企图在总线上表不第三电压子范围610内的差分电压。
[0041]本文中所说明的通信总线系统实现了在两线接口上进行低成本、双向、半双工的操作，其具有通过不同实施例提供的优点，包括使从节点总线完全断电并然后使从节点总线远程上电的能力。该总线主机以及总线从节点中的每一个都起到在许多微控制器中通常可找到的UART的收发器的作用，在每一个总线从节点的光隔离器都提供了电流隔离。如前面已注意到的，每一个总线从节点可通过连接至局部电池的电池单元以不同的局部电源进行操作，即使在该电池的电池单元是串行叠加的。而且，如果这些总线从节点中的一个经历到局部电源故障，总线主机和剩余的总线从节点之间的通信并不会中断。差分信号提供了针对共模噪声的高抗扰度。此外，设置防护带(guard band) 1608和防护带2604以提供对系统中任何噪声的缓冲。应该理解的是，防护带604和608的范围，以及图6中的其它电压范围，是示意性的而并不意味着构成限制，因为任意可适用的范围都可被选定以实现本文所说明的功能。光隔离器还提供了针对共模噪声的高抗扰度。被保持为正的信号电压不会使总线从节点的光隔离器Ul中的光电晶体管的发射极-基极结反向偏移，因此避免热载流子注入，热载流子注入已知降低了光电晶体管的增益。本文中所示出的电路作为普遍可用的UART的收发器进行工作。这些电路对于总线负载相对不敏感，这使得在附加总线从节点被添加到总线中时性能稳定。
[0042]图7示出了操作两线双向总线的方法。这一方法可使用本文所说明的具有如图6所示的差分电压值的通信总线系统实现。如在本实施例中呈现的方法可与使用总线主机204中的UART和总线从节点206和208中的每一个中的另一个UART兼容。该方法的变体可通过更少的或额外的步骤来实现，或者可将这些步骤进行重新布置，或者可使用其它的差分电压值，或绝对或相对电压值，以及使用不同数量的总线从节点。该方法初始化操作702，其中将第一防护带布置在第二和第三差分电压子范围之间。图6示出的差分电压电平和范围为适合该动作的候选。响应于第二和第三电压子范围中的且包括第一防护带的电压的电路可通过调节总线主机204中的差分放大器Al的响应和/或调节耦接至图4中两线双向总线的偏置电路中电阻器Rl、R2和R3来设置。在操作704中，第二防护带被布置在第二和第一电压子范围之间。响应于第二和第三电压子范围中的且包括第一防护带的电压的电路可通过调节电阻器R6和R4和/或通过将二极管Dl添加到总线从节点206的接收器部分进行设置。
[0043]继续参考图7，在操作706中将总线从节点耦接至双向总线。应该理解到的是本文中所说明的实施例可使用任意个数的总线从节点。在步骤708中将总线从节点的发送器连接与总线隔离开。该动作可使用如图4和图5所示的光隔离器或其它隔离装置完成。在操作710中将总线从节点的接收器连接与总线隔离开。类似地，该步骤可使用光隔离器或其它隔离装置完成。在操作712中，第一电压序列被发送至总线上。该第一电压序列包括第一电压子范围中的电压和第二电压子范围中的电压。例如，该第一序列可以是，如图6所示的使用代表逻辑O的第一电压子范围中的电压和代表逻辑I的第二电压子范围中的电压，从总线主机传输来自被耦接至总线主机的UART的二进制比特的串行通信。
[0044]在步骤714中，第一电压序列沿总线在第一位置处被翻译成与空闲状态相关联的单个逻辑值。例如，第一位置可为将总线主机耦接至总线的地方。总线主机的接收器将第一电压子范围中的电压翻译成逻辑I。同样地，总线主机的接收器将第二电压子范围中的电压翻译成逻辑I。据此，接收器见到该单个逻辑值并且耦接至总线主机的接收器的UART保持空闲状态。在操作716中，第一序列在第二位置处被翻译成应用两个逻辑值的活动通信。例如，沿总线的第二位置可为将总线从节点耦接至总线的地方。该总线从节点的接收器将第一电压子范围电压翻译成逻辑O。同样地，从节点的接收器将第二电压子范围内的电压翻译成逻辑I。所以，接收器将这两个逻辑值视为I和O序列的一部分，其指示了数据的活动的通信，例如要由被耦接至总线从节点的接收器的UART接收的消息。
[0045]在动作718中，将第二电压序列发送至总线上。该第二电压序列包括如图6所示的在第二电压子范围中的电压和在第三电压子范围中的电压。例如，第二序列可为，使用代表逻辑I的第二电压子范围中的电压以及代表逻辑O的在第三电压子范围内的电压，从总线从节点对于来自耦接至该总线从节点的UART的二进制比特的串行通信的第二传输。在操作720中，第二序列在第一位置处被翻译成应用两个逻辑值的活动通信。例如，第一位置可为总线主机被耦接至总线的地方。总线主机的接收器将第二电压子范围中的电压翻译成逻辑I。同时，总线主机的接收器将第三电压子范围中的电压翻译成逻辑O。所以，接收器将这两个逻辑值示为I和O序列的一部分，这指示了数据的活动通信，例如由被耦接至总线主机的接收器的UART接收的消息。
[0046]在动作722中，第二电压序列在第二位置处被翻译成与空闲状态相关联的单个逻辑值。例如，第二位置可以是总线从节点被耦接至总线的地方。总线从节点的接收器将第二电压子范围中的电压翻译成逻辑I。总线从节点的接收器同样将第三电压子范围中的电压翻译成逻辑I。因此该总线从节点的接收器见到该单个逻辑值并且被耦接至总线从节点的接收器的UART保持处于空闲状态。虽然该方法操作是以