SPI设备通信电路、电路控制方法、装置及控制设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种SPI设备通信电路、电路控制方法、装置及控制设备，涉及通信接口技术领域。该SPI设备通信电路包括：电压控制电路，电压控制电路具有一通用输入输出口GPIO接口和至少两个电压输出端；与电压控制电路连接的片选信号控制电路，GPIO接口和至少两个电压输出端均与片选信号控制电路连接；片选信号控制电路上设置有至少两个输出端口，每一输出端口与一根CS线连接；GPIO接口在不同的工作状态下输出不同电压，以选择片选信号控制电路的至少两个输出端口中的一个输出端口输出低电平。本方案解决了现有技术中的SPI片选管脚的控制方案存在资源浪费的问题。存在资源浪费的问题。存在资源浪费的问题。

【技术实现步骤摘要】
SPI设备通信电路、电路控制方法、装置及控制设备


[0001]本专利技术涉及通信接口
，特别是指一种SPI设备通信电路、电路控制方法、装置及控制设备。

技术介绍

[0002]目前，芯片和外围设备的通信需要用到通信接口，其中，SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)是一种较为常见的通信接口。
[0003]通信中的设备分为主设备和从设备，其中，主设备一般为MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)里的SPI主设备，一个主设备可以连接多个从设备，而主设备在同一时间只能和一个从设备通信。因此，主设备和从设备之间除了设有用于通信的SCLK(Synchronous CLocK，同步时钟)、MOSI(Master Output Slave Input，主机输出从机输入)、MISO(Master Input Slave Output，主机输入从机输出)线外，还需要一根片选信号CS(chip select，芯片选择)线，该CS线用于选择主设备需要进行通信的从设备，在主设备需要与某个从设备通信时，拉低该从设备对应的CS线即可。例如，主设备(用M1表示)和从设备(分别用M2、M3表示)连接，当M1想与M2通信时，M1把M2的CS线拉低，并把M3的CS管脚拉高之后，便可以与M2通信，而M3则不会做任何响应。
[0004]然而，在上述方案中，如果一个主设备想连接五个从设备，则需要5根GPIO(General
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purpose input/output，通用输入/输出口)线，分别用来控制不同从设备的CS线，这样会对MCU的资源造成极大的浪费。特别地，对于某些GPIO资源有限的MCU而言，甚至会导致无法实现SPI主设备挂多个SPI从设备的需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种SPI设备通信电路、电路控制方法、装置及控制设备，解决了现有技术中的SPI片选管脚的控制方案存在资源浪费的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的实施例提供一种SPI设备通信电路，包括：
[0007]电压控制电路，所述电压控制电路具有一通用输入输出口GPIO接口和至少两个电压输出端；
[0008]与所述电压控制电路连接的片选信号控制电路，所述GPIO接口和所述至少两个电压输出端均与所述片选信号控制电路连接；
[0009]其中，所述片选信号控制电路上设置有至少两个输出端口，每一个所述输出端口与一根CS线连接；
[0010]所述GPIO接口在不同的工作状态下输出不同电压，以选择所述片选信号控制电路的所述至少两个输出端口中的一个所述输出端口输出低电平。
[0011]可选地，所述片选信号控制电路，包括：
[0012]至少两个比较器；
[0013]与所述至少两个比较器连接的第一控制电路，所述第一控制电路上设置有至少两
个输出端口；
[0014]其中，每一个所述比较器的第一输入端分别与一个所述电压输出端连接，且每一个所述比较器的第二输入端均与所述GPIO接口连接。
[0015]可选地，所述比较器包括：第一比较器、第二比较器、第三比较器和第四比较器；
