專利名稱：一種串并綜合型總線系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)傳送方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應用于數(shù)控系統(tǒng)的串并綜合型總線系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)傳送方法。
背景技術(shù)：
通常，在網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)通信分為并行通信和串行通信兩種，其中，并行通信可以同時傳送多位數(shù)據(jù)，通信速度較快，但不宜進行遠距離通信，所以計算機的內(nèi)部總線采用并行方式傳送數(shù)據(jù)；串行通信時，數(shù)據(jù)是按一位一位的順序傳送的，串行數(shù)據(jù)傳送的速度低，但傳送的距離可以很長，所以計算機與外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換大都采用串行通信方式。在基于PC機的數(shù)控系統(tǒng)(CNC)中，由于PC機內(nèi)部的并行總線抗干擾能力差，而且傳輸距離有限，不具備直接與遠距離外部設(shè)備通信的能力，而CNC與外部設(shè)備的通信速率是尤為重要的，所以就有必要研制一種既有并行通信方式的快速性，又要能夠進行遠距離傳輸?shù)母行У目偩€系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有的數(shù)控系統(tǒng)中由于主機采用并行通信而無法實現(xiàn)與遠距離外部設(shè)備通信的問題，本發(fā)明提供了一種串并綜合型總線系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)傳送方法。
本發(fā)明的串并綜合型總線系統(tǒng)，包括一個含有并行總線接口的主設(shè)備1和至少一個從設(shè)備2，所述串并綜合型總線系統(tǒng)還包括用于連接所述主設(shè)備與所述至少一個從設(shè)備的總線電纜3-1和一個接口轉(zhuǎn)換電路3-2，所述接口轉(zhuǎn)換電路3-2包括一個用于將所述主設(shè)備1輸出的符合并行接口標準的信號轉(zhuǎn)換為符合串行接口標準信號的數(shù)據(jù)輸出接口A、一個用于將總線上所述從設(shè)備2輸出的符合串行接口標準的信號轉(zhuǎn)換為符合并行接口標準信號的數(shù)據(jù)輸入接口B、一個用于將所述主設(shè)備1輸出的符合并行接口標準的信號轉(zhuǎn)換為符合串行接口標準信號的地址輸出接口C、一個參考地輸出端、一個控制信號輸出端ID；所述串并綜合型總線系統(tǒng)中的從設(shè)備2都設(shè)置有左右兩個與上述接口電路的輸出端相匹配的連接器，即所述左連接器2-1分別設(shè)置有多個數(shù)據(jù)輸入端、多個數(shù)據(jù)輸出端、多個地址輸入端、參考地端、控制輸入端IDI，所述右連接器2-2分別設(shè)置有多個數(shù)據(jù)輸入端、多個數(shù)據(jù)輸出端、多個地址輸入端、參考地端和控制輸出端IDO；所述主設(shè)備1上的接口轉(zhuǎn)換電路3-2的數(shù)據(jù)輸出接口A的多個輸出端與第一個從設(shè)備2的左連接器2-1的多個數(shù)據(jù)輸入端通過總線電纜3-1相連，所述主設(shè)備1上的數(shù)據(jù)輸入接口B的多個輸入端與第一個從設(shè)備2的左連接器2-1的多個數(shù)據(jù)輸出端通過總線電纜3-1相連，所述主設(shè)備1上的地址輸出接口C與第一個從設(shè)備2的左連接器2-1的多個地址輸入端通過總線電纜3-1相連，所述主設(shè)備1上的參考地輸出端與第一個從設(shè)備2的左連接器2-