自动识别从机数量及地址的串型多机通信系统的制作方法

本发明涉及通信，具体涉及一种自动识别从机数量及地址的多机通信系统。

背景技术：

1、多机通讯系统中，一般是一个主机，多个从机的模式，在建立通讯的过程中，主机需要识别每个从机的地址才能有效无误通讯，目前从机地址的主流的分配方式有以下两种：一种是通过软件层的一系列握手协议，来识别从机地址及数量。该方案存在软件层握手协议复杂，编写难度大，个别从机断线重连后需要重新握手，响应时间慢等问题。另一种是通过拨码开关来设置每个从机的地址，从机的单片机根据拨码开关状态来判断自己的地址号，该方案需要手动设置地址，且当操作过程中拨码地址有误或者地址有重复时，会导致从机无法被识别。系统运行过程中从机变更(更换、拔插、或增加从机)，主机无法实时检测到，如果一直发送握手信息，又会占用系统资源，且影响效率；而且增加或更换从机，均需要操作人员正确的设置地址，否则可能会识别不到对应从机。

技术实现思路

1、本发明提供了一种自动识别从机数量及地址的串型多机通信系统，用于解决现有的多机通信系统通信效率低、操作复杂、响应时间慢、容易出错等问题。

2、为实现本发明的目的，本发明提供了一种自动识别从机数量及地址的串型多机通信系统，该通信系统包括：主机和至少一个从机，所述主机设有第一单片机及第一电阻r1，所述从机设有第二单片机及第二电阻r2，所述第一单片机分别与至少一个所述从机的第二单片机连接并通信，所述第一电阻r1与所述第二电阻r2串联后，一端与参考电压vref连接，另一端接地，所述第一单片机通过adc模块采集第一电阻r1两端的电压，所述第二单片机通过adc模块采集第二电阻r2两端的电压，所述第一单片机根据所述第一电阻r1两端的电压计算出在线从机的总数量n，所述第二单片机根据第二电阻r2两端的电压计算出在线从机的总数量n及从机的位置n，所述1≤n≤n。

3、当第一电阻r1的输入端与参考电压vref连接，最后一个从机的第二电阻r2接地时，所述第一单片机计算从机的总数量n为：

4、

5、所述第二单片机计算从机的总数量n为：

6、

7、式中，vref为参考电压，i为电流值，vr1为第一电阻r1两端的电压，vr2为任意一个从机的第二电阻r2两端的电压，r1为第一电阻r1的电阻值，r2为第二电阻r2的电阻值。

8、所述第二单片机计算从机的位置n为：

9、

10、式中，vref为参考电压，vr2-n-h第n个从机的第二电阻r2输入端的电压，r1为第一电阻r1的电阻值，r2为第二电阻r2的电阻值。

11、在一些实施例中，所述主机输出端设有第一连接器，所述从机的输入端设有第二连接器，所述从机的输出端设有第一连接器，所述主机与第一个从机之间及相邻的从机之间通过第一连接器和第二连接器连接并通信，所述第一电阻r1与第一个从机的第二电阻r2及相邻的从机的第二电阻r2之间通过第一连接器和第二连接器连接，第n个从机的第二电阻r2的输出端通过第一连接器与接地端盖连接而接地。

12、在一些实施例中，所述从机还设有开关电路，所述从机的第二电阻r2通过所述开关电路与下一个从机的第二电阻r2连接，第n个从机的第二电阻r2通过所述开关电路接地。

13、进一步地，所述主机输出端设有第一连接器，所述从机的输入端设有第二连接器，所述从机的输出端设有第一连接器，所述主机与第一个从机之间及相邻的从机之间通过第一连接器和第二连接器连接并通信，所述第一电阻r1与第一个从机的第二电阻r2及相邻的从机的第二电阻r2之间通过第一连接器和第二连接器连接，相邻的从机之间的开关电路通过第一连接器和第二连接器连接，第n个所述从机的第一连接器悬空。

