可重构控制器的单线双向通信方法技术

一种通信工程技术领域的可重构控制器的单线双向通信方法。本发明专利技术通过上位机接口转换模块把串行通信的正负逻辑信号转化为差分电压信号，发送到信号处理模块，由其中的微处理器处理，应答发送过来的报文协议，反之，也可从可重构控制器发送信息到上位机，由上位机来应答发送过来的报文协议，应答时，根据不同的操作指令执行相应的操作，指令包括：开始参数化、读可擦写存储器操作、写可擦写存储器操作、可擦写存储器整块擦除操作、停止参数化，执行操作时，根据实时的通信情况实时显示通信状态。本发明专利技术利用单线通信的特点，线束比通用的串行或其他有线通信减少了一半以上，而且实现各个数控模块的信息交互和数据传递的稳定性。

Single line bidirectional communication method of Reconfigurable Controller

Single wire bidirectional communication method of Reconfigurable Controller in communication engineering field. The present invention through the PC interface switching module and serial communication logic signal into a differential voltage signal transmitted to the signal processing module, a microprocessor processing the response sent message protocol, on the other hand, can also be from the Reconfigurable Controller to send information to the host computer by the host computer to send the response message the agreement, in response, according to different operating instructions to execute corresponding operation instructions including parametric, erasable memory read operation, write the erasable memory operation, erasable memory block erase operation, stop parameter, performing the operation, according to the communication real-time display real-time communication status. The invention uses the characteristics of the single line communication, the wire harness reduces more than half than the general serial or other wired communication, and realizes the information interaction and the stability of the data transmission of each numerical control module.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通信工程
的方法，特别是一种可重构控制器的单 线双向通信方法。
技术介绍
可重构控制器因其具有模块化、开放性和可移植性等良好特点，而成为控 制器发展方向的必然趋势。信息通信作为可重构控制器与数控模块之间的联系 纽带，其作用是把可重构控制器的指令或数据发送给相应的数控模块，以调整 数控模块的加工顺序或实现其他功能，同时把调整后的数控模块的信息状态反 馈给控制器。与传统控制器的通信方式相比，可重构控制器的通信方式更加灵 活、开放，解决了传统控制器的封闭性的缺点。但是，鉴于可重构控制器的开放性原因，需要对稳定性、布局空间、接口、 成本等多方面因素进行考虑。而且目前没有一个用于可重构控制器的标准通信 规范可以使用。通用的蓝牙、红外等无线通信方法，技术复杂，成本较高，并 且容易受到各种因素的干扰；串行、并行或者网络通信方法虽然简单易用，但 是接口复杂，不利于线束的空间布局。经对现有技术的文献检索发现，杨建刚等人在《中国科学院研究生院"21世 纪计算机科学与技术"第八届研究生学术研讨会论文集》2004 (7) : 49-50上发 表的"基于CORBA的可重构控制器通信平台的设计与实现"，该文中提出采用 C0RBA技术实现开放式控制器的一种通信方法，具体实现为在现有的开放式控制 器中引入实时中间件C0RBA技术，将控制器软件和系统平台分开，通过C0RBA 技术来管理模块件的通信和交互，其不足在于此方法的实现技术复杂，不利于 可重构控制器的普及。中国专利申请专利号200410018473.0，为可重 构数字控制模块，该专利提出了接口的可重构性，使各个控制模块通过各自的 COM接口保持相互通信。该专利技术只是概括的提到了通信系统的软件实现方法，没 有具体的涉及到使用的通信手段或方法。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术的不足，提出了一种可重构控制器的单线双向通 信方法，使其通过初始化参数、读/写可擦写存储器操作、可擦写存储器整块擦 除操作、停止参数化，实现各个数控模块的信息交互和数据传递的稳定性，其 中所述的单线可以是K总线或LIN总线构成。本专利技术是通过如下技术方案实现的，包括如下步骤步骤一，上位机按通信协议规定的标准帧的形式从上位机的串行端口以正负 逻辑信号发送通信文件至信号转换模块输入端口 ；所述通信协议规定的标准帧由若干数据包组成，每个数据包由数据包头、数 据字节和校验和组成，数据包头又由操作指令和操作地址组成。