1的參考地端通過總線電纜3-1相連，所述主設(shè)備1上的控制信號輸出端ID與第一個從設(shè)備2的左連接器2-1的控制輸入端IDI通過總線電纜3-1相連，所述第一個從設(shè)備2的右連接器2-2的多個數(shù)據(jù)輸入端、多個數(shù)據(jù)輸出端、多個地址輸入端、參考地端和控制輸出端IDO分別與第二個從設(shè)備2的左連接器2-1的多個數(shù)據(jù)輸入端、多個數(shù)據(jù)輸出端、多個地址輸入端、參考地端和控制輸入端IDI通過總線電纜3-1相連，第二個從設(shè)備2的右連接器2-2的多個數(shù)據(jù)輸入端、多個數(shù)據(jù)輸出端、多個地址輸入端、參考地端和控制輸出端IDO分別與下一個從設(shè)備2的左連接器2-1的多個數(shù)據(jù)輸入端、多個數(shù)據(jù)輸出端、多個地址輸入端、參考地端和控制輸入端IDI通過總線電纜3-1相連，最后一個從設(shè)備2的右連接器2-2與終端連接器相連；在每個從設(shè)備2的內(nèi)部左連接器2-1的多個數(shù)據(jù)輸入端、多個數(shù)據(jù)輸出端、多個地址輸入端和參考地端分別與右連接器2-2的多個數(shù)據(jù)輸入端、多個數(shù)據(jù)輸出端、多個地址輸入端和參考地端相連。
串并綜合型總線的從設(shè)備在總線上是串接的，本發(fā)明總線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送方法按以下步驟進行首先自動配置地址系統(tǒng)上電后，總線上的每個從設(shè)備2都有一個默認地址，主設(shè)備1通過控制信號輸出端ID發(fā)出控制信號傳輸給第一個從設(shè)備2左連接器2-1的控制輸入端IDI，從而激活第一個從設(shè)備2，根據(jù)第一個從設(shè)備2的類型，主設(shè)備1重新對第一個從設(shè)備2進行地址配置；在第一個從設(shè)備2地址配置完成后，第一個從設(shè)備2會通過右連接器2-2的控制輸出端IDO發(fā)出一個控制信號傳輸給第二從設(shè)備2的左連接器2-1的控制輸入端IDI，從而激活第二個從設(shè)備2，主設(shè)備1根據(jù)第二個從設(shè)備2的類型和在總線上的位置，重新對第二個從設(shè)備2進行地址配置；在第二個從設(shè)備2地址配置完成后，第二個從設(shè)備2會通過右連接器2-2的控制輸出端IDO發(fā)出一個控制信號傳輸給下一個從設(shè)備2的左連接器2-1的控制輸入端IDI，從而激活下一個從設(shè)備2，并進行地址配置，直到所有的從設(shè)備2都進行完地址配置；所述總線系統(tǒng)在進行“寫”操作時，地址輸出接口C設(shè)置有一個初始地址(此初始地址為總線在“空閑”狀態(tài)時的默認地址)，主設(shè)備1首先將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)輸出接口A，然后主設(shè)備1再將要與主設(shè)備1進行通信的從設(shè)備2的地址發(fā)送到地址輸出接口C，經(jīng)過數(shù)據(jù)過渡時間T2后地址有效，再經(jīng)過一個計算數(shù)據(jù)傳遞的最大周期T1的延時后，主設(shè)備再將初始地址傳送到地址輸出接口電路C，于是就完成了一個寫數(shù)據(jù)周期；所述總線系統(tǒng)在進行“讀”操作時，地址輸出接口C開始也設(shè)置在初始地址，主設(shè)備1首先將從設(shè)備2的地址發(fā)送到地址輸出接口C，經(jīng)過數(shù)據(jù)過渡時間T2后地址有效，然后此地址信息就會使要與主設(shè)備1進行通信的從設(shè)備2得知，并使此從設(shè)備2將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)發(fā)送到總線上，并通過總線的數(shù)條數(shù)據(jù)輸入用的電纜線傳送給數(shù)據(jù)輸入接口B，在主設(shè)備1讀取了數(shù)據(jù)之后，再將初始地址傳送到地址輸出接口C，于是就完成了一個讀操作周期。
