Sind Sie mit UART verheiratet?SPI würde damit besser umgehen, denke ich.Die Slave-Auswahl gibt Ihnen das Multiplexing und Sie können einen Slave mehr als den anderen priorisieren, je nachdem, was der Master von den Slaves tut oder erwartet.Die Geschwindigkeit sollte mindestens genauso hoch sein, wenn nicht schneller als UART. Dieses Beispiel kommt auf die Idee.

1. Für drei Geräte nein, für mehr überprüfen Sie das Datenblatt hinsichtlich der Eingangskapazität.

2. Nicht ganz gefährlich, aber sicherlich nicht

3. a) Nein b) Ja. Mit wenigen Slaves ist es mit kabelgebundenem UND (halbe Verbindungen erforderlich) besser, wenn sich Ihre Slaves nicht auf derselben Karte befinden.

4. Offensichtlich die funktionierende, b

5. Ja

   Bearbeitet, um einige Details anzugeben

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2 und 3a, selbst wenn Sie die Empfehlung "Verbinden Sie nicht zwei Ausgänge miteinander" ignorieren, sind sich alle einig, dass das Ergebnis von zwei Einsen und einer Null für cmos-Ausgänge mit nahezu symmetrischen Eigenschaften niemals Null sein wird.

3b Sie haben entweder einen Draht von jedem Slave zu einem N-Eingang (sternförmige Konfiguration) oder an jedem Slave haben Sie ein UND von seinem Ausgang und der Kette und verwenden den Und-Ausgang für den nächsten Slave-Ketteneingang.



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Offensichtlich ist die Kettenkonfiguration kein Hot-Plug.

Kabelgebunden UND, Sie haben zwei Optionen, abhängig von den Slave-Funktionen.

Wenn Sie offene Drain- / Kollektorausgänge für TX haben, können Sie diese miteinander verbinden und einen globalen Pull-up-Widerstand hinzufügen.

Wenn nicht, fungiert eine Diode an jedem Slave als verdrahtet und wie folgt:



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Sie haben auch eine dritte Option: Um den Slave-Tx-Ausgang nach Beantwortung einer Nachricht einfach an HiZ zu senden, wird noch ein Pull-up-Widerstand benötigt.

Sie müssen sicherstellen, dass sie nicht gleichzeitig senden.Zum Beispiel durch den Master, der die Slaves abfragt.

Verwenden Sie Dioden, um mehrere TXD miteinander zu verbinden, und ziehen Sie R am Master nach oben.Sie können einfach Firmware verwenden, wenn Sie möchten, und den TXD auf Eingang schalten, wenn Sie nicht auch senden, aber Dioden sind einfacher.

Alle RXD können einfach angeschlossen werden.

Für die Leitung, die vom Master angesteuert und von den Slaves empfangen wird, sollte nichts Besonderes erforderlich sein, wenn das kapazitive Laden kein Problem darstellt.

Für die Leitung, die von Slaves angesteuert wird, würde ich vorschlagen, dass Sie, wenn das kapazitive Laden kein Problem darstellt, die TX-Leitung jedes Slaves über einen Vorwiderstand mit dem Bus verbinden und dann den TX-Pin jedes Zustands auf Float setzen im Leerlauf. Stellen Sie den Widerstand so niedrig wie möglich ein, ohne dass im Falle eines Buskonflikts ein inakzeptabler oder schädlicher Strom fließt.

Wenn der erforderliche Serienwiderstand zur Verhinderung von Schäden in Kombination mit der parasitären Kapazität die Geschwindigkeit unannehmbar langsam begrenzen würde, würde ich einen strombasierten Ansatz empfehlen, bei dem die Slaves Strom liefern, wenn sie senden möchten. So etwas wie:

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Die linke Hälfte ist der Sender und die rechte Hälfte ist der Empfänger. Es ist zu beachten, dass, wenn die Schottky-Diode weggelassen wird (oder wenn eine Nicht-Schottky-Diode ersetzt wird), die Empfängerschaltung nicht annähernd so gut funktioniert, da Q2 in die Sättigung getrieben wird und es eine Weile dauern wird, bis sie herauskommt. Durch Hinzufügen der Schottky-Diode wird verhindert, dass Q2 vollständig eingeschaltet wird, sodass es schneller ausgeschaltet werden kann.

Wenn Sie an einem UART-Port bleiben möchten, können Sie diese einfach hintereinander schalten (die Ausgabe eines UART erfolgt zur Eingabe eines anderen).Bei diesem Ansatz benötigen Sie keine zusätzliche Hardware, sondern müssen Code hinzufügen, um die Kommunikation von einem Arduino zum nächsten weiterzuleiten.

BEARBEITEN Ich habe die Hot-Swap-Anforderung verpasst, sodass dies nicht funktionieren konnte.Wenn Sie jedoch garantieren können, dass Sie nicht mitten in der Kommunikation tauschen oder den Verlust einiger Pakete tolerieren, können Sie nur eine kurze Stelle an der Stelle angeben, an der Sie eine der UART-Schnittstellen von Arduino platziert haben, und nach dem Tausch eine kurze Verbindung für den normalen Betrieb entfernen.

Schauen Sie sich als praktischen Vorschlag I2C an: Es verwendet die gleiche Anzahl von Drähten wie ein UART, hat eine ähnliche Datenrate und implementiert die Busfunktionalität, die Sie benötigen, und Sie haben bereits SW-Bibliotheken für Sie geschrieben.

Ein weiteres Protokoll, das dem, was Sie versuchen, noch ähnlicher ist, ist LIN, bei dem es sich im Grunde um einen UART-basierten Bus mit höherer Signalspannung handelt.Wenn Sie 12 V zur Verfügung haben, können Sie einfach LIN-Transceiver in Ihr Diagramm zwischen jedem Knoten und dem Bus einstecken, und es würde funktionieren.Sie müssten jedoch Ihre eigene Software schreiben.

Bearbeiten: Sie können Pseudo-LIN auch mit Ihren eigenen Spannungspegeln implementieren, z.5V.Zum Beispiel:

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