專利名稱：具有數(shù)據(jù)總線通信協(xié)議的外業(yè)儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及過(guò)程控制儀器領(lǐng)域。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種新的數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)以及在過(guò)程控制儀器內(nèi)的依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)摩托羅拉TMSPI協(xié)議動(dòng)作的外圍設(shè)備和主控節(jié)點(diǎn)間的通信協(xié)議。
背景技術(shù)：
過(guò)程控制儀器，如變送器和控制器，用于監(jiān)視和/或控制工業(yè)過(guò)程。在最近的一些設(shè)計(jì)中，這些過(guò)程控制儀器包括一些內(nèi)部設(shè)備或部件，如起主節(jié)點(diǎn)作用的微處理器，還包括一些起子節(jié)點(diǎn)作用的外圍電子設(shè)備。這些外國(guó)電子設(shè)備由幾部分部件組成，如用于測(cè)量過(guò)程壓力的壓力傳感器，用于測(cè)量過(guò)程溫度的溫度傳感器，用于過(guò)程的閥門，用于轉(zhuǎn)換在模擬設(shè)備和數(shù)字設(shè)備間傳送的數(shù)據(jù)的數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器以及模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用于發(fā)送和接收通過(guò)一個(gè)雙線過(guò)程控制循環(huán)線路進(jìn)行信息傳遞的交換中繼線路，用于存放指令或監(jiān)控過(guò)程結(jié)果的存儲(chǔ)設(shè)備，以及一些用于提供與過(guò)程有關(guān)的信息的圖文說(shuō)明的顯示器。一般地說(shuō)，所有這些設(shè)備都是本儀器的內(nèi)部設(shè)備，或者都是本儀器的鄰近設(shè)備。儀器可能包括以上所提的子節(jié)點(diǎn)(即外圍設(shè)備)的任意一種組合。過(guò)程控制儀器中的這些不同的子節(jié)點(diǎn)通過(guò)一個(gè)把主節(jié)點(diǎn)和任一外圍設(shè)備連接起來(lái)的數(shù)據(jù)總線相互傳遞信息。
一個(gè)過(guò)程控制儀器中的主節(jié)點(diǎn)常常是一個(gè)摩托羅拉或兼容微處理器或微控制器。例如，一些過(guò)程控制儀器常常采用摩托羅拉68HCO5和68HC11微控制器作為主節(jié)點(diǎn)。根據(jù)設(shè)計(jì)原理，這些以及其他的微控制器依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)串行外圍接口(SPI)總線通信協(xié)議進(jìn)行運(yùn)作。這個(gè)協(xié)議在摩托羅拉M68HC11參考手冊(cè)中作出了規(guī)定，我們的參考也因此加以吸收。盡管在許多情況下使用依據(jù)SPI協(xié)議運(yùn)作的微處理器和微控制器是有優(yōu)點(diǎn)的，但SPI協(xié)議本身具有一些不利的數(shù)據(jù)總線要求，有諸多缺陷。例如，在過(guò)程控制儀器中，設(shè)備的大小至關(guān)重要。因此，在過(guò)程控制儀器內(nèi)部，一般都采用小型的印刷電路板(PCB)。但是，根據(jù)SPI協(xié)議，和主節(jié)點(diǎn)相聯(lián)的每一個(gè)外圍設(shè)備必須有一條單獨(dú)的電路選擇(CS)數(shù)據(jù)總線。除了要為這些附加的CS總線線路留出更多的PCB空間外，標(biāo)準(zhǔn)SPI協(xié)議的這個(gè)條件還要求在主節(jié)點(diǎn)芯片上要有更多的插腳。SPI協(xié)議的另一個(gè)缺點(diǎn)是很難再對(duì)立節(jié)點(diǎn)或子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行添加或改變。通常每一個(gè)在過(guò)程控制儀器的數(shù)據(jù)總線上進(jìn)行信息傳遞的設(shè)備都有一個(gè)預(yù)定的地址。對(duì)節(jié)點(diǎn)的添加、卸除或互變都要求總線和/或?qū)ぶ贩绞阶鱿鄳?yīng)的改制以適應(yīng)這種變化。
正向以上所示，很明顯，SPI協(xié)議有一系列的缺點(diǎn)，尤其是在過(guò)程控制儀器內(nèi)的數(shù)據(jù)總線中。我們的發(fā)明克服了標(biāo)準(zhǔn)SPI交流協(xié)議的這些及其他的一些缺陷。
發(fā)明的概要本發(fā)明是一個(gè)過(guò)程控制儀器，它具有改進(jìn)的數(shù)據(jù)總線協(xié)議使內(nèi)部的主節(jié)點(diǎn)或微處理器與內(nèi)部的子節(jié)點(diǎn)或外圍設(shè)備間的通信更加方便。這個(gè)過(guò)程控制儀器包括至少一個(gè)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SPI協(xié)議運(yùn)作的微處理器，第一和第二外圍設(shè)備以及一條與微處理器和第一、第二外圍設(shè)備相聯(lián)的數(shù)據(jù)總線。在這個(gè)過(guò)程控制儀器中采用的經(jīng)改進(jìn)的數(shù)據(jù)總線協(xié)議具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，如印刷線路板空間要求縮小，外圍設(shè)備和主節(jié)點(diǎn)部件之間的互換性增強(qiáng)。
在本發(fā)明一些過(guò)程控制儀器的實(shí)施例中，經(jīng)改進(jìn)的數(shù)據(jù)總線有單芯片選擇(CS)數(shù)據(jù)總線路，它與在每一個(gè)主節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)上的CS連接部相聯(lián)。而在另一些實(shí)施例中，CS線路被全部地除去。在其他實(shí)施例中的，過(guò)程控制儀器有一條雙向的主進(jìn)子出(MISO)線路的數(shù)據(jù)總線，這條MISO線路用于促進(jìn)從外圍設(shè)備到微處理器和在外圍設(shè)備之間進(jìn)行的串行信息傳遞。還有在本發(fā)明的另一些實(shí)施例的過(guò)程控制儀器中，數(shù)據(jù)總線的物理互聯(lián)和協(xié)議適用于使外圍設(shè)備能被動(dòng)態(tài)分配地址，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)總線上的信息傳送。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是具有本發(fā)明的一過(guò)程控制儀、過(guò)程管線及用于監(jiān)控一過(guò)程的遙控裝置的一個(gè)過(guò)程控制系統(tǒng)的部分示意圖。
