一种基于SPI接口的输入输出扩展电路制造技术

本实用新型专利技术属于电子电路技术领域，具体涉及一种对主控制器输入输出接口数量的扩展电路。该基于SPI接口的输入输出扩展电路，包括主控制器，主控制器的主控芯片具有SPI接口；还包括至少一个扩展模块，主控模块包括并入串出芯片、串入并出芯片、接口1、接口2、开关量输入端和控制信号输出端。本实用新型专利技术输入输出扩展电路使控制器和扩展模块之间通过SPI串行数据通讯，接口线少，扩展模块不需要地址设定，扩展方便，只需简单的修改主控制器程序参数，就可实现多模块的扩展。

An input and output extension circuit based on SPI interface

The utility model belongs to the field of electronic circuit technology, in particular to an expansion circuit for the number of input and output interfaces of main controller. The input and output expansion circuit based on the SPI interface includes the main controller, the main controller chip of the main controller has the SPI interface; it also includes at least one extension module. The main control module includes the parallel serial output chip, the serial input and out chip, the interface 1, the interface 2, the switch input terminal and the controlled signal output end. The input and output expansion circuit of the utility model makes the communication between the controller and the extended module through SPI serial data, and the interface line is few. The extension module needs no address setting, the extension is convenient, and the program parameters of the main controller are simply modified, and the expansion of the multi module can be realized.