本發(fā)明的串并綜合型總線系統(tǒng)將主設(shè)備中的并行接口轉(zhuǎn)換為符合串行接口標準的接口。如圖1和圖2所示，數(shù)據(jù)輸出接口A和地址接口C都是用于將主設(shè)備的并行信號轉(zhuǎn)化為兩路差分信號的電路，于是這兩者的結(jié)構(gòu)相同。如圖3所示本發(fā)明的數(shù)據(jù)輸出接口A的信號轉(zhuǎn)換部分由多個差分電路A1組成，差分電路A1的個數(shù)等于并行數(shù)據(jù)輸出的位數(shù)，每一位并行輸出的信號都由一個差分電路A1轉(zhuǎn)化為兩路差分信號。如圖2和圖4所示；數(shù)據(jù)輸入接口B的信號轉(zhuǎn)換部分由多個差分信號轉(zhuǎn)換電路B1組成，差分信號轉(zhuǎn)換電路B1的個數(shù)等于并行數(shù)據(jù)輸入的位數(shù)，每一位并行輸入的兩路差分信號都由一個差分信號轉(zhuǎn)換電路B1轉(zhuǎn)化為一路并行信號。
綜上所述，本發(fā)明與主設(shè)備相連的A、B、C三個接口電路，仍然是并行總線傳輸，不同的是在總線電纜上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是具有串行接口標準的信號，因此，本發(fā)明的串并綜合型總線既具有并行通信方式的快速性，同時由于增強了總線的驅(qū)動能力，從而延長了總線的傳輸距離。由A、B、C三個接口電路的設(shè)置可以看出，本發(fā)明的總線系統(tǒng)將“主”到“從”設(shè)備的數(shù)據(jù)輸出、“從”到“主”設(shè)備的數(shù)據(jù)輸入和“主”到“從”設(shè)備的地址輸出全部分開，用不同的電纜線進行傳輸，避免系統(tǒng)進行大量的數(shù)據(jù)分析，節(jié)省了運行時間。本發(fā)明的總線系統(tǒng)采用自動配置地址方式，所以不用硬件地址配置開關(guān)也不會發(fā)生地址沖突。本發(fā)明的串并綜合型總線尤其適用于基于PC機的數(shù)控系統(tǒng)(CNC)，使CNC可以通過PC機的通用并行總線擴展槽來擴展控制外部設(shè)備的能力。


圖1是本發(fā)明的串并綜合型總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明串并綜合型總線的接口轉(zhuǎn)換電路3-2與主設(shè)備的并行總線接口的連接關(guān)系示意圖；圖3是數(shù)據(jù)輸出接口A的信號轉(zhuǎn)換部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是數(shù)據(jù)輸入接口B的信號轉(zhuǎn)換部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是具體實施方式
中數(shù)據(jù)輸出接口A的信號轉(zhuǎn)換部分電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是具體實施方式
中地址輸出接口C的信號轉(zhuǎn)換部分電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是具體實施方式
中數(shù)據(jù)輸入接口B的信號轉(zhuǎn)換部分電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明的串并綜合型總線進行地址自動配置前的從設(shè)備控制信號的狀態(tài)示意圖；圖9是本發(fā)明的串并綜合型總線進行地址自動配置后的從設(shè)備控制信號的狀態(tài)示意圖；圖10是本發(fā)明的串并綜合型總線系統(tǒng)進行“寫”操作的時序圖；圖11是本發(fā)明的串并綜合型總線系統(tǒng)進行“讀”操作的時序圖。
