[发明专利]一种嵌入式系统中主从设备串行总线通信方法及动态识别过程

说明书

技术领域

本发明涉及一种嵌入式系统中主从设备串行总线通信方法及动态识别过程，特别是涉及一种通过通用串行总线通信，实现主机设备对从机设备的识别和管理的方法。

背景技术

随着嵌入式技术发展和嵌入式设备的多样化，各种设备之间经常要通过通用串行总线进行连接。

在实际应用中，主机和从机之间的连接有多种应用场景情况，场景1：一个主机设备需要同时连接各种不同的从机设备，场景2：一个主机设备可以任意选择连接需要的从机设备，场景3：主机设备通信接口有限时需要能够热插拔不同的从机设备，在实际应用，经常在安装主机设备时需要插入具有显示功能的从机设备，该从机设备主要用来检测主机设备的安装情况和工作状态，但是在主机设备安装完毕后，这个设备将拔掉，插入需要的从机设备。

场景1：一个主机设备需要同时连接各种不同的从机设备，以往的实现方式是在设计主机程序时，将主机设备的所有通信接口按照事先约定固定分配给各个指定从机设备，对应的通信接口只能收发处理固定的从机设备数据，其他从机设备不能连接该通信接口，同时为了避免客户连接错误，通信接口的接插件采用不同的型号，这样各种从机设备不能自由连接主机设备的任意通信接口。缺点一需要组装各种型号的接口接插件，给生产带来极大不便；缺点二通常情况下采购一种接插件时都是有最低购买数量，不能按需购买，或者购买一定的数量才有优惠，上述的采用不同型号的接插件增加采购成本和库存风险。

场景2：一个主机设备可以任意选择连接需要的从机设备，以往的实现方式是通过设计不同版本的程序软件来解决，每一个版本的程序软件对应一种的从机设备连接方式，在安装设备时，代理商需要根据不同的组合应用选择对应版本的主机设备软件，并下载更新到主机设备。缺点一：代理商需要区分管理众多版本的主机设备软件，造成混乱，增加代理商人力资源费用，同时在批量安装设备时再下载更新主机设备软件，效率低下；缺点二：由于从机设备的连接方式根据不同应用会变化多样，这样就导致软件版本众多，设备厂家也需要花费更多的人力资源来维护程序版本，当一个版本程序出现一个问题时，往往需要升级相关所有的程序版本，花费大量人力和时间。

场景3：主机设备通信接口个数有限时需要能够热插拔不同的从机设备，在实际应用，安装主机设备时需要插入具有显示功能的从机设备，用来检测主机设备的安装情况和工作状态，但是在安装完毕后，这个设备将拔掉，插入需要的从机设备。当选用的通信接口只能一对一通信，不能多个通信接口并接在一起通信时，以往的实现方式是在设计开发主机设备时选择具有多路通信接口的微处理器，或者通过外部增加通信接口扩展电路来扩展通信口，而实际上增加的通信接口只有在安装主机设备时用到，这样导致不必要资源浪费，而且增加产品成本；当选择比较智能能够将所有设备的通信接口并接在一起通信的总线，而这种比较智能的通信接口往往比较昂贵，从而增加产品成本。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种嵌入式系统中主从设备串行总线通信方法及动态识别过程，实现简单，实用性强，稳定可靠，应用灵活，不需要智能操作系统的支持，具有热插拔功能。采用本发明的嵌入式设备动态识别方法，能够解决以上所述问题，降低产品的研发、制造和售后服务的成本，提高产品的竞争力。

本发明的所采用的技术解决方案是：一种嵌入式系统中主从设备串行总线通信方法及动态识别过程，包括一个主机设备和至少一个从机设备，主机设备和从机设备通过串行总线建立通信连接，主机设备与从机设备之间的通信是根据特定的通信协议来生成数据帧，该特定的通信协议包括：

第一层，定义用于该数据帧的发送和接收，                       

第二层，定义数据帧的编码和解码，以及

第三层，定义数据帧的帧格式，

其中，生成数据帧的步骤包括根据协议第三层的帧格式、根据协议第二层对数据帧进行编码；将数据帧通过从机设备发送给主机设备接收，其中数据帧的发送和接收根据协议第一层进行传输；以及根据协议第二层对数据帧进行解码；

所述的第三层的数据帧的帧格式包括6个字段：帧头、校验码、设备编码、命令、数据内容、帧尾。

进一步的，所述的第一层是根据RS232总线通信协议的第一层来定义的，采用RS232总线通信协议，兼容性强，方便实用。

进一步的，所述的第二层的数据帧的编码规则为：若数据帧的校验码、设备编码、命令和数据内容字段中出现与帧头和帧尾相同的字节A，则采用2字节B和字节b替换；若数据帧的校验码、设备编码、命令和数据内容字段中出现字节B，则采用字节B和a替换。