一种单片机单IO口双向通信结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种单片机单IO口双向通信结构，涉及硬件通信领域，包括主电路板、主单片机、从单片机、供电模块、锂电池组和保护电阻，所述供电模块的输入端与锂电池组的输出端连接，所述供电模块的输出端与主电路板连接，为主电路板进行供电，所述主单片机和从单片机均与主电路板电性连接，所述主单片机和从单片机通过单个IO接口进行通讯连接，所述主单片机和从单片机的通讯连接的两个IO口在连接时，之间串联有保护电阻。本实用新型专利技术的优点在于：相较于现有的通信方式，可以使用更少的IO口和成本，达到两个单片机之间数据的有效传输，并且通信更加可靠，不会出现数据混乱的情况，数据传输速率也有明显提升。传输速率也有明显提升。传输速率也有明显提升。

【技术实现步骤摘要】
一种单片机单IO口双向通信结构


[0001]本技术涉及硬件通信领域，具体是涉及一种单片机单IO口双向通信结构。

技术介绍

[0002]目前，公知的两个单片机之间的通信方式，主要有以下几种通信方式：
[0003](1)利用单片机自带的硬件串口UART进行双向通信，UART是一种通用串行数据总线，是一种串行异步收发协议。该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收。双向通信时硬件连接至少需要三根信号线，分别为TXD、RXD、GND。TXD为发送方，RXD为接收方，具体连接方式需要使两个单片机共地，一方的TXD与另一方的RXD连接。工作原理是将传输数据的每个字节按位进行传输，发送方发出数据后，不需要等接收方发回响应，可以接着发送下一个数据帧，并且因为UART有两根线数据线TXD和RXD，可以以全双工的形式进行发送和接收数据，同一时刻，两条链路的发送器和接收器可以同时传输数据。串口通过电平信号进行数据的发送，具体过程如下：
①
发送1位逻辑0(低电平)，作为起始位，开始传输数据；
②
发送数据位，通常是每8位一个字节按位发送，先发低位，再发高位；
③
发送校验位，通常采用奇偶校验的方式，将数据位加上校验位，1的位数为偶数(偶校验)，1的位数为奇数(奇校验)；
④
发送逻辑1(高电平)作为停止位结束数据传输；
⑤
UART在空闲时数据线为高电平，代表无数据传输。该方法对双方时序要求严格，并且通信速度较慢，同时由于UART是集成在单片机上的，相应的单片机成本就会提高。
[0004](2)I2C通信，需要两根线，一根SCL(时钟线)，一根SDA(数据线)。时钟线通过电平变化来标志数据传输过程，SDA线传输数据。起始信号和终止信号都是由主机发送的，SCL为高电平期间，SDA线由高电平到低电平表示起始信号，由低电平到高电平为终止信号。在起始信号产生之后，总线就处于被占用的状态，将SCL线拉低便可通过SDA线读写数据；在终止信号产生之后，总线就处于空闲状态，此时无法再进行数据的读写。主机在读写数据前需要先确定从机的应答信号，在收到应答信号确认从设备后可以进行数据传输。数据传输一般一帧数据为为8位，尾随一位应答位。从设备收到应答位，做出应答或非应答信号表示数据的接收成功与否(读操作主从应答相反)。I2C通信中主机做的都是编程控制，从机做的都是自主控制，或者说是硬件控制，我们只需要检查在SDA为高期间，SCL保持低电平一些时间，即可判定从机给了主机应答信号。该方法在理论上能挂载多个设备作为从机，通过从机地址选择从机进行通信，但由于共用两根数据线，是半双工通信，通信速度很慢，同时，从机不能主动进行通信，若要实现双向通信，还需增加通讯口线。
[0005](3)SPI通信跟I2C通信类似，都是主从方式通信，这种模式通常只有一个主机和一个或者多个从机，标准的SPI是4根线，分别是SSEL(片选，也写作SCS)、SCLK(时钟，也写作SCK)、MOSI(主机输出从机输入)和MISO(主机输入从机输出)，SPI是一个同步的数据总线，也就是说它是用单独的数据线和一个单独的时钟信号来保证发送端和接收端的完美同步。主机先将SSEL信号拉低，开始接收数据，选中从机，开始通信，当从机检测到时钟的边沿信号，立即读取数据线上的内容，数据一位一位的从MOSI信号线上发送到从机。主机接收从机
数据时，如果从机需要将数据发送回主机，则主机将继续生成预定数量的时钟信号，并且从机会将数据通过MISO信号线发送，即SPI设备在进行通信的过程中，Master设备和Slave设备之间会产生一个数据链路回环。该方法由于完善的硬件条件，软件配置比较简单，数据传输速率快且灵活，但是该方法占用管脚多，且没有硬件从机应答信号，主机可能在不知情的情况下无处发送。
[0006]现有的单片机通讯结构，至少需要两根信号线来完成数据的传递，至少占用两个IO接口。

