CN101882120B

CN101882120B - 自动检测多种mcu接口并实现接口转换的装置

Info

Publication number: CN101882120B
Application number: CN2009100571774A
Authority: CN
Inventors: 覃钧彦
Original assignee: Shanghai Huahong Integrated Circuit Co Ltd
Current assignee: Shanghai Huahong Integrated Circuit Co Ltd
Priority date: 2009-05-06
Filing date: 2009-05-06
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2029-05-06
Also published as: CN101882120A

Abstract

本发明公开了一种可以自动检测多种MCU接口并实现接口转换的装置，包括：接口自动检测模块，用于自动检测当前输入信号的接口模式；SPI串口转并口模块，用于实现将SPI的串口信号转换为并口信号；接口转换模块，根据接口自动检测模块检测出来的接口模式信号，进行相应的接口选择和转换，得到所需要的接口信号。本发明能够有效解决多种接口相互不兼容的问题。

Description

自动检测多种MCU接口并实现接口转换的装置

技术领域

本发明涉及一种自动检测多种MCU接口并实现接口转换的装置。

背景技术

自单片机出现至今，单片机技术已走过了近20年的发展路程。现在可以说单片机是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地。当前单片机的主要产品有：Intel的8051系列、Motorola的M68HC系列、Philips(飞利浦)的80C51系列、美国Microchip公司的PIC单片机系列、Atmel公司的AT90系列单片机、Ubicom公司的Scenix单片机、日本爱普生科技公司的Epson单片机、Zilog公司的Z86系列、美国国家半导体公司NSCOP8单片机等。

由于MCU种类繁多，而且各个厂家的接口类型也不尽一致，使得在应用中也存在很多的不便。在设计产品时就往往必须考虑清楚针对哪种类型的MCU接口。但是这样往往会造成使用中受到限制，也就是可能设计出来的产品可以应用于A厂商的MCU，却有可能无法应用于B厂商的MCU。反之亦然。

图1示出了共用读写信号复用地址总线接口类型的波形，NCS低电平是片选信号；R/NW为读写的标志信号，高电平读，低电平写；D0..Dn为复用数据地址总线，地址锁存信号ALE高电平时表示地址；NDS低电平时表示数据。

图2示出了共用读写信号直接地址总线接口类型的波形，NCS低电平是片选信号；R/NW为读写的标志信号，高电平读，低电平写；D0..Dn为数据总线，NDS低电平时表示数据有效，A0..Am表示地址。

图3示出了分离读写信号复用地址总线接口类型的波形，NCS低电平是片选信号；NWR为写信号，低电平有效；NRD为读信号，低电平有效；D0..Dn为复用数据地址总线，地址锁存信号ALE高电平时表示地址，NWR/NRD低电平时表示数据。

图4示出了分离读写信号直接地址总线接口类型的波形，NCS低电平是片选信号；NWR为写信号，低电平有效；NRD为读信号，低电平有效；D0..Dn为数据总线，NWR/NRD低电平时表示数据有效，A0..Am表示地址。

图5示出了EPP接口类型的波形，NCS低电平是片选信号，NWrite表示写信号，低电平表示写，高电平表示读；nDStrb低电平表示当前D0..Dn为数据，nAStrb低电平表示当前D0..Dn为地址；nWait为等待信号，高电平表示片内正在处理，不能进行下一次的读写操作。

图6示出了SPI接口类型的波形，SCK是时钟信号，MOSI是主器件输出从器件输入信号，MISO是主器件输入从器件输出信号，NSS是片选信号。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种自动检测多种MCU接口并实现接口转换的装置，能够有效解决多种接口相互不兼容的问题。

为解决上述技术问题，本发明的自动检测多种MCU接口并实现接口转换的装置，包括：

接口自动检测模块，用于自动检测当前输入信号的接口模式；

SPI串口转并口模块，用于实现将SPI的串口信号转换为并口信号；

接口转换模块，根据接口自动检测模块检测出来的接口模式信号，进行相应的接口选择和转换，得到所需要的接口信号。

目前在应用标准51芯片时，存在很多种接口方式，如Intel的接口是分离读写信号，而Motorola的接口是共用读写信号，此外还有EPP、SPI等接口方式。由于存在不同的接口方式，在需要单片机进行搭建系统时，为了尽可能的使芯片在使用中可以选择不同的单片机芯片，需要在芯片设计时支持尽可能多的接口。