圖2是本發(fā)明的一個(gè)過(guò)程控制儀的最佳實(shí)施例的方塊圖。它包括依據(jù)SPI協(xié)議運(yùn)作的主節(jié)點(diǎn)，外圍設(shè)備子節(jié)點(diǎn)以及一條聯(lián)通主節(jié)點(diǎn)與子節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)總線。
圖3是說(shuō)明本發(fā)明的過(guò)程控制儀中使用的數(shù)據(jù)總線協(xié)議的時(shí)序圖。
圖4是本發(fā)明的主節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)的指令字節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖。
最佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明包括一個(gè)基于摩托羅拉TM串行外圍界面(SPI)用于過(guò)程控制儀的改進(jìn)的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線通信協(xié)議。本發(fā)明可用于連接在儀器上的一條數(shù)據(jù)總線上的各個(gè)設(shè)備與部件間的通信。一般地說(shuō)，這條數(shù)據(jù)總線是儀器的內(nèi)部總線。常規(guī)或標(biāo)準(zhǔn)SPI協(xié)議支持一個(gè)主節(jié)點(diǎn)與多個(gè)子節(jié)點(diǎn)間用于同步雙向串行通信。標(biāo)準(zhǔn)SPI協(xié)議要求每一個(gè)子節(jié)點(diǎn)有一個(gè)分離的芯片選擇(CS)數(shù)據(jù)總線。在本發(fā)明的過(guò)程控制儀器所使用的數(shù)據(jù)總線協(xié)議，由一條單獨(dú)的CS線路去控制多個(gè)子節(jié)點(diǎn)，通過(guò)提供一種存取判優(yōu)機(jī)構(gòu)以使多個(gè)子節(jié)點(diǎn)能自主地存取數(shù)據(jù)總線以及通過(guò)增加對(duì)等式以及傳輸能力，增強(qiáng)了標(biāo)準(zhǔn)SPI協(xié)議。
圖1說(shuō)明的是一個(gè)過(guò)程控制系統(tǒng)的部分示意圖。這個(gè)過(guò)程控制系統(tǒng)擁有一個(gè)控制室90，它與一個(gè)控制或監(jiān)視一個(gè)過(guò)程的過(guò)程控制儀100相聯(lián)。控制室90作為一個(gè)與電阻94串聯(lián)的電壓源92模式，在圖中說(shuō)明的工業(yè)過(guò)程應(yīng)用中，流體102經(jīng)過(guò)管道104。過(guò)程控制儀100通過(guò)雙線過(guò)程控制回路或有回路電流IL的電路106與其他的過(guò)程控制儀或一個(gè)主控單元進(jìn)行通信，監(jiān)視或控制遙控設(shè)備108(例如，一個(gè)電機(jī)或開(kāi)關(guān))，這種監(jiān)視和控制過(guò)程是通過(guò)聯(lián)線107實(shí)現(xiàn)的，以此來(lái)監(jiān)視或控制過(guò)程。例如，搖控設(shè)備108可以包含一個(gè)閥門，而過(guò)程控制儀100則包括一個(gè)作為外圍設(shè)備的閥門定位器。此外，搖控裝置108可以包含一個(gè)壓力傳感器，一個(gè)溫度傳感器或是在過(guò)程控制技術(shù)領(lǐng)域中所知的許多其他搖控裝置中的任何一種。通常，多過(guò)程控制儀100是與雙線控制回路106連接用于控制或監(jiān)視過(guò)程的各個(gè)方面。
圖2是本發(fā)明最佳實(shí)施例的表示各種裝置連接在一數(shù)據(jù)總線100上的一個(gè)過(guò)程控制儀的方塊圖，正如所示，過(guò)程控制儀100包括第一微處理器200和第二微處器202，正如所說(shuō)明的過(guò)程控制儀100具有兩個(gè)微處理器，但它在其他的實(shí)施例中可能會(huì)有多于或少于兩個(gè)的微處理器。微處理器200和202最好是摩托羅拉或兼容微處理器或被設(shè)計(jì)成在商業(yè)市場(chǎng)有效型式的或采用具有標(biāo)準(zhǔn)SPI協(xié)議的控制器。通常情況下，微處理器200和202中的一個(gè)在系統(tǒng)中起主節(jié)點(diǎn)的作用。另一個(gè)則被作為外圍設(shè)備或子節(jié)點(diǎn)。
過(guò)程控制儀100同樣包括一個(gè)或多個(gè)子節(jié)點(diǎn)或外圍設(shè)備204、206、208、210和212。過(guò)程控制儀100的子節(jié)點(diǎn)通常是外圍集成芯片或設(shè)備，它們執(zhí)行一系列涉及控制和監(jiān)視此過(guò)程所必須的功能。例如，外圍設(shè)備204是一個(gè)通過(guò)過(guò)程控制循環(huán)線路106傳送或接收信息和指令通信鏈路或線路。另外，盡管過(guò)程控制儀100的設(shè)備裝置能從專用電源214獲取電源，但在有些實(shí)現(xiàn)例中，過(guò)程控制儀100的節(jié)點(diǎn)通過(guò)通信鏈路204在雙線回路106上接收電源。
外圍設(shè)備206可以包括一個(gè)集成芯片存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)主節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)所用的程序指令，或用于存儲(chǔ)過(guò)程狀態(tài)所指示的信息。外圍裝置208可以包含一個(gè)模擬一數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器，用于轉(zhuǎn)換在一個(gè)設(shè)備(如傳感器206)和其他主或子節(jié)點(diǎn)間傳送的信息。外圍設(shè)備210可以包括一個(gè)數(shù)字一模擬轉(zhuǎn)換器(D/A)，用于轉(zhuǎn)換數(shù)字信息或指令，使得它們能被一個(gè)模擬設(shè)備例如一個(gè)閥門定位器(控制器)218使用，該閥門定位器控制閥門(圖1)的位置去控制過(guò)程。傳感器216能探測(cè)到任何系統(tǒng)或過(guò)程變量，以及定位器218可以是用于控制過(guò)程的任意一種遙控設(shè)備。例如，外圍設(shè)備212可以是一個(gè)顯示器裝置，如一個(gè)CRT、LED或LCG，用于提供有關(guān)過(guò)程的圖文性和可視性的信息。
