CN108052472A - 一种iic设备通信***、写数据方法及读数据方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种IIC设备通信***、写数据方法及读数据方法。该IIC设备通信***包括至少一个控制器，每个控制器包括通过IIC总线连接的IIC设备和编解码器；每个控制器的编解码器经由通信管道进行连接。根据本发明的IIC设备通信***、读数据方法及写数据方法，利用通信管道间接连接各个IIC设备，解决了现有技术中IIC设备通信抗干扰能力弱和可靠传输距离短的缺点，使IIC设备之间能够进行稳定、可靠的远距离通信。

Description

一种IIC设备通信***、写数据方法及读数据方法

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地，涉及一种IIC设备通信***、写数据方法及读数据方法。

背景技术

IIC总线是Philips公司推出的一种串行总线，被广泛运用于近距离低速芯片间通信。IIC主要有两个优点，一个优点是结构简单，只需要两个双向的信号线，一个是数据线,一个是时钟线。另一个优点是支持多主控，其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主设备。

现有技术是将所有IIC设备做到同一块电路板上，使所有IIC通信都是近距离的板上通信，无法进行远距离的板间通信。因而IIC的缺点也很明显：抗干扰能力弱、可靠传输距离短。由于许多芯片只支持IIC通信，不支持其他通信方式，因而其他支持远距离的通信方式也无法实施。因此，有必要提出一种使主设备能够与远距离的从设备进行通信的***和方法。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

为了解决现有技术中IIC设备通信抗干扰能力弱和可靠传输距离短的缺点，本发明提出了一种利用通信管道间接连接各个IIC设备的IIC设备通信***、一种写数据方法及一种读数据方法，使各个IIC设备之间能够进行远距离通信。

根据本发明的第一方面，提出一种IIC设备通信***。该***包括至少一个控制器，每个控制器包括通过IIC总线连接的IIC设备和编解码器；每个控制器的编解码器经由通信管道进行连接。

优选地，所述通信管道包括CAN、以太网、RS485。

优选地，所述编码器是计算机程序或者MCU。

优选地，在所述通信管道中传输的数据包包括以下字段：

包头、包类型、拆包控制位、当前包数、总包数、当前包数据长度、总数据长度、IIC地址、数据、校验、包尾。

优选地，包头和包尾的长度为1Byte，采用固定的值0x7e。

优选地，包类型的长度为3bit，其中0b00表示写指令包，0b01表示读指令包，0b10表示读指令响应包。

优选地，在写指令包和读指令包中IIC地址是目标设备的地址；在读指令响应包中IIC地址是当前设备的地址。

优选地，校验保存的数据所校验的范围包括：包类型、拆包控制位、总包数、当前包数、总数据长度、当前包数据长度、IIC地址、数据。

根据本发明的第二方面，提出一种写数据方法，利用如上所述的IIC设备通信***执行，该方法包括：

其中一个控制器中的IIC设备通过IIC总线把写指令发送给所在控制器中的编解码器；

接收到写指令的编解码器对所述写指令进行重新编码，并通过通信管道发送给另一个控制器中的编解码器；

所述另一个控制器中的编解码器对接收到的写指令解码，并将解码后的写指令通过IIC总线发送给所在控制器中的IIC设备。

根据本发明的第三方面，提出一种读数据方法，利用如上所述的IIC设备通信***执行，该方法包括：

其中一个控制器中的IIC设备通过IIC总线把读指令发送给所在控制器中的编解码器；

接收到读指令的编解码器对所述读指令重新编码，并通过通信管道发送给另一个控制器中的编解码器；

所述另一个控制器中的编解码器对接收到的读指令解码，并将解码后的读指令通过IIC总线发送给所在控制器中的IIC设备；

所述另一个控制器中的IIC设备把读取的数据通过IIC总线发送给所在控制器中的编解码器；

接收到数据的编解码器对数据重新编码，并通过通信管道把重新编码的数据发送给发出读指令的控制器的编解码器；

所述发出读指令的控制器的编解码器对接收的数据进行解码，并将解码后的数据通过IIC总线发送给所在控制器中的IIC设备。

根据本发明的IIC设备通信***、读数据方法及写数据方法，利用通信管道间接连接各个IIC设备，解决了现有技术中IIC设备通信抗干扰能力弱和可靠传输距离短的缺点，使IIC设备之间能够进行稳定、可靠的远距离通信。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1为根据本发明的示例性实施方案的IIC设备通信***的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

以下参考图1详细描述根据本发明示例性实施方案的IIC设备通信***。该***主要包括：

控制器1、控制器2…控制N，控制器1包括通过IIC总线连接的IIC设备1和编码器1，控制器2包括通过IIC总线连接的IIC设备2和编码器2…，控制器N包括通过IIC总线连接的IIC设备N和编码器N；控制器1中的编码器1、控制器2中的编码器2…控制器N中的编码器N经由通信管道进行连接。

根据本发明的IIC设备通信***利用通信管道间接连接各个IIC设备，解决了现有技术中IIC设备通信抗干扰能力弱和可靠传输距离短的缺点，使IIC设备之间能够进行稳定、可靠的远距离通信。

