基于SPI总线的数据通信方法及系统技术方案

本申请公开了基于SPI总线的数据通信方法及系统，包括：获取SPI总线的主机的信号，差分信号将主机的第一周期数据信号和第一周期时钟信号分开，先行传输第一周期时钟信号；匹配与主机对应模式的从机，从机对接收到信号解码，得到第一周期时钟信号后给出第一周期应答信号；主机等待接收匹配的从机的第一周期应答信号，接收到第一周期应答信号后传输第一周期数据信号，得到写入数据；从机在发送应答数据后，对接收到的数据解码，得到写入数据，存储在寄存器中，记为接收数据；主机发送第二周期时钟信号，同时读取第一周期从机的接收数据，得到读取数据，对比写入数据和读取数据，不一致时立刻调整为停止模式。本申请提高了数据通信的准确性和便捷性。的准确性和便捷性。的准确性和便捷性。

【技术实现步骤摘要】
基于SPI总线的数据通信方法及系统


[0001]本申请涉及数据通信的
，尤其是涉及基于SPI总线的数据通信方法及系统。

技术介绍

[0002]SPI是串行外设接口总线，最早由Motorola首先提出的全双工三线同步串行外围接口，采用主从模式(Master—Slave)架构，支持一个或多个Slave设备。具有高速、全双工、同步的传输优点，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，被广泛运用于数据通信中。
[0003]相关技术中，SPI总线传输技术具有简单的软件配置、灵活的数据传输等优点，但是也具有无法应答的缺点。从机无法在接收数据时对主机做出应答，会导致主机无法知道从机是否接收到数据，或者导致主机后续操作出现错误，最终造成数据通信的不准确，存在改进之处。
[0004]为此我们提出基于SPI总线的数据通信方法及系统用于解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供基于SPI总线的数据通信方法及系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]第一方面，本申请提供的基于SPI总线的数据通信方法，采用如下的技术方案：
[0007]获取SPI总线的主机的信号，利用差分信号将主机的第一周期数据信号和第一周期时钟信号分开，先行传输第一周期时钟信号；
[0008]基于所述第一周期时钟信号，匹配与主机对应模式的从机，从机对接收到信号解码，得到所述第一周期时钟信号后给出第一周期应答信号；
[0009]主机等待接收匹配的从机的所述第一周期应答信号，接收到所述第一周期应答信号后开始传输所述第一周期数据信号，得到写入数据；
[0010]基于所述写入数据，从机在发送所述应答数据后，对接收到的数据解码，得到所述写入数据，存储在寄存器中，记为接收数据；
[0011]基于所述接收数据，主机发送第二周期时钟信号，同时读取第一周期从机的所述接收数据，得到读取数据，对比所述写入数据和所述读取数据，不一致时立刻调整为停止模式。
[0012]通过采用上述技术方案，在确认从机接收到主机发送的信号后，发送应答信号，再进行数据通信。一方面解决了SPI总线无应答的缺陷，另一方面，确认从机接收后再传输数据，节省了错误传输的能量，以及减少了数据泄露的情况发生。提高了基于SPI总线的数据通信的准确性和便捷性。
[0013]优选的，所述获取SPI总线的主机的信号，利用差分信号将主机的第一周期数据信号和第一周期时钟信号分开，先行发送第一周期时钟信号的步骤，具体包括以下步骤：
[0014]获取SPI总线主机的信号，利用差分信号区分数据信号和时钟信号，主机将第一周期时钟信号CLK拉低，此时主机开始发送信号；
[0015]通过设置滤波器的频段，拦截第一周期数据信号，只发送所述第一周期时钟信号；
[0016]所述第一周期时钟信号经过差分编码后，与原始第一周期时钟信号并不相同，解码后才一致。
[0017]通过采用上述技术方案，将时钟信号和数据信号区分开来，可以实现时钟信号和数据信号不同时传输的效果。通过时钟信号确认从机是否接收，减少了数据错误传输的情况，降低了时钟信号和数据信号同时传输的弊端。提高了基于SPI总线的数据通信的实用性和安全性。
[0018]优选的，所述基于所述第一周期时钟信号，匹配与主机对应模式的从机，从机对接收到信号解码，得到所述第一周期时钟信号后给出第一周期应答信号的步骤，具体包括以下步骤：
[0019]获取主机的当下模式和所有从机的模式，对所有从机进行标号，通过主机的当下模式，匹配到与主机当下模式一致的从机，得到从机标号；
[0020]根据所述从机标号，检测对应标号的从机是否接收到信号，接收到信号则利用差分分析器对信号进行解码，得到解码信号；
[0021]根据所述解码信号，设置触发器的数值，在接收到所述时钟信号后输出所述第一周期应答信号。
[0022]通过采用上述技术方案，主机与从机只有在同一模式下才可以进行数据的传输，首先匹配到对应的从机，从机接收到经过查分的信号后，需要进行解码得到原始信号。接收到时钟信号后，从机对主机应答，表示收到信号。解决了SPI总线传输无法应答的弊端，提高了基于SPI总线的数据通信的实用性和适用范围。
[0023]优选的，所述根据所述从机标号，检测对应标号的从机是否接收到信号，接收到信号则利用差分分析器对信号进行解码，得到解码信号的步骤，还包括以下步骤：
[0024]通过模拟/数字转换器对所述解码信号多次采样，并且采取滤波方式对信号进行处理，更新所述解码信号。
