CN102508799A

CN102508799A - 自动控制方法、系统及usb设备

Info

Publication number: CN102508799A
Application number: CN2011103918577A
Authority: CN
Inventors: 王新龙; 张建龙; 许全胜
Original assignee: BEIJING HONGSI ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING HONGSI ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2031-11-30
Also published as: CN102508799B

Abstract

本发明公开了一种自动控制方法、系统及USB设备。其中，该系统包括：主设备，包括串行外设接口SPI；至少一个从设备，通过串行外设接口SPI分别与主设备连接，每个从设备接收串行外设接口SPI中对应的片选引脚所传输的片选信号；其中，在一个或多个片选信号有效的情况下，接收到有效片选信号的从设备与主设备建立通信，未接收到有效片选信号的从设备与主设备中断通信。通过本发明，能够实现工作在主模式下的主设备自动控制多个外设的通信，提高了通信灵活性和通信速度。

Description

自动控制方法、系统及USB设备

技术领域

本发明涉及硬件设备领域，具体而言，涉及一种自动控制方法、系统及USB设备。

背景技术

串行外设接口(Serial Peripheral Interface，简称为SPI)的总线系统是一种同步串行外设接口，是由Motorola公司提出的一种高速高效率的串行接口技术，它可以使微控制器(Micro Controller Unit，简称为MCU)与各种外围设备以串行方式进行通信来交换信息。鉴于其数据传输速度快和数据传输安全可靠等优点，目前被广泛应用。

FLASH即Flash Memory(闪存)的简称，作为存储的媒介，因其存储性能安全可靠、价格便宜等优点也引起了广泛关注；LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)，因其具有低压微功耗、被动显示型(无眩光，不刺激人眼，不会引起眼睛疲劳)、无电磁辐射(对人体安全，利于信息保密)以及长寿命等显著优点，其应用范围也越来越广泛。由于外挂FLASH以及LCD的广泛应用，在现代SoC(System on Chip，片上系统)设计过程中，基本都包含SPI接口。但由于外挂FLASH与LCD在传输时序上存在一定的差异，使得现有技术中具有SPI接口的主设备只能与外挂FLASH或者LCD两种从设备中的一种进行通信。

在现有技术中，主控设备的SPI接口只包含一个片选信号，当一个主SPI接口外挂两个从设备时存在比较明显的缺点。首先是本身功能的局限性，具有SPI接口的主设备只能与外挂FLASH或者LCD两种从设备中的一种进行通信；其次是应用的局限性，由于几乎所有现有的SPI接口一般只包含一个片选信号，所以即使SPI接口控制器在功能上既能与外挂FLASH进行通信也能与LCD通信，也不能使一个主SPI接口同时外挂两个从设备；再次，用GPIO模拟片选信号的方法存在的缺点是应用起来比较复杂、不够灵活，而且还会降低通信速度。

目前针对相关技术的由于主设备只具有一个片选信号，或者只有通过GPIO来模拟片选信号的现状，导致主设备在外挂多个从设备时，无法实现对外挂的多个从设备进行通信控制的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术的由于主设备只具有一个片选信号，或者只有通过GPIO来模拟片选信号的现状，导致主设备在外挂多个从设备时，无法实现对外挂的多个从设备进行通信控制的问题，目前尚未提出有效的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种自动控制方法、系统及USB设备，以解决上述问题。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种自动控制系统，该系统包括：主设备，包括串行外设接口SPI；至少一个从设备，通过串行外设接口SPI分别与主设备连接，每个从设备接收串行外设接口SPI中对应的片选引脚所传输的片选信号；其中，在一个或多个片选信号有效的情况下，接收到有效片选信号的从设备与主设备建立通信，未接收到有效片选信号的从设备与主设备中断通信。

进一步地，主设备包括：寄存器，用于保存一个或多个控制位；控制器，用于设置每个控制位的置位信息，在将控制位置位为1时，该控制位对应的片选信号有效，在将控制位置位为0时，该控制位对应的片选信号无效。

进一步地，在将控制位置位为1时，该控制位对应的片选信号被拉低，以获取有效的片选信号；在将控制位置位为0时，该控制位对应的片选信号被拉高，以获取无效的片选信号。

进一步地，从设备包括FLASH存储器和液晶显示器。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种自动控制方法，该方法包括：至少一个从设备分别通过串行外设接口SPI与主设备连接；每个从设备接收串行外设接口SPI中对应的片选引脚所传输的片选信号，其中，在任意一个或多个片选信号有效的情况下，接收到该有效片选信号的从设备与主设备建立通信，未接收到有效片选信号的从设备与主设备中断通信。

