一种单端口配置多位器件地址的方法及系统与流程

1.本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及一种单端口配置多位器件地址的方法及系统。


背景技术：

2.随着科技的发展，人们对芯片的需求也越来越高，芯片的使用量也越来越多，在一个装置中需要通信的芯片越多，导致每一个芯片的地址码的位数也越来越多。
3.例如对多个电池进行电压的监测，每一个电池电压的监测需要通过一个电压采集芯片将电压模拟信号转换为数字信号进行存储，然后通过一个总控对每一个电压采集芯片存储的电压值进行随时获取，总控获取每一个电压采集芯片时需要确定对应电压采集芯片的地址，当电压采集芯片的数量越多，每一个电压采集芯片的地址位数越高，按照现有地址配置方式，每一个电压采集芯片上需要配置与地址位数相等的地址引脚。
4.如此，在进行多芯片的通信时，每一个芯片的引脚数量过多，过多的引脚一方面占用芯片自身的空间，导致电压采集芯片的尺寸增加；另一方面增加了芯片的制备工艺与制备成本，也增加了使用难度，不能满足实际使用需求。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种单端口配置多位器件地址的方法及系统，通过一个地址引脚实现多位地址的配置，解决目前芯片配置多位地址时需要过多地址引脚的问题。
6.本发明解决上述技术问题的方案：一种单端口配置多位器件地址的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、设定待配置多位器件地址的位数，获取分辨率位数与待配置多位器件地址位数匹配的增量型adc；s2、根据待配置多位器件地址的位数和增量型adc的参考电压，确定增量型adc的输入电压值；s3、将增量型adc的输入电压值通过所述增量型adc转换为二进制数字码，所述二进制数字码的位数与增量型adc的分辨率位数相等；s4、根据待配置多位器件地址的位数，从步骤s3得到的二进制数字码中截取对应位数的二进制数字码，得到待配置多位器件的地址并存储。
7.进一步限定，所述步骤s1具体为：s11、根据需求设定待配置多位器件地址的位数m，m＞1；s12、选择分辨率位数为n的增量型adc，使得n≥m；s13、确定该增量型adc的参考电压v
ref
。
8.进一步限定，所述步骤s2具体为：s21、根据待配置多位器件地址的位数m，确定待配置多位器件地址的十进制地址码为d，d属于集合[0，2
m-1]中的一个整数；
s22、确定待配置多位器件地址十进制地址码的最低有效位lsb1：lsb1=2v
ref
/2m其中，2m为待配置多位器件地址十进制地址码的数量，v
ref
为增量型adc的参考电压；s23、根据十进制地址码的最低有效位lsb1确定待配置多位器件地址对应的输入电压区间为d
×
lsb1~（d+1）
×
lsb1；s24、选取输入电压区间中的任一电压值作为增量型adc的输入电压值v
输
。
[0009]
进一步限定，所述步骤s24具体为：选取输入电压区间的中间值作为增量型adc的输入电压值v
输
。
[0010]
进一步限，所述增量型adc的输入电压值通过采集可调电阻的电压值提供；所述可调电阻阻值r的计算包括以下步骤：a、设定流经可调电阻的电流i；b、通过r= lsb1（2d+1）/2i计算得到可调电阻的阻值r。
[0011]
进一步限定，所述步骤s3具体为：s31、计算增量型adc转换最低有效位lsb2：lsb2=2v
ref
/2ns32、将增量型adc的输入电压值v
输
加载至增量型adc，得到十进制数字码x
out
：x
out
=v
输
/ lsb2s33、将得到的十进制数字码x
out
转换为n位的二进制数字码x
out
。
[0012]
进一步限定，所述步骤s4具体为：根据待配置多位器件地址的位数m，从步骤s33得到的n位二进制数字码x
out
上自高位开始截取m位二进制数字码得到m位的地址码，将m位的地址码作为待配置多位器件地址并存储。