14、在一些实施例中，所述开关电路为继电器、光固态继电器、模拟开关、光耦、mos管中的一种或多种的组合。

15、在一些实施例中，所述开关电路为继电器，所述继电器的公共端与第二电阻r2的输出端连接，其常闭触点接地，其常开触点通过第一连接器及第二连接器与下一个从机的第二电阻r2输入端连接，其线圈一端与vbus连接，其线圈的另一端通过第一连接器及第二连接器与下一个从机连接或悬空，当所述继电器的线圈的另一端与下一个从机连接时，其通过下一个从机接地而使线圈带电，其公共端通过常开触点与下一个从机的第二电阻r2的输入端连接；当所述继电器的线圈的另一端悬空时，所述线圈不带电，所述继电器的公共端通过常闭触点接地。

16、在一些实施例中，所述开关电路为继电器，所述继电器的公共端与第二电阻r2的输出端连接，其常闭触点接地，其常开触点通过第一连接器及第二连接器与下一个从机的第二电阻r2输入端连接，其线圈一端与vbus连接，其线圈的另一端与第二单片机的输出口连接，所述第二单片机的输入口通过第一连接器及第二连接器与下一个从机连接或悬空，当第一连接器连接有下一个从机时，所述第二单片机的输入口为低电平，其输出口输出低电平，所述继电器线圈带电，其公共端通过常开触点与下一个从机的第二电阻r2的输入端连接；当第一连接器悬空时，所述第二单片机的输入口为高电平，其输出口输出高电平，所述继电器线圈不带电，其公共端通过常闭触点接地。

17、在一些实施例中，所述第二单片机的adc模块与参考电压vref连接，所述第二单片机的adc模块采集第二电阻r2两端的电压vr2及参考电压vref。

18、本发明的有益效果为：本发明在主机上设置第一电阻r1，在从机上设置的第二电阻r2，并将第一电阻r1与第二电阻r2串联后一端与参考电压连接，另一端接地，根据电阻分压原理，主机通过获取第一电阻r1两端的电压计算出从机的总数量n，同时，从机也可通过获取第二电阻r2两端的电压计算出从机的总数量n。此外，从机还可通过获取第二电阻r2的两端的电压计算从机的位置n。因此，本发明通过硬件自动检测主机与从机是否连接，并通过主机自动计算系统中从机的总数量，同时，每个从机也可自动计算出从机的总数量，还可计算该从机所处的位置，不仅可减少软件工作量，同时还免去主机和从机握手协议的分发工作量，提高工作效率，且不需要人工操作，从而减少人工操作带来的误操作隐患，可靠性高。另一方面，当系统运行过程中增加或减少从机数量时，无需通过握手协议判断，主机和从机均可自动检测识别，不仅可提高通信效率，还可避免出现人工操作而导致识别不到从机的问题，且结构简单，操作方便快捷。

技术特征：

1.一种自动识别从机数量及地址的串型多机通信系统，其特征在于，该通信系统包括：主机和至少一个从机，所述主机设有第一单片机及第一电阻r1，所述从机设有第二单片机及第二电阻r2，所述第一单片机分别与至少一个所述从机的第二单片机连接并通信，所述第一电阻r1与所述第二电阻r2串联后，一端与参考电压vref连接，另一端接地，所述第一单片机通过adc模块采集第一电阻r1两端的电压，所述第二单片机通过adc模块采集第二电阻r2两端的电压，所述第一单片机根据所述第一电阻r1两端的电压计算出在线从机的总数量n，所述第二单片机根据第二电阻r2两端的电压计算出在线从机的总数量n及从机的位置n，所述1≤n≤n。

2.如权利要求1所述的自动识别从机数量及地址的串型多机通信系统，其特征在于，当第一电阻r1的输入端与参考电压vref连接，最后一个从机的第二电阻r2接地时，所述第一单片机计算从机的总数量n为：

3.如权利要求2所述的自动识别从机数量及地址的串型多机通信系统，其特征在于，所述第二单片机计算从机的位置n为：

4.如权利要求1所述的自动识别从机数量及地址的串型多机通信系统，其特征在于，所述主机输出端设有第一连接器，所述从机的输入端设有第二连接器，所述从机的输出端设有第一连接器，所述主机与第一个从机之间及相邻的从机之间通过第一连接器和第二连接器连接并通信，所述第一电阻r1与第一个从机的第二电阻r2及相邻的从机的第二电阻r2之间通过第一连接器和第二连接器连接，第n个从机的第二电阻r2的输出端通过第一连接器与接地端盖连接而接地。