具體實施例方式
如圖1至圖9所示，本具體實施方式
的串并綜合型總線系統(tǒng)應用于基于PC機的數(shù)控系統(tǒng)中，下述主設(shè)備1為工業(yè)PC機，它具有并行總線擴展槽。本具體實施方式
的串并綜合型總線系統(tǒng)包括一個含有并行總線接口的主設(shè)備1和至少一個從設(shè)備2，所述串并綜合型總線系統(tǒng)還包括用于連接所述主設(shè)備與所述至少一個從設(shè)備的總線電纜3-1和一個接口轉(zhuǎn)換電路3-2，所述接口轉(zhuǎn)換電路3-2包括一個用于將所述主設(shè)備1輸出的符合并行接口標準的信號轉(zhuǎn)換為符合串行接口標準的差分信號的數(shù)據(jù)輸出接口A、一個用于將總線上所述從設(shè)備2輸出的符合串行接口標準的差分信號轉(zhuǎn)換為符合并行接口標準的信號的數(shù)據(jù)輸入接口B、一個用于將所述主設(shè)備1輸出的符合并行接口標準的信號轉(zhuǎn)換為符合串行接口標準的差分信號的地址輸出接口C、一個參考地輸出端、一個控制信號輸出端ID；所述串并綜合型總線系統(tǒng)中的從設(shè)備2都設(shè)置有左右兩個與上述接口電路的輸出端相匹配的連接器，即所述左連接器2-1分別設(shè)置有十六個數(shù)據(jù)輸入端、十六個數(shù)據(jù)輸出端、十六個地址輸入端、參考地端、控制輸入端IDI，所述右連接器2-2分別設(shè)置有十六個數(shù)據(jù)輸入端、十六個數(shù)據(jù)輸出端、十六個地址輸入端、參考地端和控制輸出端IDO，所述主設(shè)備1上的接口轉(zhuǎn)換電路3-2的數(shù)據(jù)輸出接口A的十六個輸出端與第一個從設(shè)備2的左連接器2-1的十六個數(shù)據(jù)輸入端通過總線電纜3-1相連，所述主設(shè)備1上的數(shù)據(jù)輸入接口B的十六個輸入端與第一個從設(shè)備2的左連接器2-1的十六個數(shù)據(jù)輸出端通過總線電纜3-1相連，所述主設(shè)備1上的地址輸出接口C與第一個從設(shè)備2的左連接器2-1的十六個地址輸入端通過總線電纜3-1相連，所述主設(shè)備1上的參考地輸出端與第一個從設(shè)備2的左連接器2-1的參考地端通過總線電纜3-1相連，所述主設(shè)備1上的控制信號輸出端ID與第一個從設(shè)備2的左連接器2-1的控制輸入端IDI通過總線電纜3-1相連，所述第一個從設(shè)備2的右連接器2-2的十六個數(shù)據(jù)輸入端、十六個數(shù)據(jù)輸出端、十六個地址輸入端、參考地端和控制輸出端IDO分別與第二個從設(shè)備2的左連接器2-1的十六個數(shù)據(jù)輸入端、十六個數(shù)據(jù)輸出端、十六個地址輸入端、參考地端和控制輸入端IDI通過總線電纜3-1相連，第二個從設(shè)備2的右連接器2-2的十六個數(shù)據(jù)輸入端、十六個數(shù)據(jù)輸出端、十六個地址輸入端、參考地端和控制輸出端IDO分別與下一個從設(shè)備2的左連接器2-1的十六個數(shù)據(jù)輸入端、十六個數(shù)據(jù)輸出端、十六個地址輸入端、參考地端和控制輸入端IDI通過總線電纜3-1相連，最后一個從設(shè)備2的右連接器2-2與終端連接器相連，終端連接器用于限制信號反射，在每個從設(shè)備2的內(nèi)部左連接器2-1的十六個數(shù)據(jù)輸入端、十六個數(shù)據(jù)輸出端、十六個地址輸入端和參考地端分別與右連接器2-2的十六個數(shù)據(jù)輸入端、十六個數(shù)據(jù)輸出端、十六個地址輸入端和參考地端相連。
本具體實施方式
