一种通信电路的通信控制装置和多联机系统的制作方法

1.本实用新型属于通信控制技术领域，具体涉及一种通信电路的通信控制装置和多联机系统，尤其涉及一种能够实现数据传输降耗的通信电路及方法、以及具有该通信电路的多联机系统。


背景技术：

2.在通信电路中，数据交互都是通过通信协议进行的。为了增加主设备和从设备的io口(即输入输出口)的驱动能力，或者为了在总线空闲时将总线拉到高电位，都会在主设备和从设备的io口之间的总线上增加上拉电阻。然而，在数据传输时，电流总在低电平脉宽时间内流经上拉电阻，会消耗能量，增加数据传输的能耗。
3.上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于，提供一种通信电路的通信控制装置和多联机系统，以解决在通信电路中数据发送端与数据接收端之间的总线上设置上拉电阻，增加了数据传输的能耗的问题，达到通过对数据传输过程中的电平进行控制，能够减小数据传输的能耗的效果。
5.本实用新型提供一种通信电路的通信控制装置中，所述通信电路，包括：设置在数据发送端和数据接收端之间的总线，以及设置在所述总线与直流电源之间的上拉单元；所述通信电路的通信控制装置，包括：第一电平调制模块和第二电平调制模块；其中，所述第一电平调制模块，设置在所述总线上，且位于所述数据发送端与所述上拉单元之间，被配置为接收所述数据发送端发送的数据帧，对所述数据发送端发送的数据帧进行第一电平处理，得到第一数据帧；并通过所述总线，将所述第一数据帧传输至所述第二电平调制模块；所述第二电平调制模块，设置在所述总线上，且位于所述上拉单元与所述数据接收端之间，被配置为接收所述第一数据帧，对所述第一数据帧进行第二电平处理，得到第二数据帧；并通过所述总线，将所述第二数据帧传输至所述数据接收端。
6.在一些实施方式中，所述第一电平调制模块，包括：第一电平检测计量器、第一阈值比较器、第一电平调制器和第一标志位器；其中，所述第一电平调制模块，对所述数据发送端发送的数据帧进行第一电平处理，得到第一数据帧，包括：所述第一电平检测计量器，被配置为检测所述数据帧内的低电平占比值；所述第一阈值比较器，被配置为比较所述低电平占比值与预设阈值，若所述低电平占比值大于所述预设阈值，则输出电平调制信号；所述电平调制信号，是能够控制所述数据帧的电平翻转的信号；所述第一电平调制器，被配置为根据所述电平调制信号，控制所述数据帧进行电平翻转，得到所述数据发送端发送的数据帧经所述电平翻转后的数据帧，记为第一数据帧；所述第一标志位器，被配置为在所述数据帧的电平翻转的情况下，生成所述数据帧的电平翻转的数据帧标志位，记为第一数据帧
标志位；所述第一数据帧标志位，表示其对应的第一数据帧的电平是否已翻转；其中，通过所述总线，将所述第一数据帧传输至所述第二电平调制模块，包括：通过所述总线，将所述第一数据帧和所述第一数据帧标志位，一并传输至所述第二电平调制模块。
7.在一些实施方式中，所述预设阈值，包括：动态阈值；所述动态阈值，能够根据所述上拉模块的阻值、所述直流电源的大小、所述数据帧的低电平占比值、以及所述第一电平调制模块和所述第二电平调制模块中的至少之一进行动态设置。
8.在一些实施方式中，所述第二电平调制模块，包括：第二标志位器和第二电平调制器；其中，所述第二电平调制模块，对所述第一数据帧进行第二电平处理，得到第二数据帧，包括：所述第二标志位器，被配置为检测所述第一数据帧标志位，若所述第一数据帧标志位为低电平，则确定所述第一数据帧是由所述数据发送端发送的数据帧经电平翻转得到的；所述第二电平调制器，被配置为在所述第一数据帧是由所述数据发送端发送的数据帧经电平翻转得到的情况下，控制所述第一数据帧进行电平翻转，得到由所述第一数据帧经所述电平翻转后的数据帧，记为第二数据帧；所述第二数据帧的电平，与所述数据发送端发送的数据的电平相同。
9.在一些实施方式中，所述第一电平调制器和所述第二电平调制器中的电平调制器，包括：第一开关管和第二开关管；所述第一开关管和所述第二开关管，通过镜像连接构成的推挽管。
