[发明专利]信息和电源同线传输的串行总线系统

说明书

技术领域

本发明属于计算机与嵌入式系统的串行总线通信传输及电源供应 的技术领域，具体来说涉及一种节点从总线获取电源及节点向总线发送 数据和接收数据的方法，应用于信息和电源同线传输的串行总线系统 中。

背景技术

随着电子技术的高速发展，单片机在军事、工业、通信和仪器仪 表等领域已广泛应用；尤其是以单片机为核心的嵌入式系统在电器控制 和数据采集领域的应用在不断的拓展，嵌入式单片机已成为机电产品的 心脏部件，控制着机电产品的工作与操作应用，使得越来越多的电器产 品具有智能功能和网络功能，大大提高了工控电器、仪表及家用电器的 使用方便性。嵌入式系统的串行总线系统由RS232串行总线发展到 RS485串行总线及对数据块进行编码的多主系统CAN总线，这些总线系 统的使用都使嵌入式系统在电器控制及数据采集中的使用得到大大提 高。但所有这些总线系统的使用中，总线上每个节点除2根信号线外， 均需另外的电源供应。而随着单片机和电子电路不断向微功耗的发展， 总线上每个节点的电流仅几毫安到几十毫安，要使每个节点单独供电就 得加大节点本身成本及线路铺设成本和安装工作量的难度，故上述条件 也限制了嵌入式系统在更广泛区域特别是更低成本区域的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种节点从总线获 取电源及节点向总线发送数据和接收数据的方法，应用于信息和电源同 线传输的串行总线系统中，可实现以单片机为核心的多节点串行总线数 据采集和控制系统；能实现总线仲裁，资源共享，节点从总线获取电源 及节点向总线发送数据和接收数据使用更方便。

本发明采用的技术方案是：一种节点从总线获取电源及节点向总线 发送数据和接收数据的方法，应用于信息和电源同线传输的串行总线系 统中，该方法包括：

(a)、电源和总线连接步骤，电源和总线通过第一电感(L)相连， 视总线上节点数量和总线长度可在总线上连接数个电压相同的电源；

(b)、总线各节点从总线上获取电源步骤，总线各节点通过二极管 (D1)、第二电感(L1)从总线获取电源后经DC-DC变换电路或三端稳压 器供给节点的其它电路使用；

(c)、节点向总线发送信息步骤，节点信息发送端TXD经反向放大电 路将高低电平放大后通过第一电容(C12)及肖振电阻(R1)与总线相 连，在TXD下降沿在总线上产生正尖脉冲，在TXD上升沿在总线上产生负 尖脉冲；

(d)、节点从总线接收信息步骤，总线通过第二电容(C13)与节点 电路的施密特电路输入端相连，当总线出现正尖脉冲后施密特电路输出 为负，总线出现负尖脉冲后施密特电路输出为正；施密特电路输出与节 点通信电路的信息接收端RXD相连；

(e)、总线上各节点均可作为主机及相互通信步骤，总线上每个节 点都编一个号，在节点需要发送信息时先连续检测总线TXD发送一个字 节的时间，若总线上无信息传送则再连续检测传送一位的时间与节点号 乘积的时间，若总线仍无信息传送则开始传送信息，直到与被寻址的节 点通迅完毕；若总线上有信息传送则等总线空闲后重新检测并重复上过 程，直到与被寻址节点通迅完成。

本发明另一方案提供节点从总线获取电源及节点向总线发送数据 和接收数据的方法，应用于信息和电源同线传输的串行总线系统中，其 电源和总线的连接，步骤还可为：

电源通过高频阻尼网络(9)替换第一电感(L)和总线相连，视 总线上节点数量和总线长度可在总线上连接数个电压相同的电源。

总线各节点从总线上获取电源，步骤还可为：

总线各节点通过高频阻尼网络(10)替换二极管(D1)和第二电 感(L1)从总线获取电源后经DC-DC变换电路或三端稳压器供给节点其 它电路使用。

节点向总线发送信息，步骤还可为：

节点信息发送端TXD经反向放大电路将高低电平放大后通过低频 阻尼网络(11)替换第一电容(C12)及肖振电阻(R1)与总线相连， 在TXD下降沿在总线上产生正尖脉冲，上升沿在总线上产生负尖脉冲。

节点从总线接收信息，步骤还可为：

总线通过低频阻尼网络(12)替换第二电容(C13)与节点电路的 施密特电路输入端相连，当总线出现正尖脉冲后施密特电路输出为负， 总线出现负尖脉冲后施密特电路输出为正；施密特电路输出与节点通信 电路的信息接收端RXD相连。