專利名稱：Vit三軸多值協(xié)變空間立體編碼通訊方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新的編碼通訊方法，尤其是了提供一種VIT三軸多值協(xié)變空 間立體編碼通訊方法及裝置，屬于電子數(shù)據(jù)信號傳輸處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代電子技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，電子工業(yè)的難度已經(jīng)由傳統(tǒng)的電子工
藝轉(zhuǎn)移到IC管腳的引出及網(wǎng)絡(luò)線路上。同時現(xiàn)代計算機運算速度的提髙也使通
訊線路的速度不能滿足計算機發(fā)展的要求，雖然現(xiàn)在光纖已經(jīng)比較成熟，但這還 不是解決問題的根本手段，還必須為之付出成本上的代價。傳統(tǒng)的數(shù)碼通訊采用
的是一維的通訊方式，即通訊線路上電壓信號的高低形成i和o兩種編碼，僅僅 量化了時間t,而wz位置碼通訊技術(shù)則是將電壓脈沖的位置也編入了編碼之中， 形成二維的通訊方式，量化了時間t和電壓v，但是這種通訊方式還不是最大的
利用現(xiàn)在通訊介質(zhì)的方法。要徹底解決以上問題就必須建立一套全新的理論，形 成一套全新的編碼通訊協(xié)議是勢在必行的事情。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種VIT三軸多值協(xié)變空間立體編碼通訊方法，最大限度的利 用現(xiàn)在通訊介質(zhì)進行數(shù)碼通訊。
本發(fā)明還提供了與上述通訊技術(shù)相適應(yīng)的通訊裝置，實現(xiàn)了 VIT三軸多值協(xié) 變空間立體編碼通訊。
本發(fā)明技術(shù)解決方案包括以下內(nèi)容
在二進制數(shù)碼通訊量化t軸的基礎(chǔ)上，將V軸的電壓信號與I軸的電流信號 同時量化，也可以不量化，用來完成模擬信號的通訊；同時定義了一個一幀信號 的起始點，將這一起始點脈沖定義為同歩脈沖。
本發(fā)明的編碼技術(shù)中涉及三種不同類型的數(shù)據(jù)，V軸為電壓型數(shù)據(jù)、I軸為 電流型數(shù)據(jù)及T軸為時間型數(shù)據(jù)(以下簡稱VIT): V軸的電壓型數(shù)據(jù)中包含 dV—編碼的起始電壓、AV—電壓量化精度、mV—通訊的最高信號編碼電壓；I 軸的電流型數(shù)據(jù)包含dl—編碼的起始電流、AI—電流量化精度、ml—通訊的
4最高編碼電流；T軸包含At--編碼的時基脈沖寬度，由系統(tǒng)的通訊主頻決定、 t—一幀的掃描時間；實現(xiàn)IC之間、計算機之間的以串行的形式通訊。(見圖l)
通訊速度遠遠高于并行通訊的速度，如在相同的t0時間的情況下，計算 機并行通訊的數(shù)據(jù)量為t/AtXn， n為并行的位數(shù)。而VIT通訊數(shù)據(jù)量為t/A tX (mV-Dv) /AVX (ml-dz) /AI，這樣只要((mV-Dv) /AVX (ml-dz) / AI 大于n,應(yīng)用這一編碼通訊方式將會使通訊的速度提高到一個驚人的倍數(shù)。
利用本發(fā)明方法編碼過程中，將V軸的電壓型數(shù)據(jù)定義計算機的數(shù)據(jù)信號、 I軸的電流型數(shù)據(jù)定義計算機的狀態(tài)符、T軸的時間型數(shù)據(jù)定義計算機的地址信 號；由于給原來的計算機的地址信號、數(shù)據(jù)信號、狀態(tài)符賦予不同的對應(yīng)定義， 這樣不僅可以提高通訊的速度，而且可以減少CPU的許多運算，可以直接取得數(shù) 據(jù)、地址等信號，減少了CPU的運算。