采用本发明的装置可以自动检测多种MCU接口并实现接口转换，根据当前输入的信号自动检测所输入的接口类型，为产品的设计应用带来了便利。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是共用读写信号复用地址总线接口类型的波形；

如2是共用读写信号直接地址总线接口类型的波形；

图3是分离读写信号复用地址总线接口类型的波形；

图4是分离读写信号直接地址总线接口类型的波形；

图5是EPP接口类型的波形；

图6是SPI接口类型的波形；

图7是本发明一个实施例的接口自动检测和转换的方框图；

图8是图7中的接口自动检测模块实施例方框图。

具体实施方式

参见图7，在本发明的一实施例中，所述自动检测多种MCU接口并实现接口转换的装置100至少包括：接口自动检测模块110，SPI串口转并口模块120，接口转换模块130。

接口自动检测模块110完成自动检测当前输入信号的功能，根据当前输入的信号自动检测接口类型并把标志信号送给SPI串口转并口模块120和接口转换模块130。

所述SPI串口转并口模块120完成把SPI(串行外围接口)的串口信号转换为并口信号，把转换后的并口信号传送给接口转换模块130。

接口转换模块130完成接口转换的功能，根据接口自动检测模块110检测出来的接口模式信号和输入信号或SPI串口转并口模块120得到的并口信号，进行相应的接口选择和转换，得到所需要的接口信号。

在接口自动检测模块110完成接口自动检测后，如果接口自动检测模块110输出信号SPI_FLAG为高电平，则SPI串口转并口模块120启动串口转换并口的工作，通过该SPI串口转并口模块120把SPI的串口转换为并口信号，得到读信号SPI_NRD，写信号SPI_NWR，地址信号SPI_A[m:0]和输出数据总线SPI_DO[n:0]；同时，也可以把输入数据总线SPI_DI[n:0]转换为SPI串口输出。

在接口自动检测模块110完成接口自动检测后，接口自动检测模块110输出标志信号SMA_FLAG、CMA_FLAG、SDA_FLAG、CDA_FLAG、EPP_FLAG和SPI_FLAG，分别表示分离读写信号复用地址总线、共用读写信号复用地址总线、分离读写信号直接地址总线、共用读写信号直接地址总线、增强型并口和串行外围接口。接口转换模块130根据上述标志信号，对接口信号进行转换。当SPI_FLAG为高电平时，接口转换模块130将SPI串口转并口模块的输出读信号SPI_NRD，写信号SPI_NWR，地址信号SPI_A[m:0]和输出数据总线SPI_DO[n:0]进行接口转换，得到输出信号，包括：地址总线ADDR_O[m:0]，数据输出总线DATA_O[n:0]，读NRD_O，写信号NWR_O。当SPI_FLAG为低电平时，接口转换模块130将不同模式下的读信号NRD写信号NWR、片选信号NCS、地址锁存信号ALE、数据总线DATA和地址总线ADDR进行接口转换，得到统一的输出信号，包括：地址总线ADDR_O[m:0]，数据输出总线DATA_O[n:0]，读NRD_O，写信号NWR_O。在读模式时，接口转换模块130将输入的数据总线DATA_I[n:0]根据不同的模式转换到数据总线上进行输出。经过接口转换模块130的接口转换后，不论是哪种接口模式，最终的输出信号都是统一的，实现了多种MCU接口转换的功能。

参见图8，所述接口自动检测模块110的一实施例中，包括：

固定电平信号检测模块111，用于检测输入信号中哪些信号是固定高电平或固定低电平。

信号变化检测模块112，用于检测输入信号中哪些信号发生了高低电平的跳变；

决定接口类型模块113，根据固定电平信号检测模块111和信号变化检测模块112判断决定当前接口类型，并在成功判断类型后拉低DETECT_BUSY信号，表示检测完成。

所述接口自动检测模块110根据当前输入的信号进行自动检测所输入的接口类型，包括：分离读写信号直接地址总线、分离读写信号复用地址总线、共用读写信号直接地址总线、共用读写信号复用地址总线、增强型并口和串行外围接口六种接口类型。当检测到所述的接口类型中的任何一种时，能够正常用该接口进行通信；如果没有检测到所述的接口类型中的任何一种时，接口自动检测模块110给出一个DETECT_BUSY信号，表示处在接口检测阶段，无法进行正常的通信。

