Spi芯片抗干扰输出方法

Spi芯片抗干扰输出方法
【专利摘要】本发明公开了SPI芯片抗干扰输出方法，SPI芯片抗干扰输出方法，包括以下步骤：步骤一：在设计硬件时，通过SPI芯片最后一个菊花链输出接口连接到CPU的输入接口，保证SPI芯片输出的数据可以再次回读到CPU；步骤二：在软件设计时，通过SPI芯片最后一个菊花链的Dout引脚回读输出的数据，把相同的数据输进同一个SPI芯片的菊花链网络，在最后一个SPI芯片的输出Dout引脚可以得到前一次的输进的数据；每次把得到的数据进行比较，数据相等则表示当前数据正确，可以输出。
【专利说明】SPI芯片抗干扰输出方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及工业自动控制领域，特别是SPI芯片抗干扰输出方法。

【背景技术】
[0002]SPI是一种高速的、全双工、同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，如今越来越多的芯片集成了这种通信协议；SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以(单向传输时)，也是所有基于SPI的设备共有的，它们是Din (数据输入)、Dout (数据输出）、CLK (时钟)、CS (片选);不管那种SPI数据通信方式，由于采用的是串行通讯，从SPI芯片一般没有CPU功能，仅仅有数据接收功耗，而SPI串行数据在传输过程中，由于时间跨度很长，导致数据容易受到干扰，任何一个小的干扰错误会引起SPI类型的输出芯片的输出不确定性，可能会导致灾难性结果，甚至人身安全都受到很到的威胁。
[0003]目前，常规的现场总线型的控制器的模拟量输出AO和数字量输出DO都是采用SPI类型的芯片作为输出，在介质上传输的都是数字信号，由于干扰噪音的原因，使得“I”变成了 “0”，“0”变成了 “1”，从而影响到SPI芯片的性能，甚至于SPI芯片不能正常工作。由于我公司的控制器的安装环境复杂，多在火力发电厂、冶炼冶金行业，现场不确定因素多，容易受到干扰，不管从理论分析，还是从经验获得，SPI芯片的抗干扰能力没有校验功能，研究并解决SPI芯片的抗干扰问题非常重要。


【发明内容】

[0004]本发明的目的是提供一种SPI芯片抗干扰输出方法。
[0005]本发明是通过以下技术方案予以实现的：
SPI芯片抗干扰输出方法，包括以下步骤：
步骤一：在设计硬件时，通过SPI芯片最后一个菊花链输出接口连接到CPU的输入接口，保证SPI芯片输出的数据可以再次回读到CPU ；
步骤二 ：在软件设计时，通过SPI芯片最后一个菊花链的Dout引脚回读输出的数据，把相同的数据输进同一个SPI芯片的菊花链网络，在最后一个SPI芯片的输出Dout引脚可以得到前一次的输进的数据；每次把得到的数据进行比较，数据相等则表示当前数据正确，可以输出；软件的具体步骤如下：
步骤①：CPU上电后第一次输出到SPI芯片的移位寄存器数据时保存在m_DATA_0UT_CUR，通过SPI_D0UT引脚回读移位寄存器的数据m_DATA_0UT_BACK确认与m_DATA_0UT_CUR相等后，保存在变量中m_DATA_0UT_PRE，然后使能移位寄存器的内容输出到输出控制寄存器，完成一次正确输出；
步骤②：第二次及其以后的输出，比较m_DATA_0UT_CUR是否与m_DATA_0UT_PRE相等，在这里有两种情况： A.相等：则SPI芯片的输出行为与前一次输出行为保持一致，所以不必要输出数据，减少CPU的负担的同时大大降低了干扰的可能性；
B.不相等：通过SPI_DIN口输出数据m_DATA_OUT_CUR同时在SPI_DOUT回读的数据保存在 m_DATA_OUT_BACK，则 m_DATA_OUT_BACK 保存的应该是 m_DATA_OUT_PRE 相等的数据，比较m_DATA_OUT_CUR是否与m_DATA_OUT_PRE相等；不相等则表示受到干扰，这时可以再次输出数据进入SPI芯片直到m_DATA_OUT_CUR与m_DATA_OUT_BACK相等；
步骤③：通过SPI芯片使能输出引脚输出移位寄存器的内容到输出控制寄存器，完成一次正确的输出。

