专利名称：串口到LonWorks网智能接口卡的制作方法
一、简介说明Neuron芯片支持的异步串行I/O的最大比特速率是4800bps，且工作方式为半双工，极大的限制了通信的响应速度且兼容性较差，本专利设计了比特速率最高可达9600bps且可实现全双工工作方式的串口-LonWorks网转接接口。二、硬件电路设计
图1为整个转接节点的硬件框图。
单片机使用AT89c52，其数据存储区为256Bytes，有全双工的UART的串行口，32条I/O(P0~P4)线，含EPROM。Neuron芯片提供了3种并行I/O工作方式Master，Slave A，Slave B。我们采用Slave B方式，这样，Neuron芯片相当于单片机的存储映象I/O设备，而单片机相当于Neuron芯片的并行I/O设备。工作在Slave B方式的Neuron芯片在单片机的地址空间中相当于两个寄存器，一个是读、写数据寄存器(偶地址)；一个是只读状态寄存器(奇地址)。单片机通过对这两个寄存器的访问实现与Neuron芯片的数据并行传输。
单片机与Neuron芯片的详细连接图如图2。
并行口速率最大可达3.3MByte/s，与串行设备通信的最高速率由单片机决定，可达9600bit/s。三、软件设计软件部分包括单片机与串行I/O设备之间的通信软件、Slave B的通信软件、以及单片机与Slave B的通信软件。
a)实现握手/令牌传递协议为实现与并行I/O设备的通信并保证安全可靠，Neuron芯片固件执行令牌传递协议，以防止总线冲突。在任一给定的时间，仅有一个设备拥有令牌。令牌为一虚拟写令牌，它决定着哪一设备拥有写总线权(发送数据和令牌或仅发送令牌不发送数据)。若单片机有令牌，它有权将准备好的数据发送给Neuron芯片或将写总线权(令牌)交给Neuron芯片；Neuron芯片有令牌时，它可将其准备好的数据发送给单片机或交出写总线权。令牌在单片机与Neuron芯片之间交替传递。当Neuron芯片复位时，令牌由单片机持有。
图3为单片机与Neuron芯片之间令牌传递的操作过程。
由于单片机是非Neuron处理器，所以必须编程实现该握手协议，而Slave B一方只需调用Neuron C提供的相应函数和事务即可。握手协议的操作对编程人员是透明的，其中要注意的一点是Slave B保持令牌不能超时，以防止Neuron芯片复位。
b)协议命令格式图4描述了协议的命令格式。命令的第一字节为命令类型CMD_XFER＝0x01、CMD_NULL＝0x00、CMD_RESYNC＝0x5A、CMD_ACKSYNC＝0x07；data length是实际数据的长度，不包括EOM；EOM是命令结束字节(0x00)，它只发送，接收方不读该字节，主要是通过该字节保持HS为读方可写的状态以便传递令牌。
c)命令的使用令牌传递命令的使用Neuron芯片在复位后单片机即拥有令牌，单片机有数据发送时，即将数据送出，然后放弃令牌；若无数据发送，则周期性的将令牌传递给Neuron芯片。
同步命令的使用单片机监视Neuron芯片的复位，其自身的复位也要触发Neuron芯片的复位。同步的实现是由拥有令牌的单片机发送再同步命令给Neuron芯片，触发它发回应答同步，单片机收到应答后同步即告完成。
d)握手处理因为每次只能读写1个字节，每个命令的执行都有着复杂的握手过程。HS是主要的握手信号，用于控制实际数据的传送。HS由Neuron芯片驱动，它告知单片机目前自身是忙还是闲，当Neuron芯片执行一次读或写数据操作后，HS状态位置“0”，当单片机执行一次读或写操作后，HS状态位置“1”，是这由硬件控制的，并非由固件控制。单片机在程序中轮询该状态位，即可正确地启动自身的读或写操作。
权利要求
1.一种串口通信协议转换为LonWorks网络通信协议的设备，该设备由串口通信接口、单片机、Neuron芯片和LonWorks通信接口组成，其特征是Neuron芯片采用Slave B并行I/O工作方式，Neuron芯片相当于单片机的存储映象I/O设备，而单片机相当于Neuron芯片的并行I/O设备。
2.一种通信软件，包括单片机与串行通信接口之间的通信软件、Slave B的通信软件、以及单片机与Slave B的通信软件，其特征是Neuron芯片执行令牌传递协议，决定哪一设备拥有写总线权(发送数据和令牌或仅发送令牌不发送数据)。令牌在单片机与Neuron芯片之间交替传递。当Neuron芯片复位时，令牌由单片机持有。
全文摘要
LonWorks网络技术提供了一个平坦的、对等式的控制网络架构，它给各种各样的控制网络应用提供良好的端到端的解决方案，是世界日用电器和控制设备网络化方面重要的跨行业标准。传统的工业控制一般都使用串口(RS232、RS485)进行通信，其优点是开发简便，成本低，目前已有众多成熟的基于串口通信的产品与系统。本专利研制的串口－LonWorks网智能接口设备可以将基于串口的通信产品连入LonWorks网络，成为LonWorks网络中的智能节点。这就为同时利用了LonWorks网络对等式控制网络架构的特点和传统基于串口通信产品的低成本优势提供了一个有效的途径。
文档编号H04L29/02GK1447569SQ0211562
公开日2003年10月8日 申请日期2002年3月22日 优先权日2002年3月22日
发明者罗志祥, 李非, 于晓晨 申请人:武汉华哲科技发展有限公司