過(guò)程控制儀100中的每一個(gè)子節(jié)點(diǎn)一般都要包括一個(gè)中斷輸出插針或連結(jié)線，用于產(chǎn)生一中斷信號(hào)，一個(gè)CS針或接線用于接收CS信號(hào)，一個(gè)用于接收同步時(shí)鐘信號(hào)的移位時(shí)鐘插(SCK)針或接線一個(gè)主出子進(jìn)(MOSI)插針或連接線用于接收從主節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的串行數(shù)據(jù)，一個(gè)用于串行地傳送與接收數(shù)據(jù)的雙向主進(jìn)子出(MISO)插針和連結(jié)線，以及一個(gè)子中斷輸入(SLINT)插針或接線用于接收中斷信號(hào)。每一個(gè)子節(jié)點(diǎn)上的雙向MISO接線最好采用從子節(jié)點(diǎn)到主節(jié)點(diǎn)或其他子節(jié)點(diǎn)串行地傳送數(shù)據(jù)，并能接收從其他子節(jié)點(diǎn)的MISO接線傳來(lái)的數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，過(guò)程控制儀100沒(méi)有包括一主節(jié)點(diǎn)或微處理器，子節(jié)點(diǎn)上的MOSI結(jié)線則可去掉。
過(guò)程控制儀100的主節(jié)點(diǎn)最好包括一個(gè)中斷SLINT輸入或接線，用于接收中斷信號(hào)，一個(gè)CS輸出對(duì)應(yīng)于用于產(chǎn)生CS信號(hào)的子節(jié)點(diǎn)的CS輸入，一個(gè)SCK輸出對(duì)應(yīng)于一個(gè)用于產(chǎn)生SCK信號(hào)的子節(jié)點(diǎn)的SCK輸入，一個(gè)用于傳送串行數(shù)據(jù)至子節(jié)點(diǎn)的MOSI輸入的MOSI輸出，以及一個(gè)MISO輸入用于接收從子節(jié)點(diǎn)MISO輸出接線傳來(lái)的數(shù)據(jù)。另一種選擇是微處理202(或200)可以包括一個(gè)INT輸出使得它能作為一個(gè)子節(jié)點(diǎn)工作。如圖2所示，微處理器200構(gòu)成主節(jié)點(diǎn)。因此，微處理器202在有些實(shí)施例中不含有CS，MOSI和SCK接線，微處理202被構(gòu)造成為一個(gè)監(jiān)視器模式。
過(guò)程控制儀100還包括接不同的主節(jié)點(diǎn)與子節(jié)點(diǎn)之間連接的數(shù)據(jù)總線220，以促進(jìn)節(jié)點(diǎn)之間的信息交換，數(shù)據(jù)總線220因此包括一條INT線路，聯(lián)至每一微處理器200和202的SLINT接線以及最低優(yōu)先級(jí)別子節(jié)點(diǎn)204的INT接線。其余的子節(jié)點(diǎn)上的INT和SLINT接線被鏈接起來(lái)，從一個(gè)子節(jié)點(diǎn)的INT輸出結(jié)線連至相鄰的子節(jié)點(diǎn)上的SLINT輸入接線。最后子節(jié)點(diǎn)(即所注明的子節(jié)點(diǎn)212)它的SLINT輸入總是低連接或不活躍的，它是最高優(yōu)先級(jí)別的子節(jié)點(diǎn)，如果一個(gè)子節(jié)點(diǎn)正在產(chǎn)生一個(gè)中斷或者它的SLINT輸出正處于活躍狀態(tài)(這表明一個(gè)更高優(yōu)先級(jí)的子節(jié)點(diǎn)正在產(chǎn)生一個(gè)中斷)，那么這個(gè)子節(jié)點(diǎn)的INT輸出就處于活躍狀態(tài)。這種方式減少了用于調(diào)解從多子節(jié)點(diǎn)設(shè)備產(chǎn)生的中斷的作為互聯(lián)的附加電路的需求。
數(shù)據(jù)總線220也包含一條聯(lián)接主節(jié)點(diǎn)微處理器200的CS輸出和每一個(gè)子節(jié)點(diǎn)CS輸入的CS線。CS數(shù)據(jù)總線上的CS信號(hào)由一個(gè)主節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生，它的產(chǎn)生表明數(shù)據(jù)總線處理活躍狀態(tài)。它可以作為信息間的定界符，或如果主節(jié)點(diǎn)控制多數(shù)據(jù)總線，它可以指示哪個(gè)數(shù)據(jù)總線是活躍的，換句話說(shuō)它可以永久地被束于活躍狀態(tài)或被消去。
數(shù)據(jù)總線220還包括一條聯(lián)接主節(jié)點(diǎn)SCK輸出和每一個(gè)子節(jié)點(diǎn)的SCK輸入，用以在主節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)間傳送同步時(shí)鐘信號(hào)。由于本發(fā)明所具有的以下討論的一些尋址和數(shù)據(jù)總線協(xié)議優(yōu)點(diǎn)，可以采用一條CS數(shù)線總線線路，或整條CS線路可以被消去。這樣，PCB的空間就縮小了。
數(shù)據(jù)總線220還包括一條MOSI線連接主微處理器的MOSI輸出連線和每一個(gè)子節(jié)點(diǎn)的MOSI輸入接線，用于傳送從微處理器到子節(jié)點(diǎn)的串行數(shù)據(jù)。如果過(guò)程控制儀100不包括主節(jié)點(diǎn)或微處理器，只要求具有同等優(yōu)先級(jí)的通信(即子了點(diǎn)間通信)，那么，數(shù)據(jù)總線220的MOSI線路則為不必要的。
最后，數(shù)據(jù)總線220包括一條聯(lián)接每一個(gè)子節(jié)點(diǎn)的MISO輸入/輸出連線和每一個(gè)微處理器的MISO輸入的雙向MISO線路，用于傳送從子節(jié)點(diǎn)到微處理器的串行數(shù)據(jù)以及/或者傳送子節(jié)點(diǎn)之間的串行數(shù)據(jù)。請(qǐng)注意由于每一個(gè)子節(jié)點(diǎn)上的MISO連接都是雙向的，所以子節(jié)點(diǎn)MISO接線最好為三態(tài)設(shè)備。換句話說(shuō)，除非當(dāng)一個(gè)子節(jié)點(diǎn)獲取了對(duì)MISO數(shù)據(jù)總線路的控制權(quán)，否則子節(jié)點(diǎn)上的MISO連接都在高阻抗?fàn)顟B(tài)中。