[0013]
一种单端口配置多位器件地址的系统，其特征在于，包括：增量型adc获取单元，用于设定待配置多位器件地址的位数，获取分辨率位数与待配置多位器件地址位数匹配的增量型adc；电源输入单元，用于根据待配置多位器件地址的位数和增量型adc的参考电压，确定增量型adc的输入电压；增量型adc单元：包括增量型adc，用于将增量型adc的输入电压通过增量型adc转换为二进制数字码，所述二进制数字码的位数与增量型adc的分辨率位数相等；地址位数配置单元，根据待配置多位器件地址的位数，从增量型adc单元得到的二进制数字码上自高位开始截取对应位数的二进制数字码，作为待配置多位器件的地址码，将得到的地址码作为待配置多位器件的地址；地址寄存单元，用于将地址位数配置单元得到的待配置多位器件的地址进行存储。
[0014]
进一步限定，所述电源输入单元包括：地址十进制数字码获取模块，用于根据待配置多位器件地址的位数m，确定待配置多位器件地址的十进制地址码为d，d为集合[0，2
m-1]中的任一整数；地址最低有效位计算模块，用于确定待配置多位器件地址十进制地址码的最低有
效位lsb1：lsb1=2v
ref
/2m其中，2m为待配置多位器件地址十进制地址码的数量，v
ref
为增量型adc的参考电压；参考电压区间计算模块，用于根据地址最低有效位lsb1确定待配置多位器件地址对应的参考电压区间为d
×
lsb1~（d+1）
×
lsb1；参考电压选取模块，用于选取参考电压区间中的任一电压值作为增量型adc的输入电压值v
输
；或者选取输入电压区间的中间值作为增量型adc的输入电压值v
输
；所述增量型adc单元还包括：转换最低有效位计算模块，用于计算增量型adc转换最低有效位lsb2：lsb2=2v
ref
/2n所述增量型adc的分辨率位数为n，1＜m≤n；增量型adc用于将其输入电压值v
输
转换得到十进制数字码x
out
，将得到的十进制数字码x
out
转换为n位的二进制数字码x
out
，其中x
out
=v
输
/ lsb2。
[0015]
进一步限定，所述电源输入单元还包括：参考电压提供模块，用于通过采集可调电阻的电压值提供增量型adc的输入电压值；所述可调电阻的阻值r为lsb1（2d+1）/2i，其中，i为流经可调电阻的电流。
[0016]
本发明的有益效果在于：1、本发明通过增量型adc将输入电压转换为与增量型adc分辨率位数相同的数字码，此时通过一个地址引脚和一个接地引脚即可实现为增量型adc输入电压得到多位的数字码，通过对数字码的截取即可得到对应位数的数字码，将截取得到的数字码作为地址码即可实现通过一个地址引脚完成多位地址码的配置，降低芯片设计的尺寸，同时也降低了芯片的成本，满足实际使用需求。
[0017]
2、本发明也可以根据使用可调电阻，在确定输入可调电阻的电流时可以根据每一个芯片对应的地址码在计算得到该芯片对应的增量型adc输入电压后，计算得到可调电阻的阻值，从而能够根据实际使用需求通过调节可调电阻的阻值配置地址码的位数和具体的地址码，操作方便，结构简单，满足实际使用需求。
附图说明
[0018]
图1为本发明实施例1的步骤图；图2为本发明实施例1的原理图；图3为本发明实施例2的系统示意图。
具体实施方式
[0019]
实施例1参考图1，本实施例提供一种单端口配置多位器件地址的方法，包括以下步骤：s1、设定待配置多位器件地址的位数，获取分辨率位数与待配置多位器件地址位数匹配的增量型adc；
s2、根据待配置多位器件地址的位数和增量型adc的参考电压，确定增量型adc的输入电压值；s3、将增量型adc的输入电压值通过所述增量型adc转换为二进制数字码，所述二进制数字码的位数与增量型adc的分辨率位数相等；s4、根据待配置多位器件地址的位数，从步骤s3得到的二进制数字码中截取对应位数的二进制数字码，得到待配置多位器件的地址并存储。
[0020]
