專利名稱：主控制器管腳復(fù)用電路及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管腳復(fù)用技術(shù)，尤其涉及主控制器與多個(gè)從屬器件連接時(shí)的管腳復(fù) 用技術(shù)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，電路中的主控制器通常需要同時(shí)與多種不同的從屬器件相連接 以進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 一般來說，為了獨(dú)立地控制一個(gè)從屬器件而不受其它從屬器件 的干擾和影響，則要求大量增加主控制器的控制管腳數(shù)目以分配多個(gè)單獨(dú)的通信 信道給每個(gè)從屬器件。然而，采用這樣的設(shè)計(jì)方案雖然能實(shí)現(xiàn)對于每個(gè)從屬器件 的獨(dú)立控制，卻也大大增加了主控制器的生產(chǎn)和制造成本。另一方面，在保證通信功能和性能均不受太大影響的情況下，業(yè)界也通過運(yùn)用 管腳復(fù)用技術(shù)來減少主控制器的控制管腳數(shù)目，以此來降低主控制器的生產(chǎn)和制 造成本。但是，簡單的管腳復(fù)用設(shè)計(jì)也仍然會(huì)帶來問題，例如，當(dāng)兩個(gè)從屬器件 的時(shí)鐘信號(hào)和片選信號(hào)均分別連接至主控制器上對應(yīng)的用作時(shí)鐘信號(hào)和片選信號(hào) 的接腳時(shí)，如沒有采取特殊的控制機(jī)制和防干擾處理，主控制器無論對其中哪一 個(gè)從屬器件進(jìn)行操作，另外的從屬器件也將同時(shí)采集來自主控制器端口的時(shí)鐘信 號(hào)或者片選信號(hào)，從而影響欲進(jìn)行正常操作的從屬器件的工作狀態(tài)，甚至該從屬 器件在回送信號(hào)至主控制器端口時(shí)會(huì)造成沖突。雖然業(yè)界采用了應(yīng)答機(jī)制等諸多 通信協(xié)議來解決從屬器件間的竟?fàn)巻栴}，但在主控制器和從屬器件中引入通信協(xié) 議也無疑將增加器件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。在當(dāng)面市面上的各種器件中，尤其是傳感器， 它們只支持串行通信協(xié)議，而不支持用于實(shí)現(xiàn)應(yīng)答機(jī)制的這些通信協(xié)議，因而仍 然無法解決主控制器成本較高的問題。發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中主控制器與多個(gè)從屬器件連接以進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)所存在的技
術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種主控制器管腳復(fù)用電路及其控制方法。按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了 一種在主控制器和多個(gè)從屬器件之間進(jìn)行數(shù)據(jù) 通信時(shí)的主控制器管腳復(fù)用電路，該主控制器具有多個(gè)控制接腳，該多個(gè)從屬器 件中的每一個(gè)至少具有時(shí)鐘信號(hào)接腳、片選信號(hào)接腳和數(shù)據(jù)信號(hào)接腳，所述多個(gè) 從屬器件中的每一個(gè)的時(shí)鐘信號(hào)接腳和片選信號(hào)接腳與所述主控制器的對應(yīng)的控 制接腳耦合，并且每個(gè)控制接腳上耦合有一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)接腳和一個(gè)片選信號(hào)接腳， 所耦合的時(shí)鐘信號(hào)接腳和片選信號(hào)接腳來自于不同的從屬器件。按照本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了一種基于主控制器的管腳復(fù)用電路的控制方法。該控制方法包括將所有從屬器件的數(shù)據(jù)信號(hào)接腳按照對應(yīng)的耦合方式與主控制器的數(shù)據(jù)信號(hào)接腳耦合；將每個(gè)從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳與片選信號(hào)接腳分別耦合至主控制器的相應(yīng) 控制接腳，并且滿足主控制器的每一控制接腳上均耦合有信號(hào)類型不同的兩個(gè) 信號(hào)接腳，該兩個(gè)信號(hào)接腳分別來自兩個(gè)不同的從屬器件；主控制器選擇要求進(jìn)行通信的從屬器件；主控制器在與選中的從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳耦合的相應(yīng)控制接腳處輸出時(shí) 鐘信號(hào)；以及主控制器在與選中的從屬器件的片選信號(hào)接腳耦合的相應(yīng)控制接腳處輸出片 選信號(hào)。按照本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了 一種在主控制器和多個(gè)從屬器件之間進(jìn)行數(shù) 據(jù)通信時(shí)的主控制器管腳復(fù)用電路，所述主控制器具有多個(gè)控制接腳，所述多個(gè) 從屬器件至少具有多個(gè)第 一從屬器件和多個(gè)第二從屬器件，其中所述第一從屬器 件中的每一個(gè)至少具有時(shí)鐘信號(hào)接腳、片選信號(hào)接腳和數(shù)據(jù)信號(hào)接腳，所述第二從屬器件中的每一個(gè)至少具有時(shí)鐘信號(hào)接腳和數(shù)據(jù)信號(hào)接腳，其特征在于，所述 多個(gè)從屬器件中的每一個(gè)的時(shí)鐘信號(hào)接腳和片選信號(hào)接腳與所述主控制器的對應(yīng) 的控制接腳耦合，并且每個(gè)控制接腳上至少耦合有一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)接腳和一個(gè)片選 信號(hào)接腳，所耦合的時(shí)鐘信號(hào)接腳和片選信號(hào)接腳來自于不同的從屬器件。按照本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供了一種基于主控制器的管腳復(fù)用電路的控制方 法。該控制方法包括