具有最高中斷優(yōu)先權(quán)和子節(jié)點(diǎn)首先獲取對(duì)MISO數(shù)據(jù)總線的控制權(quán)。產(chǎn)生中斷并且有不活躍SLINT輸入的具有最高優(yōu)先權(quán)的節(jié)點(diǎn)具有中斷優(yōu)先權(quán)。在圖2中，當(dāng)子節(jié)點(diǎn)212在INT輸出產(chǎn)生中斷時(shí)，它就最先獲取對(duì)MISO數(shù)據(jù)總線的控制權(quán)。如果子節(jié)點(diǎn)210在INT輸出產(chǎn)生中斷，而且子節(jié)點(diǎn)212沒(méi)產(chǎn)生的話，那么子節(jié)點(diǎn)210就最先獲取對(duì)MISO數(shù)據(jù)總線的控制權(quán)?？傊绻粋€(gè)子節(jié)點(diǎn)正在產(chǎn)生中斷，而以前的所有在中斷鏈中的節(jié)點(diǎn)不產(chǎn)生中斷，那么，這個(gè)子節(jié)點(diǎn)就會(huì)獲取MISO數(shù)據(jù)總線的控制權(quán)。同樣，對(duì)MISO數(shù)據(jù)總線的控制權(quán)會(huì)因?yàn)橥ㄟ^(guò)總線傳送的指令而發(fā)生改變。本項(xiàng)發(fā)明通過(guò)取代標(biāo)準(zhǔn)SPI協(xié)議單向數(shù)據(jù)總線結(jié)構(gòu)，采用了雙向的MISO數(shù)據(jù)總線結(jié)構(gòu)，使得外圍設(shè)備之間的同等地位通信成為可能而又不增加數(shù)據(jù)總線線路和物理接線的個(gè)數(shù)。上述的判優(yōu)方法同樣有利雙向通信。
如果過(guò)程控制儀包括了一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，那么數(shù)據(jù)總線的控制通常由主節(jié)點(diǎn)來(lái)完成。如果過(guò)程控制儀只包括外圍設(shè)備(即，子節(jié)點(diǎn)或具有同等地位的節(jié)點(diǎn))，那么數(shù)據(jù)總線的控制功能則由子節(jié)點(diǎn)之一來(lái)提供或由多個(gè)子節(jié)點(diǎn)共享。例如，在信息開(kāi)頭具有中斷優(yōu)先權(quán)的子節(jié)點(diǎn)能夠承擔(dān)對(duì)信息的數(shù)據(jù)總線控制責(zé)任。
圖3是本發(fā)明的一個(gè)過(guò)程控制設(shè)備最佳實(shí)施例使用的信息格式或協(xié)議的時(shí)序圖。在MOSI或MISO數(shù)據(jù)總線線路上傳送的信息和由一個(gè)子節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生(并通過(guò)中斷鏈接傳播到INT數(shù)據(jù)總線線路)的中斷信號(hào)(INT)以及由一個(gè)主節(jié)點(diǎn)激活的CS線路都是以一個(gè)SCK信號(hào)周期一比特的方式傳遞的。如圖3中的時(shí)序圖所示，MOSI或MISO數(shù)據(jù)線路上的信息的首字節(jié)是指令。第二個(gè)字節(jié)可以是一個(gè)或多個(gè)可擴(kuò)展地址字節(jié)EXTADR，它表明信息的目的地是哪一個(gè)節(jié)點(diǎn)。在需要時(shí)首擴(kuò)展地址字節(jié)后會(huì)跟有多個(gè)擴(kuò)展地址字節(jié)。這些字節(jié)后跟有零或更多數(shù)據(jù)字節(jié)。如果一個(gè)或多個(gè)地址字節(jié)擴(kuò)展被采用，則指令字節(jié)的碼元5會(huì)被定邏輯電平1。如果地址完全包括在指令字節(jié)中，則碼元5會(huì)被設(shè)定為0，且數(shù)據(jù)字節(jié)會(huì)跟在指令字節(jié)后。沒(méi)有字節(jié)計(jì)數(shù)，因?yàn)樾畔㈤L(zhǎng)度一直在指令字節(jié)中。
圖3中所示的MOSI或MISO信息的指令字節(jié)的結(jié)構(gòu)在圖4中有更詳細(xì)的說(shuō)明。碼元6和7表示命令，其中00代表一個(gè)傳播BRCST命令，01代表狀態(tài)條件STCND命令，10代表讀命令，11代表寫命令；讀命令是對(duì)另一個(gè)節(jié)點(diǎn)中的目標(biāo)內(nèi)容的請(qǐng)求，寫命令則是對(duì)另一個(gè)節(jié)點(diǎn)中目標(biāo)內(nèi)容進(jìn)行改變的請(qǐng)求。傳播命令把一個(gè)目標(biāo)的值傳送到所有節(jié)點(diǎn)，這個(gè)命令是由包含這個(gè)目標(biāo)的裝置發(fā)出的，狀態(tài)命令把一個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)條件傳送給所有其他節(jié)點(diǎn)。
如果地址擴(kuò)展AE位(碼元5)被設(shè)置為邏輯1值，則表明在一個(gè)信息中任何數(shù)據(jù)字節(jié)被傳送之前指令字節(jié)后令跟有一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)展地址字節(jié)EXTADR。如果AE位被設(shè)置為邏輯1，表明下一個(gè)字節(jié)是一個(gè)地址，擴(kuò)展地址字節(jié)的碼元7表明其后是否仍跟有另一個(gè)擴(kuò)展地址字節(jié)。如果擴(kuò)展地址字節(jié)的碼元7被設(shè)置為邏輯值1，那么被傳送的信息的下一字節(jié)也一定是一個(gè)擴(kuò)展地址字節(jié)。如果擴(kuò)展地址字節(jié)的第7位被置為邏輯值0，則信息的下一字節(jié)是一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)。這樣，任何字節(jié)數(shù)的地址長(zhǎng)度都可以在不修改數(shù)據(jù)總線、部件及編程方式的情況下加以采用。本發(fā)明的這種特點(diǎn)使得各節(jié)點(diǎn)能被很容易地添加或互換。指令字節(jié)的碼元0至4是節(jié)點(diǎn)/目標(biāo)地址。十六進(jìn)制指令00(8個(gè)0)被保留并定義為一個(gè)中斷確認(rèn)或一個(gè)空操作指示符。
本發(fā)明的不同種實(shí)施例中包括三種地址分配機(jī)制之一用于為各節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)總線上交換信息分配地址。在本發(fā)明的應(yīng)用中，這三種地址分配機(jī)制分別是靜態(tài)地址分配，主動(dòng)狀態(tài)地址分配和自動(dòng)同等地址分配。這三種分配方式的任何一種都可以被采用，任何采用這種方法之一的子節(jié)點(diǎn)都可以混合在數(shù)據(jù)總線上。但是，在所有情況下，節(jié)點(diǎn)必須預(yù)先知道地址分配方式或者每一個(gè)節(jié)點(diǎn)在啟動(dòng)時(shí)都必須傳播它的地址。每一個(gè)過(guò)程控制儀的節(jié)點(diǎn)在啟動(dòng)時(shí)都應(yīng)把它的地址(無(wú)論是靜態(tài)還是動(dòng)態(tài))連同一個(gè)表明它屬于何種類型節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)符傳送給過(guò)程控制儀中的所有其他節(jié)點(diǎn)。
