專利名稱：基于spi結(jié)構(gòu)模型雙向式身份識別及信息交互平臺及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種身份識別及信息交互平臺及方法，尤其涉及一種
基于SPI結(jié)構(gòu)模型雙向式身份識別及信息交互平臺及方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)跨入新的世紀以后，具有強大的系統(tǒng)功能、豐富的外圍資源、 良好的開發(fā)界面和在線調(diào)試功能，無疑將引領(lǐng)單片機進入了一個新的時
代。美國Microchip公司推出的PIC系列單片機，由于采用RISC精簡 指令集、哈佛總線結(jié)構(gòu)、流水線指令執(zhí)行方式、抗干擾能力強、性能價 格比高等優(yōu)點，深受世界各行各業(yè)的普遍歡迎。PIC系列單片機，在工 業(yè)控制、消費電子產(chǎn)品、辦公自動化設(shè)備、智能儀器儀表、汽車電子等 不同的領(lǐng)域，以其性能完善、功能強大、學(xué)習(xí)容易、開發(fā)應(yīng)用方便、人 機界面友好等突出優(yōu)點而得到了廣泛的應(yīng)用。為配合PIC單片機的開發(fā) 和應(yīng)用，在PIC單片機常規(guī)功能的基礎(chǔ)上，需要不斷拓展其應(yīng)用的范圍 和功能的開發(fā)。
如何解決一主多從機結(jié)構(gòu)中多臺從機嫁接在主機上而主機的絕對 控制地位不可變更加之SPI的雙向性數(shù)據(jù)定向交換特點所帶來的從機 SDO 口電平?jīng)_突及數(shù)據(jù)傳輸錯誤等問題是本發(fā)明亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種基于SPI結(jié)構(gòu)模型雙向式身份識別及信 息交互平臺及方法，它采用雙向式工作方式，構(gòu)建一個基于SPI結(jié)構(gòu)模 型雙向式身份識別及信息交互平臺，能消除電平影響，實現(xiàn)有效數(shù)據(jù)傳 輸，并且通信方式安全可靠。
4實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是
本發(fā)明之一的一種基于SPI結(jié)構(gòu)模型雙向式身份識別及信息交互 平臺，包括若干臺PIC單片機，其中，該雙向式身份識別及信息交互 平臺基于SPI結(jié)構(gòu)模型，它還包括一根輸出數(shù)據(jù)線SDO、 一根輸入數(shù) 據(jù)線SDI、一根時序線SCK以及一根帶有下拉電阻R1的公共握手信號 線RC0，其中，所述的若干臺PIC單片機分為一臺主機以及若干臺從 機，所述的主機分別與所述的輸出數(shù)據(jù)線SDO、輸入數(shù)據(jù)線SDI、時 序線SCK以及公共握手信號線RC0相連，所述的任一從機通過四個端 子分別一一對應(yīng)的連接于所述的輸入數(shù)據(jù)線SDI、輸出數(shù)據(jù)線SDO、 時序線SCK以及公共握手信號線RCO上。
本發(fā)明之二的一種基于SPI結(jié)構(gòu)模型雙向式身份識別及信息交互 平臺的通信協(xié)議方法，其中，它包括以下步驟
首先確定信息傳輸?shù)脑O(shè)置方式，包括在地址發(fā)送寄存器及數(shù)據(jù)發(fā) 送寄存器中鍵入目標地址及待發(fā)數(shù)據(jù)，通過對4X4矩陣鍵盤進行定義；
其次，當(dāng)首次敲擊鍵盤時帶回的值給地址發(fā)送寄存器，第二次敲 擊鍵盤帶回待發(fā)數(shù)據(jù)的高位，第三次敲擊鍵盤帶回待發(fā)數(shù)據(jù)的低位；
最后，通過整合第二及第三次帶回的數(shù)據(jù)可組成一個待發(fā)八位二 進制數(shù)，再通過可控分時SPI串行通信一次多數(shù)據(jù)的發(fā)送。