晶體管及編碼元件取得T軸時間型數(shù)據(jù)定義的地址信號和V軸電壓型數(shù)據(jù)定 義的數(shù)據(jù)信號，實現(xiàn)與計算機直接通訊。
多狀態(tài)標識的應(yīng)用已經(jīng)可以單一電子元件通過硬件于網(wǎng)絡(luò)通訊的條件得到 滿足從而打破了網(wǎng)絡(luò)通訊只能在計算機之間完成的慣例，實現(xiàn)了計算機直接與驅(qū) 動元件新型晶體管及編碼元件的直接通訊。
實現(xiàn)本發(fā)明所述通訊方法的通訊裝置，是由主控模塊、電流編碼模塊、電壓 編碼模塊、電流解碼模塊、電壓解碼模塊構(gòu)成，其中，
主控模塊進行邏輯運算，提供一個一幀信號的起始點，將這一起始點脈沖定 義為同歩脈沖；電流編碼模塊根據(jù)外部電流信號開關(guān)的狀態(tài)，完成電流編碼，并 通過信號線送到主控模塊電壓編碼模塊是根據(jù)外部電壓信號開關(guān)的狀態(tài)，完成 電壓編碼，并通過信號線送到主控模塊；電流解碼模塊提取VIT碼中的時間碼及 電流碼，經(jīng)邏輯運算后，驅(qū)動執(zhí)行部件；電壓解碼模塊5提取VIT碼中的時間碼 及電壓碼，經(jīng)邏輯運算后，驅(qū)動執(zhí)行部件。
本發(fā)明的積極效果在于在二進制數(shù)碼通訊量化t軸的基礎(chǔ)上，構(gòu)成了VIT 三軸多值協(xié)變空間立體編碼通訊方式，充分利用現(xiàn)有通訊介質(zhì)資源，大大提高了 通訊速度及信息量。實現(xiàn)計算機與單一電子元件的雙工通訊，使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)全面應(yīng) 用的可操作性全面提高。


圖1:整個通訊系統(tǒng)脈沖圖2:系統(tǒng)構(gòu)成圖3:時間基準脈沖圖4:主控模塊原理圖
圖5:主控模塊脈沖圖1
圖6:主控模塊脈沖圖2
圖7:電流編碼模塊原理圖
圖8:電壓編碼模塊原理圖
圖9:電流解碼模塊原理圖
圖10:電壓解碼模塊原理圖
圖ll:電流電壓編碼模塊原理圖
圖12:電流電壓解碼模塊原理圖
圖13:主控模塊實施例
圖14:電流與電壓編碼模塊實施例
圖15:電流與電壓解碼模塊實施例
具體實施例方式
通過以下實施例進一步舉例描述本發(fā)明，并不以任何方式限制本發(fā)明，在不 背離本發(fā)明的技術(shù)解決方案的前提下，對本發(fā)明所作的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易 實現(xiàn)的任何改動或改變都將落入本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
實施例l
根據(jù)(圖2)所示，由主控模塊l、電流編碼模塊2、電壓編碼模塊3、電流解 碼模塊4、電壓解碼模塊5構(gòu)成VIT控制系統(tǒng)。 系統(tǒng)的工作過程及原理如下 1、主控模塊l
主控模塊1是整個系統(tǒng)的核心，它不僅有著邏輯運算的功能，并且還發(fā)出整 個系統(tǒng)的帶有同步信號的時間基準信號送到信號線上，確保整個系統(tǒng)工作在一個 統(tǒng)一的時間基準上，時間基準波形圖為(圖3):
主控模塊1的工作過程如下(見圖4):
