一种IIC通讯装置的制作方法

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种IIC通讯装置。

背景技术：

目前，在电子领域，不同公司生产的传感器、电子设备都在使用各自的通信方法。有的直接使用IO口采集高低电平，有的使用数模转换模块来通信，有的使用IIC、SPI、CAN等各种通讯总线。

这样，当单片机与外界多种电子设备连接时，由于电子设备种类繁多，通信方式各自为营，因此对于不同的电子设备要考虑各自底层的实现方法，还要调试硬件设备的有效性，大大增加了产品的开发和调试时间。

技术实现要素：

在下文中给出了关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本实用新型提供了一种IIC通讯装置，以至少解决当单片机与外界多种电子设备连接时由于不同设备通信方式不同而导致开发和调试时间长的问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种IIC通讯装置，所述IIC通讯装置包括主控单片机和N个IIC通讯设备模块；每个IIC通讯设备模块包括电子设备和与该电子设备连接的次级单片机，该次级单片机的IIC通讯接口连接所述主控单片机的IIC通讯接口，其中，该电子设备为不具有IIC通讯接口的设备或具有IIC通讯接口的设备；N大于或等于2，且所述N个IIC通讯设备模块的IIC地址互不相同。

进一步地，所述N个IIC通讯设备模块包括第一IIC通讯设备模块、第二IIC通讯设备模块和第三IIC通讯设备模块，所述主控单片机为ATMEGA32U4单片机，其中N＝3；第一IIC通讯设备模块包括第一DHT11温湿度传感器和第一STM8S003单片机，所述第一DHT11温湿度传感器的数据接口连接所述第一STM8S003单片机的20引脚，所述第一STM8S003单片机的IIC的SCL端和SDA端分别连接所述ATMEGA32U4单片机的IIC的SCL端和SDA端；第二IIC通讯设备模块包括第二DHT11温湿度传感器和第二STM8S003单片机，所述第二DHT11温湿度传感器的数据接口连接所述第二STM8S003单片机的20引脚，所述第二STM8S003单片机的IIC的SCL端和SDA端分别连接所述ATMEGA32U4单片机的IIC的SCL端和SDA端；第三IIC通讯设备模块包括第三DHT11温湿度传感器和第三STM8S003单片机，所述第三DHT11温湿度传感器的数据接口连接所述第三STM8S003单片机的20引脚，所述第三STM8S003单片机的IIC的SCL端和SDA端分别连接所述ATMEGA32U4单片机的IIC的SCL端和SDA端。

进一步地，所述N个IIC通讯设备模块包括第一IIC通讯设备模块、第二IIC通讯设备模块和第三IIC通讯设备模块，所述主控单片机为ATMEGA32U4单片机，其中N＝3；第一IIC通讯设备模块包括第一驱动器和第一STM8S003单片机，所述第一驱动器的数据接口连接所述第一STM8S003单片机的19或20引脚，所述第一STM8S003单片机的IIC的SCL端和SDA端分别连接所述ATMEGA32U4单片机的IIC的SCL端和SDA端；第二IIC通讯设备模块包括第二驱动器和第二STM8S003单片机，所述第二驱动器的数据接口连接所述第二STM8S003单片机的19或20引脚，所述第二STM8S003单片机的IIC的SCL端和SDA端分别连接所述ATMEGA32U4单片机的IIC的SCL端和SDA端；第三IIC通讯设备模块包括第三驱动器和第三STM8S003单片机，所述第三驱动器的数据接口连接所述第三STM8S003单片机的19或20引脚，所述第三STM8S003单片机的IIC的SCL端和SDA端分别连接所述ATMEGA32U4单片机的IIC的SCL端和SDA端；其中，所述第一驱动器、所述第二驱动器和所述第三驱动器均为TB6612FNG电机驱动芯片。

进一步地，每个IIC通讯设备模块包括的电子设备传感器或驱动器，所述次级单片机为STM8S003单片机，而所述主控单片机为ATMEGA32U4单片机。

本实用新型的IIC通讯装置利用多个次级单片机分别连接在各个电子设备和主控单片机之间，使得在实际应用中的各个类型的电子设备不受其通信类型限制，都能通过与其连接的次级单片机实现与主控单片机的IIC通讯。与现有技术相比，通过本实用新型的IIC通讯装置，能够方便单片机与外界所有电子设备的连接以及数据传输，减少底层开发与调试时间。

在本实用新型中，可以将所有电子设备都转换为IIC通讯，为每个设备配置一个IIC地址号，这个地址符合IIC协议通讯规范并且可以自由配置，不受那些本身就是IIC接口的元件的地址的约束。这样就可以让主控单片机只使用IIC协议通讯，主控单片机作为主机，那些经过升级后的电子设备(即增加次级单片机之后的电子设备)作为从机，大大简化了设备的通讯过程，节省了底层的开发周期，提高了工作效率。

