一种基于SPI通讯的一对多通讯电路的制作方法

一种基于spi通讯的一对多通讯电路
技术领域
1.本实用新型涉及spi通讯技术领域，特别涉及spi通讯的一对多的通讯电路。


背景技术：

2.spi,serial perripheral interface，串行外围设备接口，是motorola公司推出的一种通信接口技术。spi，是一种高速的，全双工，同步串行通信总线，是一种环型总线结构，并且在芯片的管脚上只占用四根线(miso，mosi，cs，sck)。主要应用在eeprom，flash，实时时钟，ad转换器，还应用于数字信号处理器和数字信号解码器之间。
3.spi由一个主设备和一个或多个从设备组成，主设备启动一个与从设备的同步通讯，从而完成数据的交换，整个通讯过程都由spi主设备控制。spi接口由 miso(串行数据输入)，mosi(串行数据输出)，sck(串行移位时钟)，cs(从使能信号)四种信号构成。其中，cs表示从设备使能信号，由主设备控制。当有多个从设备的时候，因为每个从设备上都有一个片选引脚接入到主设备机中，当主设备和某个从设备通信时，需要将从设备对应的片选引脚电平拉低或者是拉高。
4.目前，由于受到芯片io驱动能力限制，spi主设备通常能挂载的从设备数量不超过八个。在一些比较复杂的多节点系统中，主芯片spi无法提供足够的驱动能力，影响接入的从节点数量，同时也无法在多个从设备的情况下实现高速通信，常常表现为通讯速率无法提高或通信失败。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种基于spi通讯的一对多通讯电路。该电路简单实用，可提高spi从设备的接入数量，减少主控mcu的io接口占用数量，并提高总线通讯速率。
6.本实用新型提供了一种基于spi的一对多通讯电路，包括主控mcu，多路从模块或从芯片，模拟电子开关模块，驱动模块，片选信号生成模块。其连接关系为：主控mcu芯片的sck、mosi以及miso引脚分别连接驱动模块的对应输入端；驱动模块的sck、mosi以及miso输出端分别连接模拟开关模块的输入端；模拟开关的sck0…
m
、mosi0…
m
以及miso0…
m
引脚分别连接到各个从模块的sck、mosi以及miso输入；mcu芯片的控制io引脚分别接到片选生成模块，片选生成模块的cs0…
n
功能引脚分别接到各从模块。先通过主控mcu 控制片选信号生成模块，生成特定从模块片选信号，使能对应从模块spi通讯；通过主控mcu控制模拟电子开关模块，将通讯链路切换到对应从模块；再通过主控mcu产生spi的通讯信号，经过驱动模块进行驱动。实现spi主从通讯功能。
7.所述驱动模块，用于提供spi通讯口的驱动能力，此驱动模块是专用芯片或三极管搭建的驱动电路。所述模拟电子开关模块，按照控制指令对信号通路进行切换控制，将spi接口的sck、mosi、miso选择至待接入通讯的从模块。所述片选信号生成模块，可通过串行或者并行接口接收主控mcu信号，生成指向特定从模块的片选信号，使能从模块spi通讯；片选信号生成模块是单个译码器芯片，或者多个译码器芯片组合，或者主控mcu产生的多路片选
信号，从而驱动对应的从模块。
8.本实用新型的有益技术效果：减少主控芯片资源占用，提高通讯速率，增加可接入从模块数量。
附图说明
9.附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的限制。在附图中：
10.图1是根据本实用新型提供的一种基于spi通讯的一对多通讯电路实现框图。
具体实施方式
11.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处描述的具体方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
12.本实用新型的通讯系统和实现方法提供了一种基于spi的一对多通讯的电路，包括主控mcu，多路从模块(或从芯片)，模拟电子开关模块，驱动模块，片选信号生成模块。将主控mcu的spi模块的miso、mosi、csk三路信号接入到驱动模块，对这三路信号进行i/o口电流驱动控制，提高驱动能力。然后接至模块电子开关模块进行多路的扩展，多路模拟开关模块需要三个独立，根据图1所示，将主控mcu的spi模块的miso、mosi、csk经过驱动后的信号，同步进行独立通道的选择，即同时接入misom、mosim、cskm，此处m 为同一路，或表示同一通道，并将扩展后spi分到各个通道连接。
13.片选信号生成模块，可以是单个译码器芯片或者多个译码器芯片的组合，也可以是简单的辅助mcu来产生多路片选信号，用于驱动对应的从模块。该模块生成对应于多路模拟开关切换之后相应的某一路通道上的某一个从模块的cs，即接入misom、mosim、cskm此时所连接的通道之上，对应的csn，n表示对应的从模块序号。此时，主控mcu可在确定的连接和片选情况下，进行spi 高速通信。


技术特征：
1.一种基于spi通讯的一对多通讯电路，其特征在于，包括：主控mcu，多路从模块，模拟电子开关模块，驱动模块，片选信号生成模块；其连接关系为：主控mcu芯片的sck、mosi以及miso引脚分别连接驱动模块的对应输入端；驱动模块的sck、mosi以及miso输出端分别连接模拟开关模块的输入端；模拟开关的sck0…
m
、mosi0…
m
以及miso0…
m
引脚分别连接到各个从模块的sck、mosi以及miso输入；mcu芯片的控制io引脚分别接到片选生成模块，片选生成模块的cs0…
n
功能引脚分别接到各从模块；控制片选信号生成模块，生成特定从模块片选信号，使能对应从模块spi通讯；通过主控mcu控制模拟电子开关模块，将通讯链路切换到对应从模块，实现spi主从通讯功能。2.根据权利要求1所述的一种基于spi通讯的一对多通讯电路，其特征在于：所述驱动模块，用于提供spi通讯口的驱动能力，此驱动模块是专用芯片或三极管搭建的驱动电路。3.根据权利要求1所述的一种基于spi通讯的一对多通讯电路，其特征在于：所述模拟电子开关模块，按照控制指令对信号通路进行切换控制，将spi接口的sck、mosi、miso选择至待接入通讯的从模块。4.根据权利要求1所述的一种基于spi通讯的一对多通讯电路，其特征在于：所述片选信号生成模块，可通过串行或者并行接口接收主控mcu信号，生成指向特定从模块的片选信号，使能从模块spi通讯；片选信号生成模块是单个译码器芯片，或者多个译码器芯片组合，或者主控mcu产生的多路片选信号，从而驱动对应的从模块。

技术总结
本实用新型公开了一种基于SPI通讯的一对多通讯电路，包括主控MCU、多路从模块(或从芯片)、模拟电子开关模块、驱动模块、片选信号生成模块。通过主控MCU控制片选信号生成模块，生成特定从模块片选信号，使能对应从模块SPI通讯；通过主控MCU控制模拟电子开关模块，将通讯链路切换到对应从模块；实现SPI主从通讯功能。通过驱动模块提高驱动能力，多通道模拟开关切换，单一通道上多从模块的片选控制，减少主控芯片资源占用，提高通讯速率，增加可接入从模块数量。块数量。块数量。


技术研发人员：何纯 韩国俭 张美生 梁栋 李怀新
受保护的技术使用者：青岛鼎信通讯股份有限公司
技术研发日：2020.12.30
技术公布日：2021/10/23