在靜態(tài)地址分配方式中，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)外部的硬線地址。包含指向一個(gè)特定節(jié)點(diǎn)的地址的指令字節(jié)結(jié)果存放于接收相應(yīng)信息的字節(jié)中。一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)獨(dú)立的可尋址目標(biāo)。如果對(duì)所有目標(biāo)和節(jié)點(diǎn)尋址需要五個(gè)以上的碼元?jiǎng)t可以采用以上所述的擴(kuò)展地址字節(jié)。地址和擴(kuò)展地址狀態(tài)能按要求在節(jié)點(diǎn)地址和目的地址間分配。
主動(dòng)態(tài)和自動(dòng)態(tài)同等地地址分配機(jī)制都是動(dòng)態(tài)方式，這就提供了一種優(yōu)勢(shì)，使得無(wú)需再次分配物理地址或變更系統(tǒng)軟件就能使過(guò)程控制儀節(jié)點(diǎn)更新升級(jí)和互換。在主動(dòng)態(tài)地址分配方式中，重啟時(shí)總線上的所有子節(jié)點(diǎn)/目標(biāo)都在地址零進(jìn)行初始化，所有的子節(jié)點(diǎn)都產(chǎn)生一個(gè)中斷。主節(jié)點(diǎn)或微處理器將會(huì)給每一個(gè)節(jié)點(diǎn)/目標(biāo)按照從最高優(yōu)先級(jí)節(jié)點(diǎn)/目標(biāo)到最低優(yōu)先級(jí)節(jié)點(diǎn)/目標(biāo)的順序分配一個(gè)非零地址。一般地說(shuō)，主節(jié)點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生一系列非零地址并把這些地址通過(guò)數(shù)據(jù)總線分配給各節(jié)點(diǎn)。例如，從主節(jié)點(diǎn)發(fā)出的初始中斷確認(rèn)可以包含地址，這個(gè)地址包含在信息的一個(gè)數(shù)據(jù)段內(nèi)，而這條信息則是以最高的優(yōu)先級(jí)分配給節(jié)點(diǎn)的。由于每一個(gè)節(jié)點(diǎn)/目標(biāo)都被分配了一個(gè)地址，它們就不再留有中斷請(qǐng)求。這必須在數(shù)據(jù)總線上進(jìn)行任何操作前完成。這種特點(diǎn)使得場(chǎng)儀器的不同模塊的互換性增強(qiáng)，例如添加一個(gè)傳感器模塊或?qū)σ粋€(gè)現(xiàn)有傳感器模塊進(jìn)行替換。
在自動(dòng)同等地址分配方式中，初始化時(shí)有中斷權(quán)的子節(jié)點(diǎn)給自己分配第一個(gè)地址。已經(jīng)給自己分配了第一個(gè)地址的具有最高中斷優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)在信息指令字節(jié)中采用傳播BRCST命令通知其他所有節(jié)點(diǎn)第一個(gè)地址已被分配。第二個(gè)沒(méi)有地址的節(jié)點(diǎn)，即具有第二最高中斷優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)給自己分配第二個(gè)地址。同樣，它會(huì)傳播信息給其余所有節(jié)點(diǎn)第二個(gè)地址已被分配?？傊哂凶罡咧袛鄡?yōu)先權(quán)的未被分配地址的節(jié)點(diǎn)給它自己分配下面的地址，然后傳播信息給其他所有節(jié)點(diǎn)，通知它們新地址已被分配。存儲(chǔ)在子節(jié)點(diǎn)206或其他存儲(chǔ)器中的最后一次使用的地址在啟動(dòng)時(shí)被初始化為零值。
在本發(fā)明過(guò)程控制設(shè)備的最佳實(shí)施例中，任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以在指令字節(jié)字和任意擴(kuò)展地址字節(jié)指示的目標(biāo)地址中通過(guò)發(fā)出讀和寫命令信息從一個(gè)目標(biāo)(即內(nèi)存地址，外設(shè)，等等)讀取信息或向它寫入信息。同樣，任何節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)發(fā)出一條STCND命令說(shuō)明狀態(tài)條件的存在，其中指令字節(jié)地址段表示具有該狀態(tài)的存在，其中指令字節(jié)的地址段表示具有該狀態(tài)條件的目標(biāo)，或者，這STCND命令中有一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)，其中存有目標(biāo)值。狀態(tài)條件可以包括現(xiàn)有數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)溢出、數(shù)據(jù)緩沖置空或軟、硬件錯(cuò)誤。一個(gè)節(jié)點(diǎn)還可以隨同包含一個(gè)BRCST命令、在其指令字節(jié)中包含目標(biāo)地址的信息傳播它的目標(biāo)值，目標(biāo)值存在信息數(shù)據(jù)字節(jié)中，在指令字節(jié)的后面。
主節(jié)點(diǎn)或微處理器利用數(shù)據(jù)總線的MOSI線路向子節(jié)點(diǎn)傳送命令。子節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)總線的雙向MISO線路上向主節(jié)點(diǎn)和其他子節(jié)點(diǎn)傳送命令。這樣，子節(jié)點(diǎn)可以在數(shù)據(jù)總線MOSI線路上和MISO線路上接收命令和信息。任一子節(jié)點(diǎn)的主動(dòng)脫機(jī)都會(huì)使數(shù)據(jù)總線上的MISO線關(guān)閉。如果一個(gè)子節(jié)點(diǎn)需要在數(shù)據(jù)總線上進(jìn)行交換，它會(huì)在它的INT插腳或接線上產(chǎn)生一個(gè)中斷。如果沒(méi)有子節(jié)點(diǎn)在產(chǎn)生中斷，那么子節(jié)點(diǎn)的所有MISO輸出接線都處于高阻抗?fàn)顟B(tài)，這表明沒(méi)有信息從子節(jié)點(diǎn)發(fā)出。
