一种串行总线的自动编址系统[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 208888807 U(45)授权公告日 2019.05.21

(21)申请号 201821759827.0(22)申请日 2018.10.29

(73)专利权人 上海申睿电气有限公司

地址 201821 上海市嘉定区回城南路1883

弄2号2幢2层208室(72)发明人 戴佩刚　马永滨　程辉　曾祥伟　

许景涛　(74)专利代理机构 上海泰能知识产权代理事务

所 31233

代理人 宋缨　钱文斌(51)Int.Cl.

G06F 13/38(2006.01)G06F 13/42(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图2页

(54)实用新型名称

一种串行总线的自动编址系统

(57)摘要

本实用新型涉及一种串行总线的自动编址系统，包括多个带有MCU的设备，所述各个设备的MCU的RX/TX接口之间通过单线制半双工通信电路连接，前级设备和后级设备之间还通过模式确认电路相连。本实用新型能够实现总线设备的自动编址。

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权　利　要　求　书

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1.一种串行总线的自动编址系统，包括多个带有MCU的设备，其特征在于，各个所述带有MCU的设备的MCU的RX/TX接口之间通过单线制半双工通信电路连接，前级设备和后级设备之间还通过模式确认电路相连。

2.根据权利要求1所述的串行总线的自动编址系统，其特征在于，所述单线制半双工通信电路包括发送部分和接收部分，所述发送部分包括第一三极管和第二三极管，所述第一三极管的基极和第二三极管的集电极相连，集电极和输入输出端相连，发射极接地；所述第二三极管的基极和MCU的发送端相连，发射极接地；接收部分包括运算放大器，所述运算放大器的反相输入端与输入输出端相连，正相输入端与参考电压相连，输出端和MCU的接收端相连。

3.根据权利要求1所述的串行总线的自动编址系统，其特征在于，所述模式确认电路包括前级模式确认电路和后级模式确认电路，所述前级模式确认电路包括第一电阻和第二电阻，其中，第一电阻的一端与前级设备MCU的AD输入接口相连，另一端与第二电阻的一端相连，第二电阻的另一端接地，所述第二电阻的一端还与本级设备MCU的LIN_A端相连；所述后级模式确认电路包括第三电阻，所述第三电阻的一端与电源端相连，另一端分别与前级设备MCU的AD输入接口和本级设备MCU的LIN_B端相连。

4.根据权利要求1所述的串行总线的自动编址系统，其特征在于，每个设备中存储有一个无效地址。

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说　明　书

一种串行总线的自动编址系统

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技术领域

[0001]本实用新型涉及工业控制技术领域，特别是涉及一种串行总线的自动编址系统。背景技术

[0002]大多数情况下，工业控制系统中，为实现数字控制通常会有两种控制方式：一种为点对点控制，即定向设备的控制，实现单一设备的数字化控制；一种为总线式控制，即采用通讯总线的方式实现多设备的数字化控制。在实际现场设备管理中，又串行总线式控制方式应用居多，例如ModBus总线和PMBus总线等。在进行控制时，需要对现场设备进行编址，目前的方法是采用手动方式给予每个现场设备一个地址，使用十分不便。实用新型内容

[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种串行总线的自动编址系统，能够实现总线设备的自动编址。

[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种串行总线的自动编址系统，包括多个带有MCU的设备，所述各个设备的MCU的RX/TX接口之间通过单线制半双工通信电路连接，前级设备和后级设备之间还通过模式确认电路相连。[0005]所述单线制半双工通信电路包括发送部分和接收部分，所述发送部分包括第一三极管和第二三极管，所述第一三极管的基极和第二三极管的集电极相连，集电极和输入输出端相连，发射极接地；所述第二三极管的基极和MCU的发送端相连，发射极接地；接收部分包括运算放大器，所述运算放大器的反相输入端与输入输出端相连，正相输入端与参考电压相连，输出端和MCU的接收端相连。

[0006]所述模式确认电路包括前级模式确认电路和后级模式确认电路，所述前级模式确认电路包括第一电阻和第二电阻，其中，第一电阻的一端与前级设备MCU的AD输入接口相连，另一端与第二电阻的一端相连，第二电阻的另一端接地，所述第二电阻的一端还与本级设备MCU的LIN_A端相连；所述后级模式确认电路包括第三电阻，所述第三电阻的一端与电源端相连，另一端分别与前级设备MCU的AD输入接口和本级设备MCU的LIN_B端相连。[0007]每个设备中存储有一个无效地址。[0008]有益效果