[0025]通过上述技术方案，数据通信中常常存在大量的干扰信号，导致数据传输的不稳定性，还会导致传输的数据出错、丢失等错误。通过采样、滤波后得到的信号更加稳定、准确。提高了基于SPI总线的数据通信的稳定性和抗干扰性，提高了通信过程中数据的可靠性。
[0026]优选的，所述根据所述解码信号，设置触发器的数值，在接收到所述时钟信号后输出所述第一周期应答信号的步骤，还包括以下步骤：
[0027]在任何数据通信周期内，所述触发器在接收到所述解码信号并输出应答信号后，触发器将自动重置，一直循环。
[0028]通过采用上述技术方案，数据通信中数据的传输是一个周期一个周期进行的，而通过每个周期都在收到应答后再进行数据的传输，可以减少中途断开连接，但是主机仍然传输数据的事故发生。同时，也减少了数据泄露的情况。提高了基于SPI总线的数据通信的安全性和智能性。
[0029]优选的，所述主机等待接收匹配的从机的所述第一周期应答信号，接收到所述第
一周期应答信号后开始发送所述第一周期数据信号，得到写入数据的步骤，具体包括以下步骤：
[0030]根据所述从机标号，得到从机的片选信号SS的引脚信息，检测引脚是否接收到所述第一周期应答信号；
[0031]若在第一周期时间内未接收到所述第一周期应答信号，则不发送所述数据信号；
[0032]若在第一周期时间内，所述滤波器接收到所述第一周期应答信号，则调整滤波频段至其余频段，不再拦截所述第一周期数据信号，发送所述第一周期数据信号，得到所述写入数据；
[0033]将第一周期时钟信号CLK拉高，第一周期结束，第一周期数据传输完成。
[0034]通过采用上述技术方案，不同的从机具有其独特的片选信号，一个主机通常会连接多个从机，确认与主机同模式的从机引脚，确认应答信号的来源，可以减少发送错误的事件发生。减少了多从机造成的混乱，降低了基于SPI总线的数据通信的错误率，提高了数据通信的准确性。
[0035]优选的，所述基于所述接收数据，主机发送第二周期时钟信号，同时读取第一周期从机的所述接收数据，得到读取数据，对比所述写入数据和所述读取数据，不一致时立刻调整为停止模式的步骤，具体包括以下步骤：
[0036]第一周期结束，开启第二周期时，主机发送第二周期时钟信号，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于SPI总线的数据通信方法，其特征在于，具体包括以下步骤：获取SPI总线的主机的信号，利用差分信号将主机的第一周期数据信号和第一周期时钟信号分开，先行传输第一周期时钟信号；基于所述第一周期时钟信号，匹配与主机对应模式的从机，从机对接收到信号解码，得到所述第一周期时钟信号后给出第一周期应答信号；主机等待接收匹配的从机的所述第一周期应答信号，接收到所述第一周期应答信号后开始传输所述第一周期数据信号，得到写入数据；基于所述写入数据，从机在发送所述应答数据后，对接收到的数据解码，得到所述写入数据，存储在寄存器中，记为接收数据；基于所述接收数据，主机发送第二周期时钟信号，同时读取第一周期从机的所述接收数据，得到读取数据，对比所述写入数据和所述读取数据，不一致时立刻调整为停止模式。2.根据权利要求1所述的基于SPI总线的数据通信方法，其特征在于，所述获取SPI总线的主机的信号，利用差分信号将主机的第一周期数据信号和第一周期时钟信号分开，先行传输第一周期时钟信号的步骤，具体包括以下步骤：获取SPI总线主机的信号，利用差分信号区分数据信号和时钟信号，主机将第一周期时钟信号CLK拉低，此时主机开始发送信号；通过设置滤波器的频段，拦截第一周期数据信号，只传输所述第一周期时钟信号；所述第一周期时钟信号经过差分编码后，与原始第一周期时钟信号并不相同，解码后才一致。3.根据权利要求1所述的基于SPI总线的数据通信方法，其特征在于，所述基于所述第一周期时钟信号，匹配与主机对应模式的从机，从机对接收到信号解码，得到所述第一周期时钟信号后给出第一周期应答信号的步骤，具体包括以下步骤：获取主机的当下模式和所有从机的模式，对所有从机进行标号，通过主机的当下模式，匹配到与主机当下模式一致的从机，得到从机标号；根据所述从机标号，检测对应标号的从机是否接收到信号，接收到信号则利用差分分析器对信号进行解码，得到解码信号；根据所述解码信号，设置触发器的数值，在接收到所述时钟信号后输出所述第一周期应答信号。4.根据权利要求3所述的基于SPI总线的数据通信方法，其特征在于，所述根据所述从机标号，检测对应标号的从机是否接收到信号，接收到信号则利用差分分析器对信号进行解码，得到解码信号的步骤，还包括以下步骤：通过模拟/数字转换器对所述解码信号多次采样，并且采取滤波方式对信号进行处理，更新所述解码信号。5.根据权利要求3所述的基于SPI总线的数据通信方法，其特征在于，所述根据所述解码信号，设置触发器的数值，在接收到所述时钟信号后输出所述第一周期应答信号的步骤，还包括以下步骤：在任何数据通信周期内，所述触发器在接收到所述解码信号并输出应答信号后，触发器将自动重置，一直循环。6.根据权利要求2所述的基于SPI总线的数据通信方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗军帅，曹得慧，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：