专利名称：一种i/o通讯接口模块及其通讯方法
技术领域：
本发明属于电路技术领域，为ー种i/o通讯接ロ模块。
背景技术：
目前在国内主要数控系统的通讯方式有现场总线、RS232、RS485等等，由于使用此类通讯协议时，程序中要进行通讯ロ与程序段间的切換，相应的传输速度较慢，而且在ー些场合，通讯还受到通讯I/o接口数量的硬件限制，通讯双方的I/O接口数量不一定能匹配，主要是通讯接收数据一方可能存在I/o数量少的问题
发明内容
本发明要解决的问题是现有常用通讯方式直接通过现场总线等进行，与程序段切換时传输速度受影响，另外，现有通讯方式还会受到I/o接口数量的硬件限制。本发明的技术方案为ー种I/O通讯接ロ模块，包括ー块MCU芯片、四路数据输入电路，一路数据输出电路和一路时序控制电路，通讯数据由四路数据输入电路输入MCU芯片，时序控制电路连接MCU芯片，MCU芯片经数据输出电路输出处理后的通讯信号，数据输入电路、数据输出电路和时序控制电路均为光电耦合电路。所述I/O通讯接ロ模块的通讯方法为四路数据输入电路作为数据总线，数据线宽4bit，传输的通讯数据为16位，时序信号REQ和通讯信号ACK作为通讯的握手信号，在REQ信号的上升沿，MCU芯片读取四路数据输入电路上的数据，传输ー个16位的数据需要数据类型帧I帧，数据帧4帧，共5帧，相同的5帧数据重复发一次作为数据校验，传输10帧数据构成一个通讯周期，一个通讯周期传输ー个数据，两次通讯周期之间的间隔时间大于20ms ;如果ー个通讯周期内前后5帧的数据保持一致，ACK信号在第10个REQ信号上升沿到来后5ms内跳转，表示本次通讯成功结束；否则ACK信号一直为低电平，说明本次通讯出错，必须重发；同一个通讯周期内，REQ信号的上升沿间隔时间不超过20ms，否则认为本次通讯失败或结束。本发明通过MCU芯片处理通讯数据，由时序控制电路控制MCU芯片的处理时间，降低通讯串ロ在工作中切換的时间，四路输入数据最终由一路输出，节约外部连接I/O扩展芯片通道的数量，省略了串ロ端ロ电压编码时间，可以在有限的I/o接口数量下，高效、快速的进行数据传输通讯。
图I为本发明的电路结构示意图。图2为本发明的工作时序图。图3为本发明实施例中，设置下死点的时序图。图4为本发明实施例中，设置下死点保持时间的时序图。
具体实施例方式如图I所示，本发明包括ー块MCU芯片、四路数据输入电路，一路数据输出电路和一路时序控制电路，数据输入电路和数据输出电路均为光电耦合电路，通讯数据ΒΙΤ0、BITl、BIT2和BIT3由四路数据输入电路输入MCU芯片，时序控制电路连接MCU芯片，通过时序信号REQ控制MCU芯片的时序，MCU芯片经数据输出电路输出处理后的通讯信号ACK。如图2，为本发明的工作时序图，本发明四路数据输入电路作为数据总线，数据线宽4bit，传输的通讯数据为16位，时序信号REQ和通讯信号ACK作为通讯的握手信号，在REQ信号的上升沿，MCU芯片读取四路数据输入电路上的数据，传输ー个16位的数据需要数据类型帧I帧，数据帧4帧，共5帧，相同的5帧数据重复发一次作为数据校验，传输10帧数据构成一个通讯周期，一个通讯周期传输ー个数据。如果前后5帧的数据保持一致，ACK信号将会在第10个REQ信号上升沿到来后5ms内跳转，表示本次通讯成功结束；否则如果ACK信号一直为低电平，说明本次通讯出错，必须重发。另外，同一个通讯周期内，REQ信号的上升沿间隔时间不超过20ms，否则将会认为本次通讯失败或结束。两次通讯周期之间的间隔时间必须大于20ms。·如图3和图4，为本发明I/O通讯接ロ的在机床中设置下死点数据的通讯实例，I/O通讯接ロ模块连接在控制器输出端和机床控制信号输入端之间I)、设下死点数据为60. OOmm,则要传输的十进制数据为60. 00/0. 01 = 6000。6000 (dec) = 0x1770 (hex) = 0001，0111，0111，0000 (bin)第I帧(数据类型)0010 ;第2 帧0001;第3 帧0111;第4 帧0111;第5 帧0000 ；第6帧(数据类型)0010 ；第7 帧0001 ；第8 帧0111;第9 帧0111;第10 帧0000 ；传输数据时序图如图3所示，其中第6帧至第10帧为第I帧到第5帧的重复，不
再重复显示；2)、设置下死点保持时间为100ms，则要传输的十进制数据为100。100 (dec) = 0x0064 (hex) = 0000，0000，0110，0100 (bin)第I帧(数据类型)0001 ；第2 帧0000 ；第3 帧0000;第4 帧0110;第5 帧0100 ；第6帧(数据类型)0001 ；第7 帧0000 ；
第8 帧0000 ；第9 帧0110;第10 帧0100 ；传输数据的时序图如图4，其中第6帧至第10帧为第I帧到第5帧的重复，不再重 复显示。本发明采用硬件直接连接通讯，速度快，硬件上减小I/O接口数量限制的影响，信号校验增加了准确性。
权利要求
1.一种I/O通讯接口模块，其特征是包括一块MCU芯片、四路数据输入电路，一路数据输出电路和一路时序控制电路，通讯数据由四路数据输入电路输入MCU芯片，时序控制电路连接MCU芯片，MCU芯片经数据输出电路输出处理后的通讯信号，数据输入电路、数据输出电路和时序控制电路均为光电耦合电路。
2.权利要求I所述的I/O通讯接口模块的通讯方法，其特征是四路数据输入电路作为数据总线，数据线宽4bit，传输的通讯数据为16位，时序信号REQ和通讯信号ACK作为通讯的握手信号，在REQ信号的上升沿，MCU芯片读取四路数据输入电路上的数据，传输一个16位的数据需要数据类型帧I帧，数据帧4帧，共5帧，相同的5帧数据重复发一次作为数据校验，传输10帧数据构成一个通讯周期，一个通讯周期传输一个数据，两次通讯周期之间的间隔时间大于20ms ;如果一个通讯周期内前后5帧的数据保持一致，ACK信号在第10个REQ信号上升沿到来后5ms内跳转，表示本次通讯成功结束；否则ACK信号一直为低电平，说明本次通讯出错，必须重发；同一个通讯周期内，REQ信号的上升沿间隔时间不超过20ms，否则认为本次通讯失败或结束。
全文摘要
一种I/O通讯接口模块及其通讯方法，包括一块MCU芯片、四路数据输入电路，一路数据输出电路和一路时序控制电路，通讯数据由四路数据输入电路输入MCU芯片，时序控制电路连接MCU芯片，MCU芯片经数据输出电路输出处理后的通讯信号，数据输入电路、数据输出电路和时序控制电路均为光电耦合电路。本发明可以在有限的I/O接口数量下，高效、快速的进行数据传输通讯。
文档编号G06F13/40GK102708084SQ201110387498
公开日2012年10月3日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者余继军, 倪凤贵, 宋华山, 柳倩希 申请人:南京埃尔法电液技术有限公司, 南京埃斯顿自动化股份有限公司