主節(jié)點(diǎn)能夠在數(shù)據(jù)總線上傳遞信息至少有兩個(gè)條件。第一，主節(jié)點(diǎn)能夠?qū)囊粋€(gè)子節(jié)點(diǎn)發(fā)出的中斷信號(hào)所出反應(yīng)并在數(shù)據(jù)總線上傳送信息。第二，主節(jié)點(diǎn)可以自主地傳送信息。當(dāng)一個(gè)子節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)中斷時(shí)，主節(jié)點(diǎn)將在數(shù)據(jù)總線的MOSI線路上發(fā)出一個(gè)響應(yīng)命令。由于主節(jié)點(diǎn)正在數(shù)據(jù)總線的MOSI線路上傳送響應(yīng)信息，所以具有最高優(yōu)先權(quán)的中斷子節(jié)點(diǎn)能在數(shù)據(jù)總線的MISO線路上傳送信息。如果主節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)信息包含一個(gè)中斷確認(rèn)，該中斷節(jié)點(diǎn)可以在數(shù)據(jù)總線的MISO線路上繼續(xù)傳送信息。如果主節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)總線的MOSI線路上的響應(yīng)信息是一個(gè)命令而不是一個(gè)中斷確認(rèn)，那么從節(jié)點(diǎn)發(fā)出的信息會(huì)被中止，直至下一信息序列。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，過(guò)程控制儀不包括主節(jié)點(diǎn)，這樣，MOSI數(shù)據(jù)總線線路可以被除去或使之處于不活躍狀態(tài)(那把它縛于一低邏輯電平狀態(tài))，且所有的信息都會(huì)被象包含一個(gè)中斷確認(rèn)那樣處理。在這種情況下，SCK信號(hào)必須由一個(gè)設(shè)備或節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生而不是由主節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生。而且，如果要求的話，若沒(méi)有主節(jié)點(diǎn)存在，則在CS數(shù)據(jù)總線線路上的CS信號(hào)也必須由另一個(gè)設(shè)備產(chǎn)生。
本發(fā)明有許多其他具有主節(jié)點(diǎn)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SPI協(xié)議工作和使用一條標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)總線結(jié)構(gòu)的過(guò)程控制儀所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例中的一個(gè)優(yōu)越特征就是子節(jié)點(diǎn)可以在MISO數(shù)據(jù)總線線路上接收從其他同等地位子節(jié)點(diǎn)傳來(lái)的信息。物理層通信被轉(zhuǎn)化為一種交換數(shù)據(jù)總線方案，它可進(jìn)行主和/或子節(jié)點(diǎn)傳播型、主到子型、子到主型通信以及子節(jié)點(diǎn)平等交換。利用更改的數(shù)據(jù)總線特征和物理連接，依照標(biāo)準(zhǔn)SPI協(xié)議工作的主節(jié)點(diǎn)就可以對(duì)只有一條CS數(shù)據(jù)總線路的多個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行尋址。如果數(shù)據(jù)總線上的所有節(jié)點(diǎn)都采用此更改的協(xié)議，那么CS線路都可以被認(rèn)作總是活躍的，因此可以完全被取消。
本發(fā)明還包括一個(gè)判優(yōu)技術(shù)，它采用物理互聯(lián)和/或指令解釋來(lái)決定多個(gè)子節(jié)點(diǎn)中的哪一個(gè)具有優(yōu)先權(quán)，可以控制數(shù)據(jù)總線。而且，本發(fā)明中經(jīng)過(guò)改進(jìn)的過(guò)程控制儀所采用的動(dòng)態(tài)尋址技術(shù)使得節(jié)點(diǎn)能方便地互換或更替，并使軟件更加獨(dú)立于硬件構(gòu)造。還有，本發(fā)明的雙向MISO數(shù)據(jù)總線線路提供了子節(jié)點(diǎn)間的同等通信。在一些專用同等通信的過(guò)程控制儀器中，MOSI數(shù)據(jù)總線線路可以被完全取消。本發(fā)明的改進(jìn)型SPI協(xié)議和數(shù)據(jù)總線結(jié)構(gòu)的其他好處包括集成芯片插針數(shù)量減少；PCB互聯(lián)使成本降低，體積減?。荒軌蚶矛F(xiàn)存的依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SPI協(xié)議運(yùn)行的微處理器；以及微處理器裝載可以通過(guò)傳播的可接受性和同等地位節(jié)點(diǎn)通信能力被減少，從而使子節(jié)點(diǎn)之間的交流不必通過(guò)微處理器尋址而實(shí)現(xiàn)。
盡管本發(fā)明以結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例作了討論，但熟悉此項(xiàng)技術(shù)的技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到對(duì)本發(fā)明在形式和細(xì)節(jié)上做出的變動(dòng)，并沒(méi)有脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍?？梢韵胂?，本發(fā)明將會(huì)在任何一種過(guò)程控制儀器上得以實(shí)施。而且，還可以通過(guò)使用適當(dāng)?shù)挠布?、軟件、固件技術(shù)或這些技術(shù)的組合來(lái)實(shí)施不同的功能塊。其他的一些小變動(dòng)也有可能。例如，在一些使用微處理器200作為主節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)實(shí)施例中，通過(guò)第二個(gè)微處理器(即微處理器202)進(jìn)行的通信可以多種途徑得以實(shí)現(xiàn)。附加的微處理可以被作為一個(gè)外圍設(shè)備，在這種情況下，它包括一個(gè)INT輸出且和其他子節(jié)點(diǎn)鏈接起來(lái)。那么，附加的微處理器就通過(guò)雙向MISO線路進(jìn)行信息交換。另一種方法就是每一個(gè)微處理器的MOSI輸出可以附加三態(tài)驅(qū)動(dòng)器，所有的微處理器可以在MOSI線路上傳送信息。
權(quán)利要求