10.在一些实施方式中，所述总线，包括：第一根线缆和第二根线缆；所述上拉单元，包括：第一上拉模块和第二上拉模块；在所述第一根线缆与直流电源之间，设置有第一上拉模块；在所述第二根线缆与直流电源之间，设置有第二上拉模块。
11.与上述装置相匹配，本实用新型再一方面提供一种多联机系统，包括：以上所述的通信电路的通信控制装置。
12.由此，本实用新型的方案，通过检测数据发送端发送的数据帧内高低电平的数目占比值，在低电平的数目占比值大于预设阈值时对数据发送端发送的数据帧进行电平翻转，在数据接收端再对已进行电平翻转的数据帧进行反翻转调制，保证了数据发送端与数据接收端之间的正常通信，也降低了数据发送端与数据接收端之间传输数据帧时的能量消耗；从设备而，通过对数据传输过程中的电平进行控制，能够减小数据传输的能耗。
13.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从设备说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。
14.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
15.图1为本实用新型的通信电路的通信控制装置的一实施例的结构示意图；
16.图2为通信总线上的上拉电阻的结构示意图；
17.图3为通信总线上的上拉电阻在数据传输时的电流传输路径示意图；
18.图4为本实用新型的一种数据传输降耗方法所用通信电路的一实施例的结构示意图；
19.图5为图4中的电平调制模块的一实施例的内部结构示意图。
20.图6为本实用新型的通信电路的通信控制方法的一实施例的流程示意图；
21.图7为本实用新型的方法中对所述数据发送端发送的数据帧进行第一电平处理的一实施例的流程示意图；
22.图8为本实用新型的方法中对所述第一数据帧进行第二电平处理的一实施例的流程示意图。
具体实施方式
23.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.根据本实用新型的实施例，提供了一种通信电路的通信控制装置。参见图1所示本实用新型的装置的一实施例的结构示意图。所述通信电路，包括：设置在数据发送端和数据接收端之间的总线，以及设置在所述总线与直流电源之间的上拉单元。所述通信电路的通信控制装置，包括：第一电平调制模块和第二电平调制模块。
25.其中，所述第一电平调制模块，设置在所述总线上，且位于所述数据发送端与所述上拉单元之间，被配置为接收所述数据发送端发送的数据帧，对所述数据发送端发送的数据帧进行第一电平处理，得到第一数据帧；并通过所述总线，将所述第一数据帧传输至所述第二电平调制模块。
26.在一些实施方式中，所述第一电平调制模块，包括：第一电平检测计量器、第一阈值比较器、第一电平调制器和第一标志位器。第一电平检测计量器的第一引脚接收数据，第一电平检测计量器的第二引脚与第一阈值比较器的第一引脚相连接，同时，第一电平检测计量器的第三引脚与第一电平调制器的第一引脚相连接。第一阈值比较器的第二引脚与第一电平调制器的第二引脚相连接。第一电平调制器的第三引脚与第一标志位器第一引脚相连接，第一电平调制器的第四引脚输出数据。第一标志位器第二引脚输出数据。
27.其中，所述第一电平调制模块，对所述数据发送端发送的数据帧进行第一电平处理，得到第一数据帧，包括：
28.所述第一电平检测计量器，被配置为检测所述数据帧内的低电平占比值。
29.例如：master设备发送数据帧。第一电平调制模块接收到master设备发送的数据帧，第一电平调制模块内部的电平检测计量器就会检测数据帧中高低电平的数目：当检测到电平幅度大于的0.75vdd时即视为高电平，并计算高电平数目m。当检测电平幅度低于0.1vdd时即视为低电平，并计算低电平数目n。随即自运算出一个低电平的占比值a＝n/(n+m)，即低电平数目除以总电平数目。