將所有從屬器件的數(shù)據(jù)信號(hào)接腳按照對應(yīng)的耦合方式與主控制器的數(shù)據(jù)信號(hào)接腳耦合；將每個(gè)從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳與片選信號(hào)接腳分別耦合至主控制器的相應(yīng)控制接腳，并且滿足主控制器的每一控制接腳上至多耦合有信號(hào)類型不同的兩 個(gè)信號(hào)接腳，該兩個(gè)信號(hào)接腳分別來自兩個(gè)不同的從屬器件； 主控制器選擇要求進(jìn)行通信的從屬器件；如果主控制器選擇與所述第一從屬器件中的一個(gè)進(jìn)行通信時(shí)，則所述主控制器 在與其時(shí)鐘信號(hào)接腳耦合的相應(yīng)控制接腳處輸出時(shí)鐘信號(hào)和在與其片選信號(hào)接腳耦合的相應(yīng)控制接腳處輸出片選信號(hào)。其中，該控制方法還包括所述主控制器在與所述第一從屬器件中的一個(gè)進(jìn)行 通信的過程中需要判斷是否對所述第二從屬器件進(jìn)行復(fù)位，如需要復(fù)位則先暫停 所述主控制器和所述第一從屬器件之間的通信，并且對所述第二從屬器件執(zhí)行復(fù) 位操作。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明通過主控制器的控制接腳與多個(gè)從屬器件的片選信 號(hào)接腳和時(shí)鐘信號(hào)接腳之間連接關(guān)系的配置，從而無需為每一從屬器件配置單獨(dú) 的片選信號(hào)接腳，并且也不需要在主控制器和從屬器件之間建立復(fù)雜的通訊協(xié)議， 從而便于降低主控制器的成本，并簡化通訊過程。


讀者在參照附圖閱讀了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
以后，將會(huì)更清楚地了解本發(fā)明 的各個(gè)方面。其中，圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的第一實(shí)施例的主控制器與兩個(gè)相同 類型的從屬器件連接的電路示意圖；圖2示出如圖1所示的連接電路的時(shí)序圖；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的第二實(shí)施例的主控制器與三個(gè)相同 類型的從屬器件連接的電路示意圖；圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的第三實(shí)施例的主控制器與三個(gè)相同 類型的從屬器件連接的電路示意圖；圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的第四實(shí)施例的主控制器與兩種類型 的兩個(gè)從屬器件連接的電路示意圖；而
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的第五實(shí)施例的主控制器與兩種類型 的三個(gè)從屬器件連接的電路示意圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。 本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，雖然本發(fā)明的所有實(shí)施例中均使用1個(gè)控制引腳 來表示主控制器的數(shù)據(jù)信號(hào)端口，并使用1個(gè)接腳來表示從屬器件的數(shù)據(jù)信號(hào)端 口，但是本發(fā)明不只限于此。根據(jù)主控制器的數(shù)據(jù)總線的具體情況，作為數(shù)據(jù)信號(hào)的控制接腳的數(shù)目也不盡相同。例如，數(shù)據(jù)總線可以是8根，16根或者32根 等等。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解，如果從屬器件中含有數(shù)據(jù)信號(hào)線的話，所 有這些從屬器件中的數(shù)據(jù)信號(hào)線都應(yīng)該對應(yīng)地連接到主控制器的數(shù)據(jù)信號(hào)端口 ， 當(dāng)需要運(yùn)行其中某一從屬器件時(shí)，僅僅需要主控制器提供時(shí)鐘信號(hào)和片選信號(hào)即 可?；诖朔N理解，在下面結(jié)合附圖來進(jìn)一步描述依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面 的這些實(shí)施例的時(shí)候，數(shù)據(jù)信號(hào)線常常省略并不予詳細(xì)介紹。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解，雖然在本發(fā)明的所有實(shí)施例中均采用CLK10、 CS11分別表示主控制器的時(shí)鐘信號(hào)、片選信號(hào)，但是本發(fā)明并不局限于此。也 就是說，當(dāng)選通某一從屬器件時(shí)，主控制器可以在時(shí)鐘信號(hào)CLK 10處輸出持續(xù) 的高電平信號(hào)，而在片選信號(hào)CS 11處輸出諸如矩形波或鋸齒波之類的時(shí)鐘信號(hào)； 而選通另一從屬器件時(shí)，主控制器可以在時(shí)鐘信號(hào)CLK 10處輸出諸如矩形波或 鋸齒波之類的時(shí)鐘信號(hào)，而在片選信號(hào)CS 11處輸出持續(xù)的高電平信號(hào)。