的串并綜合型總線系統(tǒng)中主設(shè)備采用八位并行通信的方式。上述數(shù)據(jù)輸出接口A和地址輸出接口C的結(jié)構(gòu)相同。如圖3所示，數(shù)據(jù)輸出接口A的信號轉(zhuǎn)換部分由八個差分電路A1組成，每一位并行輸出的信號都由一個差分電路A1轉(zhuǎn)化為兩路差分信號+DIFF和-DIFF。如圖5和圖6所示，八個差分電路A1采用兩個型號為AM26LS31的第一芯片IC1構(gòu)成，在數(shù)據(jù)輸出接口A中，主設(shè)備輸出的用于數(shù)據(jù)輸出的IOA(0～7)八位并行TTL信號分別通過兩個第一芯片IC1轉(zhuǎn)化為兩路并行傳輸?shù)姆蟁S-422接口標準的平衡差分信號+DIFFA(0～7)和-DIFFA(0～7)；在地址輸出接口C中，主設(shè)備1輸出的用于地址傳輸?shù)腎OC(0～7)八位并行信號分別通過兩個第一芯片IC1轉(zhuǎn)化為兩路并行傳輸?shù)姆蟁S-422接口標準的平衡差分信號+DIFFC(0～7)和-DIFFC(0～7)。如圖4所示，數(shù)據(jù)輸入接口B的信號轉(zhuǎn)換部分由八個差分信號轉(zhuǎn)換電路B1組成，每一路差分信號+DIFF和-DIFF都由一個差分信號轉(zhuǎn)換電路B1轉(zhuǎn)化為一路信號。如圖7所示，八個差分信號轉(zhuǎn)換電路B1采用兩個型號為AM26LS32的第二芯片IC2構(gòu)成，從設(shè)備輸出的并行傳輸?shù)牟罘中盘?DIFFB(0～7)和-DIFFB(0～7)分別通過兩個第二芯片IC2轉(zhuǎn)化為能被主設(shè)備讀取的八位并行信號IOB(0～7)，兩個第二芯片IC2的1、7、9、15腳分別通過一個第一電阻R1與直流電源VCC的輸出端相連。綜上所述，上述接口轉(zhuǎn)換電路3-2具有五十個輸出端。
本具體實施方式
的串并綜合型總線的從設(shè)備在總線上是串接的，其數(shù)據(jù)傳送方法按以下步驟進行如圖8和圖9所示，首先自動配置地址系統(tǒng)上電后，總線上的每個從設(shè)備2都有一個默認地址，主設(shè)備1通過控制信號輸出端ID發(fā)出控制信號傳輸給第一個從設(shè)備2左連接器2-1的控制輸入端IDI，從而激活第一個從設(shè)備2，根據(jù)第一個從設(shè)備2的類型，主設(shè)備1重新對第一個從設(shè)備2進行地址配置；在第一個從設(shè)備2地址配置完成后，第一個從設(shè)備2會通過右連接器2-2的控制輸出端IDO發(fā)出一個控制信號傳輸給第二從設(shè)備2的左連接器2-1的控制輸入端IDI，從而激活第二個從設(shè)備2，主設(shè)備1根據(jù)第二個從設(shè)備2的類型，重新對第二個從設(shè)備2進行地址配置；在第二個從設(shè)備2地址配置完成后，第二個從設(shè)備2會通過右連接器2-2的控制輸出端IDO發(fā)出一個控制信號傳輸給下一個從設(shè)備2的左連接器2-1的控制輸入端IDI，從而激活下一個從設(shè)備2，并對其進行地址配置，直到所有的從設(shè)備2都進行完地址配置，如圖9所示；如圖10所示，所述總線系統(tǒng)在進行“寫”操作時，地址輸出接口C設(shè)置有一個初始地址“0”，主設(shè)備1首先將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)輸出接口A，然后主設(shè)備1再將要與主設(shè)備1進行通信的從設(shè)備2的地址發(fā)送到地址輸出接口C，經(jīng)過數(shù)據(jù)過渡時間T2后地址有效，再經(jīng)過一個計算數(shù)據(jù)傳遞的最大周期T1