30.所述第一阈值比较器，被配置为比较所述低电平占比值与预设阈值，若所述低电平占比值大于所述预设阈值，则输出电平调制信号。所述电平调制信号，是能够控制所述数据帧的电平翻转的信号。当然，若所述低电平占比值小于或等于所述预设阈值，则不需输出电平调制信号。
31.例如：计算得到的低电平占比值a经过一个阈值比较器，当低电平占比值a与预好阈值进行比较，若低电平占比值a大于预设阈值时，第一电平调制模块中的电平调制器就会
将master设备发送的数据帧的电平调制翻转。
32.所述第一电平调制器，被配置为根据所述电平调制信号，控制所述数据帧进行电平翻转，得到所述数据发送端发送的数据帧经所述电平翻转后的数据帧，记为第一数据帧。具体地，在检测得到的所述低电平占比值大于预设阈值的情况下，控制所述数据帧的电平翻转，得到经所述电平翻转后的数据帧，记为第一数据帧。所述第一数据帧，经所述总线传输至所述第二电平调制模块。当然，在检测得到的所述低电平占比值小于或等于预设阈值的情况下，不需要控制所述数据帧的电平翻转，未经所述电平翻转的数据帧，按原电平经所述总线传输至所述第二电平调制模块。
33.例如：第一电平调制模块中的电平调制器就会将master设备发送的数据帧的电平调制翻转：由原来的逻辑高电平“1”变为逻辑低电平“0”，由原来的逻辑低电平“0”变为逻辑高电平“1”进行调制。反之，不会将数据帧的电平翻转。
34.所述第一标志位器，被配置为在所述数据帧的电平翻转的情况下，生成所述数据帧的电平翻转的数据帧标志位，记为第一数据帧标志位。所述第一数据帧标志位，表示其对应的第一数据帧的电平是否已翻转。例如：电平调制的同时，第一电平调制模块中的数据标志位器也相对应调制。
35.其中，通过所述总线，将所述第一数据帧传输至所述第二电平调制模块，包括：通过所述总线，将所述第一数据帧和所述第一数据帧标志位，一并传输至所述第二电平调制模块。
36.例如：第一电平调制模块将调制后的数据帧，通过总线向第二电平调制模块发送的同时，第一电平调制模块也将数据帧标志位通过总线向第二电平调制模块发送。数据帧标志位电平情况对应着数据帧翻转情况。若数据帧标志置低，表示该数据帧标志位对应的数据帧已翻转。反之，数据帧没有翻转。
37.在一些实施方式中，所述预设阈值，包括：动态阈值。所述动态阈值，能够根据所述上拉模块的阻值、所述直流电源的大小、所述数据帧的低电平占比值、以及所述第一电平调制模块和所述第二电平调制模块中的至少之一进行动态设置。
38.具体地，阈值比较器会检测上拉电阻rp的阻值，电源vdd的大小，一个数据帧的低电平占比值，新增模块工作时功耗等，自运算出一个合适阈值作为预设阈值。该预设阈值是动态变化的阈值。使得总线节能部分大于新增模块的新增能量，降低整体功耗。
39.所述第二电平调制模块，设置在所述总线上，且位于所述上拉单元与所述数据接收端之间，被配置为接收所述第一数据帧，对所述第一数据帧进行第二电平处理，得到第二数据帧；并通过所述总线，将所述第二数据帧传输至所述数据接收端。
40.由此，通过电平翻转，使得数据帧内高电平永远保持多数，能够缩短低电平脉宽总时间，从设备而能够在保证正常通信的情况下，降低总线的能量消耗，降低整体功耗。
41.在一些实施方式中，所述第二电平调制模块，包括：第二标志位器和第二电平调制器。当然，所述第二电平调制模块，还能够包括：第二电平检测计量器和第二阈值比较器。第二电平检测计量器的第一引脚接收数据，第二电平检测计量器的第二引脚与第二阈值比较器的第一引脚相连接，同时，第二电平检测计量器的第三引脚与第二电平调制器的第一引脚相连接。第二阈值比较器的第二引脚与第二电平调制器的第二引脚相连接。第二电平调制器的第三引脚与第二标志位器第一引脚相连接，第二电平调制器的第四引脚输出数据。
第二标志位器第二引脚输出数据。
42.其中，所述第二电平调制模块，对所述第一数据帧进行第二电平处理，得到第二数据帧，包括：
43.所述第二标志位器，被配置为检测所述第一数据帧标志位，若所述第一数据帧标志位为低电平，则确定所述第一数据帧是由所述数据发送端发送的数据帧经电平翻转得到的。当然，若所述第一数据帧标志位为高电平，则确定所述第一数据帧是所述数据发送端发送的数据帧。