1.一種過(guò)程控制儀，其特征在于它包含有一個(gè)以SPI數(shù)據(jù)總線協(xié)議工作的微處理器；一個(gè)第一外圍設(shè)備；一個(gè)第二外圍設(shè)備；以及一條聯(lián)接到微處理器、第一外圍設(shè)備、第二外圍設(shè)備的數(shù)據(jù)總線，其中，該數(shù)據(jù)總線包括一單芯片選擇線與在微處理器、第一外圍設(shè)備及第二外圍設(shè)備上的每個(gè)芯片選擇連接部連接。
2.按權(quán)利要求1所說(shuō)的過(guò)程控制儀，其特征在于在數(shù)據(jù)總線上的單芯片選擇線路上微處理器產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，通知第一和第二外圍設(shè)備該數(shù)據(jù)總線處于有效在用狀態(tài)。
3.按權(quán)利要求1所說(shuō)的過(guò)程控制儀，其特征在于數(shù)據(jù)總線還包括一個(gè)與微處理器，第一外圍設(shè)備和第二外圍設(shè)備連接的雙向主進(jìn)子出(MISO)線路。
4.按權(quán)利要求3所說(shuō)的過(guò)程控制儀，其特征在于第一外圍設(shè)備在雙向MISO線路上向第二外圍設(shè)備傳送信息。
5.按權(quán)利要求1所說(shuō)的過(guò)程控制儀，其特征在于它還包括用于在數(shù)據(jù)總線上通信給第一和第二外圍設(shè)備動(dòng)態(tài)分配地址的裝置。
6.一種過(guò)程控制儀，其特征在于它包含有一個(gè)以SPI數(shù)據(jù)總線協(xié)議工作的微處理器；一個(gè)第一外圍設(shè)備；一個(gè)第二外圍設(shè)備；以及一條聯(lián)接于微處理器、第一外圍設(shè)備、第二外圍設(shè)備的數(shù)據(jù)總線，該數(shù)據(jù)總線包括一條連接于每個(gè)微處理器、第一外圍設(shè)備和第二外圍設(shè)備的MISO連接部上的雙向主進(jìn)子出(MISO)線路。
7.按權(quán)利要求6所說(shuō)的過(guò)程控制儀，其特征在于雙向MISO線路是適應(yīng)于從第一和第二外圍設(shè)備向微處理器以及在第一和第二外圍設(shè)備之間傳輸序列數(shù)據(jù)。
8.按權(quán)利要求7所說(shuō)的過(guò)程控制儀，其特征在于還包括一個(gè)第三外圍設(shè)備，它有一條連接在數(shù)據(jù)總線的雙向MISO線路上的MISO連接部，其中第一外圍設(shè)備通過(guò)雙向MISO線路同時(shí)向第二和第三外圍設(shè)備傳送信息。
9.按權(quán)利要求7所說(shuō)的過(guò)程控制儀，其特征在于還包含在數(shù)據(jù)總線上接收信息向每一個(gè)第一、第二外圍設(shè)備動(dòng)態(tài)分配地址的裝置。
10.按權(quán)利要求9所說(shuō)的過(guò)程控制儀，其特征在于，其中第一和第二外圍設(shè)備的每一個(gè)都有一個(gè)與此有關(guān)的優(yōu)先權(quán)，具有較高優(yōu)先級(jí)的第一和第二外圍設(shè)備之一給自己分配第一地址，隨后通過(guò)雙向MISO線路向微處理器和其他的具有較低優(yōu)先級(jí)的第一和第二外圍設(shè)備中的另一個(gè)傳送第一地址。
11.按權(quán)利要求10所說(shuō)的過(guò)程控制儀，其特征在于，當(dāng)?shù)谝缓偷诙鈬O(shè)備之一傳送了第一地址后，第一、第二外圍設(shè)備中的另一個(gè)則給自己分配第二地址并通過(guò)雙向MISO線路向微處理器及第一和第二外圍設(shè)備之一傳播第二地址。
12.按權(quán)利要求9所說(shuō)的過(guò)程控制儀，其特征在于其中第一和第二外圍設(shè)備中的每一個(gè)都包括能產(chǎn)生中斷的中斷產(chǎn)生電路，其中的動(dòng)態(tài)分配地址的裝置包含有一條與微處理器相聯(lián)的中斷檢測(cè)電路，用于檢測(cè)由第一和第二外圍設(shè)備之一在數(shù)據(jù)總線上產(chǎn)生的第一中斷；一條與微處理器相聯(lián)的用于產(chǎn)生第一地址的地址產(chǎn)生電路；以及一條與微處理器相聯(lián)的地址傳送電路，用于通過(guò)數(shù)據(jù)總線向產(chǎn)生了第一中斷的第一和第二外圍設(shè)備之一傳送第一地址，并把第一地址分配給產(chǎn)生了第一中斷的第一和第二外圍設(shè)備之一。
13.按權(quán)利要求7所說(shuō)的過(guò)程控制儀，其特征在于其中數(shù)據(jù)總線包括一條與微處理器、第一外圍設(shè)備和第二外圍設(shè)備中的每一個(gè)上的芯片選擇連接部連接的單芯片選擇線路。
14.一種過(guò)程控制儀，其特征在于它包括一個(gè)第一子節(jié)點(diǎn)；一個(gè)第二子節(jié)點(diǎn)；以及一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，其中主節(jié)點(diǎn)由一條數(shù)據(jù)總線與第一和第二子節(jié)點(diǎn)相連，主節(jié)點(diǎn)包含有一條用于檢測(cè)由第一和第二子節(jié)點(diǎn)之一在數(shù)據(jù)總線上產(chǎn)生的第一中斷的中斷檢測(cè)電路；一條用于產(chǎn)生第一地址的地址產(chǎn)生電路；以及一條地址傳送電路，用于通過(guò)數(shù)據(jù)總線向產(chǎn)生了第一中斷的第一和第二子節(jié)點(diǎn)之一傳送第一地址，并把第一地址分配給產(chǎn)生了第一中斷的第一和第二子節(jié)點(diǎn)之一。
15.按權(quán)利要求14所說(shuō)的過(guò)程控制儀，其特征在于其中主節(jié)點(diǎn)還包括一中斷檢測(cè)電路，用于檢測(cè)由第一和第二子節(jié)點(diǎn)中的另一個(gè)在數(shù)據(jù)總線上產(chǎn)生的第二中斷；一用于產(chǎn)生第二地址的地址產(chǎn)生電路；以及一地址傳送電路，用于通過(guò)數(shù)據(jù)總線向產(chǎn)生了第二中斷的其他第一和第二子節(jié)點(diǎn)傳送第二地址，并把第二地址分配給產(chǎn)生了第二中斷的其他第一和第二子節(jié)點(diǎn)。
16.一種過(guò)程控制儀，其特征在于它包含有一條數(shù)據(jù)總線；與數(shù)據(jù)總線連接的多個(gè)外圍設(shè)備，其中每一個(gè)外圍設(shè)備都有與其關(guān)聯(lián)的外圍優(yōu)先權(quán)；用于決定未被分配地址的外圍設(shè)備中哪一個(gè)具有最高外設(shè)優(yōu)先權(quán)的裝置；以及用于給未被分配地址的具有最高外設(shè)優(yōu)先權(quán)的外圍設(shè)備分配地址的裝置。
