基于I2C的多设备同址节点排序通信方法

基于i2c的多设备同址节点排序通信方法
技术领域
1.本发明涉及通信技术领域，具体为基于i2c的多设备同址节点排序通信方法。


背景技术：

2.对于链式连接多节点设备群之间的通信连接，使用i2c是一种简单便携的方法，但是在使用前需要为每一个节点设备设置独自的地址，形成一个有序的地址链。当一个正常运行的设备群需要增添设备时，新添加的设备地址会破坏已有地址连接的顺序关系，此时需要重新为新设备及之后的设备设置新的地址，耗费时间浪费精力。
3.中国专利cn 110290227 b(集成电路总线地址的动态分配方法、系统及存储介质)中提出了一种动态分配总线地址的方法，技术方案为基于地址分配规则，通过主机向第一从机发送地址分配指令，通过第一从机将所述地址分配指令逐层发送至第二从机，其中，所述第二从机为集成电路总线中的最末端从机，通过第二从机将第一地址数信息逐层反馈至所述主机，根据第一地址数信息，通过主机开启集成电路总线。
4.上述现有技术的过程较为复杂，且由于i2c的特性连接设备数量有限制。根据上述设备动态分配地址技术方案，若有n个设备待分配地址，则设备之间共需要进行2(n-1)次通信，当设备数较多时，任务量较大，不够灵活。具体原因是作者所设计动态分配地址机制本身导致的，为此我们提出了基于i2c的多设备同址节点排序通信方法。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了基于i2c的多设备同址节点排序通信方法，解决了上述的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现上述所述目的，本发明提供如下技术方案：基于i2c的多设备同址节点排序通信方法，包括以下步骤：
9.第一步：主设备开启i2c总线，一个gpio口发出可通信使能标志；
10.第二步：第一个子设备一若没有检测到可通信使能标志即返回第一步，若检测到可通信使能标志，开启i2c总线，第一个子设备将设备信息发送至主设备；
11.第三步：主设备收到信息后，第一个子设备结束i2c总线；
12.第四步：主设备向第二个子设备发出可通信使能标志；
13.第五步：第二个子设备若没有检测到可通信使能标志即返回第四步，若检测到可通信使能标志，开启i2c总线，第二个子设备将设备信息发送至主设备；
14.第六步：如此循环，直至第n+1个子设备通信完毕。
15.优选的，所述主设备等待子设备信息超时则结束并记录。
16.优选的，所述第一个子设备至第n+1子设备的排列顺序为无序。
17.优选的，每一个所述子设备上都有两个或以上gpio管脚以及i2c总线，一个gpio管
脚用于检测可通信使能标志，而另一gpio管脚用于发出可通信使能标志，每一个子设备的总线地址都是一样的，且与主设备预设总线地址一致。
18.优选的，主设备上设置有一个用于发出可通信使能标志的gpio管脚以及i2c总线，主设备上的用于发出可通信使能标志的gpio管脚与第一个子设备上的检测可通信使能标志gpio管脚连接，相邻的两个子设备之间的发出可通信使能标志的gpio管脚与检测可通信使能标志gpio管脚连接。
19.(三)有益效果
20.与现有技术相比，本发明提供了基于i2c的多设备同址节点排序通信方法，具备以下
21.有益效果：
22.1、该基于i2c的多设备同址节点排序通信方法，子设备的排列顺序在主设备中记录后，如主设备需与某个子设备连接，按顺序通过gpio接口计数，切换到指定的子设备后便开始通信，效率上更加迅速，灵活度高。
23.2、该基于i2c的多设备同址节点排序通信方法，在忽略设备的储存介质限制的前提下，子设备之间连接的数量无限制，因此连接子设备的数量相对于现有技术而言有巨大的提升。
附图说明
24.图1为本发明主设备与从设备连接示意图；
25.图2为本发明流程示意图；
26.图3为现有技术的流程示意图；
27.图4为现有技术总体流程示意图。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.请参阅图1-3，基于i2c的多设备同址节点排序通信方法，包括以下内容：
30.设备连接为c-b-d-a(主设备并不知道子设备类型以及排列顺序)，首先一个gpio口发出可通信使能标志，子设备c的检测管脚检测到主设备的可通信使能标志时；
31.开启i2c总线，子设备c将设备信息发送至主机，主设备收到后，第一个设备记录为子设备c，c结束i2c通信，向b子设备发出可通信使能标志，子设备b的检测管脚检测到子设备c的可通信使能标志时；
32.开启i2c总线，子设备c将设备信息发送至主机，主设备收到后，第二个设备记录为子设备b。以此类推，直至最后一个子设备。至此，主设备记录下了子设备的排列顺序及其对应设备类型。
