[实用新型]SPI总线数据远距离传输系统

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种信号传输系统，特别是一种涉及SPI数据远距离传输系统。

背景技术

SPI (Serial Peripheral Interface，串行外设接口)总线是Motorola公司提出的一种同步串行外设接口协议，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。由于该总线占用的接口线少，而且速度快，能够同时收发，通信效率高，支持这种总线的器件众多，包括E²PROM、A/D、D/A、实时时钟、以及LED、LCD驱动器件等。

SPI总线是一种应用广泛的短距离串行同步通信协议，具有通信协议简单，传输速度快，通信效率高等诸多优点，但其传输距离较近的缺点，限制了它的使用的范围，如果在保持相当的传输速率，并能解决SPI总线传输距离近的缺点，可以极大地拓展SPI总线应用的范围。

SPI数据总线传输距离近的主要原因是SPI总线采用的是单端不平衡传输的数据传输方式。

在信号传输过程中，诸如磁场、振动、温度等均可对信号造成干扰，传输过程中受到干扰的程度与信号线质量和传输距离有很大关系，信号频率越高、信号传输线质量越差、传输距离越长则受到干扰的程度就越大。在单端不平衡传输过程中，对于已引入到信号线中的干扰是无法消除或削弱的，严重的话会造成数据传输的错误。另外，在单端不平衡传输方式中，需要一个公共的地线作为参考点，地线同时也是信号电流的回线，存在着信号电流，当被此传输线连接着的两个系统之间存在着交流电位差时，这个交流电位差将直接窜到信号中，造成噪声干扰。基于上述原因使得SPI总线数据的传输距离仅局限于板、卡级别的短距离数据传输。

实用新型内容

 本实用新型要解决的技术问题是：针对SPI数据总线传输距离短的缺点，提供一种SPI总线数据远距离传输系统，该系统可以延长SPI数据传输距离。

解决上述技术问题的技术方案是：一种SPI总线数据远距离传输系统，包括发送器、双绞线传输电缆和接收器，所述的发送器通过双绞线传输电缆与接收器相连，所述的发送器由MAX3045四路RS-422/RS-485收送器芯片构成，所述的接收器由MAX3095四路RS-422/RS-485接收器芯片构成。

本实用新型的进一步技术方案是：所述的双绞线传输电缆为符合TIA/EIA-568B标准的CAT 5或CAT 5E等级的非屏蔽双绞线连接。

由于采用上述技术方案，本实用新型之SPI总线数据远距离传输系统，具有以下有益效果：

本实用新型包括发送器、双绞线传输电缆和接收器，所述的发送器通过双绞线传输电缆与接收器相连，本实用新型通过双绞线传输电缆来实现双端平衡传输，由于双绞线中的两根线走向、材质一致，因此对地阻抗一致。而双端平衡传输的信号为幅度相等、相位相反的信号，在双端平衡传输通道中，所接收的外部电磁干扰在导线内产生的干扰是一致的，对信号接收端来说这是一种共模干扰，这种共模干扰可用适当的电路加以消除或极大的抑制，在很大程度上提高了信号传输的质量，实现了SPI数据的远距离传输，实用新型结构简单，可将SPI总线数据可靠传输距离延长至1200米，极大地拓展了使用SPI总线器件使用的范围。

下面，结合说明书附图和具体实施例对本实用新型之SPI总线数据远距离传输系统的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1：本实用新型之SPI总线数据远距离传输系统的电路图。

图2：本实用新型之SPI总线数据远距离传输系统的应用电路图。

在上述附图中，各标号说明如下：

1-发送器，2-双绞线传输电缆，3-接收器，4-SPI主机，5-SPI从机。

具体实施方式

一种SPI总线数据远距离传输系统，包括发送器、双绞线传输电缆和接收器，所述的发送器通过双绞线传输电缆与接收器相连，所述的发送器采用MAX3045四路RS-422/RS-485收送器芯片构成，所述的接收器采用MAX3095四路RS-422/RS-485接收器芯片构成。所述的双绞线传输电缆为符合TIA/EIA-568B标准的CAT 5或CAT 5E等级的非屏蔽双绞线连接。

发送器与接收器通过双绞线传输电缆连接，在发送端连接SPI数据总线所需的SCLK（时钟）、MOSI（主机发送）、SS（片选）等三个信号，接收端输出相对应的信号。

使用时，参见图2，在发送端SPI主机（一般为单片机）送出SPI总线的数据，通过发送器，将SPI数据总线的单端不平衡的输入电平，变换为双端平衡输出形式，通过双绞线电缆的传输（在无中继的情况下，数据可靠传输距离达1200米）到接收端，接收端将的平衡传输方式，转换为SPI数据总线所接受的单端不平衡的方式，送给SPI从机设备，实现SPI数据的远距离传输。