[发明专利]一种多从站通信协议方法

说明书

本发明属于多从站数据通信领域，具体说是一种多从站通信协议方法。包括以下步骤：主站通过物理编址辨识指令辨识从站个数以及每一个从站的物理编址；每个从站接收并响应主站发出的物理编址辨识指令，进而激活该从站，使其与主站进行通信。本发明采用主从站自身资源，不增加任何硬件装置的基础上，将一主多从的通讯网络进行组网。针对串口组网不能辨识从站的缺点上，设计了多从站物理编址辨识算法；降低主从站硬件设计成本的同时，也降低了软件开发难度。仅通过设计的从站辨识软件算法，对所有连接在串口总线上的从站设备进行辨识和编址，便可保证主机能识别出对应的从站身份信息，可实现一主多从数据通讯控制。

技术领域

本发明属于多从站数据通信领域，具体说是一种多从站通信协议方法。

背景技术

可编程控制器是一种工业控制计算机系统，它的控制对象是工业生产过程，它与工业生产过程的联系就是通过输入输出(I/O)模块实现的，I/O模块是可编程控制器与生产现场相联系的桥梁。输入模块用来接收和采集输入信号。输入信号有两类：一类是由按钮开关、行程开关、数字拨码开关、接近开关、光电开关、压力继电器等提供的开关量输入信号；另一类是从电位器、热电、测速电机、各类变送器送来的连续变化的模拟量输入信号。输入模块还需要将这些不同的电平信号转换成CPU能够接收和处理的数字信号。输出模块的作用是接收中央处理器处理过的数字信号，并把它转换成现场执行部件能接收的信号，用来控制接触器、电磁阀、调节阀、调速装置等，控制的另一端负载是指示灯、数字显示器和报警装置等。

现有的一主多从的通讯协议，需要从站板卡匹配相关的硬件标识，比如拨码开关等装置；同时需要匹配相关的软件协议栈。无论从硬件和软件设计角度，均增加了设计者的开发难度和实现复杂度。在众多的数据通讯方式中，串口通讯原理简单，硬件资源成本低，程序设计空间小，非常适合低成本的I/O模块数据通讯。但由于串口通信自身无法辨识从站设备，需要额外的辨识算法和数据通讯协议。

发明内容

为了实现I/O模块的数据通讯和从站辨识，最大化利用从站自身资源和简化通讯协议，本发明提出一种基于串口通信的I/O模块从站辨识方法和数据通讯协议。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种多从站通信协议系统，主站和多个从站基于串口总线进行通信，所述串口总线具有数据发送线TX和数据接收线RX，将多个从站的数据接收线RX连接在一起，并与主站的数据发送线TX连接；将多个从站的数据发送线TX连接在一起，并与主站的数据接收线RX连接，以实现主站对多个从站的数据收发控制。

所述主站和从站都设有GPIO模块，主站GPIO模块的输出GPIO与其相邻的从站GPIO模块的输入GPIO通过数据线连接，每个从站GPIO模块的输出GPIO与其相邻的从站GPIO模块的输入GPIO通过数据线连接。

所述主站和从站均采用STM32单片机作为主控制器。

一种多从站通信协议方法，包括以下步骤：

1)主站通过物理编址辨识指令辨识从站个数以及每一个从站的物理编址；

2)每个从站接收并响应主站发出的物理编址辨识指令，进而激活该从站，使其与主站进行通信。

所述主站执行以下步骤：

初始化阶段：将主站状态设置为初始状态，主站GPIO模块设置为输出模式，定义一个全局变量Slave_ID_Num，用于记录编址辨识的从站个数；

识别阶段：主站对从站发送物理编址辨识指令，从站只有在其输入GPIO处于激活态才能接收到物理编址辨识指令，被编址的从站在接收到物理编址辨识指令后向主站返回响应帧，主站接收到从站的返回响应帧后，说明此次编址有效，全局变量加一，继续下一次编址操作；在设定时间内，如果主站接收不到从站的返回响应帧，则确认编址辨识过程结束，此时主站从初始状态切换到数据通讯操作状态；