33.每一个子设备上都有两个或以上gpio管脚以及i2c总线。一个gpio管脚用于检测可通信使能标志，而另一管脚用于发出可通信使能标志。每一个子设备的总线地址都是一
样的，且需与主设备预设总线地址一致。
34.子设备的检测管脚检测到可通信使能标志时，需根据系统默认预设的物理地址开启i2c总线，与主机进行通信，将设备类型发送至主机，主机在完成后断开结束i2c通信，并通过信号管脚发出可通信使能标志。流程见图2。
35.主设备并不直接向子设备分配物理从机地址，而是将连接顺序记录于主设备中提出了一种多设备同址节点排序通信机制，本发明实施方案为通过gpio口，分别为检测管脚与使能管脚，首先主设备向首个子设备发出可通信使能标志，子设备检测到之后，根据预先设置好的开启i2c通信，主设备记录下该设备的类型及位置，此过程完成后，该设备结束i2c通信并向下一个与之连接的子设备发出可通信使能标志，下一个子设备检测到标志后开启，开启i2c通信，主设备继续记录下该设备的类型及位置，以此类推，直至主设备记录下最后一个子设备的类型及位置。
36.现有技术如cn 110290227 b中，技术方案为基于地址分配规则，通过主机向第一从机发送地址分配指令，通过第一从机将所述地址分配指令逐层发送至第二从机，其中，所述第一从机为集成电路总线中的最末端从机，通过第二从机将第一地址数信息逐层反馈至所述主机，根据第一地址数信息，通过主机开启集成电路总线，总体流程见图4。
37.两种方案中最大的不同之处为本发明中所有子设备的物理地址均为一致，主设备不必为其分配物理地址，各设备的排列顺序储存于主设备中，而现有技术中则由主设备按地址分配规则为每一个子设备分配物理地址。
38.因此本发明中在忽略设备的储存介质限制的前提下，理论上子设备之间连接的数量无限制，子设备的排列顺序在主设备中记录后，如主设备需与某个子设备连接，按顺序通过gpio接口计数，切换到指定的子设备后便开始通信。
39.主设备与子设备连接形成一种链状结构，主设备根据连接顺序依次与子设备通信。
40.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.基于i2c的多设备同址节点排序通信方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：一个gpio口发出可通信使能标志；第二步：第一个子设备一若没有检测到可通信使能标志即返回第一步，若检测到可通信使能标志，开启i2c总线，第一个子设备将设备信息发送至主设备；第三步：主设备收到信息后，第一个子设备结束i2c总线；第四步：主设备向第二个子设备发出可通信使能标志；第五步：第二个子设备若没有检测到可通信使能标志即返回第四步，若检测到可通信使能标志，开启i2c总线，第二个子设备将设备信息发送至主设备；第六步：如此循环，直至第n+1个子设备通信完毕。2.根据权利要求1所述的基于i2c的多设备同址节点排序通信方法，其特征在于：所述主设备等待子设备信息超时则结束并记录。3.根据权利要求1所述的基于i2c的多设备同址节点排序通信方法，其特征在于：所述第一个子设备至第n+1子设备的排列顺序为无序。4.根据权利要求1所述的基于i2c的多设备同址节点排序通信方法，其特征在于：每一个所述子设备上都有两个或以上gpio管脚以及i2c总线，一个gpio管脚用于检测可通信使能标志，而另一gpio管脚用于发出可通信使能标志，每一个子设备的总线地址都是一样的，且与主设备预设总线地址一致。5.根据权利要求4所述的基于i2c的多设备同址节点排序通信方法，其特征在于：所述主设备上设置有一个用于发出可通信使能标志的gpio管脚以及i2c总线，主设备上的用于发出可通信使能标志的gpio管脚与第一个子设备上的检测可通信使能标志gpio管脚连接，相邻的两个子设备之间的发出可通信使能标志的gpio管脚与检测可通信使能标志gpio管脚连接。

技术总结
本发明涉及通信技术领域，且公开了基于I2C的多设备同址节点排序通信方法，包括以下步骤：一个GPIO口发出可通信使能标志；第一个子设备一若没有检测到可通信使能标志即返回第一步，若检测到可通信使能标志，开启I2C总线，第一个子设备将设备信息发送至主设备；主设备收到信息后，第一个子设备结束I2C总线；主设备向第二个子设备发出可通信使能标志；第二个子设备若没有检测到可通信使能标志即返回第四步，若检测到可通信使能标志，开启I2C总线，第二个子设备将设备信息发送至主设备；如此循环，直至第N+1个子设备通信完毕。直至第N+1个子设备通信完毕。直至第N+1个子设备通信完毕。


技术研发人员：刘长红 王梓熙 温才智 刘子琳 叶晓琳 龚思远 刘晓初 梁忠伟
受保护的技术使用者：广州大学
技术研发日：2022.12.08
技术公布日：2023/10/11