CN101615169A - 基于spi结构模型双向式身份识别及信息交互平台及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于SPI结构模型双向式身份识别及信息交互平台及方法，包括若干台PIC单片机，该双向式身份识别及信息交互平台基于SPI结构模型，还包括一根输出数据线SDO、一根输入数据线SDI、一根时序线SCK以及一根带有下拉电阻R1的公共握手信号线RC0，方法通过在主、从单片机之间引入了接下拉电阻的公共握手信号线RC0，每一台单片机想动作只需拉高这条公共握手信号线RC0，别的所有单片机都会侦测到这个信号，这样就能够实现总线方式通信。本发明基于SPI通信的结构模型，在SPI时序状态下实现数据的有效传送和发、收身份识别，通过双向数据互换，实现单片机系统间主、从式可控定向数据传送平台。

Description

基于SPI结构模型双向式身份识别及信息交互平台及方法

技术领域

本发明涉及一种身份识别及信息交互平台及方法，尤其涉及一种基于SPI结构模型双向式身份识别及信息交互平台及方法。

技术背景

当跨入新的世纪以后，具有强大的系统功能、丰富的外围资源、良好的开发界面和在线调试功能，无疑将引领单片机进入了一个新的时代。美国Microchip公司推出的PIC系列单片机，由于采用RISC精简指令集、哈佛总线结构、流水线指令执行方式、抗干扰能力强、性能价格比高等优点，深受世界各行各业的普遍欢迎。PIC系列单片机，在工业控制、消费电子产品、办公自动化设备、智能仪器仪表、汽车电子等不同的领域，以其性能完善、功能强大、学习容易、开发应用方便、人机界面友好等突出优点而得到了广泛的应用。为配合PIC单片机的开发和应用，在PIC单片机常规功能的基础上，需要不断拓展其应用的范围和功能的开发。

如何解决一主多从机结构中多台从机嫁接在主机上而主机的绝对控制地位不可变更加之SPI的双向性数据定向交换特点所带来的从机SDO口电平冲突及数据传输错误等问题是本发明亟待解决的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于SPI结构模型双向式身份识别及信息交互平台及方法，它采用双向式工作方式，构建一个基于SPI结构模型双向式身份识别及信息交互平台，能消除电平影响，实现有效数据传输，并且通信方式安全可靠。

实现上述目的的技术方案是：

本发明之一的一种基于SPI结构模型双向式身份识别及信息交互平台，包括若干台PIC单片机，其中，该双向式身份识别及信息交互平台基于SPI结构模型，它还包括一根输出数据线SDO、一根输入数据线SDI、一根时序线SCK以及一根带有下拉电阻R1的公共握手信号线RC0，其中，所述的若干台PIC单片机分为一台主机以及若干台从机，所述的主机分别与所述的输出数据线SDO、输入数据线SDI、时序线SCK以及公共握手信号线RC0相连，所述的任一从机通过四个端子分别一一对应的连接于所述的输入数据线SDI、输出数据线SDO、时序线SCK以及公共握手信号线RC0上。

本发明之二的一种基于SPI结构模型双向式身份识别及信息交互平台的通信协议方法，其中，它包括以下步骤：

首先确定信息传输的设置方式，包括在地址发送寄存器及数据发送寄存器中键入目标地址及待发数据，通过对4×4矩阵键盘进行定义；

其次，当首次敲击键盘时带回的值给地址发送寄存器，第二次敲击键盘带回待发数据的高位，第三次敲击键盘带回待发数据的低位；

最后，通过整合第二及第三次带回的数据可组成一个待发八位二进制数，再通过可控分时SPI串行通信一次多数据的发送。

本发明之三的一种基于SPI结构模型双向式身份识别及信息交互平台的双向通信方法，其中，在主、从单片机之间引入了接下拉电阻的公共握手信号线RC0，每一台单片机想动作只需拉高这条公共握手信号线RC0，别的所有单片机都会侦测到这个信号以实现总线方式通信，所述的双向通信包括发送端的通信以及接收端的通信，其中：

