[发明专利]一种SPI总线扩展系统及其通讯方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种总线电路及其通讯方法，特别是涉及一种SPI总线扩展系统及其通讯方 法。

背景技术

串行外设接口(SerialPeripheralInterface，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，不仅节约了芯片的管脚，还能为PCB的布局节省空 间，提供方便。

SPI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。外围设置包括 FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。SPI总线系统可直接 与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，该接口一般使用4条线：串行时钟线(CLK)、 主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的片选数据 线CS。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SPI通信协议。

随着嵌入式应用的不断发展，嵌入式设备中接入的SPI设备也越来越多。当接入的SPI 设备数量超出CPU的限制时，一般使用额外的GPIO管脚来实现。

但是，这样的处理方式具有以下不足：

(1)占用了宝贵的CPU管脚资源；

(2)通过GPIO扩展的SPI接口一般采用软件模拟的方式来进行SPI通讯，使得通讯速 率受到限制。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种SPI总线扩展系统及其通讯 方法，利用微处理器和若干个多路控制器实现SPI总线的扩展，且无需占用CPU管脚资源， 适用性强。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种SPI总线扩展系统，包括一个微处理 器和四个多路控制器；所述微处理器与CPU的SPI接口相连接；所述四个多路控制器的输入 端分别与CPU的SPI接口的四个引脚相连，由每个多路控制器的输出端的一路引脚组成一个 扩展后的SPI接口；所述四个多路控制器的地址选择引脚分别与单片机的地址选择引脚相连。

根据上述的SPI总线扩展系统，其中：所述微处理器采用单片机。

根据上述的SPI总线扩展系统，其中：扩展后的SPI接口的个数与多路控制器的路数相同。

同时，本发明还提供一种根据上述任一所述的SPI总线扩展系统的扩展方法，包括以下 步骤：

当CPU与准备SPI设备进行通讯时，CPU向单片机发送SPI接口编号；单片机根据所述 SPI接口编号控制多路控制器接通对应的扩展SPI接口，从而连通CPU与所接通的SPI接口 之间的SPI通道；

当CPU与SPI设备进行通讯时，单片机持续监听片选信号；当片选信号由低电平变成高 电平时，一次SPI通讯结束，单片机控制多路控制器恢复初始状态，并监听下一次SPI通讯。

根据上述的SPI总线扩展系统的扩展方法，其中：所述SPI接口编一个字节。

根据上述的SPI总线扩展系统的扩展方法，其中：所述单片机接收到所述SPI接口编号 后，通过地址选择引脚控制多路控制器接通对应的扩展SPI接口。

根据上述的SPI总线扩展系统的扩展方法，其中：当一次SPI通讯结束后，单片机控制多 路控制器切断所接通的扩展SPI接口。

如上所述，本发明的SPI总线扩展系统及其通讯方法，具有以下有益效果：

(1)便于将一个SPI接口扩展为多个SPI接口，从而节约GPIO资源；

(2)扩展后的每一个SPI接口具有和原SPI接口相同的通讯特性；

(3)无需过多的成本，适用性强。

附图说明

图1显示为本发明的SPI总线扩展系统的一个优选实施例的电路结构示意图；

图2显示为本发明的SPI总线扩展方法的执行过程示意图；

图3显示为本发明的SPI总线扩展方法的流程图。

元件标号说明

1微处理器

21多路控制器

22多路控制器

23多路控制器

24多路控制器

具体实施方式