[发明专利]循环地址式三线SPI通讯系统

摘要

本发明公开了循环地址式三线SPI通讯系统，属于工业控制技术领域。该系统包括一个主控设备和多个外部设备。主控设备带有CPU，外部设备是数据采集设备或数/模输出设备。主控设备和外部设备都带有标准的SPI接口，主控设备通过SPI接口的时钟线SCLK、数据输入线MDI和数据输出线MDO并经三线SPI控制系统与各个外部设备相连接。每次通讯的长度在通讯数据传输之前被传输到三线SPI控制系统，而外设片选的地址信息不用传输。本发明采用“从头循环片选”的方式，选择通信的外设。整个通信总线只需一根时钟线、两根数据线，通过三条线就能够和带有SPI协议的外设进行通讯，并且对带有SPI协议的外设没有特殊要求，具有很好的兼容性。

主权项

循环地址式三线SPI通讯系统，其特征在于：该系统包括一个主控设备和多个外部设备；主控设备带有CPU，外部设备是数据采集设备或数/模输出设备；主控设备和外部设备都带有标准的SPI接口，主控设备通过SPI接口的时钟线SCLK、数据输入线MDI和数据输出线MDO并经三线SPI控制系统与各个外部设备相连接；隔离模块设置在主控设备和三线SPI控制系统之间，隔离模块对主控设备所传信号起到隔离作用，隔离模块不改变所传信号的逻辑性质，对SPI的控制逻辑无影响；隔离模块能用驱动模块替换，驱动模块用以对主控设备所传信号起到驱动作用；三线SPI控制系统分别由数据长度计数器DLCT、数据长度移位寄存器DLSR、帧计数器FCT、零比较器、地址计数器ACT、选择计数器SCT以及地址译码器部分组成；数据长度计数器DLCT分别与选择计数器SCT、零比较器和帧计数器FCT连接，数据长度移位寄存器DLSR分别与帧计数器FCT和零比较器连接，零比较器分别与地址计数器ACT和选择计数器SCT连接，选择计数器SCT通过CS延时器与地址译码器连接；帧计数器FCT分别与数据长度计数器DLCT和数据长度移位寄存器DLSR连接；数据长度计数器DLCT负责记录每次通讯时所传数据的长度，所传数据的长度是4位，最多传输16位数据；如果需要传输32位数据，则数据长度计数器需要变成5位计数器；数据长度的值是通过MDO线在时钟SCLK和选择计数器SCT的控制下串行输入到数据长度移位寄存器DLSR中；帧计数器FCT控制着原始数据的通信周期，每帧的周期由数据位长度所确定；如果数据位长度是4位，则帧最大长度为16位，即最多16个SCLK周期能够完成一次通信；当数据长度移位寄存器DLSR写满后，结果会在数据长度计数器DLCT控制下写入帧计数器FCT，FCT会依照刚刚写入的数值进行计数，以控制SPI接口数据传输的总周期。