44.所述第二电平调制器，被配置为在所述第一数据帧是由所述数据发送端发送的数据帧经电平翻转得到的情况下，控制所述第一数据帧进行电平翻转，得到由所述第一数据帧经所述电平翻转后的数据帧，记为第二数据帧。所述第二数据帧的电平，与所述数据发送端发送的数据的电平相同。
45.例如：第二电平调制模块接收到第一电平调制模块发送过来的数据帧和数据帧标志位，第二电平调制模块首先检验数据帧标志位的高低电平情况，会将已翻转的数据帧进行反翻转调制，没翻转的数据帧则不用进行反翻转。第二电平调制模块将反调制后数据帧向slave设备发送。slave设备接收到与原始数据一致的数据帧。从而，能够保证master设备与slave设备正常数据通信之外，在总线上传输的低电平数目减少，从设备而减少流经上拉电阻的总时间，降低总线上功耗。其中，master设备，作为主设备，能够主动发送和接收数据。slave设备，作为从设备设备，能够被动发送和接收数据。
46.在一些实施方式中，所述第一电平调制器和所述第二电平调制器中的电平调制器，包括：第一开关管和第二开关管。所述第一开关管和所述第二开关管，通过镜像连接构成的推挽管。例如：电平调制器调制电平，包括：通过两个三极管镜像连接构成的推挽管，能够将高电平调制成低电平，或将低电平调制成高电平。
47.在一些实施方式中，所述总线，包括：第一根线缆(如数据1的线缆)和第二根线缆(如数据2的线缆)。所述上拉单元，包括：第一上拉模块和第二上拉模块。在所述第一根线缆与直流电源之间，设置有第一上拉模块(如上拉电阻rp1)。在所述第二根线缆与直流电源之间，设置有第二上拉模块(如上拉电阻rp2)。
48.由此，通过在数据发送端(如主设备端)，检测数据帧内的高低电平数目占比值大于某个预设阈值时就会电平翻转，减少低电平脉宽总时间，降低流经上拉电阻的功耗。数据接收端(如从设备端)，检验数据标志位电平，进行是否反翻转调制，保证接收的数据与原始数据保持一致的同时，降低数据传输的功耗。
49.经大量的试验验证，采用本实用新型的技术方案，通过检测数据发送端发送的数据帧内高低电平的数目占比值，在低电平的数目占比值大于预设阈值时对数据发送端发送的数据帧进行电平翻转，在数据接收端再对已进行电平翻转的数据帧进行反翻转调制，保证了数据发送端与数据接收端之间的正常通信，也降低了数据发送端与数据接收端之间传输数据帧时的能量消耗。从设备而，通过对数据传输过程中的电平进行控制，能够减小数据传输的能耗。
50.根据本实用新型的实施例，还提供了对应于通信电路的通信控制装置的一种多联机系统。该多联机系统可以包括：以上所述的通信电路的通信控制装置。所述多联机系统，包括：主设备和从设备。
51.图2为通信总线上的上拉电阻的结构示意图。如图2所示，在通信电路中，数据发送端(如主设备master)与数据接收端(如从设备slave)之间的总线与直流电源vdd之间，设置有上拉模块，如上拉电阻rp1和上拉电阻rp2。总线中的一根线缆作为数据1的传输线缆，通过上拉电阻rp1接直流电源vdd。总线中的另一根线缆作为数据2的传输线缆，通过上拉电阻rp2接直流电源vdd。上拉电阻rp1和上拉电阻rp2，对电流有阻碍，电流流过时有能量消耗。
52.图3为通信总线上的上拉电阻在数据传输时的电流传输路径示意图。如图3所示，数据1中的高电平(如逻辑1)信号通过上拉电阻rp1时，上拉电阻rp1上没有电流流过；数据2中的低电平(如逻辑0)信号通过上拉电阻rp2时，上拉电阻rp2上有电流流过。
53.考虑到在如图2和图3所示的通信电路中，数据在有上拉电阻的通信总线上传输时，电流总是在低电平脉宽时间内流经上拉电阻从设备而消耗能量，只要有数据传输时，就会源源不断有能量消耗。相关方案中，为了降低主从设备之间的总线数据传输的能耗，选用合适的上拉电阻阻值来降低电路各部分的消耗电流，从设备而降低整体功耗。但选用合适的上拉电阻，一方面需要针对不同需求选用不同的上拉电阻，操作上比较繁琐；另一方面，选用合适的上拉电阻后，还是会消耗数据传输的能量。