由此可 知，"時(shí)鐘信號(hào)"、"片選信號(hào)"只是一種定義控制接腳的方式而已，它們是相 對而言的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員也應(yīng)當(dāng)理解，可以將實(shí)施例中的時(shí)鐘信號(hào)換為片選 信號(hào)，并將片選信號(hào)相應(yīng)地更換為時(shí)鐘信號(hào)，只需簡單地調(diào)整相應(yīng)輸出的電平狀 態(tài)即可實(shí)現(xiàn)。此外，為了描述方便起見，下文中所描述的本發(fā)明的所有實(shí)施例中，如果從屬 器件具有片選信號(hào)的話，假設(shè)所有這些從屬器件的片選信號(hào)均高電平有效。本領(lǐng) 域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，從屬器件的片選信號(hào)也可以低電平有效，此時(shí)只需要對 應(yīng)地設(shè)置與該片選信號(hào)相連接的主控制器的控制接腳的電平即可。如無特別說明， 下文中所有的從屬器件的片選信號(hào)均為高電平有效。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的第一實(shí)施例的主控制器與兩個(gè)相同 類型的從屬器件連接的電路示意圖。參照圖1，主控制器1具有三個(gè)控制引腳時(shí)鐘信號(hào)CLK10、片選信號(hào)CS 11和數(shù)據(jù)信號(hào)DATA 12;從屬器件2具有三個(gè) 接腳時(shí)鐘信號(hào)SCLK2 20、片選信號(hào)CS2 21和數(shù)據(jù)信號(hào)DATA2 22;從屬器件 3也具有三個(gè)接腳時(shí)鐘信號(hào)SCLK3 30、片選信號(hào)CS3 31和數(shù)據(jù)信號(hào)DATA3 32。為了描述方便起見，下文中僅僅采用SCLK、 CS和DATA及其相應(yīng)從屬器 件的標(biāo)號(hào)來表示時(shí)鐘信號(hào)、片選信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)。例如，SCLK2表示從屬器件2 的時(shí)鐘信號(hào)，DATA2表示從屬器件2的數(shù)據(jù)信號(hào)，CS3表示從屬器件3的片選 信號(hào)等等。如圖1所示，CLK 10與SCLK2和CS3相連接，CS 11與CS2和SCLK3 相連接，DATA 12與DATA2和DATA3相連接。其中，時(shí)鐘信號(hào)用于對數(shù)據(jù)傳 輸進(jìn)行同步和采樣，片選信號(hào)用于選通或不選通相應(yīng)的從屬器件，而數(shù)據(jù)信號(hào)用 于傳輸數(shù)據(jù)或者地址。從圖1所示的電路連接可以看出，若主控制器要求選通從 屬器件2并使之工作時(shí)，CS11輸出高電平，CLK10提供時(shí)鐘信號(hào)至SCLK2， 從屬器件2運(yùn)行。與此同時(shí)，從屬器件3的CS3因與CLK 10相連接，當(dāng)CLK 10 輸出時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，CS3接收的信號(hào)為高低電平交替出現(xiàn)的信號(hào)。從屬器件3反復(fù) 地選通和關(guān)閉。由于從屬器件3不能夠?qū)?shù)據(jù)線上一條完整的指令進(jìn)行操作或響 應(yīng)，從而不會(huì)將無效數(shù)據(jù)發(fā)到數(shù)據(jù)線上造成沖突。以下結(jié)合圖2來進(jìn)一步詳細(xì)介 紹其時(shí)序圖。在很多器件，尤其是兼容串行通信協(xié)議的接口器件中，通常的數(shù)據(jù)傳輸過程是 首先主控制器發(fā)送指令給從屬器件；該從屬器件在時(shí)鐘信號(hào)的作用下接收完整的 指令并對此作出響應(yīng)。具體的指令或數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)序圖如圖2所示。本領(lǐng)域的技 術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，圖2中的時(shí)鐘周期、數(shù)據(jù)寬度會(huì)因主控制器的不同而略有不同。 圖2示出如圖1所示的連接電路的時(shí)序圖。當(dāng)主控制器1選通從屬器件2開始工 作時(shí)，主控制器的CLK 10將時(shí)鐘信號(hào)提供至SCLK2，和主控制器在控制接腳 CS 11處輸出高電平，從而從屬器件2被選中并與主控制器1進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。與 此同時(shí)，對于從屬器件3來說，SCLK3接收的一直為高電平信號(hào)，而CS3接收 的是高低電平交替出現(xiàn)的信號(hào)，即，從屬器件2工作時(shí)的時(shí)鐘信號(hào)，因此從屬器 件3會(huì)被反復(fù)地選通和關(guān)閉，不能夠?qū)?shù)據(jù)線上一條完整的指令進(jìn)行操作或響應(yīng)， 不會(huì)將無效數(shù)據(jù)發(fā)到數(shù)據(jù)線上造成沖突。如果要求關(guān)閉從屬器件2并選通從屬器 件3時(shí)，基于同樣的原理，在主控制器的CS 11處輸出時(shí)鐘信號(hào)，而在主控制器
