一种一主多从的通信总线单元及其通信方法与流程

本发明涉及是基于485的通信总线，尤其涉及一种一主多从的通信总线单元及其通信方法。

背景技术：

1、一主多从的总线结构是一种非常常见的总线结构，该总线结构中存在一个主节点和n个从节点。工业总线中的485总线、can总线、ethercat总线等等，都可以实现一主多从的拓扑结构。以485总线为例，连接关系如附图1所示。

2、传统基于485的总线通信，其优势和缺陷都非常明显，其优势为简单易用、成本低廉、元器件成熟稳定，供货充足，其缺陷为通信速率低、总线节点少，且随着总线节点数的增加，通信的稳定性会急剧下降，另外在从节点需要编址的情况下，该总线结构无法实现总线节点的自动编址。

3、本发明利用485的基本传输方式和现有的低成本元器件，在不增加连接线缆数量的前提下，打破原有的节点连接方式，实现一种全新的通信总线。

技术实现思路

1、基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种一主多从的通信总线单元及其通信方法。

2、本发明提出的一种一主多从的通信总线单元，包括

3、两个rs485芯片，其中一个所述rs485芯片的rxd端和另外一个所述rs485芯片的txd端连接有第六电阻，两个所述rs485芯片的vcc端接电源，gnd端接地，两个所述rs485芯片的a端和b端之间分别并联有第一电阻和保护电路；

4、一个mcu芯片，两个rs485芯片的rxd、txd、de引脚分别同时连接到该mcu的两个usart口。

5、作为本技术方案的进一步优化，本发明一种一主多从的通信总线单元，所述保护电路包括两个串联设置的第一二级管和第二二级管，两个所述第一二级管和所述第二二级管的连接端接gnd，所述第一二级管的负极通过第四电阻与所述rs485芯片的a端连接，所述第二二级管的正极通过第五电阻与所述rs485芯片的b端连接。

6、一种一主多从的通信总线的通讯方法，其特征在于，用于主机和从机之间的通信，主机和从机均设置有如权利要求1所述的一主多从的通信总线单元，所述主机通过一主多从的通信总线单元连接至少一个从机，所述主机和所述从机分别对应每个节点，每个所述节点的一主多从的通信总线单元依次连接形成一主多从的通信总线，各个所述从机节点具有不同的地址编号，该编号可作为该节点在总线中的地址使用，通过mcu控制各个节点一主多从的通信总线单元之间的连接方式。

7、作为本技术方案的进一步优化，本发明一种一主多从的通信总线，各个所述节点一主多从的通信总线单元之间的连接状态包括：

8、级连方式：mcu将非主机节点的与下一从机节点相连的rs485芯片的txd引脚配置为usart的发送脚时，实现各个节点连接状态为级连状态；

9、直连方式：mcu将非主机节点的与下一从机节点相连的rs485芯片的txd引脚配置为usart的悬浮输入时，实现各个节点连接状态为直联状态；

10、混连方式：通过控制mcu将下一从机节点的rs485芯片的txd引脚配置状态，实现一主多从的通信总线，部分节点处于级连方式或直连方式。

11、综上可知，本发明中的有益效果为：

12、采用级连的方式进行拓扑，对于总线中的任意节点而言，都只是跟相邻节点单独相连，极大的提高了整个总线的稳定性和可连接的节点数量，在不增加连接线缆数量的前提下，打破原有的节点连接方式，并且实现级连和直连方式可切换，并且直连和混连方式可以共存于同一通信总线，可以根据实际使用情况进行任意调节，适用范围更加广泛，无论在直连还是级连状态，无论总线中有多少节点，每个节点对上一节点和对下一节点的物理连接都可视为1对1的连接，可极大程度上提升连接的稳定性和通信速率，整个总线的材料成本非常低廉，但实现的通信效果却极为优秀，真正做到了物美价廉。

技术特征：

1.一种一主多从的通信总线单元，其特征在于，包括

2.根据权利要求1所述的一种一主多从的通信总线单元，其特征在于，所述保护电路包括两个串联设置的第一二级管和第二二级管，两个所述第一二级管和所述第二二级管的连接端接gnd，所述第一二级管的负极通过第四电阻与所述rs485芯片的a端连接，所述第二二级管的正极通过第五电阻与所述rs485芯片的b端连接。

3.一种一主多从的通信总线的通讯方法，其特征在于，用于主机和从机之间的通信，主机和从机均设置有如权利要求1所述的一主多从的通信总线单元，所述主机通过一主多从的通信总线单元连接至少一个从机，所述主机和所述从机分别对应每个节点，每个所述节点的一主多从的通信总线单元依次连接形成一主多从的通信总线，各个所述从机节点具有不同的地址编号，该编号可作为该节点在总线中的地址使用，通过mcu控制各个节点一主多从的通信总线单元之间的连接方式。

4.一种基于权利要求3所述一主多从的通信总线的通讯方法，其特征在于，各个所述节点一主多从的通信总线单元之间的连接状态包括：级连方式：mcu将非主机节点的与下一从机节点相连的rs485芯片的txd引脚配置为usart的发送脚时，实现各个节点连接状态为级连状态；

技术总结
本发明公开了一种一主多从的通信总线单元，两个RS485芯片，其中一个所述RS485芯片的RXD端和另外一个所述RS485芯片的TXD端连接有第六电阻，两个所述RS485芯片的VCC端接电源，GND端接地，两个所述RS485芯片的A端和B端之间分别并联有第一电阻和保护电路，一个MCU芯片，两个RS485芯片的RXD、TXD、DE引脚分别同时连接到该MCU的两个USART口。本发明可以根据实际使用情况进行任意调节，适用范围更加广泛，无论在直连还是级连状态，无论总线中有多少节点，每个节点对上一节点和对下一节点的物理连接都可视为1对1的连接，可极大程度上提升连接的稳定性和通信速率。

技术研发人员：张勇
受保护的技术使用者：深圳软艺电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19