[0009]由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本实用新型采用基于TTL的串行数字接口实现自动编址时的数字通讯与配置功能，其中采用通讯发送与接收集成的单线制半双工通信电路。系统模式确认电路采用输入输出两级模式，用以确认设备的收发模式。系统中，配置设备的主控MCU进行编址中的模式切换，以及自动编址过程中的数字通讯。在设备的模式切换中，采用模拟电路并结合AD采样以此来实现自动的模式切换和新设备加入后的地址的自动修复。

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附图说明

[0010]图1是本实用新型的结构示意图；

[0011]图2是本实用新型中单线制半双工通信电路图；

[0012]图3是本实用新型中模式确认电路前级部分的电路图；[0013]图4是本实用新型中模式确认电路后级部分的电路图。

具体实施方式

[0014]下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

[0015]本实用新型的实施方式涉及一种串行总线的自动编址系统，如图1所示，包括多个带有MCU的设备，所述各个设备的MCU的RX/TX接口之间通过单线制半双工通信电路连接，前级设备和后级设备之间还通过模式确认电路相连。该系统上电后，设备根据前后级模式确认电路确定设备在总线中的位置，当有设备加入后，结合编址通讯及默认确认电路进行自适应编址。

[0016]为实现总线设备的自动编址通讯，在系统设计中采用串行单线半双工通信方式，以此实现通讯接线的最简化。如图2所示，单线制半双工通信电路包括发送部分和接收部分，所述发送部分包括第一三极管Q1和第二三极管Q2，所述第一三极管Q1的基极和第二三极管Q2的集电极相连，集电极和输入输出端相连，发射极接地；所述第二三极管Q2的基极和MCU的发送端相连，发射极接地；接收部分包括运算放大器，所述运算放大器的反相输入端与输入输出端相连，正相输入端与参考电压相连，输出端和MCU的接收端相连。

[0017]该单线制半双工通信电路是基于TTL的串行通讯进行单线半双工通信模式，其结合了一定的电平转换电路，使其增大对应的驱动能力。该电路将TTL电平的数据发送和接收转换为指定电平的单线方式对外进行数据通讯。

[0018]对应设备TTL数字通讯的发送(TX)和RX(接收)最终转换为对外输入输出的Lin，以此实现总线设备的数字通讯。发送部分在电路中经过两级三极管控制电路实现向指定电平的转换；接收部分将输入信号线中数字信号与指定电压进行比较，在实现钳位的同时，实现数字隔离，保证了信号抗干扰性及系统模块的控制系统的电源保护。[0019]如图3和图4所示，模式确认电路包括前级模式确认电路和后级模式确认电路，所述前级模式确认电路包括第一电阻R1和第二电阻R17，其中，第一电阻R1的一端与前级设备MCU的AD输入接口相连，另一端与第二电阻R17的一端相连，第二电阻R17的另一端接地，所述第二电阻R17的一端还与本级设备MCU的LIN_A端相连；所述后级模式确认电路包括第三电阻R13，所述第三电阻R13的一端与电源端相连，另一端分别与前级设备MCU的AD输入接口和本级设备MCU的LIN_B端相连。[0020]系统通过前后级模式确认电路确认设备在总线中的位置，诸如设备在总线的开始、居中或者结尾。图3中，前级模式确认电路中的A1接入前级设备控制器中对应的AD输入接口，用以确认设备在总线的前级是否具有其他设备；图4中，后级模式确认电路中的A2接入后级设备控制器中的AD输入接口，用以确认设备在后级是否具有其他设备，以及输出指

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定电平用以告知后级设备进行编址的通讯。[0021]使用时，设备的主控处理器缓存默认一个无效地址，作为未分配地址的标志。当进行系统接线后，总线中的设备处理器，根据前级模式电路中的采样电路而确定前级是否存在设备，而对于后级模式确认电路首先进行电平采样，已确定是否接入后级设备，若无则作为总线的末尾设备；若存在后级设备，则在自行地址确定后，修改后级模式确认电路对应AD采样端口为IO输出，以告知后级设备进行编址通讯，从而完成自动编址的实现。当有新设备加入，则会自动根据加入点而进行设备编址的自适应。[0022]不难发现，本实用新型采用基于TTL的串行数字接口实现自动编址时的数字通讯与配置功能，其中采用通讯发送与接收集成的单线制半双工通信电路。系统模式确认电路采用输入输出两级模式，用以确认设备的收发模式。系统中，配置设备的主控MCU进行编址中的模式切换，以及自动编址过程中的数字通讯。在设备的模式切换中，采用模拟电路并结合AD采样以此来实现自动的模式切换和新设备加入后的地址的自动修复。

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图1

图2

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图3

图4

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