另外，通过本实用新型的IIC通讯装置，能够使一个主控单片机同时挂载128个设备，而只需要占用两个IO口即可，相比于现有技术，大大节省了IO口的使用量，节省了单片机的资源。

本实用新型采用统一的IIC通讯方式，将常用的诸如传感器、驱动器之类的电子设备都与一款廉价的单片机(次级单片机)重新组合为一个新的传感器模块(即IIC通讯设备模块)。在新的传感器模块中使用次级单片机来处理传感器的数据，然后通过IIC总线将数据发送给主控单片机，这样就实现了主控单片机和新的传感器模块的通讯。这样，可以方便单片机底层开发，可以提前把传感器的函数库写好，方便调用；此外，所有电子设备都通过IIC总线传输，节省了单片机资源，而且IIC总线可以同时挂载128个IIC设备，效率很高。如果128个传感器都使用各自公司定义的通讯方式，必然会占用大量的单片机资源，一个单片机一定无法处理。

通过以下结合附图对本实用新型的最佳实施例的详细说明，本实用新型的这些以及其他优点将更加明显。

附图说明

本实用新型可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本实用新型的优选实施例和解释本实用新型的原理和优点。在附图中：

图1是示出本实用新型的IIC通讯装置的一个示例的结构框图；

图2A是示出本实用新型的IIC通讯装置的一种具体实现方式的结构示意图；

图2B是示出第一IIC通讯设备模块2-1的电路原理图；

图2C是示出第二IIC通讯设备模块2-2的电路原理图；

图2D是示出第三IIC通讯设备模块2-3的电路原理图；

图2E是示出ATMEGA32U4单片机的电路原理图；

图3是示出本实用新型的IIC通讯装置的另一种具体实现方式的结构示意图。

本领域技术人员应当理解，附图中的元件仅仅是为了简单和清楚起见而示出的，而且不一定是按比例绘制的。例如，附图中某些元件的尺寸可能相对于其他元件放大了，以便有助于提高对本实用新型实施例的理解。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本实用新型的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

本实用新型的实施例提供了一种IIC通讯装置，IIC通讯装置包括主控单片机和N个IIC通讯设备模块；每个IIC通讯设备模块包括电子设备和与该电子设备连接的次级单片机，该次级单片机的IIC通讯接口连接主控单片机的IIC通讯接口，其中，该电子设备为不具有IIC通讯接口的设备或具有IIC通讯接口的设备；N大于或等于2，且N个IIC通讯设备模块的IIC地址互不相同。

下面结合图1描述本实用新型的IIC通讯装置100的一个示例。

如图1所示，本实用新型的IIC通讯装置100包括包括主控单片机1和N个IIC通讯设备模块2。其中，N大于或等于2。

每个IIC通讯设备模块2分别包括一个电子设备21和与该电子设备21连接的一个次级单片机22，该次级单片机22的IIC通讯接口连接主控单片机1的IIC通讯接口，其中，该电子设备21可以是不具有IIC通讯接口的设备，或者，也可以是具有IIC通讯接口的设备。例如，电子设备21可以是传感器，或者，也可以是驱动器。次级单片机例如是STM8S003单片机，主控单片机例如是ATMEGA32U4单片机。

其中，N个IIC通讯设备模块各自具有唯一的IIC地址，也即，各IIC通讯设备模块的IIC地址各不相同。

根据一种实现方式，如图2A所示，N＝3，3个IIC通讯设备模块分别是第一IIC通讯设备模块2-1、第二IIC通讯设备模块2-2和第三IIC通讯设备模块2-3。主控单片机1为ATMEGA32U4单片机。在该实现方式中，电子设备为DHT11温湿度传感器，而次级单片机为STM8S003单片机。

第一IIC通讯设备模块2-1包括第一DHT11温湿度传感器21-1和第一STM8S003单片机22-1，第一DHT11温湿度传感器21-1的数据接口连接第一STM8S003单片机22-1的20引脚，第一STM8S003单片机22-1的IIC的SCL端和SDA端分别连接ATMEGA32U4单片机(即主控单片机1)的IIC的SCL端和SDA端。

第二IIC通讯设备模块2-2包括第二DHT11温湿度传感器21-2和第二STM8S003单片机22-2，第二DHT11温湿度传感器21-2的数据接口连接第二STM8S003单片机22-2的20引脚，第二STM8S003单片机22-2的IIC的SCL端和SDA端分别连接ATMEGA32U4单片机(即主控单片机1)的IIC的SCL端和SDA端。

第三IIC通讯设备模块2-3包括第三DHT11温湿度传感器21-3和第三STM8S003单片机22-3，第三DHT11温湿度传感器21-3的数据接口连接第三STM8S003单片机22-3的20引脚，第三STM8S003单片机22-3的IIC的SCL端和SDA端分别连接ATMEGA32U4单片机(即主控单片机1)的IIC的SCL端和SDA端。