本發(fā)明之三的一種基于SPI結(jié)構(gòu)模型雙向式身份識別及信息交互 平臺的雙向通信方法，其中，在主、從單片機之間引入了接下拉電阻的 公共握手信號線RCO，每一臺單片機想動作只需拉高這條公共握手信 號線RCO，別的所有單片機都會偵測到這個信號以實現(xiàn)總線方式通信， 所述的雙向通信包括發(fā)送端的通信以及接收端的通信，其中
發(fā)送端的通信包括采集數(shù)據(jù)、整合數(shù)據(jù)以及傳送數(shù)據(jù)，所述的傳 送數(shù)據(jù)為一次SPI發(fā)送多個數(shù)據(jù)的方式；
接收端的通信包括接收數(shù)據(jù)、拆分數(shù)據(jù)以及處理接收數(shù)據(jù)，所述 的處理接收數(shù)據(jù)是對拆分后的數(shù)據(jù)的地址和數(shù)據(jù)進行判斷處理。
上述的基于SPI結(jié)構(gòu)模型雙向式身份識別及信息交互平臺的雙向 通信方法，其中，當(dāng)主機定向發(fā)信息給從機時，主機在經(jīng)過數(shù)據(jù)采集及整合后改變
RC0口為輸出，并拉高RC0，讓每一臺從機都偵測到RC0從而進入被 動接收；
當(dāng)從機定向發(fā)送給主機或另一臺從機時，從機均先把數(shù)據(jù)發(fā)送給 主機，再由主機進行判斷和處理，即從機經(jīng)過數(shù)據(jù)采集及處理后改變 RC0 口及SDO 口為輸出并拉高RCO，主機偵測到從機動作后進行接受， 在主機接受到從機發(fā)送來的數(shù)據(jù)后分析地址位，如果是發(fā)送給自己的就 進行數(shù)據(jù)應(yīng)用并結(jié)束接受動作進入常態(tài)，如果分析完地址位是要轉(zhuǎn)發(fā)給 另一從機，則主機只需重復(fù)發(fā)送程序，就能將數(shù)據(jù)發(fā)出到指定從機從而 實現(xiàn)從機和從機的通信，主機又進行了數(shù)據(jù)的監(jiān)控。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明是基于SPI通信的結(jié)構(gòu)模型，提出了 一個單片機網(wǎng)絡(luò)化協(xié)議標準，在SPI時序狀態(tài)下實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳送和 發(fā)、收身份識別，通過雙向SDO及SDI的數(shù)據(jù)互換，SCK的時序控制 和接下拉電阻的公共握手線RC0端的提示線，輕松實現(xiàn)PIC單片機系 統(tǒng)間主、從式可控定向數(shù)據(jù)傳送平臺，從而為實現(xiàn)單片機網(wǎng)絡(luò)化管理和 數(shù)據(jù)交換奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。


圖1是本發(fā)明之一的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明之三的雙向通信示意圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
請參閱圖1 ，圖中示出了本發(fā)明之一的一種基于SPI結(jié)構(gòu)模型雙向 式身份識別及信息交互平臺，該雙向式身份識別及信息交互平臺基于 SPI結(jié)構(gòu)模型，該雙向式身份識別及信息交互平臺基于SPI結(jié)構(gòu)模型， 它包括若干臺PIC單片機，還包括一根輸出數(shù)據(jù)線SDO、 一根輸入數(shù) 據(jù)線SDI、一根時序線SCK以及一根帶有下拉電阻R1的公共握手信號 線RC0，其中，若干臺PIC單片機分為一臺主機11以及若干臺從機12，主機11分別與輸出數(shù)據(jù)線SDO、輸入數(shù)據(jù)線SDI、時序線SCK以及公 共握手信號線RC0相連，任一從機12通過四個端子分別一一對應(yīng)的連 接于輸入數(shù)據(jù)線SDI、輸出數(shù)據(jù)線SDO、時序線SCK以及公共握手信 號線RCO上。