的延時后，主設(shè)備1再將初始地址“0”傳送到地址輸出接口C，于是就完成了一個寫數(shù)據(jù)周期；如圖11所示，所述總線系統(tǒng)在進行“讀”操作時，地址輸出接口C開始也設(shè)置在初始地址“0”，主設(shè)備1首先將從設(shè)備2的地址發(fā)送到地址輸出接口C，經(jīng)過數(shù)據(jù)過渡時間T2后地址有效，然后此地址信息就會使要與主設(shè)備進行通信的從設(shè)備得知，并使此從設(shè)備2將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)發(fā)送到總線上，并通過總線的數(shù)條數(shù)據(jù)輸入用的電纜線傳送給數(shù)據(jù)輸入接口B，在主設(shè)備1讀取了數(shù)據(jù)之后，再將初始地址“0”傳送到地址輸出接口C，于是就完成了一個讀操作周期。
本實施方式的串并綜合型總線系統(tǒng)從主設(shè)備1出來有八根地址線，尋址范圍是0～FF，其中地址0作為默認的“空閑”狀態(tài)地址，保留用作兩個總線地址信號之間的空閑狀態(tài)，地址1和2作為總線的通用寄存器地址，該總線通用寄存器中各位的定義和用途參見下表1。
表1總線通用寄存器的用途

本實施方式的串并綜合型總線將地址3及之后的地址劃分為32個邏輯區(qū)，每個邏輯區(qū)可以對應一個從設(shè)備，使一條串并綜合型總線系統(tǒng)最多可以連接32個從設(shè)備，總線在進行地址自動配置時按下表2分配每個從設(shè)備的基址。
表2串并綜合型總線上從設(shè)備的地址配置

從上表可以看出，第一個從設(shè)備2的尋址范圍是5個字節(jié)，其他31個從設(shè)備的尋址范圍是8個字節(jié)，這8個字節(jié)的定義和功能參見下表3，第一個從設(shè)備2的5個字節(jié)的意義也參見下表3。
表3每個從設(shè)備的地址字節(jié)定義

對于大多數(shù)從設(shè)備來說，8個字節(jié)的尋址范圍是不夠的，因此，串并綜合型總線還采用了變址寄存器來擴展總線的尋址范圍。如表3所示，每個設(shè)備都有3個字節(jié)用于對變址寄存器進行操作，其中一個字節(jié)用于控制對變址寄存器的寫操作，另一個字節(jié)控制讀操作，還有一個字節(jié)作為通用寄存器。每個變址寄存器可以尋址256個字節(jié)，變址寄存器的功能和定義參見表4?？偩€可以通過變址寄存器來增加對從設(shè)備的尋址范圍。
表4

權(quán)利要求
1.一種串并綜合型總線系統(tǒng)，所述串并綜合型總線系統(tǒng)包括一個含有并行總線接口的主設(shè)備(1)和至少一個從設(shè)備(2)，其特征在于所述串并綜合型總線系統(tǒng)還包括用于連接所述主設(shè)備與所述至少一個從設(shè)備的總線電纜(3-1)和一個接口轉(zhuǎn)換電路(3-2)，所述接口轉(zhuǎn)換電路(3-2)包括一個用于將所述主設(shè)備(1)輸出的符合并行接口標準信號轉(zhuǎn)換為符合串行接口標準的差分信號的數(shù)據(jù)輸出接口(A)、一個用于將總線上所述從設(shè)備(2)輸出的符合串行接口標準的差分信號轉(zhuǎn)換為符合并行接口標準信號的數(shù)據(jù)輸入接口(B)、一個用于將所述主設(shè)備(1)輸出的符合并行接口標準的信號轉(zhuǎn)換為符合串行接口標準信號的地址輸出接口(C)、一個參考地輸出端、一個控制信號輸出端(ID)；所述串并綜合型總線系統(tǒng)中的從設(shè)備(2)都設(shè)置有左右兩個與上述接口電路的輸出端相匹配的連接器，即所述左連接器(2-1)分別設(shè)置有多個數(shù)據(jù)輸入端、多個數(shù)據(jù)輸出端、多個地址輸入端、參考地端、控制輸入端(IDI)，所述右連接器(2-2)分別設(shè)置有多個數(shù)據(jù)輸入端、多個數(shù)據(jù)輸出端、多個地址輸入端、參考地端和控制輸出端(IDO)，所述主設(shè)備(1)上的接口轉(zhuǎn)換電路(3-2)的數(shù)據(jù)輸出接口(A)的多個輸出端與第一個從設(shè)備(2)的左連接器(2-1)的多個數(shù)據(jù)輸入端通過總線電纜(3-1)相連，所述主設