6主控模塊1由邏輯運算單元、信號提取分類單元、時間信號提取單元、電壓信號 解碼單元、電流信號解碼單元、電壓碼數(shù)/模轉(zhuǎn)換單元、電流碼數(shù)/模轉(zhuǎn)換單元、VIT 碼編碼單元以及信號放大單元等組成。首先，主控模塊得電后，是邏輯運算單元發(fā)出 一個時間基準信號，即時間脈沖(這也是VIT編碼中的時間碼)，送到信號線上，其它 模塊以此時間肪沖為基準，根據(jù)開關(guān)狀態(tài)發(fā)出信號脈沖送回信號線，此時的波形圖如 (圖5);然后信號提取單元提取出信號線上的信號并分成電壓、時間及電流信號分別 送到電壓解碼單元、時間信號提取單元和電流編碼單元；下一步由電流、電壓解碼單 元解讀出電流、電壓信號送到邏輯運算單元，并由邏輯運算單元進行識別及邏輯功能 運算，在與時間信號相對應(yīng)后，將執(zhí)行信號中的電壓碼和電流碼分別發(fā)送到電壓碼數(shù)/ 模轉(zhuǎn)換單元和電流碼數(shù)/模轉(zhuǎn)換單元，經(jīng)過轉(zhuǎn)換，變成輸出的電壓碼和電流碼送到VIT 編碼單元；與此同時，時間信號提取單元也將時間基準信號送到VIT編碼單元，經(jīng)由 VIT編碼單元整合出完整的VIT碼，經(jīng)過信號放大單元放大信號功率后向信號線輸出， 此時的波形如(圖6)。
2、 電流編碼模塊
電流編碼模塊2主要功能是根據(jù)外部電流信號開關(guān)的狀態(tài)，完成電流編碼，并通過 信號線送到主控模塊。它的工作過程如(圖7):
電流編碼模塊2由時間信號提取單元、電流信號編碼單元、IT碼編碼單元及信號功 率放大單元組成，首先由時間信號提取單元提取出信號線上的時間基準信號分別送到 電流信號編碼單元和IT碼編碼單元；電流信號編碼單元根據(jù)外部的電流編碼開關(guān)信號 與時間基準信號編出電流碼送到IT碼編碼單元，由IT碼編碼單元根據(jù)時間信號一一 對應(yīng)的編制出電流時間碼，經(jīng)信號功率放大單元放大后送回到信號線上。此時，信號 線上的脈沖波形為(圖5)中輸入地址虛線所畫的電流軸波形。
3、 電壓編碼模塊
電壓編碼模塊3主要功能是根據(jù)外部電壓信號開關(guān)的狀態(tài)，完成電壓編碼，并通過 信號線送到主控模塊,它的工作過程如(圖8)。
電壓編碼模塊3由時時間信號提取單元、電壓信號編碼單元、VT碼編碼單元及信號 功率放大單元組成，首先由時間信號提取單元提取出信號線上的時間基準信號分別送 到電壓信號編碼單元和VT碼編碼單元；電壓信號編碼單元根據(jù)外部的電壓編碼開關(guān)信 號與時間基準信號編出電流碼送到VT碼編碼單元，由VT碼編碼單元根據(jù)時間信號一 一對應(yīng)的編制出電壓時間碼，經(jīng)信號功率放大單元放大后送回到信號線上。此時，信
7號線上的脈沖波形為(圖5)中輸入地址實線所畫的電壓軸波形。
4、 電流解碼模塊
電流解碼模塊4由信號提取分類單元、時間碼解碼單元、電流信號解碼單元及邏輯 運算和驅(qū)動單元組成，它的工作過程見(圖9):
當信號提取分類單元提取到信號線上的VIT碼時，將VIT碼中的時間碼及電流碼 提取出來，分別送至時間碼解碼單元和電流信號解碼單元，解讀出其中的時間碼及電 流碼送到邏輯運算及驅(qū)動單元，邏輯運算及驅(qū)動單元根據(jù)時間碼和電流碼，經(jīng)邏輯運 算后，驅(qū)動執(zhí)行部件，完成動作。
5、 電壓解碼模塊
電壓解碼模塊5由信號提取分類單元、時間碼解碼單元、電壓信號解碼單元及邏輯 運算和驅(qū)動單元組成，它的工作過程見(圖10):
當信號提取分類單元提取到信號線上的VIT碼時，將VIT碼中的時間碼及電壓碼 提取出來，分別送至時間碼解碼單元和電壓信號解碼單元，解讀出其中的時間碼及電 壓碼送到邏輯運算及驅(qū)動單元，邏輯運算及驅(qū)動單元根據(jù)時間碼和電壓碼，經(jīng)邏輯運 算后，驅(qū)動執(zhí)行部件，完成動作。
