[发明专利]一种星形拓扑的I2C通信装置及方法

说明书

本发明涉及一种星形拓扑的I2C通信装置及方法，该装置包括嵌入式处理器及传感器，其特征在于：多个传感器与嵌入式处理器通过独立的信号线连接；嵌入式处理器包括硬件定时器、IO引脚及软件管理单元；软件管理单元用于配置和调度同一个硬件定时器，在不同的IO引脚上产生I2C时序，实现嵌入式处理器与多个传感器的数据交互。解决嵌入式控制系统应用I2C通信技术时出现的健壮性差、灵活性低的问题。

技术领域

本发明涉及嵌入式控制系统的传感器通信技术，特别涉及基于I2C协议的多传感器通信技术。

背景技术

在嵌入式控制系统中，经常需要将多个传感器的数据传送到主控处理器，用于控制反馈或运行状况监视。一种常见的通信方法是采用I2C总线通信技术。市面上常见的嵌入式处理器如ST公司的STM32系列、Atmel公司的AT91系列，都集成有若干个I2C控制器，但所有这些I2C控制器都有如下特点：一是I2C控制器数量有限(一般不超过3个)，二是I2C信号引脚固定。常见的嵌入式控制系统在使用I2C通信技术时，采用是的多个传感器挂在同一个I2C总线上的方式。这种方式的优点是只会占用一个I2C控制器，但缺点如下：

(1)健壮性比较差。当一个传感器出现故障时，有可能会锁住总线，导致其它传感器无法正常上传数据，一方面导致了控制系统失效，另一方面由于所有传感器同时掉线，增加了定位故障的难度。

(2)灵活性比较低。同一个I2C总线上的所有传感器必须配置不同的地址，而通常情况下同一型号的传感器只有固定的一个地址，或数量有限的若干个地址。这个特点给方案设计中传感器的型号及数量造成了限制。

发明内容

本发明的目的在于解决嵌入式控制系统应用I2C通信技术时出现的健壮性、灵活性问题，提供一种星形拓扑的I2C通信装置及方法。

本发明的技术方案包括一种星形拓扑的I2C通信装置，该装置包括嵌入式处理器及传感器，其特征在于：多个所述传感器与所述嵌入式处理器通过独立的信号线连接。

根据所述的星形拓扑的I2C通信装置，其特征在于：所述嵌入式处理器包括硬件定时器、IO引脚及软件管理单元。

根据所述的星形拓扑的I2C通信装置，其特征在于：所述软件管理单元用于配置和调度同一个硬件定时器，在不同的IO引脚上产生I2C时序，实现所述嵌入式处理器与多个所述传感器的数据交互。

根据所述的星形拓扑的I2C通信装置，其特征在于：所述软件管理单元提供一套设备无关的接口，用于描述和访问所述传感器，包括：属性配置、检查传输请求、读传输请求、写传输请求、写读传输请求。

根据所述的星形拓扑的I2C通信装置，其特征在于：多个所述传感器的I2C引脚与所述嵌入式处理器的不同IO引脚连接。

本发明的技术方案还包括一种星形拓扑的I2C通信方法，其特征在于：S10，软件管理单元对多个所述传感器进行抽象化处理，生成对应的多个I2C从节点；S20，软件管理单元对所述硬件定时器的控制进行封装，以及，对多个所述I2C从节点的通信过程进行调度处理。

本发明的有益效果为：解决嵌入式控制系统应用I2C通信技术时出现的健壮性差、灵活性低的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1所示为根据本发明实施方式的装置框图；

图2所示为根据本发明实施方式的流程图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。