串行外设接口复用方法及通信系统技术方案

本发明专利技术涉及一种串行外设接口复用方法，适用于具有串行外设接口的主机通过串行外设接口连接两个以上的外设，以在主机和外设之间传输数据。通过MCU定时器的PWM输出模式，在一个PWM周期内分别输出通过连接外设数量所确定数量的预设相位差和占空比的波形，通过片选信号线输出至对应外设的使能引脚，选通对应的外设，在每个外设选通时间内，所述主机和所述对应外设进行数据传输。所述方法无需MCU软件参与，通过硬件控制片选信号的SPI复用技术，实现了高速、多SPI的应用，为某些应用场合无法通过软件控制片选，实现SPI的复用提供了解决方法。本发明专利技术还涉及一种通信系统，该系统通过上述SPI复用方法实现数据的传输。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据传输
，特别是涉及一种串行外设接口复用方法及通信系统。
技术介绍
SPI(SerialPeripheralInterface，串行外设接口)是一种同步串行外设接口，可以使主机与各种外围设备通过串行方式进行通信以交换信息。该接口一般使用4条线：串行时钟线(SCLK)、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线CS。SPI接口以其优越的性能，极少的信号线(最多4根线，最少2根线)被广泛应用在各种场合。在点对点的通信中，SPI接口不需要进行寻址操作，且为全双工通信，显得简单高效。在多个从器件的系统中，每个从器件需要独立的使能信号，传统的方法中，通过软件控制每个从器件的使能信号，很容易实现SPI的复用。但是，软件控制从机的使能信号实现SPI复用的方式在一些场合无法满足需求，比如要求对从机使能信号的控制速度小于1uS的应用中，通过软件控制便无法实现。
技术实现思路
基于此，有必要针对某些应用场合无法通过软件控制片选，实现SPI复用的问题，提供一种串行外设接口复用方法及通信系统。一种串行外设接口复用方法，适用于具有串行外设接口的主机通过串行外设接口连接两个以上的外设，以在主机和外设之间传输数据，包括：将主机的定时器设置为脉冲宽度调制输出模式，并设置脉冲宽度调制信号的周期；根据连接的外设数量，确定输出的脉冲宽度调制信号的数量、每个脉冲宽度调制信号的占空比以及每两个相邻的脉冲宽度调制信号的相位差；设置每个脉冲宽度调制信号的初始电平及初始相位，启动定时器的脉冲宽度调制输出模式；将每个脉冲宽度调制信号分别通过片选信号线输出至对应外设的使能引脚；根据所述每个脉冲宽度调制信号的初始电平及初始相位，在每个脉冲宽度调制信号的低电平时间内，所述主机和所述对应外设进行数据传输。在其中一个实施例中，所述脉冲宽度调制信号的数量等于所述连接的外设数量。在其中一个实施例中，每个脉冲宽度调制信号的占空比计算公式为其中，η表示每个脉冲宽度调制信号的占空比，n表示连接的外设数量。在其中一个实施例中，每两个相邻的脉冲宽度调制信号的相位差计算公式为其中，Δφ表示每两个相邻的脉冲宽度调制信号的相位差，n表示连接的外设数量。在其中一个实施例中，所述根据所述每个脉冲宽度调制信号的初始电平及初始相位，在每个脉冲宽度调制信号的低电平时间内，所述主机和所述对应外设进行数据传输，包括：在所述每个脉冲宽度调制信号的低电平时间内，所述主机的片选信号线输出低电平至所述对应外设的使能引脚，选通所述对应外设；在所述对应外设选通时间内，所述主机和所述对应外设进行数据传输。一种通信系统，包括主机和通过串行外设接口与所述主机连接的两个以上的外设，所述主机包括定时器，所述定时器被配置为脉冲宽度调制输出模式，所述脉冲宽度调制输出模式下输出信号的数量、每个脉冲宽度调制信号的占空比以及每两个相邻的脉冲宽度调制信号的相位差根据连接的外设数量确定；所述主机被配置为将每个脉冲宽度调制信号分别通过片选信号线输出至对应外设的使能引脚并根据所述每个脉冲宽度调制信号的初始电平及初始相位，在每个脉冲宽度调制信号的低电平时间内，与所述对应外设进行数据传输。在其中一个实施例中，所述输出的脉冲宽度调制信号的数量等于所述连接的外设数量。在其中一个实施例中，每个脉冲宽度调制信号的占空比的计算公式为其中，η表示每个脉冲宽度调制信号的占空比，n表示连接的外设数量。在其中一个实施例中，每两个相邻的脉冲宽度调制信号的相位差计算公式为其中，Δφ表示每两个相邻的脉冲宽度调制信号的相位差，n表示连接的外设数量。上述串行外设接口复用方法及通信系统，通过MCU定时器的PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)输出模式，在一个PWM周期内分别输出通过所连接外设数量确定数量的预设相位差和占空比的波形，通过片选信号线输出至对应外设的使能引脚，选通对应的外设，在每个外设选通时间内，所述主机和所述对应外设进行数据传输。在设置了定时器的PWM输出模式、PWM模式下波形的相位差和占空比等参数后，剩余步骤都是硬件自动完成，无需MCU软件参与。通过硬件控制片选信号的SPI复用技术，实现了高速、多SPI的应用，为某些应用场合无法通过软件控制片选，实现SPI的复用提供了解决方法。