具体的，步骤s1包括以下步骤：s11、根据需求设定待配置多位器件地址的位数m，m＞1；s12、选择分辨率位数为n的增量型adc，使得n≥m；s13、确定该增量型adc的参考电压v
ref
。
[0021]
在实际使用时，可以按照待配置多位器地址的位数选择增量型adc的分辨率位数，也可以基于增量型adc的分辨率位数，选择待配置多位器地址的位数。
[0022]
例如，可以根据生产需求，需要使用4位数的地址码，则在芯片生产时可以选择4位分辨率的增量型adc，也可以选择更高分辨率位数的增量型adc；也可以根据芯片中增量型adc的分辨率位数为12，选择待配置多位器地址码的位数为1~12位。同时需要保证基于增量型adc的分辨率位数n与待配置多位器件地址的位数m之间满足1＜m≤n的关系，当m=1时，现有芯片同样为一个地址引脚，与本方法提供的单端口相同，虽然不属于本方法所解决的技术问题，但是本方法能够满足1位地址码的配置。
[0023]
可选为sigma-dalta adc，在确定芯片中增量型adc的型号后或者在选定增量型adc的型号后，可以得知该增量型adc的参考电压v
ref
，参考电压v
ref
例如为1.024v。
[0024]
具体的，步骤s2包括以下步骤：s21、根据待配置多位器件地址的位数m，确定待配置多位器件地址的十进制地址码为d，d属于集合[0，2
m-1]中的一个整数；其中，例如待配置多位器件地址的位数m=4，即地址码为4位，具体为0000~1111共16种二进制地址码，由于每一个芯片的地址码是唯一的，所以4位地址码最多能够满足16个芯片的通信需求。
[0025]
对于任一个芯片来说，会提前拟定每一个芯片的具体二进制地址码，此时可以将该芯片的二进制地址码转化为十进制的地址码d，例如0000的二进制地址码可转为十进制地址码d=0，例如0110的二进制地址码可转为十进制地址码d=6，例如1111的二进制地址码可转为十进制地址码d=15。
[0026]
s22、确定待配置多位器件地址十进制地址码的最低有效位lsb1：lsb1=2v
ref
/2m其中，2m为待配置多位器件地址十进制地址码的数量，v
ref
为增量型adc的参考电压；s23、根据十进制地址码的最低有效位lsb1确定待配置多位器件地址对应的输入电压区间为d
×
lsb1~（d+1）
×
lsb1；s24、选取输入电压区间中的任一电压值作为增量型adc的输入电压值v
输
。
[0027]
其中，为了使2m个十进制地址码中的每一个十进制地址码与增量型adc的输入电压对应，计算得到十进制地址码的最低有效位lsb1，即第1个地址码0对应的输入电压为0~
lsb1之间，第二个地址码1对应的电压为lsb1~2lsb1，如此，第2m个地址码2
m-1对应的输入电压为（2
m-1）lsb1~2mlsb1；可以根据地址码确定增量型adc的输入电压区间，然后从输入电压区间选取中任一电压值作为对应地址码的增量型adc输入电压v
输
，优选选取输入电压区间的中间值作为增量型adc的输入电压值v
输
，即，根据lsb1（2d+1）/2计算得到增量型adc的输入电压v
输
。
[0028]
例如，对于待配置多位器件地址为0110的4位二进制地址码转换为十进制地址码为6，计算得到十进制地址码的最低有效位lsb1=（2
×
1.024）/24=0.128v，得到该芯片的输入电压区间为6
×
0.128~（6+1）
×
0.128，选择输入电压区间的中间值0.128
×
（2
×
6+1）/2=v
输
=0.832v；进一步的，输入电压可以通过多种方式提供，优选增量型adc的输入电压值通过采集可调电阻的电压值提供，即，通过可调电阻两端的电势差进行输入电压的输入，参考图2，使用时可以将增量型adc的正极输入端vinp与addr引脚连接，增量型adc的负极输入端vinn与gnd引脚连接，同时addr引脚与可调电阻的正极连接，可调电阻的负极接地，输入增量型adc的电压为vinp-vinn=addr引脚处电压
‑ꢀ