(shè)備(1)上的數(shù)據(jù)輸入接口(B)的多個輸入端與第一個從設(shè)備(2)的左連接器(2-1)的多個數(shù)據(jù)輸出端通過總線電纜(3-1)相連，所述主設(shè)備(1)上的地址輸出接口(C)與第一個從設(shè)備(2)的左連接器(2-1)的多個地址輸入端通過總線電纜(3-1)相連，所述主設(shè)備(1)上的參考地輸出端與第一個從設(shè)備(2)的左連接器(2-1)的參考地端通過總線電纜(3-1)相連，所述主設(shè)備(1)上的輸出端(ID)與第一個從設(shè)備(2)的左連接器(2-1)的控制輸入端(IDI)通過總線電纜(3-1)相連，所述第一個從設(shè)備(2)的右連接器(2-2)的多個數(shù)據(jù)輸入端、多個數(shù)據(jù)輸出端、多個地址輸入端、參考地端和控制輸出端(IDO)分別與第二個從設(shè)備(2)的左連接器(2-1)的多個數(shù)據(jù)輸入端、多個數(shù)據(jù)輸出端、多個地址輸入端、參考地端和控制輸入端(IDI)通過總線電纜(3-1)相連，第二個從設(shè)備(2)的右連接器(2-2)的多個數(shù)據(jù)輸入端、多個數(shù)據(jù)輸出端、多個地址輸入端、參考地端和控制輸出端(IDO)分別與下一個從設(shè)備(2)的左連接器(2-1)的多個數(shù)據(jù)輸入端、多個數(shù)據(jù)輸出端、多個地址輸入端、參考地端和控制輸入端(IDI)通過總線電纜(3-1)相連，最后一個從設(shè)備(2)的右連接器(2-2)與終端連接器相連，在每個從設(shè)備(2)的內(nèi)部左連接器(2-1)的多個數(shù)據(jù)輸入端、多個數(shù)據(jù)輸出端、多個地址輸入端和參考地端分別與右連接器(2-2)的多個數(shù)據(jù)輸入端、多個數(shù)據(jù)輸出端、多個地址輸入端和參考地端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種串并綜合型總線系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)輸出接口(A)的信號轉(zhuǎn)換部分由多個差分電路(A1)組成，差分電路(A1)的個數(shù)等于并行數(shù)據(jù)輸出的位數(shù)，每一位并行輸出的信號都由一個差分電路(A1)轉(zhuǎn)化為兩路差分信號；數(shù)據(jù)輸出接口(A)和地址輸出接口(C)的信號轉(zhuǎn)換部分電路結(jié)構(gòu)相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種串并綜合型總線系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)輸入接口(B)的信號轉(zhuǎn)換部分由多個差分信號轉(zhuǎn)換電路(B1)組成，差分信號轉(zhuǎn)換電路(B1)的個數(shù)等于并行數(shù)據(jù)輸入的位數(shù)，每一位并行輸入的兩路差分信號都由一個差分信號轉(zhuǎn)換電路(B1)轉(zhuǎn)化為一路并行信號。
4.權(quán)利要求1所述的一種串并綜合型總線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送方法，其特征在于所述數(shù)據(jù)傳送方法按以下步驟進行首先自動配置地址系統(tǒng)上電后，總線上的每個從設(shè)備(2)都有一個默認地址，主設(shè)備(1)通過控制信號輸出端(ID)發(fā)出控制信號傳輸給第一個從設(shè)備(2)左連接器(2-1)的控制輸入端(IDI)，從而激活第一個從設(shè)備(2)，根據(jù)第一個從設(shè)備(2)的類型，主設(shè)備(1)重新對第一個從設(shè)備(2)進行地址配置；在第一個從設(shè)備(2)地址配置完成后，第一個從設(shè)備(