附图说明图1为一个实施例中串行外设接口的复用方法流程图；图2为另一个实施例中串行外设接口复用方法流程图；图3为一个实施例中串行外设接口复用方法的波形原理图；图4为另一个实施例中串行外设接口复用方法的波形原理图；图5为再一个实施例中串行外设接口复用方法的波形原理图；图6为一个实施例中通信系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，在一个实施例中，提供了一种串行外设接口的复用方法，该方法包括：步骤S100：将主机的定时器设置为脉冲宽度调制输出模式，并设置脉冲宽度调制信号的周期。其中，脉冲宽度调制(PulseWidthModulation，PWM)是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。把每一个脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。步骤S110：根据连接的外设数量，确定输出的脉冲宽度调制信号的数量、每个脉冲宽度调制信号的占空比以及每两个相邻的脉冲宽度调制信号的相位差。其中，根据连接的外设数量，确定相应的脉冲宽度调制模式的参数，包括脉冲宽度调制信号的输出数量、每个脉冲宽度调制信号的占空比以及每两个相邻的脉冲宽度调制信号的相位差。上述参数的设定，使得脉冲宽度调制信号与连接的外设相对应，不同的参数设定，可以实现不同的复用效果。步骤S120：设置每个脉冲宽度调制信号的初始电平及初始相位，启动定时器的脉冲宽度调制输出模式。其中，每个脉冲宽度调制信号的初始电平及初始相位决定了与其对应的外设数据传输的先后顺序，在上述参数均设置完成后，启动定时器的脉冲宽度调制输出模式，后续步骤即可通过硬件自动完成，无需微控制单元软件的参与。步骤S130：将每个脉冲宽度调制信号分别通过片选信号线输出至对应外设的使能引脚。其中，SPI(SerialPeripheralInterface，串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。该接口一般使用4条线：串行时钟线(SCLK)、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的外设选择线CS。通过外设选择线CS，将每个脉冲宽度调制信号分别输出至对应外设的使能引脚。步骤S140：根据所述每个脉冲宽度调制信号的初始电平及初始相位，在每个脉冲宽度调制信号的低电平时间内，所述主机和所述对应外设进行数据传输。其中，在每个外设的使能接口都连接至主机对应的外设选择线CS后，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种串行外设接口复用方法，适用于具有串行外设接口的主机通过串行外设接口连接两个以上的外设，以在主机和外设之间传输数据，其特征在于，包括：将主机的定时器设置为脉冲宽度调制输出模式，并设置脉冲宽度调制信号的周期；根据连接的外设数量，确定输出的脉冲宽度调制信号的数量、每个脉冲宽度调制信号的占空比以及每两个相邻的脉冲宽度调制信号的相位差；设置每个脉冲宽度调制信号的初始电平及初始相位，启动定时器的脉冲宽度调制输出模式；将每个脉冲宽度调制信号分别通过片选信号线输出至对应外设的使能引脚；根据所述每个脉冲宽度调制信号的初始电平及初始相位，在每个脉冲宽度调制信号的低电平时间内，所述主机和所述对应外设进行数据传输。

【技术特征摘要】
1.一种串行外设接口复用方法，适用于具有串行外设接口的主机通过串行外设接口连接两个以上的外设，以在主机和外设之间传输数据，其特征在于，包括：将主机的定时器设置为脉冲宽度调制输出模式，并设置脉冲宽度调制信号的周期；根据连接的外设数量，确定输出的脉冲宽度调制信号的数量、每个脉冲宽度调制信号的占空比以及每两个相邻的脉冲宽度调制信号的相位差；设置每个脉冲宽度调制信号的初始电平及初始相位，启动定时器的脉冲宽度调制输出模式；将每个脉冲宽度调制信号分别通过片选信号线输出至对应外设的使能引脚；根据所述每个脉冲宽度调制信号的初始电平及初始相位，在每个脉冲宽度调制信号的低电平时间内，所述主机和所述对应外设进行数据传输。2.根据权利要求1所述的串行外设接口复用方法，其特征在于，所述脉冲宽度调制信号的数量等于所述连接的外设数量。3.根据权利要求2所述的串行外设接口复用方法，其特征在于，每个脉冲宽度调制信号的占空比计算公式为η=n-1n]]>其中，η表示每个脉冲宽度调制信号的占空比，n表示连接的外设数量。4.根据权利要求3所述的串行外设接口复用方法，其特征在于，每两个相邻的脉冲宽度调制信号的相位差计算公式为其中，Δφ表示每两个相邻的脉冲宽度调制信号的相位差，n表示连接的外设数量。5.根据权利要求1所述的串行外设接口复用方法，其特征在于，所述根据所述每个脉冲宽度调制信号的初始电平及...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾春山，
申请(专利权)人：深圳市科陆精密仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44