进一步地，在至少一个从设备分别通过串行外设接口SPI与主设备连接之后，方法还包括：主设备中的控制器将寄存器中保存的一个或多个控制位的置位信息置位为1；在控制位置位为1时，该控制位对应的片选信号被拉低，以获取有效片选信号；接收到该有效片选信号的从设备与主设备建立通信。

进一步地，在至少一个从设备分别通过串行外设接口SPI与主设备连接之后，方法还包括：主设备中的控制器将寄存器中保存的一个或多个控制位的置位信息置位为0；在控制位置位为0时，该控制位对应的片选信号被拉高，以获取无效片选信号；接收到该无效片选信号的从设备与主设备中断通信。

进一步地，在至少一个从设备分别通过串行外设接口SPI与主设备连接之后，方法还包括：主设备中的控制器将寄存器中保存的一个控制位的置位信息置位为1，其他的控制位的置位信息置位为0；在控制位置位为1时，该控制位对应的片选信号被拉低，以获取有效片选信号，接收到该有效片选信号的从设备与主设备建立通信；在控制位置位为0时，该控制位对应的片选信号被拉高，以获取无效片选信号，接收到该无效片选信号的从设备与主设备中断通信。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种USB设备，该USB设备包括上述任意一种的自动控制系统：

进一步地，USB设备包括：FLASH存储器和液晶显示器。

通过本发明，采用主设备，包括串行外设接口SPI；至少一个从设备，通过串行外设接口SPI分别与主设备连接，每个从设备接收串行外设接口SPI中对应的片选引脚所传输的片选信号；其中，在一个或多个片选信号有效的情况下，接收到有效片选信号的从设备与主设备建立通信，未接收到有效片选信号的从设备与主设备中断通信，解决了相关现有技术的由于主设备只具有一个片选信号，或者只有通过GPIO来模拟片选信号的现状，导致主设备在外挂多个从设备时，无法实现对外挂的多个从设备进行通信控制的问题，进而实现工作在主模式下的主设备自动控制多个外设的通信，提高了通信灵活性和通信速度的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的自动控制系统的结构示意图；

图2是根据图1所示实施例的自动控制系统的详细结构示意图；

图3是根据本发明实施例的自动控制方法的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是根据本发明实施例的自动控制系统的结构示意图；图2是根据图1所示实施例的自动控制系统的详细结构示意图。

如图1所示，该自动控制系统包括：主设备，包括串行外设接口SPI；至少一个从设备，通过串行外设接口SPI分别与主设备连接，每个从设备接收串行外设接口SPI中对应的片选引脚(SS0、SS1……SSn)所传输的片选信号；其中，在任意一个或多个片选信号有效的情况下，接收到该有效片选信号的从设备与主设备建立通信，未接收到有效片选信号的从设备与主设备中断通信。

本申请上述实施例在主设备SPI接口控制器的设计过程中，在硬件上实现多个片选引脚，通过控制片选引脚传输的片选信号使得工作在主模式下的主设备在(SPI模块)外挂多个不同类型从设备的同时，实现了自动控制多个外设的通信，大大提高通信灵活性与通信速度。

本申请上述实施例中的主设备可以包括：寄存器，用于保存一个或多个控制位；控制器，用于设置每个控制位的置位信息，在将控制位置位为1时，该控制位对应的片选信号被拉低，此时该片选信号为有效片选信号，在将控制位置位为0时，该控制位对应的片选信号被拉高，该片选信号为无效片选信号。上述实施例仅仅通过对寄存器的简单设置，实现选中其中一个或多个片选进行正常的工作并且控制这个片选产生正确的时序，从而工作在主模式下的主设备可以控制与外挂的多个不同类型从设备进行正常通信，增强了应用的灵活性，加快了数据的传输速度。

