CN208477514U - 一种智能温控器的spi转uart的模拟电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种智能温控器的SPI转UART的模拟电路，包括微处理器、缓存器、定时器以及UART模拟接口，本实用新型利用单片机的系统资源，降低了产品的成本；同时使用SPI的硬件资源，降低了对单片机CPU的占用时间，提高了单片机的运行效率。

Description

一种智能温控器的SPI转UART的模拟电路

技术领域

本实用新型涉及智能温控器的控制领域，尤其是涉及一种智能温控器的SPI转UART的模拟电路。

背景技术

在HVAC/R系统中，串行通信(RS485/RS232)是必不可少的通信接口,为了是系统具有更好的扩展能力，通常要配置有几组串行通信接口。在设计中，单片机的资源是有限的，内部集成的通信接口一般包括I2C,UART/USART,SPI，CAN和BUS等，为了满足产品更多的串口通信需求，现有的做法大致包括三种：

1、通过增加额外的转换芯片来扩展串口：通过此种方法不可避免地导致产品的成本提高，如，目前有I2C转UART，SPI转UART等专用转换芯片，可以为单片机增加更多的UART，但是相应的也增加了系统的成本；

2、选择更多硬件串口资源的单片机：更多UART资源的单片机，通常意味着选择功能更为强大的单片机，相应的单片机运行频率也很高，在单片机成本增加的同时，产品EMC/EMI方面的设计复杂度也相应提高；

3、采用现有的单片机资源模拟串口通信：模拟UART技术通常采用IO口线模拟UART通信，优点是占用单片机资源少，实现简单，但模拟UART稳定性不足，降低了通信可靠性。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提出了一种智能温控器的SPI转UART模拟电路。

本实用新型的主要内容包括：

一种智能温控器的SPI转UART的模拟电路，包括微处理器、缓存器、定时器以及UART模拟接口；所述微处理器包括SPI从设备信号接收端口、SPI从设备信号发送端口以及外部时钟输入端口；所述UART模拟接口包括UART发送信号端口和UART接收信号端口；其中，所述SPI从设备信号接收端口与所述UART发送信号端口相连，接收所述UART发送信号端口传送的数据，并将数据存储至所述缓存器内；所述SPI从设备信号发送端口与所述UART接收信号端口相连，将所述缓存器内的数据传送至所述UART接收信号端口；所述外部时钟输入端口与所述定时器连接。

优选的，所述微处理器还包括外部信号中断输入信号，所述外部信号中断输入信号与所述UART发送信号端口连接，用于检测数据的起始位。

优选的，所述缓存器包括公共缓存区、发送缓存区以及接收缓存区；所述SPI从设备信号接收端口接收到的数据通过所述公共缓存区存储在所述接收缓存区内；所述SPI从设备信号发送端口读取所述发送缓存区内的数据。

优选的，所述微处理器还包括定时器方波输出端口，所述定时器通过所述定时器方波输出端口向所述外部时钟输入端口输入PWM方波输出。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出了一种智能温控器的SPI转UART的模拟电路，利用单片机的系统资源，降低了产品的成本；同时使用SPI的硬件资源，降低了对单片机CPU的占用时间，提高了单片机的运行效率。

附图说明

图1为本实用新型的SPI转UART物理连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型所保护的技术方案做具体说明。

请参照图1。本实用新型提出了一种智能温控器的SPI转UART的模拟电路，包括微处理器(MCU)1、缓存器、定时器以及UART模拟接口(UART)2，其中，所述缓存器和所述定时器集成在所述微处理器内，所述UART模拟接口2连接至RS232/RS485的数据收发端口，可以与其他RS232/RS485设备有线连接，并根据其他产品内置程序或者PC串行工具进行数据交互。

具体地，所述微处理器1包括有SPI通讯模块，即包括SPI从设备信号接收端口(MOSI)、SPI从设备信号发送端口(MISO)、以及外部时钟输入端口(SCK)和定时器方波输出端口(PWM)，而所述UART模拟接口包括UART发送信号端口(TXD)和UART接收信号端口(RXD)，而所述SPI从设备信号接收端口(MOSI)与所述UART发送信号端口(TXD)相连接，接收所述UART发送信号端口传送到来的数据，并将该数据存储在所述缓存器内；而所述SPI从设备信号发送端口(MISO)与所述UART接收信号端口(RXD)相连，将所述缓存器内的数据传送至所述UART接收信号端口(RXD)；所述外部时钟输入端口(SCK)通过所述定时器方波输出端口(PWM)与所述定时器连接；在其中一个实施例中，所述定时器方波输出端口输出为PWM方波。