的CLK 10處輸出高電平信號(hào)，從而使從屬器件3被選中并與主控制器1進(jìn)行數(shù) 據(jù)通信。與此同時(shí)，對于從屬器件2來說，SCLK2接收的一直為高電平信號(hào)，而 CS2接收的是高低電平交替出現(xiàn)的信號(hào)，即，從屬器件3工作時(shí)的時(shí)鐘信號(hào)，因 此從屬器件2會(huì)被反復(fù)地選通和關(guān)閉，不能夠?qū)?shù)據(jù)線上一條完整的指令進(jìn)行操 作或響應(yīng)，不會(huì)將無效數(shù)據(jù)發(fā)到數(shù)據(jù)線上造成沖突。通過如圖2所示的時(shí)序控制， 用戶可以成功地實(shí)現(xiàn)基于主控制器的管腳復(fù)用技術(shù)來選通或切換從屬器件2或3 進(jìn)行工作。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的第二實(shí)施例的主控制器與三個(gè)相同 類型的從屬器件連接的電路示意圖。參照圖3，主控制器1具有三個(gè)控制引腳 10、 11和12;從屬器件2、 3、 4分別具有接腳SCLK2和CS2; SCLK3和 CS3;以及SCLK4和CS4。如圖3所示，主控制器的引腳10與SCLK2和CS3 相連，引腳11與CS2和SCLK4相連，引腳12與SCLK3和CS4相連。當(dāng)主控 制器1選通從屬器件2開始工作時(shí)，主控制器的10將時(shí)鐘信號(hào)提供至SCLK2, 和主控制器的引腳11輸出高電平，從而從屬器件2被選中并與主控制器1進(jìn)行 數(shù)據(jù)通信。與此同時(shí)，對于從屬器件3來說，CS3接收的是高低電平交替出現(xiàn)的 信號(hào)，即，從屬器件2工作時(shí)的時(shí)鐘信號(hào)，因此從屬器件3會(huì)被反復(fù)地選通和關(guān) 閉，不能夠?qū)?shù)據(jù)線上一條完整的指令進(jìn)行操作或響應(yīng)，不會(huì)將無效數(shù)據(jù)發(fā)到數(shù) 據(jù)線上造成沖突。與此同時(shí)，優(yōu)選地，將主控制器的12處輸出低電平信號(hào)，以 使得從屬器件4 一直處于關(guān)閉狀態(tài)。如果要求主控制器與從屬器件4進(jìn)行數(shù)據(jù)通 信，切換時(shí)的操作如下將主控制器的12處輸出高電平，并在主控制器的11處 輸出時(shí)鐘信號(hào)，從而從屬器件4被選中。由于主控制器的11還與從屬器件2的 CS2相連，因此從屬器件2會(huì)被反復(fù)地選通和關(guān)閉，不能夠?qū)?shù)據(jù)線上一條完整 的指令進(jìn)行操作或響應(yīng)，不會(huì)將無效數(shù)據(jù)發(fā)到數(shù)據(jù)線上造成沖突。與此同時(shí)，優(yōu) 選地，將主控制器的10處輸出低電平。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的第三實(shí)施例的主控制器與三個(gè)相同 類型的從屬器件連接的電路示意圖。與圖3相似，圖4也是主控制器與三個(gè)相同 類型的從屬器件連接電路，但其連接方式略有不同。具體來說，主控制器的10 與SCLK2和CS3相連；主控制器的11與SCLK3和CS4相連；和主控制器的 12與CS2和SCLK4相連。當(dāng)主控制器1選通從屬器件2開始工作時(shí)，主控制器 的10將時(shí)鐘信號(hào)提供至SCLK2,和主控制器的引腳12輸出高電平，從而從屬器
件2被選中并與主控制器1進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。其具體的工作過程與圖3所示的第二 實(shí)施例相同，在此不再敘述。
圖3和圖4均示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的主控制器與三個(gè)相同類 型的從屬器件的電路連接示意圖。從圖3和圖4的連接方式可以看出，主控制器
的每個(gè)控制引腳上均連接有分別屬于兩個(gè)不同的從屬器件的兩個(gè)信號(hào)接腳，而且 這兩個(gè)接腳的信號(hào)類型不一致，例如， 一個(gè)從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳和另一個(gè)從
屬器件的片選信號(hào)接腳；或者一個(gè)從屬器件的片選信號(hào)接腳和另一個(gè)從屬器件的 時(shí)鐘信號(hào)接腳。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面，還 可以將與主控制器連接的相同類型的從屬器件的數(shù)目拓展到N個(gè)(N>3),其中 主控制器的各控制接腳與這些從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳和片選信號(hào)接腳的連接方 式為
主控制器的1腳連至從屬器件1的時(shí)鐘信號(hào)腳和從屬器件2的片選信號(hào)腳； 主控制器的2腳連至從屬器件2的時(shí)鐘信號(hào)腳和從屬器件3的片選信號(hào)腳； 主控制器的3腳連至從屬器件3的時(shí)鐘信號(hào)腳和從屬器件4的片選信號(hào)腳；
主控制器的N腳連至從屬器件N的時(shí)鐘信號(hào)腳和從屬器件1的片選信號(hào)腳。
其具體的實(shí)現(xiàn)過程可參見圖3所示的第二實(shí)施例或圖4所示的第三實(shí)施例， 在此不再予以詳細(xì)描述。
上述圖1至圖4均描述的是與主控制器相連接的相同類型的從屬器件的電路 連接方式。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，圖1至圖4不僅可以用來描述主控制器 與類型相同的多個(gè)從屬器件相連接時(shí)的主控制器管腳復(fù)用電路，還可以用于說明 基于主控制器的管腳復(fù)用電路與類型相同的多個(gè)從屬器件建立通信信道時(shí)的控制 方法。該方法主要采用如下的步驟實(shí)現(xiàn)
將所有從屬器件的數(shù)據(jù)信號(hào)接腳按照對應(yīng)的連接方式與主控制器的數(shù)據(jù)信號(hào) 接腳相連；
將每個(gè)從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳與片選信號(hào)接腳分別連接至主控制器的相應(yīng) 控制接腳，并且滿足主控制器的每一控制接腳上均連接有信號(hào)類型不同的兩個(gè) 信號(hào)接腳，該兩個(gè)信號(hào)接腳分別來自兩個(gè)不同的從屬器件；
