[发明专利]一种基于级联父节点选通的总线地址分配和通信方法

权利要求书

1.一种基于级联父节点选通的总线地址分配和通信方法，其特征在于，系统中只有一个主设备，可有多个从设备，每个主设备和从设备至少有一个接口，接口用于与其他设备进行级联；每个接口都包含一组总线和一组选通信号；第一级的从设备直接连接到主设备的接口上，第二级的从设备连接到第一级从设备的接口上，第三级的从设备连接到第二级从设备的接口上，以此类推；

此外，所有设备接口的总线，都是连接在一起的，即所有设备都是挂在同一个总线下面的，所有从设备都可以同时接收主设备发送的数据，但只有被选通的从设备，才允许向总线发送数据，选通从设备有两种方式：一是在主设备发送地址分配广播报文时，通过选通信号来选通从设备，二是在主设备发送单播报文时，只有地址匹配的从设备才会处理和响应该单播报文，其中，任一时刻，最多只能有一个从设备被选通；

此外，总线通信规则如下：

当主设备和从设备连接好后上电，所有从设备都还没有地址，因此此时主设备还不能通过单播的方式来与指定的从设备进行通信，主设备首先要解决的问题是给所有从设备分配地址，以便后续进行单播通信；

主设备需要执行如下步骤：

步骤一：主设备发送进入地址分配状态的广播报文，此时所有级联的从设备都能同时收到该广播报文，并立即进入地址分配状态，此时所有从设备都不知道哪个接口接的是父节点，因此从设备的所有选通信号必须进入接收状态，同时主设备也必须将自己的所有接口的选通信号设置为无效状态；

步骤二：主设备选定一个自己的接口，将选通信号设置为有效状态，然后发送一个地址分配指令，该指令携带有分配的唯一地址值，此时所有的从设备都能接收到该地址分配指令，但检查选通信号后，只有一个从设备是被选通的，因此该从设备就解析该地址分配指令，并把其携带的地址值作为自己的地址，接着该设备向总线发送回应指令，应答主设备，已经有一个从设备接收了分配的地址，由于主设备知道当前选通的是哪个接口，因此主设备可以记录接口与分配的地址的级联关系，该接口的地址分配完成之后，主设备就将该接口的选通信号重新设置为无效状态，此后的通信过程中，再也不需要使用该选通信号了；

步骤三：主设备依次遍历自己的所有接口，按照7.1.2步骤给接口级联的从设备分配地址，如果接口未连接从设备，则忽略之即可，遍历完成后，主设备就记录了所有接口外接的从设备地址，从而知道了第一级级联从设备的拓扑结构；

步骤四：从设备在接收到分配地址的广播地址之后，在没有被选通之前，所有的接口都是处于等待被选通的状态，在被选通之后，就确认了这个接口级联的节点为上一级节点，即其父节点，其它接口则自动归类为下一级级联的接口；

步骤五：主设备依次遍历下一级的每个从设备的每个接口，并用附带了该从设备(假设为设备A)地址的指令报文，要求设备A选通指定的接口，设备A在选通指定的接口之后，向主设备发送应答报文，告知主设备，已经选通指定的接口，可以进行地址分配了；

步骤六：主设备用地址分配指令向该接口级联的从设备(设备B)分配地址，该从设备应答成功后，主设备再用附带了设备A地址的指令报文，要求设备A关闭与设备B连接的选通信号；

步骤七：以此类推，遍历整个系统中所有的从设备之后，即可完成所有从设备的地址分配，并且在分配完成之后，主设备即可按照地址的寻址方式来进行通信；

同时，主设备在进行地址分配的过程中，记录每一个从设备连接的接口，就可以得到整个系统的级联关系；

基于地址的通信，在完成所有从设备的地址分配之后，主设备与其他从设备的通信就不再依赖于选通信号了，主设备在发送每条指令报文时，都会附带上目的从设备的地址，只有地址相符合的从设备，在接收到该指令后，才会进行响应。