[0016]其中，所述第一控制电路包括：
[0017]第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管和第七MOS管；
[0018]所述第一比较器的输出端与所述第一MOS管的第一端、所述第二MOS管的第一端分别连接，所述第一MOS管的第二端接地，所述第一MOS管的第三端与所述片选信号控制电路的第一输出端口连接，所述第二MOS管的第二端与所述第三MOS管的第三端连接，所述第二MOS管的第三端与所述片选信号控制电路的第二输出端口连接；
[0019]所述第二比较器的输出端与所述第三MOS管的第一端、所述第四MOS管的第一端分别连接，所述第三MOS管的第二端与所述接地引脚连接，所述第四MOS管的第三端与所述片选信号控制电路的第三输出端口连接；
[0020]所述第三比较器的输出端与所述第五MOS管的第一端、所述第六MOS管的第一端分别连接，所述第五MOS管的第二端与所述接地引脚连接，所述第五MOS管的第三端与所述第四MOS管的第二端连接；
[0021]所述第四比较器的输出端与所述第七MOS管的第一端、所述片选信号控制电路的第五输出端口分别连接，所述第七MOS管的第二端与所述接地引脚连接，所述第七MOS管的第三端与所述第六MOS管的第二端连接，所述第六MOS管的第三端与所述片选信号控制电路的第四输出端口连接。
[0022]可选地，所述第一控制电路还包括：第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻；
[0023]其中，所述片选信号控制电路的所述第一输出端口通过所述第三电阻与电源连接；
[0024]所述片选信号控制电路的所述第二输出端口通过所述第四电阻与所述电源连接；
[0025]所述片选信号控制电路的所述第三输出端口通过所述第五电阻与所述电源连接；
[0026]所述片选信号控制电路的所述第四输出端口通过所述第六电阻与所述电源连接。
[0027]可选地，所述片选信号控制电路的所述第一输出端口连接有第一CS线，所述第二输出端口连接有第二CS线，所述第三输出端口连接有第三CS线，所述第四输出端口连接有第四CS线，所述第五输出端口连接有第五CS线；
[0028]其中，所述GPIO接口在不同的所述工作状态下分别输出第一电压、第二电压、第三电压、第四电压和第五电压；
[0029]所述第一电压输出端口输出第六电压，所述第二电压输出端口输出第七电压，所述第三电压输出端口输出第八电压，所述第四电压输出端口输出第九电压；
[0030]其中，按电压值从小到大排序为：第一电压、第六电压、第二电压、第七电压、第三电压、第八电压、第四电压、第九电压、第五电压。
[0031]可选地，所述GPIO接口包括有输入模式和输出模式；
[0032]在所述输入模式下，所述GPIO接口与所述芯片的电源引脚之间连接有第一上拉电阻，所述GPIO接口与所述芯片的接地引脚之间连接有第一下拉电阻，所述第一上拉电阻并
联有第一电阻，所述第一下拉电阻并联有第二电阻；
[0033]在所述输出模式下，所述GPIO接口与所述芯片的电源引脚之间连接有第二上拉电阻，所述GPIO接口与所述芯片的接地引脚之间连接有第二下拉电阻，所述第一上拉电阻并联有所述第一电阻，所述第一下拉电阻并联有所述第二电阻。
[0034]为达到上述目的，本专利技术的实施例提供一种电路控制方法，应用于如上所述的SPI设备通信电路，包括：
[0035]控制电压控制电路的工作状态，使得所述电压控制电路向片选信号控制电路输出电压；
[0036]其中，所述电压控制电路在不同的所述工作状态下通过GPIO接口输出不同电压，以选择所述片选信号控制电路的至少两个输出端口中的一个所述输出端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种串行外设接口SPI设备通信电路，其特征在于，包括：电压控制电路(C1)，所述电压控制电路(C1)具有一通用输入输出口GPIO接口(1)和至少两个电压输出端；与所述电压控制电路(C1)连接的片选信号控制电路(C2)，所述GPIO接口(1)和所述至少两个电压输出端均与所述片选信号控制电路(C2)连接；其中，所述片选信号控制电路(C2)上设置有至少两个输出端口，每一个所述输出端口与一根CS线连接；所述GPIO接口(1)在不同的工作状态下输出不同电压，以选择所述片选信号控制电路(C2)的所述至少两个输出端口中的一个所述输出端口输出低电平。