在其中一个实施例中，所述微处理器(MCU)1还包括有外部信号中断输入信号(EXTI)，所述外部信号中断输入信号与所述UART发送信号端口(TXD)相连接，用于检测数据的起始位。此外，为了使所述UART模拟接口连续的工作，所述缓存器包括公共缓存区、发送缓存区以及接收缓存区，其中，所述SPI从设备信号接收端口接收到的数据通过所述公共缓存区存储在所述接收缓存区内；所述SPI从设备信号发送端口读取所述发送缓存区内的数据。

采用本实用新型的模拟电路以使用SPI模拟UAR一个具体的实施过程如下：首先假设UART通信数据格式包括8bit，其中起始位为1bit，数据位为6bits，停止位为1bit，无奇偶校验位，波特率为9600bps；同时，将SPI设置为全双工从模式，采用外部时钟，8位数据位，时钟极性CPOL为1，且时钟相位CPHA为0；并根据URAT波特率设置定时器的时间，PWM方波周期与UART传输1bit的时间相同；本实用新型中采用外部信号中断输入端口(EXTI)来监测外部UART通讯的开始；UART发送信号端口发送数据，外部信号中断输入端口(EXIT)检测到数据的起始位后，启动定时器经所述定时器方波输出端口(PWM)将PWM方波输入至所述外部时钟输入端口(SCK)，启动所述SPI从设备信号接收端口(MOSI)接收数据，其中，所述公共缓存区接收8bits的数据，并将数据传送至所述接收缓存区，之后所述公共缓存区继续等待接收所述SPI从设备信号接收端口接收到的下一个数据；而8bits的数据到达所述接收缓存区后，触发所述接收缓存区非空中断，在中断中读取所述接收缓存区内的数据，完成一次数据接收，此时，定时器停止通过所述定时器方波输出端口(PWM)输出PWM方波。

当需要发送数据时，启动定时器通过所述定时器方波输出端口(PWM)向所述外部时钟输入端口(SCK)输入PWM方波，所述发送缓存区将数据通过所述SPI从设备发送端口(MISO)向所述UART接收信号端口发送数据，此时，所述UART接收信号端口(RXD)按照UART的数据格式接收数据，所述发送缓存区内的数据发送完毕后，触发所述发送缓存区空中断，完成一次数据发送，停止定时器的PWM方波输出。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种智能温控器的SPI转UART的模拟电路，其特征在于，包括微处理器、缓存器、定时器以及UART模拟接口；所述微处理器包括SPI从设备信号接收端口、SPI从设备信号发送端口、以及外部时钟输入端口；所述UART模拟接口包括UART发送信号端口和UART接收信号端口；其中，所述SPI从设备信号接收端口与所述UART发送信号端口相连，接收所述UART发送信号端口传送的数据，并将数据存储至所述缓存器内；所述SPI从设备信号发送端口与所述UART接收信号端口相连，将所述缓存器内的数据传送至所述UART接收信号端口；所述外部时钟输入端口与所述定时器连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能温控器的SPI转UART的模拟电路，其特征在于，所述微处理器还包括外部信号中断输入信号，所述外部信号中断输入信号与所述UART发送信号端口连接，用于检测数据的起始位。

3.根据权利要求2所述的一种智能温控器的SPI转UART的模拟电路，其特征在于，所述缓存器包括公共缓存区、发送缓存区以及接收缓存区；所述SPI从设备信号接收端口接收到的数据通过所述公共缓存区存储在所述接收缓存区内；所述SPI从设备信号发送端口读取所述发送缓存区内的数据。

4.根据权利要求1所述的一种智能温控器的SPI转UART的模拟电路，其特征在于，所述微处理器还包括定时器方波输出端口，所述定时器通过所述定时器方波输出端口向所述外部时钟输入端口输入PWM方波输出。