一、概述

    在二总线、485、CAN等总线系统中，每个设备都会有个自身独立的地址，而地址的设置：有的采用设备端配置，如通过拨码开关或者通过按键交互界面，有的采用专用工具厂家内部先配置好，还有的是通过专用工具现场配置，当然还有的是自动地址分配，可参见《二总线，替代传统485总线通讯，地址自动分配或主动上报方案-CSDN博客》；当从机体积非常小时，为了节约时间，用也可以采用在线地址分配的方式，通过一个按键触发主机按规则自动分配地址。

二、本文内容

    本文利用使用《二总线，替代传统485总线通讯，低成本直流载波方案实现及原理-CSDN博客》方案做的灯带方案来分析如何实现在线地址分配方案，以及提供整个灯带方案的通讯协议。

三、直流载波灯带方案

    直流载波灯带的安装环境原因，使得整个灯带宽度只有7.5mm，需要安装在灯槽中，因此面积和提及都非常有限，若需分配地址，最佳的方案则是在线地址分配。如下图原理图所示，利用单片机NY8AE51F实现单路LED的PWM驱动。

    单片机引脚功能定义如下表；XF2485直流载波芯片则使用单臂驱动方式，以节约器件数量减少PCB空间，通过单片机的PB3口作为按键触发在线地址分配。

引脚号	引脚名	引脚功能
2	PB5	空闲
3	PB4	空闲
4	PB3	地址上报按键（自身地址与临时地址）
5	PB2	LED驱动PWM口，1024级，低电平0%，高电平100%
6	PB1	串口发送TX，接XF2485-pin2-D
7	PB0	串口发送RX，接XF2485-pin3-R

四、在线地址分配实现原理

    在地址未分配前，所有设备都是无地址状态，因此主机要和从机实现一对一通信，需要从机拥有自己单独的地址，有些单片机出厂则包含了唯一ID即UID编号，而有些单片机不具备这个功能，因此需要自行随机生成一个临时的唯一ID实现临时地址分配用。

    自行生成的唯一ID，这么这里包含两个关键信息，随机生成、临时唯一ID；随机生成则可利用未分频的定时器计数器，和用户触发按键的时间，但这其实也不能完全保障唯一性，就需要使用临时时间窗口，比如按下按键2秒内有效，这样就能够完整的保证唯一性；整个流程如下：

    1、主机进入地址配置状态，并按自定义规则从某个地址开始分配，如从1号地址开始，自增方式。

    2、用户触发按键，单片机根据按键按下中断和弹起中断获得定时器TIM的2个1byte的计数值CNT，组成2Byte数据作为临时地址tmp_addr，则这个地址范围是0~65535，并将临时地址上报给主机。

    3、主机收到临时地址tmp_addr，并以此地址作为寻址，分配需要分配的地址给它，比如1号地址分配给它。

    4、从机收到此地址，则完成地址分配，有必要也可以反馈给主机，以使得主机对后续分配的地址进行自增操作。

五、实物通讯协议参考

    A、PC端配置工具
    xm2busLightCfg.exe，可通过工具查看通信过程的收发数据，有需要可联系本人获取。

    B、通信地址
    1、单向广播地址：0，设备只执行，不回复
    2、通用广播地址：255，设备执行并回复
    3、设备地址：1~254
    4、临时地址：0~65535，用于多设备在总线上，主机自动分配地址使用，通过按键触发随机生成

    C、通信协议（字节序：对于2字节数据，高字节在前，低字节在后）
    通信格式：功能码（1byte）+地址（1或2byte）+内容（0~2byte）
     *功能码：标识本数据包含义，从机反馈/上报功能码：通过将bit7=1，进行标识，即→功能码|0x80
     *地址：广播地址（0/255）、设备地址（0~254）、临时地址（0~65535）
     *内容：根据功能码不同，内容含义不同

    D、功能码说明
    1、PWM值设定
     *功能码：COMM_FUNC_PWM_SET=0x01
     *说明：PWM值设定,0~1024，0对应0%，1024对应100%，值超过1023则全开
     *主机下发：01H + addr(my_addr/00H/FFH) + pwm_h + pwm_l + XOR
     *从机上报：81H + my_addr + pwm_h + pwm_l + XOR
 
    2、寻址设备地址设定新地址
     *功能码：COMM_FUNC_ADDR_SET_NORMAL=0x02    
     *说明：寻址设备地址值设定新地址
     *主机下发：02H + addr(my_addr/00H/FFH) + new_addr + XOR
     *从机上报：82H + my_addr + new_addr + XOR
 
    3、寻址临时地址设定新地址
     *功能码：COMM_FUNC_ADDR_SET_MANU=0x03
     *说明：通过手动触发地址值设定，通过按键上报临时地址,在4秒内，主机可通过临时地址设置指定地址
     *流程：
         * 1、通过PB3按键触发主动上报COMM_FUNC_TMP_ADDR_REPORT，主机获取tmp_addr1 + tmp_addr2
         * 2、主机下发：03H + tmp_addr1 + tmp_addr2 + new_addr + XOR
         * 3、从机上报：83H + tmp_addr1 + tmp_addr2 + new_addr + XOR
 
    4、读取PWM值
     *功能码：COMM_FUNC_PWM_READ=0x04
     *说明：读取当前PWM值
     *主机下发：04H + addr(my_addr/00H/FFH) + XOR
     *从机上报：84H + my_addr + pwm_h + pwm_l + XOR
 
    5、主动上报临时地址
     *功能码：COMM_FUNC_TMP_ADDR_REPORT=0x85
     *说明：通过PB3按键触发临时地址反馈，临时地址有效时间窗口：4秒左右
     *主机下发：无
     *从机主动上报：85H + my_addr + tmp_addr1 + tmp_addr2 + XOR

    E、校验

//给tx_buf[]末尾添加校验
//返回：增加校验后的tx_buf[]长度
uint8_t comm_x_xor_load(uint8_t *tx_buf,uint8_t tx_len)
{
    uint8_t i,xor=tx_buf[0];
    for(i = 1;i < tx_len;i ++)
    {
        xor ^= tx_buf[i];
    }
    tx_buf[i] = xor;
    tx_len ++;
    return tx_len;
}
 
//校验检查
//返回：0（成功），1（失败）
uint8_t comm_x_xor_check(uint8_t *rx_buf,uint8_t rx_len)
{
    uint8_t i,xor=rx_buf[0];
    for(i = 1;i < rx_len;i ++)
    {
        xor ^= rx_buf[i];
    }
    return (xor==0);
}

六、总结

    对于在线地址分配，除了解决设备自身尺寸问题导致的不便，也优化了施工过程初次地址分配时的工作的效率，当然在不同的使用条件下，也并没有一定就是在线地址分配好，需要根据实际情况来决定策略或者混合使用；欢迎大家随时来讨论相互学习，也希望多多关注和点赞，先谢谢大家了。