17.按權(quán)利要求16所說(shuō)的過(guò)程控制儀，其特征在于其中分配地址的裝置包括一條用于通過(guò)數(shù)據(jù)總線向未被分配地址的具有最高外設(shè)優(yōu)先權(quán)的外圍設(shè)備之一傳送要分配的地址的地址傳送電路。
18.一種向過(guò)程控制儀的外圍設(shè)備動(dòng)態(tài)分配地址的方法，其特征在于其中每一個(gè)外圍設(shè)備都擁有與此相關(guān)的外設(shè)優(yōu)先權(quán)，這種方法包含有決定哪一個(gè)未被分配地址的外圍設(shè)備具有相關(guān)的最高外設(shè)優(yōu)先權(quán)；向一個(gè)未被分配地址的具有最高相關(guān)外設(shè)優(yōu)先權(quán)的外圍設(shè)備分配地址；以及通過(guò)數(shù)據(jù)總線向未分配地址的具有最高相關(guān)外設(shè)優(yōu)先權(quán)的外圍設(shè)備傳送被分配的地址。
19.按權(quán)利要求18所說(shuō)的過(guò)程控制儀，其特征在于它還包含依次重復(fù)決定、分配和傳送地址步驟直至每一個(gè)外圍設(shè)備都有一個(gè)分配的地址為止。
20.一種向多個(gè)子節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)分配地址的方法，其中這些子節(jié)點(diǎn)由一條數(shù)據(jù)總線與依據(jù)SPI數(shù)據(jù)總線協(xié)議工作的主節(jié)點(diǎn)相聯(lián)，其中多子節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)都有一個(gè)相關(guān)的優(yōu)先權(quán)，這種方法包括決定哪一個(gè)尚未分配地址的子節(jié)點(diǎn)具有相關(guān)的最高優(yōu)先權(quán)；向尚未分配地址的具有最高相關(guān)優(yōu)先權(quán)的子節(jié)點(diǎn)分配地址；以及通過(guò)數(shù)據(jù)總線向未被分配地址的具有最高相關(guān)優(yōu)先權(quán)的子節(jié)點(diǎn)傳送被分配的地址。
21.一個(gè)系統(tǒng)，其特征在于它包括一個(gè)以SPI協(xié)議工作的微處理器；一個(gè)第一外圍設(shè)備；一個(gè)第二外圍設(shè)備；一條與微處理器、第一外圍設(shè)備和第二外圍設(shè)備相聯(lián)的數(shù)據(jù)總線；以及為在數(shù)據(jù)總線上接收信息向每一個(gè)第一和第二外圍設(shè)備動(dòng)態(tài)分配地址的裝置。
22.按權(quán)利要求21所說(shuō)的過(guò)程控制儀，其特征在于其中每一個(gè)第一和第二外圍設(shè)備都有一個(gè)相關(guān)優(yōu)選權(quán)，其中用于動(dòng)態(tài)分配地址的裝置包括用于為具有較高優(yōu)先權(quán)的第一和第二外圍設(shè)備之一自分配一第一地址并通過(guò)數(shù)據(jù)總線向微處理器和具有較低優(yōu)先權(quán)的第一和第二外圍設(shè)備中的另一個(gè)傳送第一地址的裝置。
23.一個(gè)在過(guò)程控制儀中在數(shù)據(jù)總線上通信的方法，其特征在于它包含在與每一個(gè)第一和第二外圍設(shè)備的芯片選擇輸入端相聯(lián)的數(shù)據(jù)總線的單芯片選擇線路上產(chǎn)生一個(gè)芯片選擇信號(hào)，其中芯片選擇信號(hào)由一個(gè)以SPI數(shù)據(jù)總線協(xié)議運(yùn)行的微處理器產(chǎn)生以表明數(shù)據(jù)總線處于有效在用；以及當(dāng)與每一個(gè)第一和第二外圍設(shè)備的芯片選擇輸入端相聯(lián)的單芯片選擇線路上產(chǎn)生片選擇信號(hào)時(shí)，從微處理器、第一外圍設(shè)備和第二外圍設(shè)備之一通過(guò)數(shù)據(jù)總線傳送數(shù)據(jù)。
24.按權(quán)利要求23所說(shuō)的方法，其特征在于數(shù)據(jù)傳送還包含有當(dāng)聯(lián)在每一個(gè)第一和第二外圍設(shè)備的單芯片選擇輸入端上的單芯片選擇線路上而產(chǎn)生芯片選擇信號(hào)時(shí)，把數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)總線的一條主出子進(jìn)(MOSI)線路從微處理器傳輸至第一和第二外圍設(shè)備。
25.按權(quán)利要求23所說(shuō)的方法，其特征在于其中數(shù)據(jù)傳輸還包含有當(dāng)連在每一個(gè)第一和第二外圍設(shè)備的芯片選擇輸入端上的單芯片選擇線路上產(chǎn)生芯片選擇信號(hào)時(shí)，把數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)總線的一條主進(jìn)子出(MISO)線路從第一和第二外圍設(shè)備之一傳送至微處理器和另一第一和第二外圍設(shè)備二者中的一個(gè)。
26.一個(gè)在過(guò)程控制儀中第一和第二外圍設(shè)備之間通過(guò)一條數(shù)據(jù)總線通信的方法，其特征在于這個(gè)方法包含有通過(guò)數(shù)據(jù)總線上的一條雙向MISO線路從第一外圍設(shè)備上的雙向主進(jìn)子出(MISO)連接部傳送數(shù)據(jù)；以及在第二外圍設(shè)備上的一個(gè)雙向MISO連接部接收從第一外圍設(shè)備上的雙向MISO連接部傳來(lái)的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明包含一個(gè)能用于主節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)間信息通信的具有經(jīng)改進(jìn)的數(shù)據(jù)總線協(xié)議的過(guò)程控制儀(100)。過(guò)程控制儀(100)包括一個(gè)依據(jù)SPI數(shù)據(jù)總線協(xié)議工作的微處理器(200),第一和第二外圍設(shè)備(204、206)和一條連接在微處理器和第一和第二外圍設(shè)備上的數(shù)據(jù)總線(220)。本發(fā)明中的過(guò)程控制儀所采用的經(jīng)改進(jìn)的數(shù)據(jù)總線協(xié)議有許多優(yōu)點(diǎn),如:印刷電路板空間減小,外圍和主節(jié)點(diǎn)部件之間的互換性增強(qiáng)。
文檔編號(hào)G05B19/042GK1200818SQ97191236
公開(kāi)日1998年12月2日 申請(qǐng)日期1997年9月23日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月30日
發(fā)明者大衛(wèi)·E·特茲拉夫, 約格什·沃里爾, 伽波路·A·馬洛夫 申請(qǐng)人:羅斯蒙德公司