【技术实现步骤摘要】
一种基于SPI接口的输入输出扩展电路
本技术属于电子电路
，具体涉及一种对主控制器输入输出接口数量的扩展电路。
技术介绍
自动化控制领域离不开对现场开关信号的采集输入及控制信号的输出，一般主控制器只包含少量的输入输出接口能力，对于数量较大的开关输入输出信号和输出信号，通常采用扩展输入输出的方法，目前常见的扩展输入输出的方法包括并行扩展方法和RS232、RS485串行扩展方法。两种扩展方法都存在一定的缺陷：并行扩展使用的信号线比较多，对现场走线不方便，对控制器的IO口占用也比较多；RS232、RS485串行扩展使用口线少，但这两种通讯都是靠地址的不同来区分不同模块的，在每个扩展模块上必需要加入地址设定模块，比较麻烦。
技术实现思路
本技术的目的在于提出一种基于SPI接口的输入输出扩展电路，该输入输出扩展电路使控制器和扩展模块之间通过SPI串行数据通讯，接口线少，扩展模块不需要地址设定，扩展方便，只需简单的修改主控制器程序参数，就可实现多模块的扩展。本技术解决上述问题的技术方案是，一种基于SPI接口的输入输出扩展电路，其特殊之处在于：包括主控制器，所述主控制器的主控芯片具有SPI接口；还包括至少一个扩展模块，所述扩展模块包括并入串出芯片、串入并出芯片、接口1、接口2、开关量输入端和控制信号输出端；所述接口1和接口2均与并入串出芯片和串入并出芯片连接，开关量输入端与并入串出芯片连接，控制信号输出端与串入并出芯片连接；所述接口1和接口2均为SPI接口；所述并入串出芯片具有并行输入、串行移位输入和串行移位输出接口功能；所述串入并出芯片具有串行移位输入、并行输出和串行移位输出接口功能；通过主控芯片上的SPI接口与扩展模块的接口1连接，实现主控制器与扩展模块的连接。以上为本技术的基本结构，基于该基本结构，本技术还做出以下优化改进：进一步地，上述扩展模块还包括缓冲器，接口1通过缓冲器分别与并入串出芯片、串入并出芯片连接。缓冲器的作用是对输出信号驱动、对输入信号整形，增加接口的抗干扰能力。进一步地，上述扩展模块还包括缓冲器，所述缓冲器的数量为两个，分别为缓冲器1和缓冲器2，接口1通过缓冲器1分别与并入串出芯片、串入并出芯片连接，接口2通过缓冲器2分别与并入串出芯片、串入并出芯片连接。进一步地，上述主控芯片的SPI接口连接有缓冲器。进一步地，当需要增加扩展模块时，将新增加的扩展模块的接口1连接到电路最后一块扩展模块的接口2上。本技术相比于现有技术，其优点在于：本技术可使主控制器的输入输出进行拓展，具有连接简单、连线少、扩展模块不需要地址单元的优点，在增加扩展模块时，程序只需要做简单修改，大大增加了扩展的灵活性和方便性、减小了修改程序的工作量。附图说明图1是本技术一个实施例的结构示意图。具体实施方式下面结合附图给出的实施例对本技术进行详述：参见图1，一种基于SPI接口的输入输出扩展电路，包括主控制器和至少一个扩展模块，所述主控制器的主控芯片具有SPI接口，主控芯片的SPI接口连接有缓冲器。每个扩展模块包括并入串出芯片、串入并出芯片、接口1、接口2、缓冲器1、缓冲器2、开关量输入端和控制信号输出端。所述接口1和接口2均为SPI接口；接口1通过缓冲器1分别与并入串出芯片、串入并出芯片连接，接口2通过缓冲器2分别与并入串出芯片、串入并出芯片连接。开关量输入端与并入串出芯片连接，控制信号输出端与串入并出芯片连接；所述并入串出芯片具有并行输入、串行移位输入和串行移位输出接口功能；所述串入并出芯片具有串行移位输入、并行输出和串行移位输出接口功能；通过主控芯片上的SPI接口与扩展模块的接口1连接，实现主控制器与扩展模块的连接。主控制器的缓冲器和扩展模块的缓冲器1、缓冲器2都是对输出信号驱动、对输入信号整形，增加接口的抗干扰能力，扩展模块的缓冲器1和主控制器进行连接，缓冲器2连接下一级扩展模块的缓冲器1，当主控制器和扩展模块之间的距离特别近且不存在信号干扰时，可以省掉缓冲器和缓冲器1其中的一个或者两个都省掉；扩展模块和扩展模块之间的距离特别近且不存在信号干扰时，可以省掉缓冲器1和缓冲器2其中的一个或全部。开关量输入端与待控设备相连，是对待控的设备的开关信号的采集。控制信号输出端与待控设备相连，用于对待控设备输出控制信号。本技术的工作原理是：主控制器在进行输入信号时，主控芯片首先发出输入锁存脉冲，通过其SPI接口、缓冲器、缓冲器1、缓冲器2、接口1和接口2，各个扩展模块的并入串出芯片同时收到这个锁存信号，将开关量输入信号锁存到并入串出芯片中，然后在主控制器的SPI读脉冲下将所有信号串行移入主控制器中。主控制器在进行输出信号时，首先所有输出数据在主控制器的SPI写脉冲下通过其SPI接口、缓冲器、缓冲器1、缓冲器2、接口1和接口2将所有信号串行移出到个扩展模块的串入并出芯片中，然后主控制器发出输出锁存脉冲，将所有输出同时从控制信号输出端输出。输入输出的SPI写脉冲和读脉冲采用的是同一根SPI线，所以读写脉冲也可以共用。当需要增加扩展模块时，将新增加的扩展模块的接口1连接到电路最后一块扩展模块的接口2上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于SPI接口的输入输出扩展电路，其特征在于：包括主控制器，所述主控制器的主控芯片具有SPI接口；还包括至少一个扩展模块，所述扩展模块包括并入串出芯片、串入并出芯片、接口1、接口2、开关量输入端和控制信号输出端；所述接口1和接口2均与并入串出芯片和串入并出芯片连接，开关量输入端与并入串出芯片连接，控制信号输出端与串入并出芯片连接；所述接口1和接口2均为SPI接口；所述并入串出芯片具有并行输入、串行移位输入和串行移位输出接口功能；所述串入并出芯片具有串行移位输入、并行输出和串行移位输出接口功能；通过主控芯片上的SPI接口与扩展模块的接口1连接，实现主控制器与扩展模块的连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于SPI接口的输入输出扩展电路，其特征在于：包括主控制器，所述主控制器的主控芯片具有SPI接口；还包括至少一个扩展模块，所述扩展模块包括并入串出芯片、串入并出芯片、接口1、接口2、开关量输入端和控制信号输出端；所述接口1和接口2均与并入串出芯片和串入并出芯片连接，开关量输入端与并入串出芯片连接，控制信号输出端与串入并出芯片连接；所述接口1和接口2均为SPI接口；所述并入串出芯片具有并行输入、串行移位输入和串行移位输出接口功能；所述串入并出芯片具有串行移位输入、并行输出和串行移位输出接口功能；通过主控芯片上的SPI接口与扩展模块的接口1连接，实现主控制器与扩展模块的连接。2.根据权利要求1所述的一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶新华，肖晓峰，陈蕊，杨茂华，闫国栋，
申请(专利权)人：陕西隆翔停车设备集团有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61