5.如权利要求1所述的自动识别从机数量及地址的串型多机通信系统，其特征在于，所述从机还设有开关电路，所述从机的第二电阻r2通过所述开关电路与下一个从机的第二电阻r2连接，第n个从机的第二电阻r2通过所述开关电路接地。

6.如权利要求5所述的自动识别从机数量及地址的串型多机通信系统，其特征在于，所述主机输出端设有第一连接器，所述从机的输入端设有第二连接器，所述从机的输出端设有第一连接器，所述主机与第一个从机之间及相邻的从机之间通过第一连接器和第二连接器连接并通信，所述第一电阻r1与第一个从机的第二电阻r2及相邻的从机的第二电阻r2之间通过第一连接器和第二连接器连接，相邻的从机之间的开关电路通过第一连接器和第二连接器连接，第n个所述从机的第一连接器悬空。

7.如权利要求5所述的自动识别从机数量及地址的串型多机通信系统，其特征在于，所述开关电路为继电器、光固态继电器、模拟开关、光耦、mos管中的一种或多种的组合。

8.如权利要求6所述的自动识别从机数量及地址的串型多机通信系统，其特征在于，所述开关电路为继电器，所述继电器的公共端与第二电阻r2的输出端连接，其常闭触点接地，其常开触点通过第一连接器及第二连接器与下一个从机的第二电阻r2输入端连接，其线圈一端与vbus连接，其线圈的另一端通过第一连接器及第二连接器与下一个从机连接或悬空，当所述继电器的线圈的另一端与下一个从机连接时，其通过下一个从机接地而使线圈带电，其公共端通过常开触点与下一个从机的第二电阻r2的输入端连接；当所述继电器的线圈的另一端悬空时，所述线圈不带电，所述继电器的公共端通过常闭触点接地。

9.如权利要求6所述的自动识别从机数量及地址的串型多机通信系统，其特征在于，所述开关电路为继电器，所述继电器的公共端与第二电阻r2的输出端连接，其常闭触点接地，其常开触点通过第一连接器及第二连接器与下一个从机的第二电阻r2输入端连接，其线圈一端与vbus连接，其线圈的另一端与第二单片机的输出口连接，所述第二单片机的输入口通过第一连接器及第二连接器与下一个从机连接或悬空，当第一连接器连接有下一个从机时，所述第二单片机的输入口为低电平，其输出口输出低电平，所述继电器线圈带电，其公共端通过常开触点与下一个从机的第二电阻r2的输入端连接；当第一连接器悬空时，所述第二单片机的输入口为高电平，其输出口输出高电平，所述继电器线圈不带电，其公共端通过常闭触点接地。

10.如权利要求1、4或5所述的自动识别从机数量及地址的串型多机通信系统，其特征在于，所述第二单片机的adc模块与参考电压vref连接，所述第二单片机的adc模块采集第二电阻r2两端的电压vr2及参考电压vref。

技术总结
本发明公开了一种自动识别从机数量及地址的串型多机通信系统，包括：主机和至少一个从机，主机设有第一单片机及第一电阻R1，从机设有第二单片机及第二电阻R2，第一单片机分别与至少一个从机的第二单片机连接并通信，第一电阻R1与第二电阻R2串联后，一端与参考电压V<subgt;REF</subgt;连接，另一端接地，第一单片机根据第一电阻R1两端的电压计算出从机的总数量N，第二单片机根据第二电阻R2两端的电压计算出从机的总数量N及从机的位置n。本发明通过硬件自动检测主机与从机是否连接，并通过主机自动计算系统中从机的总数量，每个从机也可自动计算出从机的总数量及该从机所处的位置，不仅工作效率高，可靠性高，且结构简答，操作方便。

技术研发人员：余守军,周利红,宋帮杰,黄理召
受保护的技术使用者：深圳市精泰达科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19