[发明专利]一种基于串行总线结构的接口电路及通信协议

摘要

本发明公开了一种基于串行总线结构的总线接口电路及其总线通信协议，总线接口电路利用发送数据线、发送控制线和竞争控制线的逻辑组合，实现对总线电平的强上拉、弱上拉和强下拉驱动输出，结合对总线逻辑电平的回读功能，支持总线节点以非破坏性仲裁和自动退避的方式竞争总线控制权的总线通信协议。节点通过对总线状态的监听，判断总线空闲，通过对总线电平的“预置”和基于节点地址位的“赋值”，使参与竞争的节点在总线控制权竞争过程中，具有最小地址值的节点向总线发送的信息不会遭到破坏，直至其应用数据发送完毕，总线控制权才会重新被节点竞争，从而实现基于串行总线结构的节点多主通信，保证总线通信的实时性和可靠性。

主权项

1.一种基于串行总线结构的总线接口电路，所述串行总线结构是在总线上并联设置有n个节点，记为G＝{G1,G2,...,Gi,...,Gn}；Gi表示第i个节点；所述第i个节点Gi包括：第i个微控制器和第i个总线接口电路；所述第i个微控制器和第i个总线接口电路之间通过第i组信号线相连；所述第i个总线接口电路通过第i个数据线Datai与所述总线相连；1≤i≤n；其特征是：所述第i组信号线包括：第i个发送信号线TXi、第i个接收信号线RXi、第i个发送控制信号线HIi和第i个竞争控制信号线CIi；所述第i个总线接口电路接入有第i个正电源、第i个负电源和地线；所述第i个总线接口电路包括：第i个上拉电路、第i个下拉电路、第i个回读电路、第i个数据发送控制电路和第i个竞争控制电路；所述第i个下拉电路与所述第i个正电源相连，并通过第i个一号二极管Di,1接入所述第i个数据线Datai；所述第i个下拉电路与所述第i个数据发送控制电路相连；所述第i个回读电路通过第i个八号电阻Ri,8和所述第i个数据线Datai相连；所述第i个回读电路通过第i个接收信号线RXi与所述第i个微控制器相连；所述第i个数据发送控制电路与所述地线相连，并通过第i个三号二极管Di,3接入所述第i个回读电路与所述第i个八号电阻Ri,8之间；所述第i个数据发送控制电路分别通过第i个发送信号线TXi和第i个发送控制信号线HIi与所述第i个微控制器相连；所述第i个上拉电路与所述第i个负电源相连，并通过第i个二号二极管Di,2接入所述第i个数据线Datai；所述第i个上拉电路外部接入有第i个五号电阻Ri,5；所述第i个五号电阻Ri,5的一端接入所述第i个二号二极管Di,2的负极，另一端接入第i个负电源；所述第i个上拉电路与所述第i个竞争控制电路相连；所述第i个竞争控制电路通过第i个四号二极管Di,4接入所述第i个回读电路与所述第i个八号电阻Ri,8之间；所述第i个竞争控制电路通过所述第i个竞争控制信号线CIi、第i个发送信号线TXi和第i个发送控制信号线HIi与所述第i个微控制器相连。