gnd引脚处电压=addr引脚处电压，即通过一个端口实现输入电压的采集。
[0029]
随后，设定流过可调电阻的电流为i，在使用时i为稳定电流，所以可以根据r= lsb1（2d+1）/2i计算得到可调电阻的阻值r，每一个芯片可调电阻的阻值根据该芯片预定的十进制地址码确定，在配置地址时可以通过调节对应芯片的可调电阻阻值实现输入电压的配置。
[0030]
例如可调电阻流入的电流i=10ua，此时可以计算得到可调电阻的阻值为：r= lsb1（2d+1）/2i=0.128v
×
（2
×
6+1）/2
×
10ua=83.2kω根据输入电压区间实际可得可调电阻的阻值r=76.8 kω~89.6 kω，即可调电阻的阻值为76.8 kω~89.6 kω中任一阻值均可。
[0031]
具体的，步骤s3包括以下步骤：s31、计算增量型adc转换最低有效位lsb2：lsb2=2v
ref
/2ns32、将增量型adc的输入电压值v
输
加载至增量型adc，得到十进制数字码x
out
：x
out
=v
输
/ lsb2s33、将得到的十进制数字码x
out
转换为n位的二进制数字码x
out
。
[0032]
其中，先计算增量型adc转换最低有效位lsb2，例如选择分辨率位数为12位的增量型adc，此时n=12，计算得到转换最低有效位lsb2=2
×
1.024/2
12
=0.5mv，即输入电压从辨率位数为12位的增量型adc转换得到12位的二进制数字码，12为数字码对应的十进制数字码为0~4096共4097个，使得每一个十进制数字码能够在2 v
ref
中匹配到对应的电压值。
[0033]
随后关闭两个开关s2，断开两个开关s1，addr引脚处电压为0.832v，即0.832v输入增量型adc，得到增量型adc输出的十进制数字码x
out
：x
out
=v
输
/ lsb2=（v
inp-v
inn
）/0.5mv=0.832v/0.5mv=1664而十进制数字码1664转换为12位的二进制数字码x
out
为011010000000，将得到的二进制数字码为011010000000存入数据地址寄存器。
[0034]
具体的，步骤s4为：
根据待配置多位器件地址的位数m，从步骤s33得到的n位二进制数字码x
out
上自高位开始截取m位得到m位的地址码，将其余地址码舍去。
[0035]
即从二进制数字码为011010000000上自高位开始截取4位，得到0110，此时将0110作为待配置多位器件的地址存储在地址寄存器中，使得该芯片在通过通信接口进行通信时，能够根据0110地址匹配到该芯片。
[0036]
此外，通过开关s1将增量型adc的正极输入端与ainp引脚连接，将增量型adc的负极输入端与ainn引脚连接，同规格多路复用器控制两个开关s1与两个开关s2为择一开启，即两个开关s1同时开启或者关断，两个s2同时开启或者关断，开关s1与开关s2择一开启。
[0037]
当两个开关s1开启两个开关s2关断时，通过ainp引脚与ainn引脚采集目标负载的电压，例如电池电压采集芯片采集电池的电压，将采集到的电池电压输入增量型adc转化为对应的二进制数字码存入数据寄存器，随后将数据寄存器中的12位二进制数字码存入电压寄存器得到当前电池电压的电压码，当通讯时主控mcu通过通讯接口根据地址与地址寄存器中的地址码匹配到该芯片，随后从电压寄存器中读取电压寄存器中的电压码转换后即可得到当前电池的电压。
[0038]
实施例2参考图3，本实施例提供一种单端口配置多位器件地址的系统，包括增量型adc获取单元、电源输入单元、增量型adc单元、地址位数配置单元和地址寄存单元，其中：增量型adc获取单元，用于设定待配置多位器件地址的位数，获取分辨率位数与待配置多位器件地址位数匹配的增量型adc。
[0039]
电源输入单元，用于根据待配置多位器件地址的位数和增量型adc的参考电压，确定增量型adc的输入电压；其中，电源输入单元包括：地址十进制数字码获取模块，用于根据待配置多位器件地址的位数m，确定待配置多位器件地址的十进制地址码为d，d为集合[0，2
