CN101320359A - 串口设备控制电路及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种串口设备控制电路，包括主机和至少一串口设备，至少一串口设备共用输入总线和输出总线与主机通信，至少一串口设备的输入端分别与输出总线连接，输出端分别通过单向导通器件与输入总线连接。本发明还提供一种串口设备控制方法。本发明提供的串口设备控制电路适用于符合RS232标准的串口设备的控制网络，可实现多台串口设备的网络监控，简化了串口设备控制网络的硬件电路，降低串口设备控制成本，稳定可靠，易于实施。

Description

串口设备控制电路及控制方法

技术领域

本发明涉及基本电子电路领域，特别涉及串口设备控制电路及控制方法。

背景技术

为将多个符合RS232标准的串口设备和同一个主机连接，一般需要组建控制电路网络。现有技术一般采用扩充的输入输出接口设备对多个串口设备进行选择控制，使多个串口设备共享同一总线与主机交换信息。

图1示出现有的一种技术方案，输入输出接口设备200包括处理单元201和输入输出接口202，处理单元201与主机100连接，输入输出接口202包括多个端口，设备1、设备2直至设备N都是符合RS232标准的串口设备，分别与输入输出接口202的多个端口连接，由处理单元201统一管理和选择控制。主机100和设备1、设备2直至设备N之间的通信是通过处理单元201进行控制和协调的。

采用上述技术方案搭建RS232控制网络电路的方式过于复杂，实现成本高，不利于成本控制。

发明内容

本发明提供串口设备控制电路及控制方法，实现对多台串口设备的控制。

本发明提供一种串口设备控制电路，包括主机和至少一串口设备，至少一串口设备共用输入总线和输出总线与主机通信，至少一串口设备的输入端分别与输出总线连接，输出端分别通过单向导通器件与输入总线连接。

本发明还提供一种串口设备控制方法，实现主机和至少一串口设备的通信控制，包括：配置串口设备识别标识的步骤；利用识别标识识别串口设备的步骤；主机和串口设备通信的步骤。

本发明提供的串口设备控制电路适用于符合RS232标准的串口设备的控制网络，可实现多台串口设备的网络监控，简化了串口设备控制网络的硬件电路，降低串口设备控制成本，稳定可靠，易于实施。

附图说明

图1是现有技术结构示意图；

图2是本发明第一实施例采用二极管实现方案的结构示意图；

图3是本发明第一实施例分配识别标识过程示意图；

图4是本发明第一实施例设备工作过程示意图；

图5是本发明第一实施例主机工作过程示意图；

图6是本发明第二实施例采用或门实现方案的结构示意图；

图7是本发明第三实施例采用与门实现方案的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

参照图2，本发明提出第一实施例，串口设备控制电路中，主机101作为控制主机，设备1、设备2直至设备N等多个串口设备作为受控设备，以并联形式共用一组传输总线TXD(输出总线)和RXD(输入总线)与主机101通信，建立起串口设备控制电路。其中TXD总线将主机101发出的控制命令传输给串口设备，而RXD总线将串口设备发出的信息传输给主机101。

由于RXD总线将多个串口设备发出的信息传输给主机101时采用的是正逻辑。为防止多个串口设备间发送信息时的相互干扰，本实施例提出用单向导通器件来屏蔽此干扰。具体来说，本实施例采用二极管作为单向导通器件设置在各串口设备与RXD总线之间，各二极管的正极均向着各串口设备的输出端。设备1、设备2直至设备N等多个串口设备分别经过二极管301、二极管302直至二极管N再与RXD总线连接，利用二极管的单向导通特性有效防止各串口设备间的干扰。

主机101在向某串口设备发送控制命令时采取广播的形式，与TXD总线连接的多个串口设备都能够接收到控制命令。为使主机101的控制命令能够准确送达指定串口设备，不至引起接收控制命令混乱和执行控制命令出错，本实施例提出设备识别机制。本实施例通过软件为每一串口设备设置识别标识以便区分多个串口设备；相应地，在主机101中建立并维持一设备标识对照表，记录每一串口设备及其对应的识别标识。主机101向某串口设备发出控制命令前，从该设备标识对照表中找出指定串口设备的识别标识，作为报头附在控制命令中发出。TXD总线上的各串口设备均接收到该控制命令，各串口设备分别比较控制命令报头中的识别标识是否与本设备的识别标识相符，相符则执行该控制命令，不相符则丢弃该控制命令。

为避免多个串口设备争抢总线，实现对多个串口设备的有序管理，本实施例提出总线使用权管理机制。总线使用权是指在串口设备与主机通信过程中，主机不接受其他串口设备向主机发出的请求和信息，主机利用设备识别标识来识别来自不同串口设备的请求和信息，以此实现串口设备有序使用总线。