所述接口自动检测模块110能够检测所述六种接口类型中的任意一种或任意几种接口类型的组合。

在不同接口模式下的外部输入信号如表1所述，在符合该表输入信号的情况下，本发明的装置可以正确的检测出当前MCU的接口类型。

若读信号NRD固定为高电平，写信号NWR固定为高电平，片选信号NCS固定为低电平，并且地址信号A1固定为低电平时，则可判断为SPI(串行外围接口)类型，接口自动检测模块110输出的标志信号SPI_FLAG置位为高电平。

若地址信号A1固定为高电平，地址信号A2固定为高电平，片选信号NCS固定为低电平时，则可判断为EPP(增强型并口)接口类型，接口自动检测模块110输出的标志信号EPP_FLAG置位为高电平。

若地址信号A1固定为高电平，地址信号A2固定为低电平，地址信号A0固定为低电平时，则可判断为共用读写信号复用地址总线接口类型，接口自动检测模块110输出的标志信号CMA_FLAG置位为高电平。

若地址信号A1固定为高电平，地址信号A2固定为低电平，地址信号A0固定为高电平时，则可判断为分离读写信号复用地址总线接口类型，接口自动检测模块110输出的标志信号SMA_FLAG置位为高电平。

若地址锁存信号ALE固定为高电平，则可能是分离读写信号直接地址总线类型或是共用读写信号直接地址总线类型；此时再根据读信号NRD和写信号NWR变化情况区分出是分离读写信号直接地址总线类型还是共用读写信号直接地址总线类型；如果在进行写的过程中，读信号NRD保持高电平，写信号NWR为低电平，则说明是分离读写信号直接地址总线类型，接口自动检测模块110输出的标志信号SDA_FLAG置位为高电平；如果在进行写的过程中，读信号NRD和写信号NWR都是低电平，则说明是共用读写信号直接地址总线类型，接口自动检测模块110输出的标志信号CDA_FLAG置位为高电平。根据上述策略自动检测并完成接口类型转换后，接口自动检测模块110的标志信号DETECT_BUSY置位为低电平，表示接口成功检测完成；否则接口自动检测模块110的标志信号DETECT_BUSY信号保持为高电平，表示没有成功检测到所述的六种接口类型中的任何一种。

所述接口自动检测模块110只需进行一次写操作，即可成功进行输入信号的接口类型自动检测。

在上述实施例中虽然仅仅说明可以自动检测六种MCU接口，但是在保持MCU接口具有一定相似度的基础上，可以通过简单的方法扩展到检测七个及七个以上的MCU接口；或者检测五个或五个以下的MCU接口。

以上通过具体实施方式对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种自动检测多种MCU接口并实现接口转换的装置，包括：

接口自动检测模块，根据当前输入的信号自动检测其接口类型，并将表示相应接口类型的标志信号送给接口转换模块，将串行外围接口的标志信号SPI_FLAG送给SPI串口转并口模块；

所述SPI串口转并口模块，如果接口自动检测模块输出信号SPI_FLAG为高电平，则SPI串口转并口模块启动串口转换并口的工作，通过该SPI串口转并口模块把SPI的串口转换为并口信号；

所述接口转换模块，当SPI_FLAG为高电平时，接口转换模块将SPI串口转并口模块的输出进行接口转换，得到输出信号；当SPI_FLAG为低电平时，接口转换模块根据检测到的接口类型，将输入信号进行接口转换，得到输出信号。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述接口自动检测模块根据当前输入的信号自动检测所输入的接口类型，包括：分离读写信号直接地址总线、分离读写信号复用地址总线、共用读写信号直接地址总线、共用读写信号复用地址总线、增强型并口和串行外围接口六种接口类型。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于：当检测到所述接口类型中的任何一种时，能够正常用该接口进行通信；如果没有检测到所述的接口类型中的任何一种时，接口自动检测模块给出一个标志信号DETECT_BUSY，表示处在接口检测阶段，无法进行正常的通信。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于：所述接口自动检测模块能够检测所述六种接口类型中的任意一种或任意几种接口类型的组合。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述接口自动检测模块包括：