此外，图2B、图2C和图2D分别示出了第一IIC通讯设备模块2-1、第二IIC通讯设备模块2-2和第三IIC通讯设备模块2-3的电路原理图，而图2E示出了ATMEGA32U4单片机的电路原理图。

在该实现方式中，由第一STM8S003单片机22-1的20引脚来读取第一DHT11温湿度传感器21-1的数据，然后在第一STM8S003单片机22-1内部进行处理，计算出准确的温度和湿度，然后由第一STM8S003单片机22-1的IIC引脚将处理过的温度和湿度数据发送给ATMEGA32U4单片机，这样就完成了主控单片机1读取第一DHT11温湿度传感器21-1的数据的过程。此外，第二IIC通讯设备模块2-2和第三IIC通讯设备模块2-3采用与上述过程相似的方式来与ATMEGA32U4单片机进行通信。这样，三个DHT11温湿度传感器就能顺利地与主控单片机进行数据传输，只要预先对每一个DHT11温湿度传感器配置不同的IIC地址即可。

根据另一种实现方式，如图3所示，N＝3，3个IIC通讯设备模块分别是第一IIC通讯设备模块3-1、第二IIC通讯设备模块3-2和第三IIC通讯设备模块3-3。主控单片机1为ATMEGA32U4单片机。在该实现方式中，电子设备为驱动器，而次级单片机为STM8S003单片机。

第一IIC通讯设备模块3-1包括第一驱动器31-1和第一STM8S003单片机32-1，第一驱动器31-1的数据接口连接第一STM8S003单片机32-1的19和20引脚，第一STM8S003单片机32-1的IIC的SCL端和SDA端分别连接ATMEGA32U4单片机(即主控单片机1)的IIC的SCL端和SDA端。

第二IIC通讯设备模块3-2包括第二驱动器31-2和第二STM8S003单片机32-2，第二驱动器31-2的数据接口连接第二STM8S003单片机32-2的19和20引脚，第二STM8S003单片机32-2的IIC的SCL端和SDA端分别连接ATMEGA32U4单片机(即主控单片机1)的IIC的SCL端和SDA端。

第三IIC通讯设备模块3-3包括第三驱动器31-3和第三STM8S003单片机32-3，第三驱动器31-3的数据接口连接第三STM8S003单片机32-3的19和20引脚，第三STM8S003单片机32-3的IIC的SCL端和SDA端分别连接ATMEGA32U4单片机(即主控单片机1)的IIC的SCL端和SDA端。

其中，第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器均采用TB6612FNG电机驱动芯片实现。

通过以上描述可知，本实用新型的IIC通讯装置利用多个次级单片机分别连接在各个电子设备和主控单片机之间，使得在实际应用中的各个类型的电子设备不受其通信类型限制，都能通过与其连接的次级单片机实现与主控单片机的IIC通讯。与现有技术相比，通过本实用新型的IIC通讯装置，能够方便单片机与外界所有电子设备的连接以及数据传输，减少底层开发与调试时间。

在本实用新型中，可以将所有电子设备都转换为IIC通讯，为每个设备配置一个IIC地址号，这个地址符合IIC协议通讯规范并且可以自由配置，不受那些本身就是IIC接口的元件的地址的约束。这样就可以让主控单片机只使用IIC协议通讯，主控单片机作为主机，那些经过升级后的电子设备(即增加次级单片机之后的电子设备)作为从机，大大简化了设备的通讯过程，节省了底层的开发周期，提高了工作效率。

另外，通过本实用新型的IIC通讯装置，能够使一个主控单片机同时挂载128个设备，而只需要占用两个IO口即可，相比于现有技术，大大节省了IO口的使用量，节省了单片机的资源。

本实用新型采用统一的IIC通讯方式，将常用的诸如传感器、驱动器之类的电子设备都与一款廉价的单片机(次级单片机)重新组合为一个新的传感器模块(即IIC通讯设备模块)。在新的传感器模块中使用次级单片机来处理传感器的数据，然后通过IIC总线将数据发送给主控单片机，这样就实现了主控单片机和新的传感器模块的通讯。这样，可以方便单片机底层开发，可以提前把传感器的函数库写好，方便调用；此外，所有电子设备都通过IIC总线传输，节省了单片机资源，而且IIC总线可以同时挂载128个IIC设备，效率很高。如果128个传感器都使用各自公司定义的通讯方式，必然会占用大量的单片机资源，一个单片机一定无法处理。

尽管根据有限数量的实施例描述了本实用新型，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本实用新型的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本实用新型的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本实用新型的范围，对本实用新型所做的公开是说明性的，而非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求书限定。