本申请上述实施例的具体实施过程可以通过如图2所示的，主设备与两个从设备硬件连接来进行详细描述，该图2所示的实施例的主从设备之间工作在一主两从的工作模式下，两个从设备可以分别为FLASH存储器和液晶显示器。图中各连接信号包括：连续时钟(Serial Clock，简称为SCK)，即传输数据的时钟；主设备输出/从设备输入(Master Out/Slave In，简称为MOSI)；主设备输入/从设备输出(Master In/Slave Out，简称为MISO)；从设备选择信号0(Slave Select 0，简称为SS0)；从设备选择信号1(Slave Select 1，简称为SS1)。

该实施例中，SPI接口模块工作在主模式下时共存在两个片选信号SS0以及SS1，即在SPI原通信接口片选信号SS0的基础上扩展一个片选信号SS1，在实施过程中关键在于在特殊功能寄存器中增加了两个控制位，分别为SSSE0(SPI Slave Select Enable 0，SPI从模式选择使能位0)和SSSE1(SPI Slave Select Enable 1，SPI从模式选择使能位1)。当特殊功能寄存器中的控制位SSSE0被置1时，则表明选中了片选信号SS0，随即会产生正确的时序信号，此时与片选信号SS0相连接的从设备将进入数据传输模式，而与SS1相连接的从设备则处于空闲状态。相反，如果寄存器中的控制位SSSE1被置1时，则表明选中了片选信号SS1，此时与片选信号SS1相连接的从设备将进入数据传输模式，而与片选信号SS0相连接的从设备则处于空闲状态。这种工作模式也体现了本发明分时操作的特点。

上述实施例在主从设备之间数据的传输需要的4个引脚(4条信号线，分别为MOSI引脚、MISO引脚、SCK引脚以及片选信号引脚SS0)的基础上，增加了一个片选信号引脚SS1之后即变成了5个引脚，当主设备拉低片选信号时表明主设备选中了相应的从设备并准备与之通信；相反，当主设备拉高片选信号时表明主设备中断了与相应从设备之间的通信。从而实现了自动控制两个外部从设备的应用方案，并且这两个片选信号都是硬件实现的，大大提高通信灵活性与通信速度，而且这种双片选的设计方案成功的解决了SPI接口工作在一主两从模式下遇到的问题，并且仅对寄存器进行简单灵活的设置就能完成正确的数据通信。

图3是根据本发明实施例的自动控制方法的流程图。如图3所示该方法包括如下步骤：

步骤S102，至少一个从设备分别通过串行外设接口SPI与主设备连接。

步骤S104，每个从设备接收串行外设接口SPI中对应的片选引脚所传输的片选信号，其中，在任意一个或多个片选信号有效的情况下，接收到该有效片选信号的从设备与主设备建立通信，未接收到有效片选信号的从设备与主设备中断通信。

本申请上述实施例中，在至少一个从设备分别通过串行外设接口SPI与主设备连接之后，可以包括如下一种实时方式：主设备中的控制器将寄存器中保存的一个或多个控制位的置位信息置位为1；在控制位置位为1时，该控制位对应的片选信号被拉低，以获取有效片选信号；接收到该有效片选信号的从设备与主设备建立通信。该实施例通过设置寄存器中控制位的置位信息，来控制片选信号为有效片选信号，从而控制了主设备与一部分从设备(通常是一个从设备)成功建立通讯关系，使得接收到该片选信号的从设备与主设备进入数据传输模式。该实施例可以实现如果两个或多个从设备的时序相同的情况下，控制器可以将寄存器中具有相同时序的从设备的控制位同时置位为1，使得这些从设备都为有效从设备，可以与主设备进行通信。

本申请上述实施例中，在至少一个从设备分别通过串行外设接口SPI与主设备连接之后，可以包括如下另外一种实时方式：主设备中的控制器将寄存器中保存的一个或多个控制位的置位信息置位为0；在控制位置位为0时，该控制位对应的片选信号被拉高，以获取无效片选信号；接收到该无效片选信号的从设备与主设备中断通信。该实施例通过设置寄存器中控制位的置位信息，来控制片选信号为无效片选信号，从而控制了主设备与一部分从设备断开通讯关系，使得接收到该片选信号的从设备与主设备中断数据传输。