在该示例性实施方案中，每个IIC设备都有一个独立的编解码器与之配合，该解码器具有远距离通信的能力。编码器可以是一段程序，也可以是一个独立的MCU，但不限于以上两种形式。

每个控制器中除了IIC设备和编解码器还可以包含其它器件，IIC设备和编解码器仅代表了组成的最小***。

在一个示例中，通信管道包括CAN、以太网、RS485等等。本领域技术人员应当理解，通信管道不限于以上类型，可以是任意适于编码信号传输的通信管道类型。

为了使通信管道正常工作，本发明还定义了通信管道中传输数据的通信协议，每条IIC指令在通信管道中以数据包的形式传输。该数据包可以包括以下字段：包头、包类型、拆包控制位、当前包数、总包数、当前包数据长度、总数据长度、IIC地址、数据、校验、包尾。

该数据包格式如下表所示：

表1

其中，包头的长度为1Byte，采用固定的值0x7e。

包类型的长度为3bit，其中0b00表示写指令包，0b01表示读指令包，0b10表示读指令响应包。

拆包控制位的长度为2bit，其用于指明是否把单个数据包拆分成多个数据包处理。其中0b00表示不拆分，单包数据传输；0b01表示拆分，将单包数据拆分为多包数据传输；0b10和0b11表示预留。

当前包数的长度为4bit，其取值范围为0x01—0x0F，用于说明当前传输的是第几包。

总包数的长度为4bit，其取值范围为0x01—0x0F，用于说明当前数据传输需要的总包数。

当前包数据长度的长度为4bit，其取值范围为0x00—0x0F，用于说明当前包数据的大小。

总数据长度的长度为1Byte，其取值范围为0x00—0xFF，用于说明指令的总数据大小。

IIC地址的长度为10bit，在写指令包和读指令包中所述IIC地址是目标设备的地址；在读指令响应包中所述IIC地址是当前设备的地址。

数据字段保存实际需要传输的数据，长度由当前数据包长度决定。

校验字段保存对一包数据的校验值，校验范围为包类型、拆包控制位、总包数、当前包数、总数据长度、当前包数据长度、IIC地址、数据。若报文中有字符需要转义，计算校验值的时候使用原始值计算。并不限定校验算法，可以根据实际情况进行选择，校验字段的长度由选择的校验算法决定。

包尾的长度为1Byte，采用固定的值0x7e。

由于帧头和帧尾都使用了固定的值0x7e，当该字符出现在其他场中时，为了不与帧头、帧尾混淆，需要对其它场中的0x7e进行转义。特殊字符0x7d用作转义字符。转义算法为当0x7d出现在数据中时，紧接着的字符的第6个比特要取其补码，即与0x20做异或运算。