主控制器選擇要求進(jìn)行通信的從屬器件；
主控制器在與選中的從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳相連的相應(yīng)控制接腳處輸出時(shí) 鐘信號(hào)；以及主控制器在與選中的從屬器件的片選信號(hào)接腳相連的相應(yīng)控制接腳處輸出高 電平，從而在主控制器和該從屬器件之間建立通信連接。再次結(jié)合圖3、圖4和上述基于主控制器的管腳復(fù)用電路與類型相同的多個(gè)從 屬器件建立通信信道時(shí)的控制方法，主控制器的每個(gè)控制引腳上均連接有分別來 自兩個(gè)不同的從屬器件的兩個(gè)信號(hào)接腳，而且這兩個(gè)接腳的信號(hào)類型不一致，例 如， 一個(gè)從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳和另一個(gè)從屬器件的片選信號(hào)接腳；或者一個(gè) 從屬器件的片選信號(hào)接腳和另 一個(gè)從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的第四實(shí)施例的主控制器與兩個(gè)不同 類型的從屬器件連接的電路示意圖。參照圖5，主控制器的10與SCLK2相連， 并且主控制器的11與CS2和SCLK3相連。為了明確區(qū)分從屬器件的不同類型， 這里，我們將具有時(shí)鐘信號(hào)SCLK2和片選信號(hào)CS2的從屬器件2稱為第一從屬 器件，將只具有時(shí)鐘信號(hào)SCLK3的從屬器件3稱為第二從屬器件。當(dāng)主控制器1需要選通第二從屬器件并與之通信時(shí)，則要求主控制器的11引腳輸出時(shí)鐘信號(hào)， 并傳送指令給第二從屬器件。當(dāng)該第二從屬器件接收到完整的指令時(shí)就可以與主控制器1建立通信信道。與此同時(shí)，第一從屬器件的CS2接腳接收提供至第二從 屬器件的時(shí)鐘信號(hào)后，反復(fù)地快速選通或關(guān)閉第一從屬器件，因而來不及對數(shù)據(jù) 線上一條完整的指令進(jìn)行操作或響應(yīng)，也就不會(huì)將無效數(shù)據(jù)發(fā)至數(shù)據(jù)線上造成沖 突。相比之下，當(dāng)主控制器1需要選通第一從屬器件并與之通信時(shí)，則要求主控 制器的10引腳輸出時(shí)鐘信號(hào)，和11引腳持續(xù)輸出高電平以選通第一從屬器件， 從而在主控制器1與第一從屬器件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。與此同時(shí)，在第二從屬器 件的SCLK3接腳接收的始終為高電平信號(hào)，因而第二從屬器件不能正常工作， 也就不會(huì)對數(shù)據(jù)線造成沖突。需要指出的是，當(dāng)主控制器1間斷性地與第一從屬 器件進(jìn)行通信時(shí)，即，第一從屬器件在一段時(shí)間內(nèi)保持被選中的狀態(tài)，而在接下 來的另外一段時(shí)間內(nèi)保持未被選通的狀態(tài)，也就是說，主控制器1的11引腳輸 出的信號(hào)在高電平與低電平之間變化時(shí)，有可能會(huì)造成第二從屬器件的SCLK3 誤判為接收到完整的指令，從而向數(shù)據(jù)線上輸出數(shù)據(jù)信息，并因此而對于處于工 作狀態(tài)的第一從屬器件造成干擾。為了解決這一技術(shù)問題，可以在主控制器1與 第一從屬器件進(jìn)行通信的過程中判斷是否需要對第二從屬器件進(jìn)行復(fù)位，即通常
在該完整的指令之前，如需復(fù)位，則先暫停與第一從屬器件的通信，先行對第二 從屬器件進(jìn)行復(fù)位操作，以防止第二從屬器件對第一從屬器件的通信過程造成干 擾和沖突。圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的第五實(shí)施例的主控制器與兩種類型的三個(gè)從屬器件連接的電路示意圖。參照圖6,主控制器1的10接腳與SCLK2 和CS4相連，主控制器1的11接腳與SCLK3和CS2相連，和主控制器1的12 接腳與SCLK4相連。其中從屬器件2和從屬器件4均屬于第一從屬器件，具有 時(shí)鐘信號(hào)和片選信號(hào)兩種信號(hào)類型，而從屬器件3屬于第二從屬器件，只具有時(shí) 鐘信號(hào)而沒有片選信號(hào)。當(dāng)主控制器1欲選擇與第二從屬器件3進(jìn)行通信時(shí)，則 要求在主控制器1的11接腳輸出時(shí)鐘信號(hào)，并將指令傳送至第二從屬器件3，當(dāng) 第二從屬器件3接收到完整的指令就可以與主控制器1建立通信信道。與此同時(shí)， 第一從屬器件2的CS2接收提供至第二從屬器件3的時(shí)鐘信號(hào)，反復(fù)地快速選通 或關(guān)閉第一從屬器件2，并因?yàn)閬聿患皩?shù)據(jù)線上一條完整地指令進(jìn)行操作或響 應(yīng)，從而不會(huì)將無效數(shù)據(jù)發(fā)至數(shù)據(jù)線上造成沖突。而對于主控制器1的10和12 接腳的信號(hào)輸出，優(yōu)選地，主控制器1的10接腳輸出低電平信號(hào)以關(guān)閉第一從 屬器件4，并且在主控制器1的12接腳不輸出時(shí)鐘信號(hào)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 理解，在主控制器1與第二從屬器件3進(jìn)行通信的過程中，相應(yīng)地設(shè)置主控制器 1的控制接腳10和12的輸出信號(hào)以關(guān)閉第 一從屬器件2和4是本領(lǐng)域內(nèi)的公知 常識(shí)，此處不再展開講述。繼續(xù)參照圖6，當(dāng)主控制器1欲選擇與第一從屬器件2通信時(shí)，則要求在主 控制器1的10接腳輸出時(shí)鐘信號(hào)，且在主控制器1的11接腳輸出高電平信號(hào)， 以實(shí)現(xiàn)主控制器1與該第一從屬器件2之間的數(shù)據(jù)通信。