本申请上述实施例中，在至少一个从设备分别通过串行外设接口SPI与主设备连接之后，也可以包括如下第三种实时方式：主设备中的控制器将寄存器中保存的一个控制位的置位信息置位为1，其他的控制位的置位信息置位为0；在控制位置位为1时，该控制位对应的片选信号被拉低，以获取有效片选信号，接收到该有效片选信号的从设备与主设备建立通信；在控制位置位为0时，该控制位对应的片选信号被拉高，以获取无效片选信号，接收到该无效片选信号的从设备与主设备中断通信。该实施例通过设置寄存器中控制位的置位信息，来控制片选信号为有效片选信号，从而控制了主设备只能与一个从设备成功建立通讯关系，使得接收到该片选信号的从设备与主设备进入数据传输模式，而与其他的从设备断开通信关系，即控制主设备在某一时刻只能与一个从设备进行数据传输，控制了不同外设的正常通信。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本申请还提供了一种USB设备，该USB设备包括了上述任意一个自动控制系统的实施方式，其中，USB设备可以包括：FLASH存储器和液晶显示器。

具体的，上述自动控制系统的SPI接口中双片选的设计方案可以应用于二代USB key的设计中。在二代USB key中包括了用于存储用户信息的FLASH，以及用于显示用户交易信息的LCD，这两种设备都兼容SPI接口传输模式，本申请实施例主设备的SPI接口控制模块具有两个片选信号，顺利实现控制这两种外设的正常通信。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：本发明的双片选方案使得工作在主模式下的SPI模块外挂两个不同类型从设备的应用情况成为可能，通过对寄存器的简单设置，可以灵活的选择片选信号，并且准确的控制片选信号产生的时序，实现了自动控制两个外设的通信，大大提高通信灵活性与通信速度。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种自动控制系统，其特征在于，包括：

主设备，包括串行外设接口SPI；

至少一个从设备，通过所述串行外设接口SPI分别与所述主设备连接，每个从设备接收所述串行外设接口SPI中对应的片选引脚所传输的片选信号；

其中，在一个或多个片选信号有效的情况下，接收到有效片选信号的从设备与所述主设备建立通信，未接收到有效片选信号的从设备与所述主设备中断通信。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主设备包括：

寄存器，用于保存一个或多个控制位；

控制器，用于设置每个控制位的置位信息，在将所述控制位置位为1时，该控制位对应的片选信号有效，在将所述控制位置位为0时，该控制位对应的片选信号无效。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在将所述控制位置位为1时，该控制位对应的片选信号被拉低，以获取有效的片选信号；在将所述控制位置位为0时，该控制位对应的片选信号被拉高，以获取无效的片选信号。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的系统，其特征在于，所述从设备包括FLASH存储器和液晶显示器。

5.一种自动控制方法，其特征在于，包括：

至少一个从设备分别通过串行外设接口SPI与主设备连接；

每个从设备接收所述串行外设接口SPI中对应的片选引脚所传输的片选信号，其中，在任意一个或多个片选信号有效的情况下，接收到该有效片选信号的从设备与所述主设备建立通信，未接收到有效片选信号的从设备与所述主设备中断通信。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在至少一个从设备分别通过串行外设接口SPI与主设备连接之后，所述方法还包括：

所述主设备中的控制器将寄存器中保存的一个或多个控制位的置位信息置位为1；

在所述控制位置位为1时，该控制位对应的片选信号被拉低，以获取有效片选信号；

接收到该有效片选信号的从设备与所述主设备建立通信。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在至少一个从设备分别通过串行外设接口SPI与主设备连接之后，所述方法还包括：

所述主设备中的控制器将寄存器中保存的一个或多个控制位的置位信息置位为0；

在所述控制位置位为0时，该控制位对应的片选信号被拉高，以获取无效片选信号；

接收到该无效片选信号的从设备与所述主设备中断通信。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在至少一个从设备分别通过串行外设接口SPI与主设备连接之后，所述方法还包括：

所述主设备中的控制器将寄存器中保存的一个控制位的置位信息置位为1，其他的控制位的置位信息置位为0；

在所述控制位置位为1时，该控制位对应的片选信号被拉低，以获取有效片选信号，接收到该有效片选信号的从设备与所述主设备建立通信；

在所述控制位置位为0时，该控制位对应的片选信号被拉高，以获取无效片选信号，接收到该无效片选信号的从设备与所述主设备中断通信。

9.一种USB设备，其特征在于，包括权利要求1-4中任意一项所述的自动控制系统。

10.根据权利要求9所述的USB设备，其特征在于，所述USB设备包括：FLASH存储器和液晶显示器。