步骤二，信号转换模块接收到通信文件后把串行通信的正负逻辑信号转化为单线的差分电压信号，并将差分电压信号输出到可重构控制器的信号处理模块； 步骤三，可重构控制器的信号处理模块接收到差分电压信号后，由信号处理 模块内部的微处理器对收到的文件进行解析；所述微处理器对收到的文件进行解析，是指提取数据包头中的操作指令和操 作地址，并在执行操作前在可擦写存储器中寻找开始当前操作的起始地址，寻 址成功后再进行初始化参数、读可擦写存储器操作、写可擦写存储器操作、整 块擦除可擦写存储器、停止参数化中的任何一个或几个通信操作。所述操作指令包括初始化参数、读/写可擦写存储器操作、可擦写存储器 整块擦除操作、停止参数化。步骤四，如果是首次通信时，进行初始化参数的操作，否则跳过此步骤； 所述进行初始化参数的操作，是指微处理器提取数据包头中的初始化参数操 作指令，获取整块可擦写存储器的地址单元，为成功连接进行数据读写或交换 后续操作做好准备，在通信操作时，微处理器以最大的速度来处理可擦写存储 器的数据控制，并且初始化参数操作成功时，微处理器再通过增加数据头、数 据尾和校验和以封装成帧的形式反向通信，使上位机获取当前操作的信息并得 到相关软件的版本号。步骤五，经步骤四后，如果要修改或重写信号处理模块中的可擦写存储器 的内容或数据，则执行可擦写存储器整块擦除指令，否则转至步骤七；所述执行可擦写存储器整块擦除指令，是指上位机发送可擦写存储器整块 擦除数据包给可重构控制器的信号处理模块，执行可擦写存储器内所有数据的 擦除操作，并且操作成功时，上位机获取当前相关操作的包含指令和校验和的 数据帧，操作异常或延时时，上位机获取异常可能发生的原因。步骤六，可擦写存储器内数据已经被擦除后，执行写可擦写存储器参数的 操作；所述执行写可擦写存储器参数，是指由上位机发送包含写操作指令的数据 包的帧文件，通过信号转换模块发送至可重构控制器的信号处理模块，信号处 理模块中的微处理器对帧文件进行解析处理，将相关数据信息写入可擦写存储 器中，如果写入数据到可擦写存储器成功则上位机获取当前操作的包含指令和 校验和的数据帧；如果异常发生，则停止写入操作，上位机给出可能发生异常 错误的原因。步骤七，如果仅需读取可擦写存储器中的数据，则经步骤四后即可直接进行 读可擦写存储器参数的操作；否则经由四、五、六步骤后读取可擦写存储器参 数；所述读取可擦写存储器参数，是指由上位机发送包含读操作指令的数据包的 帧文件，通过信号转换模块发送至可重构控制器的信号处理模块，微处理器对 帧文件进行解析处理，寻找当前要读取的可擦写存储器起始地址，进行读取操 作，如果读取可擦写存储器中的数据成功，则上位机获取包含读可擦写存储器 指令、当前读取的数据以及校验和的信息；如果读取延时或异常发生，则上位 机给出相关错误发生的原因，所述的读取延时，其时间的设置与通信速度有关。 步骤八，当所有通信过程结束时，上位机发送停止参数化操作的帧给可重 构控制器的信号处理模块，当信号处理模块的微处理器接收到当前数据，进行 解析获取到停止参数化的指令操作时，释放所有的控制功能，完成整个通信操 作。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果本专利技术通过对可重构控制器 的通信接口的评估和分析，利用单线通信的特点，不仅使整个通信设备的价格 低廉，线束比通用的串行或其他有线通信减少了一半以上，而且容易实现各个 数控模块的信息交互和数据传递的稳定性；从总体上来看，实现了可重构控制器的通信系统软硬件上的简单易用性和稳定可靠性；从技术实现角度来看，技 术成熟维护简单；从成本投入来看，本专利技术使得硬件的投入成本低，易普及。 附图说明图l为本专利技术工作流程图2为本专利技术的实施例所使用的单线双向通信设备的系统框架图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的实施例作详细说明本实施例在以本专利技术技术方 案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的 保护范围不限于下述的实施例。如图2所示，本实施例采用的设备包括RS232端口、信号转换模块、可 重构控制器的信号处理模块，信号转换模块包括RS232串行驱动器和第一单线 控制驱动器，可重构控制器的信号处理模块包括可擦写存储器、微处理器、第 二单线控制驱动器，RS232端口位于上位机中，包括RS232输出端口和RS232输 入端口， RS232输出端口和RS232串行驱动器的信号输入端口连接，RS232串行 驱动器的信号输出端口和RS232输入端口连接，RS232串行驱动器将来自上位机 的正负逻辑通信电平转化为TTL电平，第一单线控制驱动器的串行输入输出端 口和RS232串行接口驱动器的另一对输出输入端口相连，第一单线控制驱动器 的通信线和第二单线控制驱动器的通信线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可重构控制器的单线双向通信方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，上位机按通信协议规定的标准帧的形式从上位机的串行端口以正负逻辑信号发送通信文件至信号转换模块输入端口；步骤二，信号转换模块接收到通信文件后把串行通信的正负 逻辑信号转化为单线的差分电压信号，并将差分电压信号输出到可重构控制器的信号处理模块；步骤三，可重构控制器的信号处理模块接收到差分电压信号后，由信号处理模块内部的微处理器对收到的文件进行解析；步骤四，如果是首次通信时，进行初始 化参数的操作，否则跳过此步骤；步骤五，经步骤四后，如果要修改或重写信号处理模块中的可擦写存储器的内容或数据，则执行可擦写存储器整块擦除指令，否则转至步骤七；步骤六，可擦写存储器内数据已经被擦除后，执行写可擦写存储器参数的操作 ；步骤七，如果仅需读取可擦写存储器中的数据，则经步骤四后即直接进行读可擦写存储器参数的操作，否则经由四、五、六步骤后读取可擦写存储器参数；步骤八，当所有通信过程结束时，上位机发送停止参数化操作的帧给可重构控制器的信号处理模块 ，当信号处理模块的微处理器接收到当前数据，进行解析获取到停止参数化的指令操作时，释放所有的控制功能，完成整个通信操作。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：殷跃红，俞雪锋，徐文超，陆健，李华刚，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]