2.根据权利要求1所述的SPI设备通信电路，其特征在于，所述片选信号控制电路(C2)，包括：至少两个比较器；与所述至少两个比较器连接的第一控制电路(C01)，所述第一控制电路(C01)上设置有至少两个输出端口；其中，每一个所述比较器的第一输入端分别与一个所述电压输出端连接，且每一个所述比较器的第二输入端均与所述GPIO接口(1)连接。3.根据权利要求2所述的SPI设备通信电路，其特征在于，所述比较器包括：第一比较器(110)、第二比较器(120)、第三比较器(130)和第四比较器(140)；其中，所述第一控制电路(C01)包括：第一MOS管(M1)、第二MOS管(M2)、第三MOS管(M3)、第四MOS管(M4)、第五MOS管(M5)、第六MOS管(M6)和第七MOS管(M7)；所述第一比较器(110)的输出端与所述第一MOS管(M1)的第一端、所述第二MOS管(M2)的第一端分别连接，所述第一MOS管(M1)的第二端接地，所述第一MOS管(M1)的第三端与所述片选信号控制电路(C2)的第一输出端口连接，所述第二MOS管(M2)的第二端与所述第三MOS管(M3)的第三端连接，所述第二MOS管(M2)的第三端与所述片选信号控制电路(C2)的第二输出端口连接；所述第二比较器(120)的输出端与所述第三MOS管(M3)的第一端、所述第四MOS管(M4)的第一端分别连接，所述第三MOS管(M3)的第二端与所述接地引脚(GND)连接，所述第四MOS管(M4)的第三端与所述片选信号控制电路(C2)的第三输出端口连接；所述第三比较器(130)的输出端与所述第五MOS管(M5)的第一端、所述第六MOS管(M6)的第一端分别连接，所述第五MOS管(M5)的第二端与所述接地引脚(GND)连接，所述第五MOS管(M5)的第三端与所述第四MOS管(M4)的第二端连接；所述第四比较器(140)的输出端与所述第七MOS管(M7)的第一端、所述片选信号控制电路(C2)的第五输出端口分别连接，所述第七MOS管(M7)的第二端与所述接地引脚(GND)连接，所述第七MOS管(M7)的第三端与所述第六MOS管(M6)的第二端连接，所述第六MOS管(M6)的第三端与所述片选信号控制电路(C2)的第四输出端口连接。4.根据权利要求3所述的SPI设备通信电路，其特征在于，所述第一控制电路(C01)还包括：第三电阻(R7)、第四电阻(R8)、第五电阻(R9)和第六电阻(R10)；其中，所述片选信号控制电路(C2)的所述第一输出端口通过所述第三电阻(R7)与电源
连接；所述片选信号控制电路(C2)的所述第二输出端口通过所述第四电阻(R8)与所述电源连接；所述片选信号控制电路(C2)的所述第三输出端口通过所述第五电阻(R9)与所述电源连接；所述片选信号控制电路(C2)的所述第四输出端口通过所述第六电阻(R10)与所述电源连接。5.根据权利要求3所述的SPI设备通信电路，其特征在于，所述片选信号控制电路(C2)的所述第一输出端口连接有第一CS线(CS1)，所述第二输出端口连接有第二CS线(CS2)，所述第三输出端口连接有第三CS线(CS3)，所述第四输出端口连接有第四CS线(CS4)，所述第五输出端口连接有第五CS线(CS5)；其中，所述GPIO接口(1)在不同的所述工作状态下分别输出第一电压、第二电压、第三电压、第四电压和第五电压；所述第一电压输出端口(2)输出第六电压，所述第二电压输出端口(3)输出第七电压，所述第三电压输出端口(4)输出第八电压，所述第四电压输出端口(5)输出第九电压；其中，按电压值从小到大排序为：第一电压、第六电压、第二电压、第七电压、第三电压、第八电压、第四电压、第九电压、第五电压。6.根据权利要求1所述的SPI设备通信电路，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳大搞，
申请(专利权)人：中国移动通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：