一种主从设备连接装置及其地址识别方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种主从设备连接装置及其地址识别方法，适用于光学影像触摸屏的主从设备连接技术领域，也使用于其他具有主从设备的连接装置，如火车头和各车厢中的主从设备。
【背景技术】
[0002]在逻辑关系为星型拓扑结构的系统中，定义中央节点为“主设备”，辐出节点为“从设备”，主设备能够与任意从设备直接通信，而各个从设备之间不能直接通信。在一个“中央控制板”与若干“摄像头模组”的光学影像触摸屏控制系统中，“中央控制板”为主设备，所有“摄像头模组”均为从设备。“中央控制板”的功能通过通信是采集“摄像头模组”信息，处理后输出触摸信息。主设备与所有从设备之间以独立的线缆相连接，然而这种主从设备的连接方式存在以下不足之处:
[0003](I)主设备需为每个从设备提供独立的物理端口，所需电器连接较多；
[0004](2)主设备需与每个从设备以独立线缆连接，线缆数量较多。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有技术中存在的不足，提供一种主从设备连接装置及其地址识别方法，其能够无差别地识别从设备所处链路中的位置，进而实现主设备与从设备之间的信息交互。
[0006]本发明提供一种主从设备连接装置，包括一个主设备和多个从设备，其中所述主设备与从设备之间采用级联方式连接，形成一条以上的级联链路。
[0007]所述主设备具有一个以上主通信信号接口和一个以上主地址信号接口，每个从设备的左右两端分别具有一个以上的从通信信号接口和一个以上的从地址信号接口 ；其中所述主设备发送的通信信号通过主通信信号接口同时发送给各个从设备，且各个从设备之间通过左右两端的从通信信号接口相互级联；所述主设备发送的地址信号通过主地址信号接口同时发送给各个从设备，且各个从设备通过左右两端的从地址信号接口相互级联；每个从设备内部均包括进行电平高低判断的逻辑处理单元。
[0008]所述逻辑处理单元为单片机、ARM、CPLD, FPGA或门电路。
[0009]所述主设备通过η个主地址信号接口发出η路地址信号，所述从设备的个数为m，且m < n+1 ;每个从设备的左右两端分别具有η个从地址信号接口，每个从设备的内部的逻辑处理单元均具有η+1个端口 ；
[0010]其中，第I个从设备左端的第I至η个从地址信号接口分别对应接入主设备发出的第I至η路地址信号，处于上一级的从设备右端的第I至η个从地址信号接口分别连接下一级从设备左端的第I至η个从地址信号接口 ；
[0011]任意一个从设备内逻辑处理单元的η+1个端口连接中，定义k为该逻辑处理单元内的端口的编号，且k = 1，2，3，...，n+l，其中，当k的取值为1，2，3，...，(η-1)时，该逻辑处理单元的第k个端口同时连接至该从设备左端的第k+Ι个从地址信号接口以及该从设备右端的第k个从地址信号接口；当k的取值为η时，该逻辑处理单元的第η个端口连接至该从设备左端的第I个从地址信号接口；当k的取值为η+1时，该逻辑处理单元的第η+1个端口连接至该从设备右端的第η个从地址信号接口。
[0012]所述主设备发出的η路地址信号为置低电平信号。
[0013]接入从设备逻辑处理单元的信号均为悬空上拉输入的信号。
[0014]所述主设备发出的η路地址信号为置高电平信号。
[0015]接入从设备逻辑处理单元的信号均为悬空下拉输入的信号。
[0016]本发明还提出一种主从设备连接装置的识别方法，包括以下几个步骤:
[0017]步骤一:主设备与各个从设备之间通信信号传递通过主通信信号接口、从通信信号接口连接；
[0018]步骤二:主设备与各个从设备之间地址信号传递通过主地址信号接口、从地址信号接口连接；
