专利名称：用于照明系统的通信端口控制模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及照明控制网，而且特别是涉及一种改进的通信端口控制模块(“CPCM”)，作为连接用于照明系统的网络控制计算机的串行接口。本发明还涉及一种系统，该系统卸载许多一般需要受控照明装置上的微处理器进行的处理，而用包含在接口装置中的硬件执行这些处理，该接口装置插在受控照明装置和控制所述照明装置的控制计算机之间。
集中式照明控制系统在本领域是已知的。通常，中央计算机控制整座建筑或其他设施的照明系统，正如DALI标准所定义的，它是一个众所周知的照明控制标准。受控照明装置通过一个串行接口连接到中央计算机。照明装置上的微处理器通常执行输入指令和数据的并行-串行转换、误差检测以及输入和输出数据指令之间的仲裁控制。
图1示出进入一台DALI控制计算机的典型的现有技术接口。如图所示控制计算机107在线103和104上串行接收和发送各种数据和命令。一个微处理器101用在照明装置上以便在并行总线102上接收和处理命令并且控制照明装置的其他部分。如DALI标准所要求的，由微处理器101执行的功能包括误差检测与校正、并行-串行转换和边缘检测。进出照明装置的通信仲裁控制也在微处理器101中进行。
伴随着图1这样的现有技术系统的一个问题是因为费用的原因微处理器101通常是一个基本低端功能处理器，如8051。需要微处理器101执行的任务给处理器有限的能力加上了不容忽视的负载，并且导致其性能下降。以上问题在误差检测与校正算法方面尤其突出，该算法可能需要大量的数学处理。
鉴于以上所述，现有技术中需要一种与中央照明控制计算机接口的改进技术，该计算机利用一组标准指令和一个预定协议控制一个或多个照明装置。
现有技术中还需要一种使加在基本功能微处理器上的处理负载最小的改进技术，由控制计算机控制的一个符合DALI标准的照明装置通常使用上述基本微功能处理器。
按照本发明，现有技术的上述以及其他问题得到克服，本发明涉及一种用来把中央照明控制计算机接口到照明装置上的改进的方法和设备。按照此发明，一个独立的硬件装置插在位于照明装置上的微处理器和控制此装置的控制计算机之间。
这个独立装置用硬件执行误差检测、噪声滤除以及任意的以前由微处理器执行的其他功能，比如并行-串行转换、串行-并行转换、边缘检测、仲裁控制等。插在照明装置和控制计算机之间的硬件装置从微处理器上卸载了许多功能，提供了更快的操作速度而且可以使这种照明装置上一般所采用的不太昂贵的微处理器得到较好的利用。在一个优选实施方案中，一个预移位(preshift)寄存器和一个移位寄存器执行并行-串行转换，并且误差检测和并行-串行转换用共同的硬件来执行。
下面将利用附图进一步解释发明的实施方案。其中图1描绘了一个现有技术的接口到控制计算机上的照明装置微处理器；图2描绘了本发明的一个示范性实施方案的框图，示出一个插在照明装置微处理器和网络控制计算机之间的硬件装置；和图3描绘了本发明硬件装置的一个示范性实施方案的更详细框图。
图2描绘了一个连接到微处理器202上的硬件装置CPCM201的框图。图2中未示出微处理器202所控制的照明装置。图2包括接口在CPCM201和微处理器202之间的多个信号。
如同在现有技术中已知的，解码器219和地址线216用来使到达和来自CPCM201的通信进行在一条并行的计算机总线上。特别是，CPCM201是在微处理器202已知的特定地址上，并且当微处理器需要与CPCM201通信时该地址就在总线上设定。几个地址线用来作片选信号218，而其余地址线用作信号216来选择CPCM201内的恰当位置。最高有效位用来解码为片选信号，而地址的其余位用于识别CPCM内的位置。
信号214和215表示在微处理器202和CPCM201之间交换数据的数据总线。读和写信号213和212还各自按常规方式使用，并且当CPCM201想要传送数据时中断信号211通知微处理器202。复位信号和时钟信号221也按常规使用。注意时钟信号221最好是CPCM201和微处理器202共同使用的同一个时钟信号以使系统同步。