以上是整套系統(tǒng)各部分組成的工作過程，上述的2、 3、 4、 5這四種模塊可以依 據(jù)不同工作環(huán)境的不同要求，任意組合到一起，形成新的模塊，加入到系統(tǒng)中來，完 成指定的功能。
例1將電流編碼模塊和電壓編碼模塊組合到一起，形成電流電壓編碼模塊。(圖
11)
例2將電流解碼模塊和電壓解碼模塊組合到一起，形成電流電壓解碼模塊。(圖
12)
實施例2:
根據(jù)以上系統(tǒng)的組成，系統(tǒng)主控模塊如(圖13)，它主要由以下幾部分組成
1、 由單片機為主的邏輯運算單元；
2、 由廣9這9個三端輸入與門所組成的3X3矩陣組；
3、 電阻排R3與它后面的晶體管V廣V4組成的電流與電壓編碼單元；
4、 電壓比較器l、鎖存器1和10、 11、 12三個與門組成的電壓解碼單元；
5、 電壓比較器2、鎖存器2和13~18六個與門，以及晶體管V6、 V7、 V8組成的電流解 碼單元。系統(tǒng)得電時，邏輯運算單元發(fā)出同步脈沖及時間基準脈沖，分別通過R1和R2控 制晶體管V4的基極，將同歩信號及時基脈沖通過V4發(fā)送到信號線上。外部的其它模 塊在接到這兩個信號后，分別對應(yīng)外部開關(guān)狀態(tài)，輸入電壓與電流信號，并通過信號 線回到主控模塊的兩個電壓比較器上，主控模塊通過電壓解碼單元與電流解碼單元對 信號線上電流與電壓解碼，并將信號輸入到邏輯運算單元。在進行這一歩解碼的時候， 解碼的順序是先解電壓碼再解電流碼，這樣可以防止解電流碼時造成的電壓變化對電 壓信號數(shù)據(jù)的影響。邏輯運算單元根據(jù)自身設(shè)定的程序進行邏輯運算并將信號發(fā)送到 矩陣組上，通過矩陣組與電流電壓編碼單元共同完成VIT編碼后，輸出到信號線上。 其中，V5的作用是在信號線上沒有信號時，將信號線上的電位盡量拉到與接地相同， 對于數(shù)據(jù)的準確性尤其重要。
(圖14)是電流與電壓編碼模塊組合，它主要由以下三個部分組成
1、 由記數(shù)譯碼器及電壓比較器組成的時間碼提取單元
2、 由廣9九個三端輸入與門組成的3X3矩陣組；
3、 由電阻排R1及晶體管V1、 V2、 V3組成的電流電壓編碼單元 當主控模塊得電后，在信號線上發(fā)出了同步信號與時間基準信號，電壓電流編碼模塊 在得到這個時間信號后，通過電壓比較器與記數(shù)譯碼器組成的時間信號提取單元提出 時間信號脈沖，并送到矩陣組上，矩陣組根據(jù)時間信號及外部開關(guān)信號的狀態(tài)，發(fā)送 信號脈沖至電流電壓編碼單元，通過電流電壓編碼單元與時間信號進行對應(yīng)，發(fā)出vn 信號送回到信號線上，整個工作過程受主控模塊時間信號的控制，時間信號是整個編 碼模塊的基準，電壓與電流分階的數(shù)量完全與矩陣組的大小來決定，矩陣組大，與之 相應(yīng)的編碼階數(shù)就多。
(圖15)是電流與電壓解碼模塊組合，它主要由以下幾個部分組成
1、 由電壓比較器l、 2、 3組成的信號提取分類單元；
2、 由電壓比較器l和l、 2、 3三個與門組成的電壓碼解碼單元；
3、 由電壓比較器2、晶體管V1、 V2、 V3及T9六個與門組成的電流碼解碼單元；
4、 由電壓比較器3和記數(shù)譯碼器組成的時間碼解碼單元；