54.在一些实施方式中，本实用新型的方案提出一种数据传输降耗方法以及通信电路，
55.具体地，本实用新型的方案，通过在数据发送端(如主设备端)，检测数据帧内的高低电平数目占比值大于某个预设阈值时就会电平翻转，减少低电平脉宽总时间，降低流经上拉电阻的功耗。数据接收端(如从设备端)，检验数据标志位电平，进行是否反翻转调制，保证接收的数据与原始数据保持一致的同时，降低数据传输的功耗。
56.下面结合图4和图5所示的例子，对本实用新型的方案的具体实现过程进行示例性说明。
57.图4为本实用新型的一种数据传输降耗方法所用通信电路的一实施例的结构示意图，与图2相比，新增加了电平调制模块。如图4所示，在通信电路中，数据发送端(如主设备master)与数据接收端(如从设备slave)之间的总线与直流电源vdd之间，设置有上拉模块，如上拉电阻rp1和上拉电阻rp2。总线中的一根线缆作为数据1的传输线缆，通过第一电平调制模块和上拉电阻rp1接直流电源vdd。总线中的另一根线缆作为数据2的传输线缆，通过第二电平调制模块和上拉电阻rp2接直流电源vdd。第一电平调制模块和第二电平调制模块，能够检验电平、运算比较、调制电平。
58.其中，在第一电平调制模块的输入侧，主设备的第一连接端经数据1的线缆连接至第一电平调制模块的第一输入端，主设备的第二连接端经数据2的线缆连接至第一电平调制模块的第二输入端。在第一电平调制模块的输出侧，第一电平调制模块的数据标志位1的线缆连接至第二电平调制模块，第一电平调制模块的数据1的线缆连接至第二电平调制模块，第一电平调制模块的数据2的线缆连接至第二电平调制模块，第一电平调制模块的数据标志位2的线缆连接至第二电平调制模块。数据1的线缆通过上拉电阻rp1后连接至直流电源vdd，数据2的线缆通过上拉电阻rp2后连接至直流电源vdd。
59.在第二电平调制模块的输入侧，第二电平调制模块的数据标志位1连接至第一电平调制模块，第二电平调制模块的数据1的线缆连接至第一电平调制模块，第二电平调制模块的数据2的线缆连接至第一电平调制模块，第二电平调制模块的数据标志位2的线缆连接
至第一电平调制模块。在第二电平调制模块的输出侧，第二电平调制模块的第一输出端经数据1的线缆连接至从设备的第一连接端，第二电平调制模块的第二输出端经数据2的线缆连接至从设备第二连接端。
60.图5为图4中的电平调制模块的一实施例的内部结构示意图。如图5所示，第一电平调制模块和第二电平调制模块中的电平调制模块，包括：电平检测计量器、标志位器、阈值比较器和电平调制器。电平检测计量器，分别连接至阈值比较器和电平调制器，电平调制器与标志位器连接。
61.具体地，电平检测计量器的第一引脚接收数据，电平检测计量器的第二引脚与阈值比较器的第一引脚相连接，同时，电平检测计量器的第三引脚与电平调制器的第一引脚相连接；阈值比较器的第二引脚与电平调制器的第二引脚相连接；电平调制器的第三引脚与标志位器第一引脚相连接，电平调制器的第四引脚输出数据；标志位器第二引脚输出数据。
62.例如：电平检测器的型号可以是md7036，标志位器的型号可以是adc12038ciwm，阀值器的型号可以是lm211d，电平调制器的型号可以是mc1596。
63.参见图4和图5所示的例子，本实用新型的方案提供的一种能够实现数据传输降耗的通信电路，其实现数据传输降耗的流程，包括：
64.步骤1、master设备发送数据帧。
65.步骤2、第一电平调制模块接收到master设备发送的数据帧，第一电平调制模块内部的电平检测计量器就会检测数据帧中高低电平的数目：当检测到电平幅度大于的0.75vdd时即视为高电平，并计算高电平数目m；当检测电平幅度低于0.1vdd时即视为低电平，并计算低电平数目n；随即自运算出一个低电平的占比值a＝n/(n+m)，即低电平数目除以总电平数目。
66.步骤3、步骤2计算得到的低电平占比值a经过一个阈值比较器，当低电平占比值a与预好阈值进行比较，若低电平占比值a大于预设阈值时，第一电平调制模块中的电平调制器就会将master设备发送的数据帧的电平调制翻转：由原来的逻辑高电平“1”变为逻辑低电平“0”，由原来的逻辑低电平“0”变为逻辑高电平“1”进行调制。反之，不会将数据帧的电平翻转；电平调制的同时，第一电平调制模块中的数据标志位器也相对应调制。