串行接口230和231，分别连接到和连接自控制计算机，用于把照明装置连接在控制计算机上以便控制计算机可以按照现有技术配置。特别是，控制计算机不必知道CPCM硬件装置201已经插到控制计算机和照明装置微处理器202之间。所以，可以使用控制强度、定时等等的标准命令，如同下面说明的示范性DALI标准中规定的那样。这样的结构使控制计算机还可以用在常规系统中使用的软件进行操作，而与一个独立的硬件装置已经放置到受控照明装置和控制计算机之间无关。
图2的结构最好实行示范性DALI标准接口，这是为了在线230和231上以串行方式交换命令和数据作准备。DALI接口被广泛公开和使用，而且本领域技术人员通常都熟悉此标准。
图3表示一个执行下述功能的更详细的硬件图，这些功能是误差检测、串行-并行转换、边缘检测和对出入CPCM201的信号进行仲裁控制。主机接口310按常规在一个PC上发送和接收并行数据。
操作时，从控制计算机串行接收数据并把数据输入预移位寄存器301。在预移位寄存器301和移位寄存器302的配合下分别进行误差检测、噪声滤除和并行-串行转换。误差检测是一个在输入数据中检测特定位模式的硬件电路，其违反奇偶规则或其他误差检测技术的规则。
边缘检测电路304帮助进一步检测某些误差。特别是，在利用DALI标准的示范性实施方案中，既然以每一位中发生一个状态变化的方式编码数据那么每一位都必须有一个边缘。逻辑1有第一方向的状态变化，而逻辑0有第二方向的状态变化。没有检测到这样的边缘表示应该由边缘检测电路304检测的误差。逻辑电路的直通结构能够检测到缺少这样的边缘，或者锁存住出现的边缘以确定是否有误差。
此外，在DALI标准中一个下降沿提示数据的开始，这个下降沿也由边缘检测电路304检测，并把数据的开始传送到仲裁控制逻辑306。仲裁控制逻辑306确保保存在位置321至327中的数据被微处理器读出以前不被新数据重写。可以利用常规的逻辑执行这样一种系统，等到读出了原先的数据再把新数据重新写入321至327中某一个寄存器。时钟分频器340把CPCM操作在足够供并行-串行转换之用的速率上。
寄存器321至327是专用功能寄存器。寄存器321是时钟寄存器而且用于设置或调整数据速率，为信号以不同速率读自与写到微处理器和控制计算机作准备。特别是，并行-串行转换要求串行接口操作在是并行接口的很多倍的速度上以跟上并行发送的数据。
寄存器322-324存储已知的DALI指令，比如地址信号、标准数据和其他DALI命令。在现有系统中这些命令和数据一般会存储在微处理器的存储器中，那里没有硬件CPCM插在控制计算机和照明装置之间。如果利用人工调低亮度的人工代用装置(override)来人工控制照明装置而不经控制计算机，则MOP寄存器325用于存储一个表示手动调低亮度的数值。诊断计算机327存储误差代码和操作状态以便按常规方式诊断问题。
操作时，串行数据经由线351到达并且被移入预移位寄存器301。等到数据经过误差检测与P/S控制块303验证为正确的再把数据移入寄存器302。既然预移位寄存器301通常比移位寄存器302小，那么从移位寄存器302每读出一次，来自预移位寄存器301的数据就要被移向移位寄存器302多次。在较小的预移位寄存器301中执行误差检测，并且在预移位寄存器301中经误差检测检验通过以后数据才被移到移位寄存器302。硬件装置303是一个误差检测系统，只要信令误差发生它几乎立刻检测出这个误差。给控制计算机发回信号以告知这个误差的发生，DALI协议为重新发送这个错误发送了的信号作准备。
此外，如果边缘检测器304检测到一个违反DALI协议的情况，这个误差也将被传送到微处理器。在示范性DALI协议中，例如，发送数据要求一个下降沿后面跟着一个预定长度的“低”信号，而且要求在每一位期间都有一个边缘。违反这个规则表明出现误差。