[0019]步骤三:所述主设备发出η路地址信号，所述从设备的个数为m，m < η+1 ;各个从设备同时接收到主设备发出的该η路地址信号，各从设备内部均具有逻辑处理单元，各逻辑处理单元均具有η+1个端口，逻辑处理单元对各个端口接收的信号进行逻辑判断，得到所接收信号中高电平或低电平的数量，进而识别各从设备的地址；
[0020]步骤四:完成地址识别后，主设备对各从设备进行通信，通信时以带地址的通信方式通信，并完成其他功能。
[0021]所述步骤二具体为:第I个从设备左端的第I至η个从地址信号接口分别对应接入主设备发出的第I至η路地址信号，处于上一级的从设备右端第I至η个从地址信号接口分别连接下一级从设备左端的第I至η个从地址信号接口 ；
[0022]任意一个从设备内逻辑处理单元的η+1个端口连接中，定义k为该逻辑处理单元内的端口的编号，且k = 1,2,3,...，η+1 ;其中，当k的取值为1，2，3，...，(η-1)时，该逻辑处理单元的第k个端口同时连接至该从设备左端的第k+Ι个从地址信号接口以及该从设备右端的第k个从地址信号接口；当k的取值为η时，该逻辑处理单元的第η个端口连接至该从设备左端的第I个从地址信号接口；当k的取值为η+1时，该逻辑处理单元的第η+1个端口连接至该从设备右端的第?个从地址信号接口。
[0023]本发明具有的优点在于:
[0024]1、应用本发明可以使主从设备之间的连接由星状线缆拓扑结构变化为链状结构，使主从设备之间的连接线缆的数量大幅减少，进而减少物料消耗，降低成本，并同时减少用于传输线缆的空间占用，提升系统稳定性。
[0025]2、应用本发明可以使主设备上物理接口的数量大幅减少，多个物理接口可以以单个代替，进而降低主设备部件选型对接口数量的依赖，减少主设备上接插件数量，降低线、端插错的风险，并能够增加主设备支持的从设备数量，同时还可以减小设备尺寸(当前集成电路技术飞速发展，设备尺寸在很大程度上受限于接插件体积，例如平板电脑的网线接P ) O
[0026]3、应用本发明从设备两端连线定义完全相同，进而可以使相关的接插件、线缆可以使用完全相同的型号，无需增加物料种类。同时主设备可以从任意(从设备两端之一)方向连接至从设备，从设备彼此也可以端口任意连接，减少结构设计限制，减少装配错误风险。
[0027]4、本发明中从设备可以以完全相同或不同的方式实现，当以相同的方式实现时，所有从设备无需差别化制造，减少制造工艺复杂度；批量制造时的从设备不良率对成品不良率影响降至最低；避免组装时从设备位置安装错误的风险。
[0028]5、本发明中从设备在初始化时确定自身地址，这样可以使初始化后地址线的损坏将不影响装置正常使用，并且地址线损坏可以在初始化过程中由主设备检测发现。
[0029]6、本发明中从设备确定地址过程不依赖编码传输，进而可以减少因误码传输造成的识别错误风险，并不存在因编码传输导致的时间延迟。
[0030]7、本发明的实现方式可以完全使用数字电路元件完成，相较于模拟电路原理，更稳定，并随数字电路技术进步，能够以更高密度、低成本的方式实现。
[0031]8、本发明中从设备地址为正整数，可以以地址O作为保留功能实现，条件易于实现，所有地址信号置低(或置高)即可实现地址识别为O;保留功能可以在不影响设备功能、性能情况下，提供调试诊断功能。
[0032]9、本发明中地址信号几乎没有电流，且没有交变信号，对线材需求低，进而可以使用较低品质线材，能够节省成本；并可以能够使用较细线材，节省空间；同时不产生额外的电磁辐射，不会对邻近的高频信号产生影响；另外，对绞距等应用于高频特性的线材特性没有依赖，并可以广泛应用于现有的带有冗余定义的接口的扩展，例如RJ45、DB9等接口。
【附图说明】