m-1]中的任一整数；地址最低有效位计算模块，用于确定待配置多位器件地址十进制地址码的最低有效位lsb1：lsb1=2v
ref
/2m其中，2m为待配置多位器件地址十进制地址码的数量，v
ref
为增量型adc的参考电压；参考电压区间计算模块，用于根据地址码最低有效位lsb1确定待配置多位器件地址对应的参考电压区间为d
×
lsb1~（d+1）
×
lsb1；参考电压选取模块，用于选取参考电压区间中的任一电压值作为增量型adc的输入电压值v
输
；或者选取输入电压区间的中间值作为增量型adc的输入电压值v
输
。
[0040]
增量型adc单元：包括增量型adc，用于将增量型adc的输入电压通过增量型adc转换为二进制数字码，所述二进制数字码的位数与增量型adc的分辨率位数相等；增量型adc单元还包括：转换最低有效位计算模块，用于计算增量型adc转换最低有效位lsb2：lsb2=2v
ref
/2n所述增量型adc的分辨率位数为n，1＜m≤n；增量型adc用于将其输入电压值v
输
转
换得到十进制数字码x
out
，将得到的十进制数字码x
out
转换为n位的二进制数字码x
out
，其中x
out
=v
输
/ lsb2；其中，电源输入单元还包括：参考电压提供模块，用于通过采集可调电阻的电压值提供增量型adc的输入电压值；所述可调电阻的阻值r为lsb1（2d+1）/2i，其中，i为流经可调电阻的电流。
[0041]
地址位数配置单元，根据待配置多位器件地址的位数，从增量型adc单元得到的二进制数字码上自高位开始截取对应位数的二进制数字码，作为待配置多位器件的地址码，将得到的地址码作为待配置多位器件的地址；地址寄存单元，用于将地址位数配置单元得到的待配置多位器件的地址进行存储。

技术特征：
1.一种单端口配置多位器件地址的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、设定待配置多位器件地址的位数，获取分辨率位数与待配置多位器件地址位数匹配的增量型adc；s2、根据待配置多位器件地址的位数和增量型adc的参考电压，确定增量型adc的输入电压值；s3、将增量型adc的输入电压值通过所述增量型adc转换为二进制数字码，所述二进制数字码的位数与增量型adc的分辨率位数相等；s4、根据待配置多位器件地址的位数，从步骤s3得到的二进制数字码中截取对应位数的二进制数字码，得到待配置多位器件的地址并存储。2.根据权利要求1所述的单端口配置多位器件地址的方法，其特征在于，所述步骤s1具体为：s11、根据需求设定待配置多位器件地址的位数m，m＞1；s12、选择分辨率位数为n的增量型adc，使得n≥m；s13、确定该增量型adc的参考电压v
ref
。3.根据权利要求2所述的单端口配置多位器件地址的方法，其特征在于，所述步骤s2具体为：s21、根据待配置多位器件地址的位数m，确定待配置多位器件地址的十进制地址码为d，d属于集合[0，2
m-1]中的一个整数；s22、确定待配置多位器件地址十进制地址码的最低有效位lsb1：lsb1=2v
ref
/2
m
其中，2
m
为待配置多位器件地址十进制地址码的数量，v
ref
为增量型adc的参考电压；s23、根据十进制地址码的最低有效位lsb1确定待配置多位器件地址对应的输入电压区间为d
×
lsb1~（d+1）
×
lsb1；s24、选取输入电压区间中的任一电压值作为增量型adc的输入电压值v
输
。4.根据权利要求3所述的单端口配置多位器件地址的方法，其特征在于，所述步骤s24具体为：选取输入电压区间的中间值作为增量型adc的输入电压值v
输
。5.根据权利要求4所述的单端口配置多位器件地址的方法，其特征在于，所述增量型adc的输入电压值通过采集可调电阻的电压值提供；所述可调电阻阻值r的计算包括以下步骤：a、设定流经可调电阻的电流i；b、通过r= lsb1（2d+1）/2i计算得到可调电阻的阻值r。6.根据权利要求4所述的单端口配置多位器件地址的方法，其特征在于，所述步骤s3具体为：s31、计算增量型adc转换最低有效位lsb2：lsb2=2v