與此同時(shí)，因第二從屬 器件3的時(shí)鐘信號(hào)接腳SCLK3接收的是高電平信號(hào)，在主控制器1與第一從屬 器件2進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)，第二從屬器件3處于關(guān)閉狀態(tài)，不會(huì)造成對于第一從屬 器件2的沖突。需要指出的是，當(dāng)主控制器1間斷性地與第一從屬器件2進(jìn)行通 信時(shí)，即，第一從屬器件2在一段時(shí)間內(nèi)保持被選中的狀態(tài)，而在接下來的另外 一段時(shí)間內(nèi)保持未被選通的狀態(tài)，也就是說，主控制器1的11接腳輸出的信號(hào) 在高電平與低電平之間變化時(shí)，有可能會(huì)造成第二從屬器件3的SCLK3誤判為 接收到完整的指令，從而向數(shù)據(jù)線上輸出數(shù)據(jù)信息，并因此而對于處于工作狀態(tài) 的第一從屬器件2造成干擾。為了解決這一技術(shù)問題，可以在主控制器1與第一
從屬器件2進(jìn)行通信的過程中判斷是否需要對第二從屬器件3進(jìn)行復(fù)位，即通常 在該完整的指令之前，如需復(fù)位，則先暫停主控制器1與第一從屬器件2的通信
過程，先行對第二從屬器件3進(jìn)行復(fù)位操作，以防止第二從屬器件3對第一從屬 器件2的通信過程造成干擾和沖突。而且在上述通信過程中，CS4接收的是提供 至第一從屬器件2的時(shí)鐘信號(hào)，反復(fù)地快速選通或關(guān)閉第一從屬器件4，并因?yàn)?來不及對數(shù)據(jù)線上一條完整地指令進(jìn)行操作或響應(yīng)，從而不會(huì)將無效數(shù)據(jù)發(fā)至數(shù) 據(jù)線上造成沖突。優(yōu)選地，主控制器1的12接腳不輸出時(shí)鐘信號(hào)，換言之，第 一從屬器件4的SCLK4不會(huì)接收到時(shí)鐘信號(hào)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，此處，相同類型的從屬器件指的是同時(shí)具有時(shí)鐘 信號(hào)接腳和片選信號(hào)接腳的從屬器件，而不同類型的從屬器件是相對于上述相同 類型的從屬器件而言，不具有片選信號(hào)接腳的從屬器件。與主控制器和相同類型 的多個(gè)從屬器件的電路連接方式類似，當(dāng)主控制器與不同類型的多個(gè)從屬器件連 接時(shí)，只需要保證主控制器的每一控制接腳上至多連接有分別來自兩個(gè)不同的從 屬器件的兩個(gè)信號(hào)接腳，而且這兩個(gè)接腳的信號(hào)類型不一致，例如， 一個(gè)從屬器 件的時(shí)鐘信號(hào)接腳和另一個(gè)從屬器件的片選信號(hào)接腳；或者一個(gè)從屬器件的片選 信號(hào)接腳和另一個(gè)從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳，即不能同時(shí)連接兩個(gè)不同從屬器件 的片選信號(hào)接腳或時(shí)鐘信號(hào)接腳。應(yīng)當(dāng)理解的是，圖5和圖6不僅可以用來描述 主控制器與類型不同的多個(gè)從屬器件相連接時(shí)的主控制器管腳復(fù)用電路，還可以 用于說明基于主控制器的管腳復(fù)用電路與類型不同的多個(gè)從屬器件建立通信信道 時(shí)的控制方法。該方法主要采用如下的步驟實(shí)現(xiàn)
將所有從屬器件的數(shù)據(jù)信號(hào)接腳按照對應(yīng)的連接方式與主控制器的數(shù)據(jù)信號(hào) 接腳相連；
將每個(gè)從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳與片選信號(hào)接腳分別連接至主控制器的相應(yīng) 控制接腳，并且滿足主控制器的每一控制接腳上均連接有信號(hào)類型不同的兩個(gè) 信號(hào)接腳，該兩個(gè)信號(hào)接腳分別來自兩個(gè)不同的從屬器件；
主控制器選擇要求進(jìn)行通信的從屬器件；
如果主控制器選擇與第二從屬器件中的一個(gè)進(jìn)行通信時(shí)，則主控制器在與選中 的第二從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳相連的相應(yīng)控制接腳處輸出時(shí)鐘信號(hào)，從而在主
控制器和該第二從屬器件之間建立通信連接；以及
如果主控制器選擇與第一從屬器件中的一個(gè)進(jìn)行通信時(shí)，則主控制器在與選中 的第一從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳相連的相應(yīng)控制接腳處輸出時(shí)鐘信號(hào)，和主控制
器在與選中的從屬器件的片選信號(hào)接腳相連的相應(yīng)控制接腳處輸出高電平，從而 在主控制器和該第一從屬器件之間建立通信連接。并且，在該通信過程中，還應(yīng) 該判斷是否需要對第二從屬器件進(jìn)行復(fù)位，如需要復(fù)位則先暫停主控制器和該第 一從屬器件之間的通信連接，從而對第二從屬器件執(zhí)行復(fù)位操作以防止其對處于 通信過程中的第 一從屬器件造成干擾和沖突。
