CN213690608U - 一种spi设备通信电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种SPI设备通信电路，包括：主机，包括主机数据输入口MISO、主机数据输出口MOSI、第一从机使能输出信号口CS1和第二从机使能输出信号口CS2；第一从机，包括第一从机数据输入口MISO、第一从机数据输出口MOSI和第一从机使能输入信号口CS1；第二从机，包括第二从机数据输入口MISO、第二从机数据输出口MOSI和第二从机使能输入信号口CS2；所述第一从机和第二从机均包括三态电路。本实用新型的SPI设备通信电路通过主机、从机和三态缓冲器之间的配合设置，保证了在通讯时只有正被通讯的从机的输出在线，而其余非正通讯的从机输出保持高阻态；既保证了链路的可靠性，又可以根据实际需求设置从机的数量。

Description

一种SPI设备通信电路

技术领域

本实用新型涉及微电子技术领域，具体涉及一种SPI设备通信电路。

背景技术

SPI是串行外设接口(Serial Peripheral Interface)的缩写。是一种同步串行接口技术，是高速的，全双工的同步的通信总线。使用SPI通讯操作简单、数据传输速率较高。但它也有缺点：需要占用主机较多的口线(每个从机都需要一根片选线)；只支持单个主机；没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据。在多台机器采用SPI总线通讯时，只能有一台主机，即一主多从，而且没有应答机制确认数据是否可靠传输，所以对采用SPI总线通讯时，对其链路可靠性要求非常高。

目前在SPI通讯系统中，还存在以下问题：

1.每个从机都需要一根片选线，需要占用主机较多的端口；

2.没有应答机制确认数据是否可靠传输，链路可靠性不高。

基于上述情况，本实用新型提出了一种SPI设备通信电路，可有效解决以上问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种SPI设备通信电路。本实用新型的SPI设备通信电路结构简单，使用方便，通过主机、从机和三态缓冲器之间的配合设置，实现了一个主机和多个从机之间的SPI正常通讯；既保证了链路的可靠性，又可以根据实际需求设置从机的数量。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种SPI设备通信电路，包括：

主机，包括主机数据输入口MISO、主机数据输出口MOSI、第一从机使能输出信号口CS1和第二从机使能输出信号口CS2；

第一从机，包括第一从机数据输入口MISO、第一从机数据输出口MOSI和第一从机使能输入信号口CS1；

第二从机，包括第二从机数据输入口MISO、第二从机数据输出口MOSI和第二从机使能输入信号口CS2；

所述第一从机和第二从机均包括三态电路，所述三态电路包括单片机、三态缓冲器U3、电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和接插件P1；所述单片机包括第一串行接口PB12、第二串行接口PB13、第三串行接口PB14和第四串行接口PB15，所述三态缓冲器U3包括输出使能端口OE、输入信号口INA、接地端GND、供电电压口VCC和输出信号口OUTY；

其中，所述主机数据输入口MISO分别与第一从机数据输入口MISO和第二从机数据输入口MISO电连接，所述主机数据输出口MOSI分别与第一从机数据输出口MOSI和第二从机数据输出口MOSI电连接，所述第一从机使能输出信号口CS1与第一从机使能输入信号口CS1电连接，所述第二从机使能输出信号口CS2与第二从机使能输入信号口CS2电连接；

所述输出使能端口OE与第四电阻R4和接插件P1依次串联，且输出使能端口OE还与第一串行接口PB12电连接，所述输入信号口INA与第三串行接口PB14电连接，所述接地端GND接地，所述供电电压口VCC接电源电压，且其与电容C1一侧电连接，电容C1另一侧接地，所述输出信号口OUTY与第二电阻R2和接插件P1依次串联，所述第一串行接口PB13与第一电阻R1和接插件P1依次串联，所述第三串行接口PB15与第三电阻R3和接插件P1依次串联。

本实用新型的目的在于提供一种SPI设备通信电路。本实用新型的SPI设备通信电路结构简单，使用方便，通过主机、从机和三态缓冲器之间的配合设置，实现了一个主机和多个从机之间的SPI正常通讯；既保证了链路的可靠性，又可以根据实际需求设置从机的数量。