67.数据标志位器检测到电平调制模块有电平调制的动作时，信号电平也随之变化，若数据帧翻转了，则标志位信号电平置为逻辑低电平“0”；若数据帧无翻转，则标志位信号电平置为逻辑高电平“1”；并将信号通过总线发送至第二电平调制模块，第二电平调制模块以此判断数据帧有没翻转，从而是否需要反翻转。
68.在步骤3中，对预设阈值的确定，包括：阈值比较器会检测上拉电阻rp的阻值，电源vdd的大小，一个数据帧的低电平占比值，新增模块工作时功耗等，设定一个合适阈值作为预设阈值。假设一帧数据有1000bit，脉宽时间tw＝20us，上拉电源u＝5v，上拉电阻r＝10kω，预设阀值：70％；根据功耗公式：p＝(u*u/r)*tw*a＝0.035mw。当低电平占比a大于设好阀值时，进行电平翻转，消耗能量p＝(u*u/r)*tw*(1
‑
a)＝0.015mw.按例示节省了0.02mw，当大量数据流通过时，降低的功耗是可观的。若新增模块的平均工作功耗为1w，则当数据量大于50k帧时就能降低功耗。该预设阈值是动态变化的阈值。使得总线节能部分大于新增模块的新增能量，降低整体功耗。
69.步骤4、第一电平调制模块将调制后的数据帧，通过总线向第二电平调制模块发送的同时，第一电平调制模块也将数据帧标志位通过总线向第二电平调制模块发送。数据帧标志位电平情况对应着数据帧翻转情况。若数据帧标志置低，表示该数据帧标志位对应的数据帧已翻转。反之，数据帧没有翻转。其中，总线包括数据传输线和数据标志位线。master设备与第一电平调制模块之间的线缆，不属于总线。
70.步骤5、第二电平调制模块接收到第一电平调制模块发送过来的数据帧和数据帧标志位，第二电平调制模块首先检验数据帧标志位的高低电平情况，会将已翻转的数据帧进行反翻转调制，没翻转的数据帧则不用进行反翻转。
71.步骤6、第二电平调制模块将反调制后数据帧向slave设备发送。slave设备接收到与原始数据一致的数据帧。
72.其中，电平调制器调制电平，包括：通过两个三极管镜像连接构成的推挽管，能够将高电平调制成低电平，或将低电平调制成高电平。
73.经步骤1至步骤6，能够保证master设备与slave设备正常数据通信之外，在总线上传输的低电平数目减少，从设备而减少流经上拉电阻的总时间，降低总线上功耗。其中，master设备，作为主设备，能够主动发送和接收数据。slave设备，作为从设备设备，能够被动发送和接收数据。
74.由于本实施例的多联机系统所实现的处理及功能基本相应于前述图1所示的装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
75.经大量的试验验证，采用本实用新型的技术方案，通过检测数据发送端发送的数据帧内高低电平的数目占比值，在低电平的数目占比值大于预设阈值时对数据发送端发送的数据帧进行电平翻转，在数据接收端再对已进行电平翻转的数据帧进行反翻转调制，保证了数据发送端与数据接收端之间的正常通信，也降低了数据发送端与数据接收端之间传输数据帧时的能量消耗，能够缩短低电平脉宽总时间，从设备而能够在保证正常通信的情况下，降低总线的能量消耗，降低整体功耗。
76.根据本实用新型的实施例，还提供了对应于多联机系统的一种通信电路的通信控制方法，如图6所示本实用新型的方法的一实施例的流程示意图。所述通信电路，包括：设置在数据发送端和数据接收端之间的总线，以及设置在所述总线与直流电源之间的上拉单元。所述通信电路的通信控制方法，包括：步骤s110和步骤s120。
77.在步骤s110处，通过第一电平调制模块，接收所述数据发送端发送的数据帧，对所述数据发送端发送的数据帧进行第一电平处理，得到第一数据帧；并通过所述总线，将所述第一数据帧传输至所述第二电平调制模块。其中，第一电平调制模块，设置在所述总线上，且位于所述数据发送端与所述上拉单元之间。
