一种扩展模块自动寻址系统技术方案

本发明专利技术公开了一种扩展模块自动寻址系统，包括：主控制器和多个扩展模块连接，相邻两个扩展模块之间通过级联线首尾串行连接，形成通信总线。本发明专利技术的有益效果是：可以简单、快速地实现通信地址自动寻址，实现扩展模块的个数检测和故障的快速自动定位。

【技术实现步骤摘要】
一种扩展模块自动寻址系统
本专利技术涉及数据处理领域，特别涉及一种扩展模块自动寻址系统。
技术介绍
现有技术中，在设计各种信息采集系统时，通常按照传感器的信号特点进行功能划分，不同类型传感器设计成不同的扩展模块。扩展模块数量的不断增多，主控制器如何高效的对多个扩展模块进行寻址通信，扩展模块故障时更替以及故障模块的定位，成为了急需要解决的问题。通常的解决方案有以下几种：1.主控制器与扩展模块采用并连的方式挂接在系统通信总线上，扩展模块设置拨码开关类的电路。每个扩展模块指定一个地址，并对扩展模块上的拨码开之类的电路进行单独配置。此种方法简单直接，但需要事先确认好每个模块的安装卡位，并记录拨码开关的状态，在扩展模块上做好标记，这样对技术人员要求较高，如需更替操作则要重新进行扩展模块的硬件配置。2.主控制器与扩展模块采用并连的方式挂接在系统通信总线上。通过软件的方法设定每个模块的地址，利用软件进行地址分配，并记录在扩展模块的存储器中，扩展模块上电自动加载，此种方案虽然通过软件和硬件的特性例如利用唯一序列号，进行编码，但是当扩展模块损坏或进行更换时，必需进行软件的再次地址修改和确认，给操作和管理增加了难度，而且无法直接发现出现故障的模块。3.主控制器与扩展模块通过一个底板的方法进行连接，在底板上设计电路，进行地址寻址。此方案是固定寻址，扩展模块安装位固定，但是无法发现故障模块，另外底板连接方案增加了成本和故障率。
技术实现思路
本专利技术提供了一种扩展模块自动寻址系统，解决了现有技术的技术问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种扩展模块自动寻址系统，包括：主控制器和多个扩展模块连接，相邻两个所述扩展模块之间通过级联线首尾串行连接，形成通信总线；所述主控制器，用于根据预设分配规则给每个所述扩展模块分配接收地址和输出地址，将编码后的片选信号接入所述通信总线，并向所述主控制器的输出地址指向的扩展模块发送控制信号和编码后的地址信号，还用于接收所述通信总线上的应答信号；每个所述扩展模块，用于实时采集所述通信总线上的片选信号，和所述主控制器发送的或前一个扩展模块发送的所述控制信号和所述地址信号，并对所述片选信号和所述地址信号进行处理，根据处理结果确定是否生成应答信号并将所述应答信号接入所述通信总线，以及是否将所述控制信号发送至下一个扩展模块。本专利技术的有益效果是：扩展模块之间采用级联线进行连接，大大降低了系统成本和故障；扩展模块地址只与所在位置相关，可以任意更换模块，而无需重新设定模块地址，为维护人员带来方便；扩展模块地址通电后自动分配，地址锁定后，主控制器可以动态检测扩展模块个数，可以动态了解模块的性能和状态；可以简单、快速地实现通信地址自动寻址，实现扩展模块的个数检测和故障的快速自动定位。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。优选地，所述片选编码单元具体用于将所述片选信号并行接入所述通信总线；所述地址发送单元还用于将所述地址信号串行接入所述通信总线；所述第一通信控制单元还用于将所述控制信号串行接入所述通信总线。优选地，所述第二通信控制单元具体用于将所述应答信号并行接入所述通信总线。上述技术方案的有益效果是：当其中一个扩展模块出现故障后，由于无法与后面模块进行通信，主控制器根据扩展模块的应答信号可以确定故障的位置。通信总线采用并行机制结合串行机制，控制产生片选信号，充分利用串行和并行通信的特点，可以更快进行扩展模块与主控制器之间的通信，提高通信效率。优选地，所述主控制器包括：地址分配单元，用于根据预设分配规则给每个所述扩展模块分配接收地址和输出地址；片选编码单元，用于将编码后的片选信号接入所述通信总线；地址发送单元，用于向所述主控制器的输出地址指向的扩展模块发送编码后的地址信号；第一通信控制单元，用于向所述主控制器的输出地址指向的扩展模块发送控制信号，还用于接收所述通信总线上的应答信号；每个所述扩展模块包括：片选采集单元，用于实时采集所述通信总线上的片选信号，并对所述片选信号进行解码；地址采集单元，用于实时采集所述主控制器发送的或前一个扩展模块发送的地址信号，并对所述地址信号进行解码和锁存，锁存地址为当前扩展模块的接收地址；地址比较单元，用于判断所述锁存地址的值与对所述片选信号进行解码后得到的值是否相同，得到判断结果；第二通信控制单元，用于实时采集所述主控制器发送的或前一个扩展模块发送的所述控制信号，并在所述判断结果为相同时，将所述控制信号发送至下一个扩展模块，并生成应答信号，将所述应答信号接入所述通信总线，生成用于通知当前扩展模块自身正在被主机操作的片选信号；地址运算单元，用于对解码后的所述地址信号进行数学运算；地址驱动单元，用于对数学运算后的所述地址信号进行编码，并将编码后的所述地址信号发送至下一个扩展模块。优选地，所述预设分配规则为：每个所述扩展模块的接收地址依次自增，其中，第一个扩展模块的输出地址等于第二个扩展模块的接收地址，依次类推，倒数第二个扩展模块的输出地址等于最后一个扩展模块的接收地址。优选地，所述地址运算单元具体用于：当确定所述主控制器的输出地址等于所述第一个扩展模块的接收地址时，对解码后的所述地址信号进行自增数学运算；当确定所述主控制器的输出地址等于所述最后一个扩展模块的接收地址时，对解码后的所述地址信号进行自减数学运算。优选地，所述主控制器通过3-8线编码器进行编码操作。优选地，所述扩展模块通过3-8线编码器进行编解码操作。优选地，所述多个扩展模块的数量不超过8个。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种扩展模块自动寻址系统的结构示意图；图2为本专利技术另一实施例提供的一种扩展模块自动寻址系统的结构示意图；图3为本专利技术另一实施例提供的一种扩展模块自动寻址系统的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1所示，一种扩展模块自动寻址系统，包括：主控制器10和多个扩展模块20，相邻两个扩展模块20之间通过级联线首尾串行连接，形成通信总线；主控制器10，用于根据预设分配规则给每个扩展模块20分配接收地址和输出地址，将编码后的片选信号接入通信总线，并向主控制器10的输出地址指向的扩展模块20发送控制信号和编码后的地址信号，还用于接收通信总线上的应答信号；每个扩展模块20，用于实时采集通信总线上的片选信号，和主控制器10发送的或前一个扩展模块20发送的控制信号和地址信号，并对片选信号和地址信号进行处理，根据处理结果确定是否生成应答信号并将应答信号接入通信总线，以及是否将控制信号发送至下一个扩展模块20。如图2所示，主控制器10包括：地址分配单元101，用于根据预设分配规则给每个扩展模块分配接收地址和输出地址；片选编码单元102，用于将编码后的片选信号接入通信总线；地址发送单元103，用于向主控制器的输出地址指向的扩展模块发送编码后的地址信号；第一通信控制单元104，用于向主控制器的输出地址指向的扩展模块发送控制信号，还用于接收通信总线上的应答信号；每个扩展模块20包括：片选采集单元201，用于实时采集通信总线上的片选信号，并对片选信号进行解码；地址采集单元202，用于实时采集主控制器发送的或前一个扩展模块发送的地址信号，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扩展模块自动寻址系统，其特征在于，包括：主控制器和多个扩展模块连接，相邻两个所述扩展模块之间通过级联线首尾串行连接，形成通信总线；所述主控制器，用于根据预设分配规则给每个所述扩展模块分配接收地址和输出地址，将编码后的片选信号接入所述通信总线，并向所述主控制器的输出地址指向的扩展模块发送控制信号和编码后的地址信号，还用于接收所述通信总线上的应答信号；每个所述扩展模块，用于实时采集所述通信总线上的片选信号，和所述主控制器发送的或前一个扩展模块发送的所述控制信号和所述地址信号，并对所述片选信号和所述地址信号进行处理，根据处理结果确定是否生成应答信号并将所述应答信号接入所述通信总线，以及是否将所述控制信号发送至下一个扩展模块。