2)會通過右連接器(2-2)的控制輸出端(IDO)發(fā)出一個控制信號傳輸給第二從設(shè)備(2)的左連接器(2-1)的控制輸入端(IDI)，從而激活第二個從設(shè)備(2)，主設(shè)備(1)根據(jù)第二個從設(shè)備(2)的類型，重新對第二個從設(shè)備(2)進行地址配置；在第二個從設(shè)備(2)地址配置完成后，第二個從設(shè)備(2)會通過右連接器(2-2)的控制輸出端(IDO)發(fā)出一個控制信號傳輸給下一個從設(shè)備(2)的左連接器(2-1)的控制輸入端(IDI)，從而激活下一個從設(shè)備(2)，并對其進行地址配置，直到所有的從設(shè)備(2)都進行完地址配置；所述總線系統(tǒng)在進行“寫”操作時，地址輸出接口(C)設(shè)置有一個初始地址，主設(shè)備(1)首先將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)輸出接口(A)，然后主設(shè)備(1)再將要與主設(shè)備(1)進行通信的從設(shè)備(2)的地址發(fā)送到地址輸出接口(C)，經(jīng)過數(shù)據(jù)過渡時間(T2)后地址有效，再經(jīng)過一個計算數(shù)據(jù)傳遞的最大周期(T1)的延時后，主設(shè)備(1)再將初始地址傳送到地址輸出接口(C)，于是就完成了一個寫數(shù)據(jù)周期；所述總線系統(tǒng)在進行“讀”操作時，地址輸出接口(C)開始也設(shè)置在初始地址，主設(shè)備(1)首先將從設(shè)備(2)的地址發(fā)送到地址輸出接口(C)，經(jīng)過數(shù)據(jù)過渡時間(T2)后地址有效，然后此地址信息就會使要與主設(shè)備(1)進行通信的從設(shè)備(2)得知，并使此從設(shè)備(2)將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)發(fā)送到總線上，并通過總線的數(shù)條數(shù)據(jù)輸入用的電纜線傳送給數(shù)據(jù)輸入接口(B)，在主設(shè)備(1)讀取了數(shù)據(jù)之后，再將初始地址傳送到地址輸出接口(C)，于是就完成了一個讀操作周期。
全文摘要
一種串并綜合型總線系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)傳送方法，它涉及一種應用于數(shù)控系統(tǒng)的串并綜合型總線系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)傳送方法，它解決了現(xiàn)有的數(shù)控系統(tǒng)中由于主機采用并行通信而無法實現(xiàn)與遠距離外部設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換的問題。本發(fā)明具有一個將主設(shè)備的并行接口轉(zhuǎn)換為符合串行標準接口的接口轉(zhuǎn)換電路(3－2)，它包括數(shù)據(jù)輸入接口(A)、數(shù)據(jù)輸入接口(B)和地址輸出接口(C)；本發(fā)明的總線系統(tǒng)利用由主設(shè)備(1)提供的控制信號輸出端(ID)能夠?qū)偩€上的從設(shè)備進行自動地址配置。本發(fā)明的串并綜合型總線既具有并行通信方式的快速性，同時延長了總線的傳輸距離。本發(fā)明的總線系統(tǒng)尤其適用于基于PC機的數(shù)控系統(tǒng)(CNC)，使CNC可以通過PC機的通用并行總線擴展槽來擴展控制外部設(shè)備的能力。
文檔編號G06F13/38GK1818895SQ20061000983
公開日2006年8月16日 申請日期2006年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月20日
發(fā)明者李鳳閣 申請人:哈爾濱工業(yè)大學