[发明专利]一种三线SPI通信系统和方法

说明书

本发明涉及一种三线SPI通信系统，包括主设备和从设备；所述主设备和从设备通过三根SPI通信线连接，这三根线分别是CS片选线，SCLK时钟线，以及SDA数据线；所述主设备内设置时钟发生器，该时钟发生器的输出端口与SCLK时钟线引脚连接；所述SDA数据线分时传输数据，在按照以下两种方式择一的传输数据：在SCLK时钟线的上升沿执行主设备输出从设备输入，在SCLK时钟线的下降沿执行主设备输入从设备输出；或在时钟信号的上升沿执行主设备输入从设备输出，下降沿执行从设备输入主设备输出；本方案通讯线路减少到3条，从而使主从设备之间物理连接被大大简化。

技术领域

本申请属于电数据处理领域，特别涉及一种数据信息传送或交换方法的改机。

背景技术

标准的SPI通信采用4个IO口来通信，但专用芯片IO口资源太多。传统的SPI总线是四线总线，包括MISO主设备数据输入，从设备数据输出；MOSI，主设备数据输出，从设备数据输入；SCLK 时钟信号，由主设备产生；CS 从设备使能信号，由主设备控制。与从设备交换数据时主设备首先会通过CS片选信号选择一个想要与其通讯的设备，然后在SCLK时钟信号的控制下通过数据线发送和接受数据，主设备会控制整个通讯过程。如果从设备较多，主设备与从设备的连接线就会随从设备的增多而增多，这大大增加了连接的复杂度。在一些应用场合需要为总线增加长线驱动器或是隔离器以增强系统的远程通讯能力或可靠性，如果能够减少串行通讯的总线数量无疑将很有意义。

发明内容

为解决上述技术问题本发明提供一种三线SPI通信系统，其包括主设备和从设备；所述主设备和从设备通过三根SPI通信线连接，这三根线分别是CS片选线，SCLK时钟线，以及SDA数据线；

所述主设备内设置时钟发生器，该时钟发生器的输出端口与SCLK时钟线引脚连接；

所述SDA数据线分时传输数据，在按照以下两种方式择一的传输数据：在SCLK时钟线的上升沿执行主设备输出从设备输入，在SCLK时钟线的下降沿执行主设备输入从设备输出；或在时钟信号的上升沿执行主设备输入从设备输出，下降沿执行从设备输入主设备输出。

按照上述方案，相当于将四线SPI协议中的MOSI线和MISO线经过分时复用整合到一根数据线中，并且在上升沿执行MOSI在下降沿执行MISO即在同一时钟周期的不同时期同时执行了发送和接收动作，相对于传统的SPI协议并没有损失传输速率。

优选地，所述主设备为MCU，所述MCU包括分别与所述CS片选线，SCLK时钟线和SDA数据线连接的IO端口引脚；

所述MCU通过控制所述IO端口引脚电平，模拟SDA数据线，SCLK时钟线和CS片选线的信号。

优选地，MCU通过控制所述IO端口引脚电平，模拟SDA数据线，SCLK时钟线的步骤包括：

1)初始化SPI协议参数；

2)将SDA引脚电平设置为待发送数据位的电平信号；

3)将时钟信号设置为高电平；

4)将时钟信号设置为低电平；

5)将所述SDA引脚电平作为接收数据位。

优选地，MCU通过控制所述IO端口引脚电平，模拟SDA数据线，SCLK时钟线的步骤包括：

1)初始化SPI协议参数；

2)将SDA引脚电平设置为待发送数据位的电平信号；

3)将时钟信号设置为低电平；

4)将时钟信号设置为高电平；

5)将所述SDA引脚电平作为接收数据位。

优选地，所述主设备内设置主设备移位寄存器，所述从设备内设置从设备移位寄存器；

所述主设备移位寄存器和从设备寄存器的输出端和输入端分别连接主设备SDA引脚和从设备SDA引脚；

所述主设备和从设备为16位移位寄存器,所述16位移位寄存器每间隔一位设置为有效位。