5、 由鎖存器l、 2和晶體管V4、9組成的邏輯運算及驅(qū)動單元。 當主控單元向信號線上發(fā)送出信號時，通過三個電壓比較器分別提取出電壓碼、電流 碼和時間碼，時間碼送到記數(shù)譯碼器，將譯出的時間碼分時處理后送到分別l、 2、 3、 7、 8、 9六個與門，其中l(wèi)、 2、 3三個與門的時間信號和電壓比較器1譯出的電壓碼進行邏輯處理，最終得到電壓信號送到鎖存器l，經(jīng)過鎖存器1的處理后分別控制V4~V6 三個晶體管的導通與關(guān)斷，驅(qū)動執(zhí)行元件進行工作。而后7、 8、 9三個與門的時間信 號和電壓比較器2譯出的電流碼進行邏輯處理，最終將得到電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?送到鎖存器2，經(jīng)過鎖存器2的處理后分別控制V7、9三個晶體管的導通與關(guān)斷，驅(qū)動 電流碼控制的執(zhí)行元件進行工作。
權(quán)利要求
1、一種VIT三軸多值協(xié)變空間立體編碼通訊方法，其特征在于在二進制數(shù)碼通訊量化t軸的基礎(chǔ)上，將V軸的電壓信號與I軸的電流信號同時量化或不量化，用來實現(xiàn)IC之間、計算機之間的數(shù)字或模擬信號以串行的形式進行通訊；同時定義了一個一幀信號的起始點，將這一起始點脈沖定義為同步脈沖。
2、 權(quán)利要求2所述的通訊方法，其特征在于 V軸為電壓型數(shù)據(jù)、I軸為電流型數(shù)據(jù)、T軸為時間型數(shù)據(jù)，在V軸的電壓型數(shù)據(jù)中包含dV—編碼的起始電壓、AV—電壓量化精度、 mV—通訊的最高信號編碼電壓；在I軸的電流型數(shù)據(jù)包含d1--編碼 的起始電流、AI—電流量化精度、ml—通訊的最高編碼電流；T軸 時間型數(shù)據(jù)包含At—編碼的時基脈沖寬度、t一一幀的掃描時間。
3、 權(quán)利要求2所述的通訊方法，其特征在于將V軸的電壓型 數(shù)據(jù)定義計算機的數(shù)據(jù)信號、I軸的電流型數(shù)據(jù)定義計算機的狀態(tài)符、 T軸的時間型數(shù)據(jù)定義計算機的地址信號。
4、 權(quán)利要求1所述通訊方法的通訊裝置，其特征在于由主控 模塊(l)、電流編碼模塊(2)、電壓編碼模塊(3)、電流解碼模塊(4)、 電壓解碼模塊(5)構(gòu)成，其中，主控模塊(1)進行邏輯運算，提供一個一幀信號的起始點，將 這一起始點脈沖定義為同步脈沖；電流編碼模塊(2)根據(jù)外部電流 信號開關(guān)的狀態(tài)，完成電流編碼，并通過信號線送到主控模塊(1); 電壓編碼模塊(3)是根據(jù)外部電壓信號開關(guān)的狀態(tài)，完成電壓編碼，并通過信號線送到主控模塊(1);電流解碼模塊(4)提取VIT碼中 的時間碼及電流碼,經(jīng)邏輯運算后，驅(qū)動執(zhí)行部件；電壓解碼模塊(5 ) 提取VIT碼中的時間碼及電壓碼，經(jīng)邏輯運算后，驅(qū)動執(zhí)行部件。
全文摘要
本發(fā)明公開一種VIT三軸多值協(xié)變空間立體編碼通訊方法及裝置，在二進制數(shù)碼通訊量化t軸的基礎(chǔ)上，將V軸的電壓信號與I軸的電流信號同時量化或不量化，用來實現(xiàn)IC之間、計算機之間的數(shù)字或模擬信號以串行的形式進行通訊；同時定義了一個一幀信號的起始點，將這一起始點脈沖定義為同步脈沖。本發(fā)明方法構(gòu)成的VIT三軸多值協(xié)變空間立體編碼通訊方式，充分利用現(xiàn)有通訊介質(zhì)資源，大大提高了通訊速度及信息量。實現(xiàn)計算機與單一電子元件的雙工通訊，使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)全面應(yīng)用的可操作性全面提高。
文檔編號H04L29/02GK101499050SQ20091006657
公開日2009年8月5日 申請日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者王國強 申請人:王國強