优选的，还包括第三从机，其包括第三从机数据输入口MISO、第三从机数据输出口MOSI和第三从机使能输入信号口CS3，所述主机还包括第三从机使能输出信号口CS3。

优选的，所述第三从机数据输入口MISO与主机数据输入口MISO电连接，所述第三从机数据输出口MOSI与主机数据输出口MOSI电连接，第三从机使能输入信号口CS3与第三从机使能输出信号口CS3电连接。

优选的，所述单片机为型号STM32F103R的单片机。

优选的，所述三态缓冲器U3为型号NL17SZ125的三态缓冲器。

优选的，所述电容C1的电容值为100nF。

优选的，所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的阻值均为1KΩ。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型的目的在于提供一种SPI设备通信电路。本实用新型的SPI设备通信电路结构简单，使用方便，通过主机、从机和三态缓冲器之间的配合设置，实现了一个主机和多个从机之间的SPI正常通讯；既保证了链路的可靠性，又可以根据实际需求设置从机的数量。

1.通过设置三态电路，确保从机只有在被选中通讯时才有给主机的输出信号，其余时间保持高阻状态，保证只有正被通讯的从机的输出在线，而其余非正通讯的从机输出保持高阻态，在电路上保证了链路的可靠性；

2.可以根据实际需求设置从机的数量，可轻松实现1个主机对11个从机的总线通讯，不丢数据且安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型的电路示意框图；

图2为本实用新型所述三态电路原理图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例对本实用新型的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本实用新型中所述单片机、三态缓冲器、主机和从机等技术特征(本实用新型的组成单元/元件)，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制得，其具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本实用新型的创新点所在，对于本领域技术人员来说，是可以理解的，本实用新型专利不做进一步具体展开详述。

实施例1：

如图1至2所示，本实用新型提供了一种SPI设备通信电路，包括：

主机1，包括主机数据输入口MISO 11、主机数据输出口MOSI 12、第一从机使能输出信号口CS113和第二从机使能输出信号口CS214；

第一从机2，包括第一从机数据输入口MISO 22、第一从机数据输出口MOSI 23和第一从机使能输入信号口CS124；

第二从机3，包括第二从机数据输入口MISO 31、第二从机数据输出口MOSI 32和第二从机使能输入信号口CS233；整个电路里只有一组SCLK、MOSI和MISO总线，主机1和各个从机通过该总线进行通讯，同时，主机1对于每个从机都有一根片选线，当该片选线CS被拉低时，对应的从机被选中进行通讯。

所述第一从机2和第二从机3均包括三态电路21，所述三态电路21包括单片机211、三态缓冲器U3212、电容C1213、第一电阻R1214、第二电阻R2215、第三电阻R3216、第四电阻R4217和接插件P1218；所述单片机211包括第一串行接口PB122111、第二串行接口PB132112、第三串行接口PB142113和第四串行接口PB152114，所述三态缓冲器U3212包括输出使能端口OE2121、输入信号口INA 2122、接地端GND 2123、供电电压口VCC 2124和输出信号口OUTY 2125；

其中，所述主机数据输入口MISO 11分别与第一从机数据输入口MISO 22和第二从机数据输入口MISO 31电连接，所述主机数据输出口MOSI 12分别与第一从机数据输出口MOSI 23和第二从机数据输出口MOSI 32电连接，所述第一从机使能输出信号口CS113与第一从机使能输入信号口CS124电连接，所述第二从机使能输出信号口CS214与第二从机使能输入信号口CS233电连接；

所述输出使能端口OE 2121与第四电阻R4217和接插件P1218依次串联，且输出使能端口OE 2121还与第一串行接口PB122111电连接，所述输入信号口INA 2122与第三串行接口PB142113电连接，所述接地端GND 2123接地，所述供电电压口VCC 2124接电源电压，且其与电容C1213一侧电连接，电容C1213另一侧接地，所述输出信号口OUTY 2125与第二电阻R2215和接插件P1218依次串联，所述第一串行接口PB132112与第一电阻R1214和接插件P1218依次串联，所述第三串行接口PB152114与第三电阻R3216和接插件P1218依次串联。