从接口310注意到只有并行数据被发送到和发送自微处理器接口，而且已经对这个并行数据进行了误差检查和违反协议的检查，然后准备对其解码。从而，照明装置上的微处理器可以仅仅执行DALI命令和数据的解码。这样的系统使微处理器中的软件只执行查表和基本的控制功能而不需要任何误差校正算法和仲裁控制。这大大提高了速度。
尽管上面说明了本发明的优选实施方案，对本领域技术人员来说显然可以进行各种其他修改和附加。所附权利要求就意味着这种修改和附加。
权利要求
1.用来从一台控制计算机(107)接收信号并且用这些信号来控制一个照明装置的设备(201，202)，该设备包括硬件装置(201)，被安装了一个用来把所述信号由串行转换成并行形式的串行-并行转换器(302)；和照明装置微处理器(202)，被连接以便在一条总线上接收来自所述串行-并行转换器(302)的所述并行信号，并把所述信号解释为命令，并且按照所述命令控制所述照明装置。
2.如权利要求1所述的设备还包括一个边缘检测器电路(304)，用于执行一个硬件边缘检测，所述边缘检测器不在所述照明装置微处理器(202)内。
3.如权利要求2所述的设备，其中所述并行-串行转换器(302)包括一个移位寄存器(302)和一个预移位寄存器(301)，并且还包括控制逻辑(306)，用来把数据保存在所述预移位寄存器(301)中直到所述数据通过误差检测检验。
4.一种硬件装置(201)，用在如权利要求1、2或3所述的一种设备中，包括用来发送和接收串行信号的装置(230，231)，该串行信号表示了控制所述照明装置的命令和数据；用来由硬件确保在预定时间所述数据和命令包括边缘的装置(304)；和用于为了进行解码并且在控制所述照明装置中得到利用而把所述信号转换成并行形式并以并行形式把其传送到微处理器(202)的装置。
5.权利要求4所述的硬件装置，还包括一个用来存储数值的寄存器(305)，当使用一个人工代用装置时用该数值控制所述照明装置，其中所述装置完全实现在一块和所述微处理器分离开的电路板上。
6.如权利要求5所述的硬件装置，其中所述硬件装置和所述微处理器由同一个时钟信号(221)驱动。
7.一种在照明装置上接收和处理来自中央计算机(107)的照明控制信号的方法，所述方法包括在一个硬件电路中执行并行-串行转换和误差检测，而后把所述信号传送到一个微处理器，在所述微处理器中解码所述信号，然后响应所述解码用所述微处理器控制所述照明装置。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述传送步骤包括把信号从一个移位寄存器移到一个存储寄存器，为了阻止数据丢失而延迟把进一步的数据放到所述移位寄存器中，直到所述移动完成。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述进行并行-串行转换的步骤
10.如权利要求7、8或9所述的一种方法，此方法包括步骤a.把所述信号的一部分放到一个预移位寄存器中，然后对所述部分进行误差检查；b.如果所述部分无误差就把所述部分移到一个移位寄存器中；以及c.在把所述信号从所述移位寄存器移出到一个照明装置中之前，重复步骤a和b多次。
11.如权利要求10所述的方法，其中响应来自一个独立的仲裁控制逻辑组的指令把所述信号移出所述移位寄存器。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述仲裁控制逻辑还控制一个人工代用装置以便人工控制所述照明装置。
13.如权利要求12所述的方法，其中一个在预移位寄存器中被确定有误差的信号被从所述中央计算机重新发送到所述预移位寄存器。
全文摘要
公开了一种把计算机照明装置接口到控制计算机上的改进技术，其中一个硬件装置插到该控制计算机和该照明装置之间。该硬件装置用硬件控制某些功能，这就使照明装置上的微处理器基本上可以承担较少的处理负载。
文档编号H05B37/02GK1419799SQ01807033
公开日2003年5月21日 申请日期2001年12月19日 优先权日2001年1月24日
发明者S·王 申请人:皇家菲利浦电子有限公司