固定电平信号检测模块，用于检测输入信号中哪些信号是固定高电平或固定低电平；

信号变化检测模块，用于检测输入信号中哪些信号发生了高低电平的跳变；

决定接口类型模块，用于判断决定当前接口类型，并在成功判断类型后拉低接口自动检测模块的标志信号DETECT_BUSY，表示检测完成。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述接口自动检测模块，只需根据MCU进行一次的写操作，即可成功进行输入信号的接口类型自动检测。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于：

若所述装置的输入读信号NRD固定为高电平，所述装置的输入写信号NWR固定为高电平，所述装置的输入片选信号NCS固定为低电平，并且固定所述装置的输入地址信号A1为低电平时，则可判断为SPI接口类型，接口自动检测模块输出的标志信号SPI_FLAG置位为高电平；

若所述装置的输入地址信号A1固定为高电平，所述装置的输入地址信号A2固定为高电平，所述装置的输入片选信号NCS固定为低电平时，则可判断为EPP接口类型，接口自动检测模块输出的标志信号EPP_FLAG置位为高电平；

若所述装置的输入地址信号A1固定为高电平，所述装置的输入地址信号A2固定为低电平，所述装置的输入地址信号A0固定为低电平时，则可判断为共用读写信号复用地址总线接口类型，接口自动检测模块输出的标志信号CMA_FLAG置位为高电平；

若所述装置的输入地址信号A1固定为高电平，所述装置的输入地址信号A2固定为低电平，所述装置的输入地址信号A0固定为高电平时，则可判断为分离读写信号复用地址总线接口类型，接口自动检测模块输出的标志信号SMA_FLAG置位为高电平；

若所述装置的输入地址锁存信号ALE固定为高电平，则可能是分离读写信号直接地址总线类型或是共用读写信号直接地址总线类型；此时再根据MCU进行写操作的过程中，读信号NRD和所述装置的输入写信号NWR的变化情况区分出是分离读写信号直接地址总线类型还是共用读写信号直接地址总线类型；如果在MCU进行写操作的过程中，所述装置的输入读信号NRD保持高电平，所述装置的输入写信号NWR为低电平，则说明是分离读写信号直接地址总线类型，接口自动检测模块输出的标志信号SDA_FLAG置位为高电平；如果在MCU进行写操作的过程中，所述装置的输入读信号NRD和所述装置的输入写信号NWR都是低电平，则说明是共用读写信号直接地址总线类型，接口自动检测模块输出的标志信号CDA_FLAG置位为高电平。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于：在接口自动检测模块完成接口自动检测后，如果接口自动检测模块输出的标志信号SPI_FLAG为高电平，则SPI串口转并口模块启动串口转换并口的工作，通过该SPI串口转并口模块把SPI的串口转换为并口信号，得到读信号SPI_NRD，写信号SPI_NWR，地址信号SPI_A[m:0]和输出数据总线SPI_DO[n:0]；同时，把输入数据总线SPI_DI[n:0]转换为SPI串口输出。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于：在接口自动检测模块完成接口自动检测后，接口自动检测模块输出标志信号SMA_FLAG、CMA_FLAG、SDA_FLAG、CDA_FLAG、EPP_FLAG和SPI_FLAG，分别表示分离读写信号复用地址总线、共用读写信号复用地址总线、分离读写信号直接地址总线、共用读写信号直接地址总线、增强型并口和串行外围接口；接口转换模块根据上述标志信号，对接口信号进行转换；当SPI_FLAG为高电平时，接口转换模块将SPI串口转并口模块的输出读信号SPI_NRD，写信号SPI_NWR，地址信号SPI_A[m:0]和输出数据总线SPI_DO[n:0]进行接口转换，得到输出信号，包括：地址总线ADDR_O[m:0]，数据输出总线DATA_O[n:0]，读NRD_O，写信号NWR_O；当SPI_FLAG为低电平时，接口转换模块将不同模式下的读信号NRD、写信号NWR、片选信号NCS、地址锁存信号ALE、数据总线DATA和地址总线ADDR进行接口转换，得到统一的输出信号，包括：地址总线ADDR_O[m:0]，数据输出总线DATA_O[n:0]，读NRD_O，写信号NWR_O；在读模式时，接口转换模块将输入的数据总线DATA_I[n:0]根据不同的模式转换到数据总线DATA上进行输出；经过接口转换模块的接口转换后，不论是哪种接口模式，最终的输出信号都是统一的，实现多种MCU接口转换的功能。