发送端的通信包括采集数据、整合数据以及传送数据，所述的传送数据为一次SPI发送多个数据的方式；

接收端的通信包括接收数据、拆分数据以及处理接收数据，所述的处理接收数据是对拆分后的数据的地址和数据进行判断处理。

上述的基于SPI结构模型双向式身份识别及信息交互平台的双向通信方法，其中，

当主机定向发信息给从机时，主机在经过数据采集及整合后改变RC0口为输出，并拉高RC0，让每一台从机都侦测到RC0从而进入被动接收；

当从机定向发送给主机或另一台从机时，从机均先把数据发送给主机，再由主机进行判断和处理，即从机经过数据采集及处理后改变RC0口及SDO口为输出并拉高RC0，主机侦测到从机动作后进行接受，在主机接受到从机发送来的数据后分析地址位，如果是发送给自己的就进行数据应用并结束接受动作进入常态，如果分析完地址位是要转发给另一从机，则主机只需重复发送程序，就能将数据发出到指定从机从而实现从机和从机的通信，主机又进行了数据的监控。

本发明的有益效果是：本发明是基于SPI通信的结构模型，提出了一个单片机网络化协议标准，在SPI时序状态下实现数据的有效传送和发、收身份识别，通过双向SDO及SDI的数据互换，SCK的时序控制和接下拉电阻的公共握手线RC0端的提示线，轻松实现PIC单片机系统间主、从式可控定向数据传送平台，从而为实现单片机网络化管理和数据交换奠定了技术基础。

附图说明

图1是本发明之一的结构示意图；

图2是本发明之三的双向通信示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

请参阅图1，图中示出了本发明之一的一种基于SPI结构模型双向式身份识别及信息交互平台，该双向式身份识别及信息交互平台基于SPI结构模型，该双向式身份识别及信息交互平台基于SPI结构模型，它包括若干台PIC单片机，还包括一根输出数据线SDO、一根输入数据线SDI、一根时序线SCK以及一根带有下拉电阻R1的公共握手信号线RC0，其中，若干台PIC单片机分为一台主机11以及若干台从机12，主机11分别与输出数据线SDO、输入数据线SDI、时序线SCK以及公共握手信号线RC0相连，任一从机12通过四个端子分别一一对应的连接于输入数据线SDI、输出数据线SDO、时序线SCK以及公共握手信号线RC0上。

本实施例中，PIC单片机为四台，其中，主机为一台，从机为三台，下拉电阻R1的阻值为1KΩ，PIC单片机采用型号为PIC16F877。

本发明之二的一种基于SPI结构模型双向式身份识别及信息交互平台的通信协议方法，关于主、从单片机系统，主机及从机都有侦测键盘，侦测RC0，发送与接收等程序，但是在多台从机SDO口共线的前提下，设计一种能消除电平影响及有效数据传输的协议显得至关重要。由于主从机的收发口是交错的，主机的控制地位不能改变，故利用SPI通信的同时可加以提示线的使用使单片机智能地进入接收及等待环节，本发明的目的即为了解决这个问题，它包括以下步骤：

首先确定信息传输的设置方式，包括在地址发送寄存器及数据发送寄存器中键入目标地址及待发数据，通过对4×4矩阵键盘进行定义；

其次，当首次敲击键盘时带回的值给地址发送寄存器，第二次敲击键盘带回待发数据的高位，第三次敲击键盘带回待发数据的低位；

最后，通过整合第二及第三次带回的数据可组成一个待发八位二进制数，再通过可控分时SPI串行通信一次多数据的发送。

在本实施例中，只用一个八位二进制数来表示发送者及接收者的身份识别码，但地址位的长度也可以通过多个八位二进制数无限扩充的，即这样的通信方式可以通过地址寄存器及分时多数据发送的设置挂接任意台从机，而数据位也同样可以扩充的方式发送按用户需要的任意长的数据。

请参阅图2，图中示出了本发明之三的一种如权利要求1的基于SPI结构模型双向式身份识别及信息交互平台的双向通信方法，在主、从单片机之间引入了接下拉电阻的公共握手信号线RC0，每一台单片机想动作只需拉高这条公共握手信号线RC0，别的所有机器都会侦测到动作，双向通信包括发送端的通信以及接收端的通信，其中：