ref
/2
n
s32、将增量型adc的输入电压值v
输
加载至增量型adc，得到十进制数字码x
out
：x
out
=v
输
/ lsb2s33、将得到的十进制数字码x
out
转换为n位的二进制数字码x
out
。
7.根据权利要求6所述的单端口配置多位器件地址的方法，其特征在于，所述步骤s4具体为：根据待配置多位器件地址的位数m，从步骤s33得到的n位二进制数字码x
out
上自高位开始截取m位二进制数字码得到m位的地址码，将m位的地址码作为待配置多位器件地址并存储。8.一种单端口配置多位器件地址的系统，其特征在于，包括：增量型adc获取单元，用于设定待配置多位器件地址的位数，获取分辨率位数与待配置多位器件地址位数匹配的增量型adc；电源输入单元，用于根据待配置多位器件地址的位数和增量型adc的参考电压，确定增量型adc的输入电压；增量型adc单元：包括增量型adc，用于将增量型adc的输入电压通过增量型adc转换为二进制数字码，所述二进制数字码的位数与增量型adc的分辨率位数相等；地址位数配置单元，根据待配置多位器件地址的位数，从增量型adc单元得到的二进制数字码上自高位开始截取对应位数的二进制数字码，作为待配置多位器件的地址码，将得到的地址码作为待配置多位器件的地址；地址寄存单元，用于将地址位数配置单元得到的待配置多位器件的地址进行存储。9.根据权利要求8所述的单端口配置多位器件地址的系统，其特征在于，所述电源输入单元包括：地址十进制数字码获取模块，用于根据待配置多位器件地址的位数m，确定待配置多位器件地址的十进制地址码为d，d为集合[0，2
m-1]中的任一整数；地址最低有效位计算模块，用于确定待配置多位器件地址十进制地址码的最低有效位lsb1：lsb1=2v
ref
/2
m
其中，2
m
为待配置多位器件地址十进制地址码的数量，v
ref
为增量型adc的参考电压；参考电压区间计算模块，用于根据地址最低有效位lsb1确定待配置多位器件地址对应的参考电压区间为d
×
lsb1~（d+1）
×
lsb1；参考电压选取模块，用于选取参考电压区间中的任一电压值作为增量型adc的输入电压值v
输
；或者选取输入电压区间的中间值作为增量型adc的输入电压值v
输
；所述增量型adc单元还包括：转换最低有效位计算模块，用于计算增量型adc转换最低有效位lsb2：lsb2=2v
ref
/2
n
所述增量型adc的分辨率位数为n，1＜m≤n；增量型adc用于将其输入电压值v
输
转换得到十进制数字码x
out
，将得到的十进制数字码x
out
转换为n位的二进制数字码x
out
，其中x
out
=v
输
/ lsb2。10.根据权利要求9所述的单端口配置多位器件地址的系统，其特征在于，所述电源输入单元还包括：参考电压提供模块，用于通过采集可调电阻的电压值提供增量型adc的输入电压值；所述可调电阻的阻值r为lsb1（2d+1）/2i，其中，i为流经可调电阻的电流。

技术总结
本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及一种单端口配置多位器件地址的方法及系统，通过增量型ADC将输入电压转换为与增量型ADC分辨率位数相同的数字码，此时通过一个地址引脚和一个接地引脚即可实现为增量型ADC输入电压得到多位的数字码，通过对数字码的截取即可得到对应位数的数字码，将截取得到的数字码作为地址码即可实现通过一个地址引脚完成多位地址码的配置，降低芯片的尺寸，同时也降低了芯片的成本，满足实际使用需求。满足实际使用需求。满足实际使用需求。


技术研发人员：李二鹏 张启东
受保护的技术使用者：西安矽源半导体有限公司
技术研发日：2023.06.19
技术公布日：2023/7/22