具体地：

1)当遇到字符0x7e时，需连续编码两个字符：0x7d和0x5e，以实现标志字符转义(0x7e^0x20＝0x5e)；

2)当遇到转义字符0x7d时，需连续编码两个字符：0x7d和0x5d，以实现转义字符的转义(0x7d^0x20＝0x5d)。

本发明还提出一种写数据方法，利用如上所述的IIC设备通信***执行。

当控制器1的IIC设备1给控制器2的IIC设备2写数据时，该方法的写数据流程如下：

控制器1中的IIC设备1通过IIC总线把写指令发送给控制器1中的编解码器1；

接收到写指令的编解码器1对所述写指令进行重新编码，并通过通信管道发送给控制器2中的编解码器2；

编解码器2对接收到的写指令解码，并将解码后的写指令通过IIC总线发送给控制器2中的IIC设备2。

通过以上方法，控制器1中的IIC设备1能够给控制器2中的IIC设备2写数据。

本发明还提出一种读数据方法，利用如上所述的IIC设备通信***执行。

当控制器1的IIC设备1读取控制器2的IIC设备2的数据时，该方法的读数据流程如下：

控制器1中的IIC设备1通过IIC总线把读指令发送给控制器1中的编解码器1；

接收到读指令的编解码器1对所述读指令重新编码，并通过通信管道发送给控制器中2的编解码器2；

编解码器2对接收到的读指令解码，并将解码后的读指令通过IIC总线发送给控制器2中的IIC设备2；

IIC设备2把读取的数据通过IIC总线发送给控制器2中的编解码器2；

接收到数据的编解码器2对数据重新编码，并通过通信管道把重新编码的数据发送给发出读指令的控制器1的编解码器1；

编解码器1对接收的数据进行解码，并将解码后的数据通过IIC总线发送给控制器中1的IIC设备1。

通过以上方法，控制器1中的IIC设备1能够给读取控制器2中的IIC设备2的数据。

应用示例

为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。

本发明所提出的IIC通信设备***、写数据方法及读数据方法可以运用在车载数字中控对车载功放的控制中。

例如将车载数字中控作为主设备读取车载功放的当前工作状态，并调节车载功放的输出音量。

具体设置如下：

车载功放的IIC地址为0x15；

读取车载功放工作状态的寄存器为0x01；

控制车载功放输出音量的寄存器为0x20；

校验算法使用CRC-8，生成多项式为x8+x2+x+1。

可以通过以下步骤实现车载数字中控对车载功放的工作状态的读取：

车载数字中控通过IIC总线通知车载数字中控的编解码器需要向车载功放发送数据为0x01的指令，读取车载功放的工作状态；

车载数字中控的编解码器对指令编码，结果为7E4111011501A17E；

车载数字中控的编解码器通过通信管道把7E4111011501A17E发送给车载功放的编解码器；

车载功放的编解码器对7E4111011501A17E解码；

车载功放的编解码器通过IIC总线向地车载功放发送数据0x01；

车载功放把当前的工作状态，假设为0x7E577D23，通过IIC总线反馈给车载功放的编解码器；

车载功放的编解码器对指令重新编码，编码时把数据拆为2包，每包包含2byte数据，结果为包1：7E912204157D5E57177E，包2：7E922204157D5D23187E；

车载功放的编解码器通过通信管道把包1：7E912204157D5E57177E发送给车载数字中控的编解码器；

车载数字中控的编解码器解码，由于没有收到完整指令，继续等待接收后续指令；

车载功放的编解码器通过通信管道把包2：7E922204157D5D23187E发送给车载数字中控的编解码器；

车载数字中控的编解码器解码，组合成完整IIC指令，得到车载功放工作状态；

车载数字中控的编解码器解码通过IIC总线把收到的车载功放工作状态发送给车载数字中控。

可以通过以下步骤实现车载数字中控对车载功放输出音量的调节：

车载数字中控通过IIC总线通知车载数字中控的编解码器向车载功放发送数据为0x20A3的指令，调节车载功放的输出音量为0xA3；

车载数字中控的编解码器对指令编码，结果为7E0112021520A35F7E；

车载数字中控的编解码器通过通信管道把7E0112021520A35F7E发送给车载功放的编解码器；

车载功放的编解码器对7E0112021520A35F7E解码；

车载功放的编解码器通过IIC总线向车载功放发送数据0x20A3；

车载功放收到指令将输出音量调节为0xA3。

本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种IIC设备通信***，其特征在于：

包括至少一个控制器，每个控制器包括通过IIC总线连接的IIC设备和编解码器；

每个控制器的编解码器经由通信管道进行连接。

2.根据权利要求1所述的IIC设备通信***，其特征在于，所述通信管道包括CAN、以太网、RS485。

3.根据权利要求1所述的IIC设备通信***，其特征在于，所述编码器是计算机程序或者MCU。

4.一种根据权利要求1-3中的任一项所述的IIC设备通信***，其特征在于，在所述通信管道中传输的数据包包括以下字段：包头、包类型、拆包控制位、当前包数、总包数、当前包数据长度、总数据长度、IIC地址、数据、校验、包尾。

5.根据权利要求4所述的IIC设备通信***，其特征在于，包头和包尾的长度为1Byte，采用固定的值0x7e，包类型的长度为3bit，其中0b00表示写指令包，0b01表示读指令包，0b10表示读指令响应包。

6.根据权利要求4所述的IIC设备通信***，其特征在于，拆包控制位的长度为2bit，其中0b00表示不拆分，单包数据传输；0b01表示拆分，将单包数据拆分为多包数据传输；0b10和0b11表示预留。

7.根据权利要求4所述的IIC设备通信***，其特征在于，在写指令包和读指令包中IIC地址是目标设备的地址；在读指令响应包中IIC地址是当前设备的地址。

8.根据权利要求4所述的IIC设备通信***，其特征在于，校验保存的数据所校验的范围包括：包类型、拆包控制位、总包数、当前包数、总数据长度、当前包数据长度、IIC地址、数据。

9.一种写数据方法，利用如权利要求1-8中的一项所述的IIC设备通信***执行，其特征在于，包括：

其中一个控制器中的IIC设备通过IIC总线把写指令发送给所在控制器中的编解码器；

接收到写指令的编解码器对所述写指令进行重新编码，并通过通信管道发送给另一个控制器中的编解码器；

所述另一个控制器中的编解码器对接收到的写指令解码，并将解码后的写指令通过IIC总线发送给所在控制器中的IIC设备。

10.一种读数据方法，利用如权利要求1-8中的一项所述的IIC设备通信***执行，其特征在于，包括：

其中一个控制器中的IIC设备通过IIC总线把读指令发送给所在控制器中的编解码器；

接收到读指令的编解码器对所述读指令重新编码，并通过通信管道发送给另一个控制器中的编解码器；

所述另一个控制器中的编解码器对接收到的读指令解码，并将解码后的读指令通过IIC总线发送给所在控制器中的IIC设备；

所述另一个控制器中的IIC设备把读取的数据通过IIC总线发送给所在控制器中的编解码器；

接收到数据的编解码器对数据重新编码，并通过通信管道把重新编码的数据发送给发出读指令的控制器的编解码器；

所述发出读指令的控制器的编解码器对接收的数据进行解码，并将解码后的数据通过IIC总线发送给所在控制器中的IIC设备。