在从机的使能输入信号口CS为高电平未被选中时，三态缓冲器U3212为高阻态，即该从机的MOSI输出为高阻态，不会对正在通讯的总线形成干扰；当CS为低电平被选中时，三态缓冲器U3212输出到单片机212的第四串行接口PB152114，将该从机接入SPI总线进行正常通讯。

实施例2：

如图1至2所示，本实用新型提供了一种SPI设备通信电路，包括：

主机1，包括主机数据输入口MISO 11、主机数据输出口MOSI 12、第一从机使能输出信号口CS113和第二从机使能输出信号口CS214；

第一从机2，包括第一从机数据输入口MISO 22、第一从机数据输出口MOSI 23和第一从机使能输入信号口CS124；

第二从机3，包括第二从机数据输入口MISO 31、第二从机数据输出口MOSI 32和第二从机使能输入信号口CS233；整个电路里只有一组SCLK、MOSI和MISO总线，主机1和各个从机通过该总线进行通讯，同时，主机1对于每个从机都有一根片选线，当该片选线CS被拉低时，对应的从机被选中进行通讯。

所述第一从机2和第二从机3均包括三态电路21，所述三态电路21包括单片机211、三态缓冲器U3212、电容C1213、第一电阻R1214、第二电阻R2215、第三电阻R3216、第四电阻R4217和接插件P1218；所述单片机211包括第一串行接口PB122111、第二串行接口PB132112、第三串行接口PB142113和第四串行接口PB152114，所述三态缓冲器U3212包括输出使能端口OE2121、输入信号口INA 2122、接地端GND 2123、供电电压口VCC 2124和输出信号口OUTY 2125；

其中，所述主机数据输入口MISO 11分别与第一从机数据输入口MISO 22和第二从机数据输入口MISO 31电连接，所述主机数据输出口MOSI 12分别与第一从机数据输出口MOSI 23和第二从机数据输出口MOSI 32电连接，所述第一从机使能输出信号口CS113与第一从机使能输入信号口CS124电连接，所述第二从机使能输出信号口CS214与第二从机使能输入信号口CS233电连接；

所述输出使能端口OE 2121与第四电阻R4217和接插件P1218依次串联，且输出使能端口OE 2121还与第一串行接口PB122111电连接，所述输入信号口INA 2122与第三串行接口PB142113电连接，所述接地端GND 2123接地，所述供电电压口VCC 2124接电源电压，且其与电容C1213一侧电连接，电容C1213另一侧接地，所述输出信号口OUTY 2125与第二电阻R2215和接插件P1218依次串联，所述第一串行接口PB132112与第一电阻R1214和接插件P1218依次串联，所述第三串行接口PB152114与第三电阻R3216和接插件P1218依次串联。

在从机的使能输入信号口CS为高电平未被选中时，三态缓冲器U3212为高阻态，即该从机的MOSI输出为高阻态，不会对正在通讯的总线形成干扰；当CS为低电平被选中时，三态缓冲器U3212输出到单片机212的第四串行接口PB152114，将该从机接入SPI总线进行正常通讯。

进一步地，在另一个实施例中，还包括第三从机4，其包括第三从机数据输入口MISO 41、第三从机数据输出口MOSI 42和第三从机使能输入信号口CS343，所述主机1还包括第三从机使能输出信号口CS315。

用户可根据实际情况设置从机的数量，过程十分方便简单。

进一步地，在另一个实施例中，所述第三从机数据输入口MISO 41与主机数据输入口MISO 11电连接，所述第三从机数据输出口MOSI 42与主机数据输出口MOSI 12电连接，第三从机使能输入信号口CS343与第三从机使能输出信号口CS315电连接。

进一步地，在另一个实施例中，所述单片机211为型号STM32F103R的单片机。

进一步地，在另一个实施例中，所述三态缓冲器U3212为型号NL17SZ125的三态缓冲器。

进一步地，在另一个实施例中，所述电容C1213的电容值为100nF。

进一步地，在另一个实施例中，所述第一电阻R1214、第二电阻R2215、第三电阻R3216和第四电阻R4217的阻值均为1KΩ。

本实用新型一个实施例的工作原理如下：

一种SPI设备通信电路，在从机的使能输入信号口CS为高电平未被选中时，三态缓冲器U3212为高阻态，即该从机的MOSI输出为高阻态，不会对正在通讯的总线形成干扰；当CS为低电平被选中时，三态缓冲器U3212输出到单片机212的第四串行接口PB152114，将该从机接入SPI总线进行正常通讯。