上文中，參照附圖描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。但是，本領(lǐng)域中的普通技術(shù) 人員能夠理解，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以對本發(fā)明的具體 實(shí)施方式作各種變更和替換。這些變更和替換都落在本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的 范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在主控制器和多個(gè)從屬器件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)的主控制器管腳復(fù)用電路，所述主控制器具有多個(gè)控制接腳，所述多個(gè)從屬器件中的每一個(gè)至少具有時(shí)鐘信號(hào)接腳、片選信號(hào)接腳和數(shù)據(jù)信號(hào)接腳，其特征在于，所述多個(gè)從屬器件中的每一個(gè)的時(shí)鐘信號(hào)接腳和片選信號(hào)接腳與所述主控制器的對應(yīng)的控制接腳耦合，并且每個(gè)控制接腳上耦合有一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)接腳和一個(gè)片選信號(hào)接腳，所耦合的時(shí)鐘信號(hào)接腳和片選信號(hào)接腳來自于不同的從屬器件。
2. 如權(quán)利要求1所述的管腳復(fù)用電路，其特征在于，當(dāng)主控制器選擇與所述多 個(gè)從屬器件中的一個(gè)進(jìn)行通信時(shí)，所述主控制器在與其時(shí)鐘信號(hào)接腳耦合的控制 接腳處輸出時(shí)鐘信號(hào)和在與其片選信號(hào)接腳耦合的控制接腳處輸出片選信號(hào)。
3. 如權(quán)利要求2所述的管腳復(fù)用電路，其特征在于，與所述主控制器進(jìn)行通信 的從屬器件的片選信號(hào)包括高電平、低電平、上升沿觸發(fā)或者下降沿觸發(fā)方式。
4. 如權(quán)利要求1所述的管腳復(fù)用電路，其特征在于，所述主控制器的控制接腳 至少具有三種類型時(shí)鐘信號(hào)接腳、片選信號(hào)接腳和數(shù)據(jù)信號(hào)接腳。
5. 如權(quán)利要求1所述的管腳復(fù)用電路，其特征在于，所述主控制器至少具有第 一和第二控制接腳，并且該主控制器與第一和第二從屬器件耦合，其中所述第一 控制接腳與所述第一從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳和所述第二從屬器件的片選信號(hào)接 腳耦合，所述第二控制接腳與所述第一從屬器件的片選信號(hào)接腳和所述第二從屬 器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳耦合。
6. 如權(quán)利要求5所述的管腳復(fù)用電路，其特征在于，所述主控制器的第一控制 接腳為時(shí)鐘信號(hào)接腳，第二控制接腳為片選信號(hào)接腳。
7. 如權(quán)利要求1所述的管腳復(fù)用電路，其特征在于，所述主控制器至少具有第 一、第二和第三控制接腳，并且該主控制器與第一、第二和第三從屬器件耦合， 其中所述主控制器的第一控制接腳與所述第一從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳和所述第 二從屬器件的片選信號(hào)接腳耦合，所述主控制器的第二控制接腳與所述第一從屬 器件的片選信號(hào)接腳和所述第三從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳耦合，和所述主控制器 的第三控制接腳與所述第二從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳和第三從屬器件的片選信號(hào) 接腳耦合。
8. 如權(quán)利要求1所述的管腳復(fù)用電路，其特征在于，所述主控制器至少具有第 一、第二和第三控制接腳，并且該主控制器與第一、第二和第三從屬器件耦合， 其中所述主控制器的第一控制接腳與所述第一從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳和所述第 二從屬器件的片選信號(hào)接腳耦合，所述主控制器的第二控制接腳與所述第三從屬 器件的片選信號(hào)接腳和所述第二從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳耦合，和所述主控制器 的第三控制接腳與所述第三從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳和第一從屬器件的片選信號(hào) 接腳耦合。
9. 如權(quán)利要求1所述的管腳復(fù)用電路，其特征在于，所述主控制器與N個(gè)從 屬器件耦合，其中N為大于3的自然數(shù)，所述主控制器的多個(gè)控制接腳與所述N 個(gè)從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳與片選信號(hào)接腳的耦合方式如下控制接腳1耦合至從屬器件1的時(shí)鐘信號(hào)接腳和從屬器件2的片選信號(hào)接腳； 控制接腳2耦合至從屬器件2的時(shí)鐘信號(hào)接腳與從屬器件3的片選信號(hào)接腳； 控制接腳3耦合至從屬器件3的時(shí)鐘信號(hào)接腳與從屬器件4的片選信號(hào)接腳；控制接腳N耦合至從屬器件N的時(shí)鐘信號(hào)接腳與從屬器件1的片選信號(hào)接腳。
10. —種如權(quán)利要求1所述的管腳復(fù)用電路的控制方法，其特征在于，該控制 方法包括如下步驟將所有從屬器件的數(shù)據(jù)信號(hào)接腳按照對應(yīng)的耦合方式與主控制器的數(shù)據(jù)信號(hào) 接腳耦合；將每個(gè)從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳與片選信號(hào)接腳分別耦合至主控制器的相應(yīng) 控制接腳，并且滿足主控制器的每一控制接腳上均耦合有信號(hào)類型不同的兩個(gè) 信號(hào)接腳，該兩個(gè)信號(hào)接腳分別來自兩個(gè)不同的從屬器件；主控制器選擇要求進(jìn)行通信的從屬器件；主控制器在與選中的從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳耦合的相應(yīng)控制接腳處輸出時(shí) 鐘信號(hào)；以及主控制器在與選中的從屬器件的片選信號(hào)接腳耦合的相應(yīng)控制接腳處輸出片 選信號(hào)。
