[发明专利]一种SPI扩展电路

说明书

本发明涉及小微电源技术领域，具体涉及一种SPI扩展电路，本发明将MCU中的MOSI和MISO分别连接至第一从设备和第二从设备的MOSI和MISO，MCU的GPIO1输出脚与SPI总线的CLK分别连接至第一与门的两个输入，第一与门的输出脚连接至第一从设备的CLK引脚，MCU的GPIO1输出脚同时连接至非门的输入，非门的输出脚与SPI总线的CLK分别连接至第二与门的两个输入，第二与门的输出脚连接至第二从设备的CLK引脚。本发明解决了现有小微电源系统无法实现多路高速SPI扩展的问题，进而提供一种多路SPI扩展电路，本发明电路实施简单，降低了成本，而且不会影响整体控制速率，并且不占用CPU资源，提高了电路效率。

技术领域

本发明涉及小微电源技术领域，具体涉及一种SPI扩展电路。

背景技术

在当今小微电源系统中，由于产品尺寸的限制，导致内部PCB板上无法搭载很多控制芯片，同时，对控制芯片的大小也提出了较高的要求。本公司在小微电源项目的开发中，采用STM32F030控制芯片(以下简称030)，控制电源模块的运行。同时，为了降低产品的整理成本，整个电源系统的检测功能，也设计在030芯片当中。

小微电源系统中包含了大量的状态输入量(熔丝状态检测，电池切断检测等)，同时还需要支持多路的控制输出(1路支路输出，2路支路输出，电池充电使能等等)。如果采用GPIO的控制模式，会占用030相当多的GPIO资源(当前030的GPIO资源完全不够用)，所以，我们在设计中采用TI的SN74LV165A移位寄存器芯片(以下简称165)进行外部开关状态量的检测，采用SN74HC164D移位寄存器芯片(以下简称164)进行对外的输出控制。

165和164两款芯片的控制方式与SPI通讯接口的控制逻辑相似，所以，我们为了节约软件资源，不采用GPIO口的模式控制165和164两个芯片，而是直接通过030的SPI外设来控制(时钟频率CLK定为20KHZ)。

但是，030只有一个SPI外设。而165和164两个芯片都没有片选引脚，无法通过片选引脚来分时控制。常规的处理方式如图2所示：

MCU中的MOSI,MISO,CLK三个引脚分别接到控制装置1、控制装置2、控制装置3的输入端。GPIO1分别接到控制装置1、控制装置2、控制装置3的CS引脚。当GPIO1为低电平时，3个控制装置内部触角与各自的U端口接通。当GPIO1为高电平时，3个控制装置内部触角与各自的D端口接通。所以，通过控制GPIO1的高低电平，来进行“控制装置”的内部电路切换，来实现MOSI,MISO,CLK三个信号的选择性传递。

但是上述原理图中，存在三个控制装置(控制装置1、控制装置2、控制装置3)。由于本项目对PCB板上的元器件要求很高，不想有过多的控制电路，所以，我们希望能够减少元器件。一方面可以降低成本，另一方面减少元器件所需的面积。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种SPI扩展电路，用于解决在SPI通讯总线存在两个或两个以上的从设备系统中，对于无法根据地址来辨别的从设备，我们一般选取具备多个SPI外设的MCU分别与各个从设备进行通讯，这种情况下，对MCU的外设资源要求比较高，不适用于资源比较紧张的低成本芯片。或者，开发者会用CPU的普通I/O口模拟SPI总线。此方法不仅占用CPU资源，而且效率很低的问题。

本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明公开一种SPI扩展电路，包括MCU，所述MCU中的MOSI和MISO分别连接至第一从设备和第二从设备的MOSI和MISO，所述MCU的GPIO1输出脚与SPI总线的CLK分别连接至第一与门的两个输入，所述第一与门的输出脚连接至所述第一从设备的CLK引脚，所述MCU的GPIO1输出脚同时连接至非门的输入，所述非门的输出脚与SPI总线的CLK分别连接至第二与门的两个输入，所述第二与门的输出脚连接至所述第二从设备的CLK引脚。