技术实现思路

[0007]为解决上述技术问题，提供一种单片机单IO口双向通信结构，本技术方案克服了现有的通信方式传输速率慢，占用IO口多，双单片机通信实现复杂的问题，使用两个单片机的各一个IO口进行单总线双向通信，仅使用一根数据线就能实现，占用IO口少，数据传输速率快，有效的节省了成本。
[0008]为达到以上目的，本技术采用的技术方案为：
[0009]一种单片机单IO口双向通信结构，包括主电路板、主单片机、从单片机、供电模块、锂电池组和保护电阻，所述供电模块的输入端与锂电池组的输出端连接，所述供电模块的输出端与主电路板连接，为主电路板进行供电，所述主单片机和从单片机均与主电路板电性连接，所述主单片机和从单片机通过单个IO接口进行通讯连接，所述主单片机和从单片机的通讯连接的两个IO口在连接时，之间串联有保护电阻。
[0010]优选的，所述主单片机和从单片机同时只有其中一个处于数据发送状态，另一个处于数据接收状态，由于主单片机和从单片机是单线连接，两者同时只有一个能进行数据发送，否则会出现数据混乱。
[0011]优选的，所述保护电阻的电阻值为1K。
[0012]进一步的，所述主单片机和从单片机之间传输的数据格式包括起始位，数据帧，且每一个数据位有结束位，在进行数据通讯时，主单片机开始发送时，总线忙线标志位SBus_TxBusy置1，先是低电平维持t1时间，后高电平时间维持t2时间，且t1>t2，作为起始位，后将数据帧按一定顺序进行发送，发送完成后主单片机切换到接收状态，主单片机发送完成后，总线忙线标志位SBus_TxBusy清0；
[0013]从单片机读取到主单片机发送的起始位信号，读取数据帧，需要注意的是读取到的数据帧与主单片机发送的数据帧是相反的，需要做移位处理，读取到主单片机发送的终止位后，从单片机停止接收，切换到发送状态；
[0014]总线忙线标志位SBus_TxBusy的每一次清零，主单片机和从单片机都可以选择是否要切换接收状态和发送状态，即作为接收方，在发送方发送完成时，可以选择是否作出回应，若不作出回应，发送方可以继续发送。
[0015]与现有技术相比，本技术的优点在于：
[0016]相较于现有的通信方式，可以使用更少的IO口和成本，达到两个单片机之间数据的有效传输，并且通信更加可靠，不会出现数据混乱的情况，数据传输速率也有明显提升。
附图说明
[0017]图1为本技术的组件连接示意图；
[0018]图2为本技术实施例中的主单片机的电路示意图；
[0019]图3为本技术实施例中的从单片机的电路示意图。
具体实施方式
[0020]以下描述用于揭露本技术以使本领域技术人员能够实现本技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
[0021]参照图1所示，一种单片机单IO口双向通信结构，其特征在于，包括主电路板、主单片机、从单片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单片机单IO口双向通信结构，其特征在于，包括主电路板、主单片机、从单片机、供电模块、锂电池组和保护电阻，所述供电模块的输入端与锂电池组的输出端连接，所述供电模块的输出端与主电路板连接，为主电路板进行供电，所述主单片机和从单片机均与主电路板电性连接，所述主单片机和从单片机通过单个IO接口进行通讯连接，所述主单片机...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕跃，李杰栋，陈凯健，田凯，
申请(专利权)人：苏州杰跃飞电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：