发送端的通信包括采集数据、整合数据以及传送数据，传送数据为一次SPI发送多个数据的方式；

接收端的通信包括接收数据、拆分数据以及处理接收数据，处理接收数据是对拆分后的数据的地址和数据进行判断处理。

当主机定向发信息给从机时，主机在经过数据采集及整合后改变RC0口为输出(在常态下RC0口都为输入，只有有发送动作后改为输出)，并拉高RC0，让每一台从机都侦测到RC0从而进入被动接收(常态下每一台从机的SDO口都设置为输入，SDI口也为输入)，主机发出有用数据接收无用数据并抛弃，从机都可接受到主机有用数据并进行处理，这样就实现了主机发出功能；

当从机定向发送给主机或另一台从机时，从机均先把数据发送给主机，再由主机进行判断和处理，即从机经过数据采集及处理后改变RC0口及SDO口(常态下每一台从机的SDO口都设置为输入)为输出并拉高RC0，主机侦测到从机动作后进行接受，即同上数据发送只是将废数据去交换了有用数据(这时只有发送数据的从机的SDO口是输出，别的从机的SDO及主机的SDI口都是输入，这样在主机交换数据时就能保证待发从机的数据能有效的送给主机而不是像主机主动发出那样接收来的只是废数据)，在主机接受到从机发送来的数据后分析地址位，如果是发送给自己的就进行数据应用并结束接受动作进入常态，如果分析完地址位是要转发给另一从机，则主机只需重复发送程序，就能将数据发出到指定从机从而实现从机和从机的通信，主机又进行了数据的监控。

这样的主从式通信在安全等方面是不言而喻的，在分时发送及对数据口侦测等方面所带来的程序扩展性能缩水等问题里我们通过对PIC16F877的特色TMR0的应用，为外接动态显示或数据保存预留了通道。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于SPI结构模型双向式身份识别及信息交互平台，包括若干台PIC单片机，其特征在于，该双向式身份识别及信息交互平台基于SPI结构模型，它还包括一根输出数据线SDO、一根输入数据线SDI、一根时序线SCK以及一根带有下拉电阻R1的公共握手信号线RC0，其中，所述的若干台PIC单片机分为一台主机以及若干台从机，所述的主机分别与所述的输出数据线SDO、输入数据线SDI、时序线SCK以及公共握手信号线RC0相连，所述的任一从机通过四个端子分别一一对应的连接于所述的输入数据线SDI、输出数据线SDO、时序线SCK以及公共握手信号线RC0上。

2.一种如权利要求1的基于SPI结构模型双向式身份识别及信息交互平台的通信协议方法，其特征在于，它包括以下步骤：

首先确定信息传输的设置方式，包括在地址发送寄存器及数据发送寄存器中键入目标地址及待发数据，通过对4×4矩阵键盘进行定义；

其次，当首次敲击键盘时带回的值给地址发送寄存器，第二次敲击键盘带回待发数据的高位，第三次敲击键盘带回待发数据的低位；

最后，通过整合第二及第三次带回的数据可组成一个待发八位二进制数，再通过可控分时SPI串行通信一次多数据的发送。

3.一种如权利要求1的基于SPI结构模型双向式身份识别及信息交互平台的双向通信方法，其特征在于，在主、从单片机之间引入了接下拉电阻的公共握手信号线RC0，每一台单片机想动作只需拉高这条公共握手信号线RC0，别的所有单片机都会侦测到这个信号以实现总线方式通信，所述的双向通信包括发送端的通信以及接收端的通信，其中：

发送端的通信包括采集数据、整合数据以及传送数据，所述的传送数据为一次SPI发送多个数据的方式；

接收端的通信包括接收数据、拆分数据以及处理接收数据，所述的处理接收数据是对拆分后的数据的地址和数据进行判断处理。

4.根据权利要求3所述的基于SPI结构模型双向式身份识别及信息交互平台的双向通信方法，其特征在于，

当主机定向发信息给从机时，主机在经过数据采集及整合后改变RC0口为输出，并拉高RC0，让每一台从机都侦测到RC0从而进入被动接收；

当从机定向发送给主机或另一台从机时，从机均先把数据发送给主机，再由主机进行判断和处理，即从机经过数据采集及处理后改变RC0口及SDO口为输出并拉高RC0，主机侦测到从机动作后进行接受，在主机接受到从机发送来的数据后分析地址位，如果是发送给自己的就进行数据应用并结束接受动作进入常态，如果分析完地址位是要转发给另一从机，则主机只需重复发送程序，就能将数据发出到指定从机从而实现从机和从机的通信，主机又进行了数据的监控。

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