[实用新型]近端一对多串行总线的拓展接口电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及数字电路及总线技术领域，具体涉及一种近端一对多串行总线的拓展接口电路。

背景技术

串行总线通信是在单片机使用中常见的方式，但是由于其自身特性的限制，单片机自带的UART通信往往只能实现一对一串行通信，无法实现一对多的通信方式。现有的串行通信一对多技术采用RS485总线进行拓展实现，RS485总线适用于工业现场等远端一对多通信的场合，对于近端通信使用RS485往往大材小用，既造成浪费，也占用额外的空间。另外，现有的近端一对多通信技术往往不支持热插拔，例如IIC通信等，若在使用过程中需要移除设备，往往会引起总线通信错误从而影响全局的通信。所以对于一主多从的模块化设备来说，可以热插拔同时还可兼容串行通信的接口可以大大提高设备的易用性。

实用新型内容

为了解决上述技术问题中的不足，本实用新型的目的在于：提供一种近端一对多串行总线的拓展接口电路，既可以在不增加RS485总线的前提下实现串行通信的一对多双向通信，而且支持热插拔。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案为：

所述近端一对多串行总线的拓展接口电路，包括置在主机内的控制器和外接设备，控制器外扩6线端口，分别为VCC、GND、RX、TX、CS和OL，控制器的串行通信发射端口TX直接与多个外接设备的串行通信接收端口RX相连接，控制器的串行通信接收端口RX外接多选一模拟开关，多选一模拟开关还分别与外接设备的串行通信发射端口TX相连接，控制器的数字输出引脚分别与多选一模拟开关以及译码器相连接，译码器的译码输出端与外接设备的CS端口相连接，外接设备的OL端与并入串出移位寄存器相连接，并入串出移位寄存器接入控制器，外接设备的OL端下拉至GND，并入串出移位寄存器的并行输入端接上拉到高电平。

进一步优选，外接设备的OL端与控制器的数字输入引脚直接相连。

进一步优选，主机的控制器采用ATMEGA2560，外接设备的控制器采用ATEMGA 328P，主机和从机的控制器均使用UART0进行串口通信。

采用近端一对多串行总线的拓展接口电路的通信方法，包括以下步骤：

a、控制器读取并入串出移位寄存器的状态或直接读取各外接设备OL端口的状态，判断哪些端口有设备接入：读取值为低电平的对应OL端口有外接设备接入，读取值为高电平的OL端口无设备接入；

b、控制器根据步骤a获取的外接设备接入的信息，数字输出引脚输出对应逻辑值，控制多选一模拟开关打开对应的外接设备的接收通道，并控制译码器将对应外接设备的CS端置于高电平，外接设备读取CS端可知已被片选，由于已经获取过了外接设备的接入信息，未接入外接设备的端口将会直接跳过；

c、控制器从低位开始，逐个与被片选的对应外接设备进行串口通信，若通信过程数据传输超时，则跳过当前设备与下一个建立连接，按照有效的外接设备接入顺序逐个通信直至到最后一个外接设备。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型在不增加RS485总线的前提下，实现了近端串行通信的一对多双向通信，大大优化了近端一主机对多从机通信设备的易用性，使用更少的控制端口操作更多外设，大大优化了单片机资源，并且在通信过程中支持外设的热插拔，实际使用中可以根据需求灵活变化，根据基本通信方式可以拓展出其他总线控制方式。

附图说明

图1本实用新型电路连接关系示意图；

图2本实用新型总线控制流程示意图；

图3本实用新型译码电路图；

图4本实用新型选通电路图；

图5本实用新型并入串出移位寄存器的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例做进一步描述：

实施例1

如图1-2所示，本实用新型所述近端一对多串行总线的拓展接口电路，包括置在主机内的控制器、多选一模拟开关、译码器、并入串出移位寄存器和外接设备，控制器外扩6线端口，分别为VCC、GND、RX、TX、CS和OL。

控制器的串行通信发射端口TX直接与多个外接设备的串行通信接收端口RX相连接，当控制器发送信息时，多个设备可以同时收到。

针对UART串行通信的RX端不可同时接入多个TX，则需设计选通方式进行分时接受。控制器的串行通信接收端口RX外接多选一模拟开关，多选一模拟开关还分别与外接设备的串行通信发射端口TX相连接。