【技术特征摘要】
1.一种扩展模块自动寻址系统，其特征在于，包括：主控制器和多个扩展模块连接，相邻两个所述扩展模块之间通过级联线首尾串行连接，形成通信总线；所述主控制器，用于根据预设分配规则给每个所述扩展模块分配接收地址和输出地址，将编码后的片选信号接入所述通信总线，并向所述主控制器的输出地址指向的扩展模块发送控制信号和编码后的地址信号，还用于接收所述通信总线上的应答信号；每个所述扩展模块，用于实时采集所述通信总线上的片选信号，和所述主控制器发送的或前一个扩展模块发送的所述控制信号和所述地址信号，并对所述片选信号和所述地址信号进行处理，根据处理结果确定是否生成应答信号并将所述应答信号接入所述通信总线，以及是否将所述控制信号发送至下一个扩展模块。2.根据权利要求1所述的一种扩展模块自动寻址系统，其特征在于，所述主控制器包括：地址分配单元，用于根据预设分配规则给每个所述扩展模块分配接收地址和输出地址；片选编码单元，用于将编码后的片选信号接入所述通信总线；地址发送单元，用于向所述主控制器的输出地址指向的扩展模块发送编码后的地址信号；第一通信控制单元，用于向所述主控制器的输出地址指向的扩展模块发送控制信号，还用于接收所述通信总线上的应答信号；每个所述扩展模块包括：片选采集单元，用于实时采集所述通信总线上的片选信号，并对所述片选信号进行解码；地址采集单元，用于实时采集所述主控制器发送的或前一个扩展模块发送的地址信号，并对所述地址信号进行解码和锁存，锁存地址为当前扩展模块的接收地址；地址比较单元，用于判断所述锁存地址的值与对所述片选信号进行解码后得到的值是否相同，得到判断结果；第二通信控制单元，用于实时采集所述主控制器发送的或前一个扩展模块发送的所述控制信号，并在所述判断结果为相同时，将所述控制信号发送至下一个扩展模...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡远力，
申请(专利权)人：武汉市敏控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42