11. 一種在主控制器和多個(gè)從屬器件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)的主控制器管腳復(fù)用 電路，所述主控制器具有多個(gè)控制接腳，所述多個(gè)從屬器件至少具有多個(gè)第一從 屬器件和多個(gè)第二從屬器件，其中所述第一從屬器件中的每一個(gè)至少具有時(shí)鐘信 號(hào)接腳、片選信號(hào)接腳和數(shù)據(jù)信號(hào)接腳，所述第二從屬器件中的每一個(gè)至少具有 時(shí)鐘信號(hào)接腳和數(shù)據(jù)信號(hào)接腳，其特征在于，所述多個(gè)從屬器件中的每一個(gè)的時(shí) 鐘信號(hào)接腳和片選信號(hào)接腳與所述主控制器的對應(yīng)的控制接腳耦合，并且每個(gè)控 制接腳上至少耦合有一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)接腳和一個(gè)片選信號(hào)接腳，所耦合的時(shí)鐘信號(hào) 接腳和片選信號(hào)接腳來自于不同的從屬器件。
12. 如權(quán)利要求11所述的管腳復(fù)用電路，其特征在于，所述主控制器至少具 有第一和第二控制接腳，所述第一從屬器件至少具有時(shí)鐘信號(hào)接腳和片選信號(hào)接 腳，所述第二從屬器件至少具有時(shí)鐘信號(hào)接腳，所述第一從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接 腳與所述主控制器的第 一控制接腳耦合，所述第 一從屬器件的片選信號(hào)接腳和所 述第二從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳均與所述主控制器的第二控制接腳耦合。
13. 如權(quán)利要求11所述的管腳復(fù)用電路，其特征在于，所述主控制器至少具 有第一、第二和第三控制接腳，并且該主控制器與第一、第二和第三從屬器件耦 合，其中所述第一從屬器件和第三從屬器件至少具有時(shí)鐘信號(hào)接腳和片選信號(hào)接 腳，所述第二從屬器件至少具有時(shí)鐘信號(hào)接腳，所述第一從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接 腳和所述第三從屬器件的片選信號(hào)接腳均與所述主控制器的第一控制接腳耦合， 所述第一從屬器件的片選信號(hào)接腳和所述第二從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳均與所述 主控制器的第二控制接腳耦合，和所述第三從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳與所述主控 制器的第三控制接腳耦合。
14. 一種如權(quán)利要求11所述的管腳復(fù)用電路的控制方法，其特征在于，該控 制方法包括如下步驟將所有從屬器件的數(shù)據(jù)信號(hào)接腳按照對應(yīng)的耦合方式與主控制器的數(shù)據(jù)信號(hào) 接腳耦合；將每個(gè)從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳與片選信號(hào)接腳分別耦合至主控制器的相應(yīng) 控制接腳，并且滿足主控制器的每一控制接腳上至多耦合有信號(hào)類型不同的兩 個(gè)信號(hào)接腳，該兩個(gè)信號(hào)接腳分別來自兩個(gè)不同的從屬器件；主控制器選擇要求進(jìn)行通信的從屬器件； 如果主控制器選擇與所述第一從屬器件中的一個(gè)進(jìn)行通信時(shí)，則所述主控制器 在與其時(shí)鐘信號(hào)接腳耦合的相應(yīng)控制接腳處輸出時(shí)鐘信號(hào)和在與其片選信號(hào)接腳耦合的相應(yīng)控制接腳處輸出片選信號(hào)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法還包括所述主控制 器在與所述第一從屬器件中的一個(gè)進(jìn)行通信的過程中需要判斷是否對所述第二從 屬器件進(jìn)行復(fù)位，如需要復(fù)位則先暫停所述主控制器和所述第一從屬器件之間的 通信，并且對所迷第二從屬器件執(zhí)行復(fù)位操作。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種主控制器的管腳復(fù)用電路，其中從屬器件的時(shí)鐘信號(hào)接腳和片選信號(hào)接腳耦合至主控制器，并且每個(gè)控制接腳上至多耦合有一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)接腳和一個(gè)片選信號(hào)接腳，該時(shí)鐘信號(hào)接腳和片選信號(hào)接腳來自于不同的從屬器件。本發(fā)明還揭示了一種基于主控制器管腳復(fù)用電路的控制方法，它包括主控制器的每一控制接腳上至多耦合有信號(hào)類型不同的兩個(gè)信號(hào)接腳，該兩個(gè)信號(hào)接腳分別來自不同的從屬器件；和主控制器在相應(yīng)控制接腳處輸出時(shí)鐘信號(hào)和片選信號(hào)。采用本發(fā)明的管腳復(fù)用電路和控制方法，無需為每個(gè)從屬器件配置單獨(dú)的片選信號(hào)接腳，也不需在主控制器和從屬器件之間建立復(fù)雜的通訊協(xié)議，從而有效地降低了主控制器的成本，簡化了通信過程。
文檔編號(hào)G06F13/40GK101154209SQ20071004585
公開日2008年4月2日 申請日期2007年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月12日
發(fā)明者歐召輝, 駱明磊 申請人:埃派克森微電子(上海)有限公司;埃派克森微電子有限公司