当某串口设备连接总线，接入本实施例的串口设备控制电路后，需要先向主机101申请分配识别标识，具体过程如图3所示：

步骤101，检测总线状态；

步骤102，若总线空闲则进行步骤103，否则返回步骤101循环检测；

步骤103，向主机101发出请求信息，申请总线使用权；

步骤104，若能获得总线使用权，则进行步骤105，否则返回步骤103重复请求总线使用权；

步骤105，向主机101发出请求信息，请求分配识别标识；

步骤106，待主机101发出识别标识后，接收识别标识；

步骤107，判断是否需要设定或保存该识别标识，如果不需要则返回步骤106重新接收识别标识，需要则进行步骤108；

步骤108，设定或保存该识别标识；

步骤109，结束与主机101的通信；

步骤110，通知主机101开通总线，释放总线使用权，识别标识请求过程结束。

在串口设备获得识别标识后，采用如图4所示的流程与主机101通信：

步骤201，检测总线状态；

步骤202，若总线空闲则进行步骤203，否则返回步骤201循环检测；

步骤203，向主机101发出请求信息，申请总线使用权；

步骤204，若能获得总线使用权，则进行步骤205，否则返回步骤203重复请求总线使用权；

步骤205，与主机101进行点对点通信；

步骤206，结束与主机101的通信；

步骤207，通知主机101开通总线，释放总线使用权，与主机101通信过程结束。

主机101采用如图5所示的流程与串口设备通信：

步骤301，检测总线使用权申请信息；

步骤302，若有总线使用权申请信息则进行步骤303，否则返回步骤301循环检测；

步骤303，关闭总线；

步骤304，分析串口设备发出的申请信息，根据识别标识识别串口设备，将总线使用权授予发出申请的串口设备；

步骤305，开通点对点通信；

步骤306，与该串口设备进行点对点通信；

步骤307，判断是否应开通总线，如果应开通总线则进行步骤308，否则返回步骤306；

步骤308，开通总线，释放总线使用权，返回步骤301。

上述识别标识可采用多种规则，根据串口设备个数、主机实际情况确定。识别标识可采用ID号码，每一串口设备对应唯一的ID号码，ID号码的格式由1到4个字符组成，每个字符的范围从0到255。例如可以定义为：

A；(A的范围从0到255)

A：B；(A、B的范围从0到255)

A：B：C；(A、B、C的范围从0到255)

A：B：C：D；(A、B、C、D的范围从0到255)

为了提高识别标识的利用率，主机可通过软件设定，定期检查串口设备控制电路中的串口设备标识，回收已脱离该串口设备控制电路的串口设备的识别标识。

基于上一实施例，本发明提出第二实施例，采用或门作为单向导通器件。参见图6，或门分别设置在各串口设备与RXD总线之间，形成单向导通电路。上述单向导通器件还可以采用与门实现，参见如图7，与门分别设置在各串口设备与RXD总线之间，形成单向导通电路。上述单向导通器件还可采用其他等效电路结构和器件，以此构成的串口设备控制电路的基本结构、工作逻辑和识别标识的选用与第一实施例类似，故不赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种串口设备控制电路，包括主机和至少一串口设备，其特征在于，所述至少一串口设备共用输入总线和输出总线与所述主机通信，所述至少一串口设备的输入端分别与所述输出总线连接，输出端分别通过单向导通器件与所述输入总线连接。

2.根据权利要求1所述的串口设备控制电路，其特征在于，所述单向导通器件采用二极管、与门、或门、其他等效电路结构或器件中的一种或多种。

3.一种串口设备控制方法，实现主机和至少一串口设备的通信控制，包括：

配置串口设备识别标识的步骤；

利用所述识别标识识别串口设备的步骤；

主机和串口设备通信的步骤。

4.如权利要求3所述的串口设备控制方法，其特征在于，所述配置串口设备识别标识的步骤包括：

主机为串口设备分配识别标识；

向串口设备发出对应识别标识；

串口设备设定或保存与自身对应的识别标识。

5.如权利要求3所述的串口设备控制方法，其特征在于，所述利用识别标识识别串口设备的步骤包括：

主机将指定串口设备的对应识别标识与控制命令一同发出；

串口设备将所述接收到的识别标识与自身对应的识别标识进行比较；

根据比较结果选择是否执行控制命令。

6.如权利要求5所述的串口设备控制方法，其特征在于，所述将指定串口设备的对应识别标识与控制命令一同发出，是将指定串口设备的对应识别标识作为报头附在所述控制命令上，随所述控制命令发出。

7.如权利要求3所述的串口设备控制方法，其特征在于，所述利用识别标识识别串口设备的步骤包括：

串口设备向所述主机发出请求；

主机根据识别标识识别发出请求的串口设备；

根据识别结果选择是否响应所述请求。

8.如权利要求3所述的串口设备控制方法，其特征在于，所述主机和串口设备通信的步骤包括：

主机分配总线使用权；

取得总线使用权的串口设备与主机通信；

主机收回总线使用权。

9.如权利要求8所述的串口设备控制方法，其特征在于，所述总线使用权是在串口设备与主机通信过程中，主机不接受其他串口设备向主机发出的请求和信息。

10.如权利要求3至9任意一项权利要求所述的串口设备控制方法，其特征在于，还包括回收识别标识的步骤。

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