78.在一些实施方式中，所述第一电平调制模块，包括：第一电平检测计量器、第一阈值比较器、第一电平调制器和第一标志位器。第一电平检测计量器的第一引脚接收数据，第一电平检测计量器的第二引脚与第一阈值比较器的第一引脚相连接，同时，第一电平检测计量器的第三引脚与第一电平调制器的第一引脚相连接。第一阈值比较器的第二引脚与第一电平调制器的第二引脚相连接。第一电平调制器的第三引脚与第一标志位器第一引脚相连接，第一电平调制器的第四引脚输出数据。第一标志位器第二引脚输出数据。
79.其中，步骤s110中通过第一电平调制模块，对所述数据发送端发送的数据帧进行第一电平处理，得到第一数据帧的具体过程，参见以下示例性说明。
80.下面结合图7所示本实用新型的方法中对所述数据发送端发送的数据帧进行第一电平处理的一实施例流程示意图，进一步说明步骤s110中对所述数据发送端发送的数据帧进行第一电平处理的具体过程，包括：步骤s210至步骤s240。
81.步骤s210，通过第一电平检测计量器，检测所述数据帧内的低电平占比值。
82.例如：master设备发送数据帧。第一电平调制模块接收到master设备发送的数据帧，第一电平调制模块内部的电平检测计量器就会检测数据帧中高低电平的数目：当检测到电平幅度大于的0.75vdd时即视为高电平，并计算高电平数目m。当检测电平幅度低于0.1vdd时即视为低电平，并计算低电平数目n。随即自运算出一个低电平的占比值a＝n/(n+m)，即低电平数目除以总电平数目。
83.步骤s220，通过第一阈值比较器，比较所述低电平占比值与预设阈值，若所述低电平占比值大于所述预设阈值，则输出电平调制信号。所述电平调制信号，是能够控制所述数据帧的电平翻转的信号。当然，若所述低电平占比值小于或等于所述预设阈值，则不需输出电平调制信号。
84.例如：计算得到的低电平占比值a经过一个阈值比较器，当低电平占比值a与预好阈值进行比较，若低电平占比值a大于预设阈值时，第一电平调制模块中的电平调制器就会将master设备发送的数据帧的电平调制翻转。
85.步骤s230，通过第一电平调制器，根据所述电平调制信号，控制所述数据帧进行电平翻转，得到所述数据发送端发送的数据帧经所述电平翻转后的数据帧，记为第一数据帧。具体地，在检测得到的所述低电平占比值大于预设阈值的情况下，控制所述数据帧的电平翻转，得到经所述电平翻转后的数据帧，记为第一数据帧。所述第一数据帧，经所述总线传输至所述第二电平调制模块。当然，在检测得到的所述低电平占比值小于或等于预设阈值的情况下，不需要控制所述数据帧的电平翻转，未经所述电平翻转的数据帧，按原电平经所述总线传输至所述第二电平调制模块。
86.例如：第一电平调制模块中的电平调制器就会将master设备发送的数据帧的电平调制翻转：由原来的逻辑高电平“1”变为逻辑低电平“0”，由原来的逻辑低电平“0”变为逻辑高电平“1”进行调制。反之，不会将数据帧的电平翻转。
87.步骤s240，通过第一标志位器，在所述数据帧的电平翻转的情况下，生成所述数据帧的电平翻转的数据帧标志位，记为第一数据帧标志位。所述第一数据帧标志位，表示其对应的第一数据帧的电平是否已翻转。例如：电平调制的同时，第一电平调制模块中的数据标志位器也相对应调制。
88.其中，通过所述总线，将所述第一数据帧传输至所述第二电平调制模块，包括：通过所述总线，将所述第一数据帧和所述第一数据帧标志位，一并传输至所述第二电平调制模块。
89.例如：第一电平调制模块将调制后的数据帧，通过总线向第二电平调制模块发送的同时，第一电平调制模块也将数据帧标志位通过总线向第二电平调制模块发送。数据帧标志位电平情况对应着数据帧翻转情况。若数据帧标志置低，表示该数据帧标志位对应的数据帧已翻转。反之，数据帧没有翻转。
90.在一些实施方式中，所述预设阈值，包括：动态阈值。所述动态阈值，能够根据所述上拉模块的阻值、所述直流电源的大小、所述数据帧的低电平占比值、以及所述第一电平调制模块和所述第二电平调制模块中的至少之一进行动态设置。