依据本实用新型的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本实用新型的SPI设备通信电路，并且能够产生本实用新型所记载的积极效果。

如无特殊说明，本实用新型中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此本实用新型中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，本实用新型中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种SPI设备通信电路，其特征在于，包括：

主机(1)，包括主机数据输入口MISO(11)、主机数据输出口MOSI(12)、第一从机使能输出信号口CS1(13)和第二从机使能输出信号口CS2(14)；

第一从机(2)，包括第一从机数据输入口MISO(22)、第一从机数据输出口MOSI(23)和第一从机使能输入信号口CS1(24)；

第二从机(3)，包括第二从机数据输入口MISO(31)、第二从机数据输出口MOSI(32)和第二从机使能输入信号口CS2(33)；

所述第一从机(2)和第二从机(3)均包括三态电路(21)，所述三态电路(21)包括单片机(211)、三态缓冲器U3(212)、电容C1(213)、第一电阻R1(214)、第二电阻R2(215)、第三电阻R3(216)、第四电阻R4(217)和接插件P1(218)；所述单片机(211)包括第一串行接口PB12(2111)、第二串行接口PB13(2112)、第三串行接口PB14(2113)和第四串行接口PB15(2114)，所述三态缓冲器U3(212)包括输出使能端口OE(2121)、输入信号口INA(2122)、接地端GND(2123)、供电电压口VCC(2124)和输出信号口OUTY(2125)；

其中，所述主机数据输入口MISO(11)分别与第一从机数据输入口MISO(22)和第二从机数据输入口MISO(31)电连接，所述主机数据输出口MOSI(12)分别与第一从机数据输出口MOSI(23)和第二从机数据输出口MOSI(32)电连接，所述第一从机使能输出信号口CS1(13)与第一从机使能输入信号口CS1(24)电连接，所述第二从机使能输出信号口CS2(14)与第二从机使能输入信号口CS2(33)电连接；

所述输出使能端口OE(2121)与第四电阻R4(217)和接插件P1(218)依次串联，且输出使能端口OE(2121)还与第一串行接口PB12(2111)电连接，所述输入信号口INA(2122)与第三串行接口PB14(2113)电连接，所述接地端GND(2123)接地，所述供电电压口VCC(2124)接电源电压，且其与电容C1(213)一侧电连接，电容C1(213)另一侧接地，所述输出信号口OUTY(2125)与第二电阻R2(215)和接插件P1(218)依次串联，所述第一串行接口PB13(2112)与第一电阻R1(214)和接插件P1(218)依次串联，所述第三串行接口PB15(2114)与第三电阻R3(216)和接插件P1(218)依次串联。

2.根据权利要求1所述的SPI设备通信电路，其特征在于：还包括第三从机(4)，其包括第三从机数据输入口MISO(41)、第三从机数据输出口MOSI(42)和第三从机使能输入信号口CS3(43)，所述主机(1)还包括第三从机使能输出信号口CS3(15)。

3.根据权利要求2所述的SPI设备通信电路，其特征在于：所述第三从机数据输入口MISO(41)与主机数据输入口MISO(11)电连接，所述第三从机数据输出口MOSI(42)与主机数据输出口MOSI(12)电连接，第三从机使能输入信号口CS3(43)与第三从机使能输出信号口CS3(15)电连接。

4.根据权利要求1所述的SPI设备通信电路，其特征在于：所述单片机(211)为型号STM32F103R的单片机。

5.根据权利要求1所述的SPI设备通信电路，其特征在于：所述三态缓冲器U3(212)为型号NL17SZ125的三态缓冲器。

6.根据权利要求1所述的SPI设备通信电路，其特征在于：所述电容C1(213)的电容值为100nF。

7.根据权利要求1所述的SPI设备通信电路，其特征在于：所述第一电阻R1(214)、第二电阻R2(215)、第三电阻R3(216)和第四电阻R4(217)的阻值均为1KΩ。

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