[发明专利]一种用于随钻测量仪器的总线编解码装置及方法

权利要求书

1.一种用于随钻测量仪器的总线编解码装置，其特征在于，包括变压器电路、编码电路、解码电路和单片机；编码电路连接在变压器电路与单片机之间，单片机的两个IO口产生两路相位相反的方波输出到编码电路；解码电路连接在变压器电路与单片机之间，总线信号在经过变压器电路后，再经过解码电路，输出连接到单片机。

2.根据权利要求1所述的用于随钻测量仪器的总线编解码装置，其特征在于，所述编码电路包括场效应管，场效应管的漏极为编码电路的输入端，漏极与源极之间设有稳压二极管，栅极与极性电容连接后作为编码电路的输出端，源极接场效应管的工作电压，源极与栅极之间设有电阻。

3.根据权利要求1或2所述的用于随钻测量仪器的总线编解码装置，其特征在于，所述编码电路设有两路。

4.根据权利要求1所述的用于随钻测量仪器的总线编解码装置，其特征在于，所述解码电路包括双路差动比较器；双路差动比较器的输入端与变压器电路连接，输出端与单片机连接。

5.根据权利要求4所述的用于随钻测量仪器的总线编解码装置，其特征在于，所述双路差动比较器通过测量总线信号上升沿、下降沿之间的时间，分别计算出高电平时间th和低电平时间tl，根据高电平时间th和低电平时间tl的关系计算是否同步头，以及每一个周期内的bit位。

6.基于权利要求1所述用于随钻测量仪器的总线编解码装置的用于随钻测量仪器的总线编解码方法，其特征在于，编码过程包括如下步骤：

(1)将单片机的两个IO口OC1和OC2都设置为PWM模式，Timer3产生时间为T的时基；

(2)Timer3每次中断后设置OCXRS，下一个TyIF到达时，OCXRS将写入OCXR；

(3)关于PWM的设置和精度计算：

时钟周期T设置：T＝1/1553信号频率；Timer3预分频比设置：1:1；Timer3周期设置：PR3＝T/2；

(4)OC1与总线信号同相；OC2与总线信号反相；

(5)输出比较的值为0000或者FFFF，利用PWM的RS双缓冲，同时产生下降沿，时钟由Timer3控制；

解码电路将输出连接到单片机的IC1、IC2引脚，解码过程包括如下步骤：

(1)IC1与总线信号输入反相；IC2与总线信号输入同相；

(2)Timer2作为时基，设置周期为25T，大于一帧信号长度；

(3)IC1、IC2初始化为捕捉下降沿，当第一个下降沿被捕获时，启动Timer2；

(4)根据IC1和IC2下降沿到达的先后顺序记录高低电平时间；由于IC1和IC2的相位相反，通过检测IC1和IC2下降沿之间的时间差，计算出总线信号的高电平或低电平的时间；

(5)当IC1先到达时，同步头为命令；当IC2先到达时，同步头为数据；

(6)当IC1进入中断时，记录的时间为总线信号低电平时间；当IC2进入中断时，记录的时间为总线信号高电平时间；

(7)当时间大于1帧信号的长度时，停止捕获；

(8)根据捕获的时间数组前两个时间值，判断是数据同步还是命令同步：

a.只要第一个时间值大于T，认为是一个同步头；

b.判断第二个时间，如果大于2T，包含半个数据位；其电平与前面的同步头相反；读取半个数据位为0或1；

c.其他情况下第二个时间为1.5T，其后为数据位；

(9)循环判断之后的时间值，如果时间值为0.5T，解码半个数据位；如果时间值为T，解码一个数据位；

(10)根据曼彻斯特编码的规则，根据半bit位的值，计算出解码的bit位，01为0，10为1；

(11)最后计算校验位，采用奇校验。