91.具体地，阈值比较器会检测上拉电阻rp的阻值，电源vdd的大小，一个数据帧的低电平占比值，新增模块工作时功耗等，自运算出一个合适阈值作为预设阈值。该预设阈值是动态变化的阈值。使得总线节能部分大于新增模块的新增能量，降低整体功耗。
92.在步骤s120处，通过第二电平调制模块，接收所述第一数据帧，对所述第一数据帧进行第二电平处理，得到第二数据帧；并通过所述总线，将所述第二数据帧传输至所述数据接收端。其中，第二电平调制模块，设置在所述总线上，且位于所述上拉单元与所述数据接收端之间。
93.由此，通过电平翻转，使得数据帧内高电平永远保持多数，能够缩短低电平脉宽总时间，从设备而能够在保证正常通信的情况下，降低总线的能量消耗，降低整体功耗。
94.在一些实施方式中，所述第二电平调制模块，包括：第二标志位器和第二电平调制器。当然，所述第二电平调制模块，还能够包括：第二电平检测计量器和第二阈值比较器。第二电平检测计量器的第一引脚接收数据，第二电平检测计量器的第二引脚与第二阈值比较器的第一引脚相连接，同时，第二电平检测计量器的第三引脚与第二电平调制器的第一引脚相连接。第二阈值比较器的第二引脚与第二电平调制器的第二引脚相连接。第二电平调制器的第三引脚与第二标志位器第一引脚相连接，第二电平调制器的第四引脚输出数据。第二标志位器第二引脚输出数据。
95.其中，步骤s120中通过第二电平调制模块，对所述第一数据帧进行第二电平处理，得到第二数据帧的具体过程，参见以下示例性说明。
96.下面结合图8所示本实用新型的方法中对所述第一数据帧进行第二电平处理的一实施例流程示意图，进一步说明步骤s120中对所述第一数据帧进行第二电平处理的具体过程，包括：步骤s310和步骤s320。
97.步骤s310，通过第二标志位器，检测所述第一数据帧标志位，若所述第一数据帧标志位为低电平，则确定所述第一数据帧是由所述数据发送端发送的数据帧经电平翻转得到的。当然，若所述第一数据帧标志位为高电平，则确定所述第一数据帧是所述数据发送端发送的数据帧。
98.步骤s320，通过第二电平调制器，在所述第一数据帧是由所述数据发送端发送的数据帧经电平翻转得到的情况下，控制所述第一数据帧进行电平翻转，得到由所述第一数据帧经所述电平翻转后的数据帧，记为第二数据帧。所述第二数据帧的电平，与所述数据发送端发送的数据的电平相同。
99.例如：第二电平调制模块接收到第一电平调制模块发送过来的数据帧和数据帧标志位，第二电平调制模块首先检验数据帧标志位的高低电平情况，会将已翻转的数据帧进行反翻转调制，没翻转的数据帧则不用进行反翻转。第二电平调制模块将反调制后数据帧向slave设备发送。slave设备接收到与原始数据一致的数据帧。从而，能够保证master设备与slave设备正常数据通信之外，在总线上传输的低电平数目减少，从设备而减少流经上拉电阻的总时间，降低总线上功耗。其中，master设备，作为主设备，能够主动发送和接收数据。slave设备，作为从设备设备，能够被动发送和接收数据。
100.由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述通信电路的通信控制装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
101.经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过检测数据发送端发送的数据帧内高低电平的数目占比值，在低电平的数目占比值大于预设阈值时对数据发送端发送的数据帧进行电平翻转，在数据接收端再对已进行电平翻转的数据帧进行反翻转调制，保证了数据发送端与数据接收端之间的正常通信，也降低了数据发送端与数据接收端之间传输数据帧时的能量消耗，保证接收的数据与原始数据保持一致的同时，降低数据传输的功耗。
102.综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
103.以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。