【专利附图】

【附图说明】
[0006]图I是本发明的硬件接口示意图；
图2是本发明的软件设计流程图。

【具体实施方式】
[0007]下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：
如图I所示，在设计硬件时，通过SPI芯片最后一个菊花链输出接口连接到CPU的输入接口，保证SPI芯片输出的数据可以再次回读到CPU ；
如图2所示，SPI芯片通信的结构如下： struct spi_device {
struct spi_master 氺master;//用白勺 master @丰勾
u32 max_speed_hz ; //通讯时钟
u8 chip_select;//片选号，每个 master 支持多个 spi_device
u8 mode;//设备支持的模式，如片选是高or低
#define SPI_CPHA 0x01/* clock phase */
#define SPI_CP0L 0x02/* clock polarity */
#define SPI_M0DE_0 (0 10)/* (original Microffire) */
#define SPI_M0DE_1 (0 | SPI_CPHA)
#define SPI_M0DE_2 (SPI_CP0L|0)
#define SPI_M0DE_3 (SPI_CP0L | SPI_CPHA)
#define SPI_CS_HIGH 0x04/* chipselect active high */
#define SPI_LSB_FIRST 0x08/* per-word bits-on-wire */
#define SPI_3WIRE 0x10/* SI/SO signals shared */
#define SPI_L00P 0x20/* loopback mode */
#define SPI_N0_CS 0x40/*1 dev/bus, no chipselect */
#define SPI_READY 0x80/* slave pulls low to pause */
u8 bits_per_word; //每个字长的比特数
int irq;//中断号
void *controller_state; //控制器寄存器状态
void *controIIer_data;
char modalias[SPI—NAME—SIZE] ; // 设备名称
}；
struct spi—master {
struct device dev;//设备模型使用
sl6 bus—num; //master 编号
ul6 num—chipselect; //支持的片选的数量，从设备的片选号不能大于这个数量
ul6 dma—alignment;
/氺 spi_device. mode flags understood by this controller driver 氺/
ul6 mode—bits; //master支持的设备模式
/氺 other constraints relevant to this driver 氺/
ul6 flags;//一些额外的标志
#define SPI—MASTER—HALF—DUPLEX BIT(O)卜 can’t do full duplex */
#define SPI—MASTER—NO—RX BIT(I)/* can’t do buffer read */
#define SPI—MASTER—NO—TX BIT(2)/* can’t do buffer write */
Int (^setup) (struct spi—device *spi) ; // 设置模式、时钟等 int (^transfer) (struct spi—device ^spij // 数据发送函数 struct spi—message *mesg);
/木 called on release () to free memory provided by spi—master 木/
Void (木cleanup) (struct spi—device 木spi);
}；
struct spi—transfer {
const void *tx—buf;// 发送缓冲区
void *rx—buf;//接收缓冲区
unsigned len;//缓冲区长度
dma—addr—t tx—dma;
dma—addr_t rx_dma;
unsigned cs—change: I; //当前spi—transfer发送完成之后重新片选
u8 bits—per—word; //每个字长的比特数，0代表使用Spi—device中的默认值
ul6 delay—usees;//发送完成一个spi—transfer后延时时间
u32 speed—hz;//速率
struct list—head transfer—list; //用于链接到 spi—message
}；
【权利要求】
1.SPI芯片抗干扰输出方法，包括以下步骤: 步骤一:在设计硬件时，通过SPI芯片最后一个菊花链输出接口连接到CPU的输入接口，保证SPI芯片输出的数据可以再次回读到CPU ； 步骤二:在软件设计时，通过SPI芯片最后一个菊花链的Dout引脚回读输出的数据，把相同的数据输进同一个SPI芯片的菊花链网络，在最后一个SPI芯片的输出Dout引脚可以得到前一次的输进的数据；每次把得到的数据进行比较，数据相等则表示当前数据正确，可以输出；软件的具体步骤如下: 步骤①:CPU上电后第一次输出到SPI芯片的移位寄存器数据时保存在m_DATA_0UT_CUR，通过SPI_D0UT引脚回读移位寄存器的数据m_DATA_OUT_BACK确认与m_DATA_OUT_CUR相等后，保存在变量中m_DATA_OUT_PRE，然后使能移位寄存器的内容输出到输出控制寄存器，完成一次正确输出； 步骤②:第二次及其以后的输出，比较m_DATA_OUT_CUR是否与m_DATA_OUT_PRE相等，在这里有两种情况: A.相等:则SPI芯片的输出行为与前一次输出行为保持一致，所以不必要输出数据，减少CPU的负担的同时大大降低了干扰的可能性； B.不相等:通过SPI_DIN口输出数据m_DATA_OUT_CUR同时在SPI_D0UT回读的数据保存在 m_DATA_OUT_BACK，则 m_DATA_OUT_BACK 保存的应该是 m_DATA_OUT_PRE 相等的数据，比较m_DATA_OUT_CUR是否与m_DATA_OUT_PRE相等；不相等则表示受到干扰，这时可以再次输出数据进入SPI芯片直到m_DATA_OUT_CUR与m_DATA_OUT_BACK相等； 步骤③:通过SPI芯片使能输出引脚输出移位寄存器的内容到输出控制寄存器，完成一次正确的输出。
【文档编号】G06F13/20GK104331381SQ201410668585
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】周晓峰, 胡炎良, 陆坚 申请人:湖南先步信息股份有限公司