本實施例中，PIC單片機為四臺，其中，主機為一臺，從機為三臺， 下拉電阻Rl的阻值為1KQ ， PIC單片機采用型號為PIC16F877。
本發(fā)明之二的一種基于SPI結(jié)構(gòu)模型雙向式身份識別及信息交互 平臺的通信協(xié)議方法，關(guān)于主、從單片機系統(tǒng)，主機及從機都有偵測鍵 盤，偵測RC0，發(fā)送與接收等程序，但是在多臺從機SDO 口共線的前 提下，設(shè)計一種能消除電平影響及有效數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議顯得至關(guān)重要。 由于主從機的收發(fā)口是交錯的，主機的控制地位不能改變，故利用SPI 通信的同時可加以提示線的使用使單片機智能地進入接收及等待環(huán)節(jié)， 本發(fā)明的目的即為了解決這個問題，它包括以下步驟
首先確定信息傳輸?shù)脑O(shè)置方式，包括在地址發(fā)送寄存器及數(shù)據(jù)發(fā) 送寄存器中鍵入目標地址及待發(fā)數(shù)據(jù)，通過對4X4矩陣鍵盤進行定義；
其次，當(dāng)首次敲擊鍵盤時帶回的值給地址發(fā)送寄存器，第二次敲 擊鍵盤帶回待發(fā)數(shù)據(jù)的高位，第三次敲擊鍵盤帶回待發(fā)數(shù)據(jù)的低位；
最后，通過整合第二及第三次帶回的數(shù)據(jù)可組成一個待發(fā)八位二 進制數(shù)，再通過可控分時SPI串行通信一次多數(shù)據(jù)的發(fā)送。
在本實施例中，只用一個八位二進制數(shù)來表示發(fā)送者及接收者的 身份識別碼，但地址位的長度也可以通過多個八位二進制數(shù)無限擴充 的，即這樣的通信方式可以通過地址寄存器及分時多數(shù)據(jù)發(fā)送的設(shè)置掛 接任意臺從機，而數(shù)據(jù)位也同樣可以擴充的方式發(fā)送按用戶需要的任意 長的數(shù)據(jù)。
請參閱圖2，圖中示出了本發(fā)明之三的一種如權(quán)利要求1的基于 SPI結(jié)構(gòu)模型雙向式身份識別及信息交互平臺的雙向通信方法，在主、 從單片機之間引入了接下拉電阻的公共握手信號線RC0，每一臺單片 機想動作只需拉高這條公共握手信號線RC0，別的所有機器都會偵測 到動作，雙向通信包括發(fā)送端的通信以及接收端的通信，其中發(fā)送端的通信包括采集數(shù)據(jù)、整合數(shù)據(jù)以及傳送數(shù)據(jù)，傳送數(shù)據(jù) 為一次SPI發(fā)送多個數(shù)據(jù)的方式；
接收端的通信包括接收數(shù)據(jù)、拆分數(shù)據(jù)以及處理接收數(shù)據(jù)，處理 接收數(shù)據(jù)是對拆分后的數(shù)據(jù)的地址和數(shù)據(jù)進行判斷處理。
當(dāng)主機定向發(fā)信息給從機時，主機在經(jīng)過數(shù)據(jù)采集及整合后改變 RC0口為輸出(在常態(tài)下RC0 口都為輸入，只有有發(fā)送動作后改為輸 出)，并拉高RC0，讓每一臺從機都偵測到RCO從而進入被動接收(常 態(tài)下每一臺從機的SDO 口都設(shè)置為輸入，SDI 口也為輸入)，主機發(fā) 出有用數(shù)據(jù)接收無用數(shù)據(jù)并拋棄，從機都可接受到主機有用數(shù)據(jù)并進行 處理，這樣就實現(xiàn)了主機發(fā)出功能；
當(dāng)從機定向發(fā)送給主機或另一臺從機時，從機均先把數(shù)據(jù)發(fā)送給 主機，再由主機進行判斷和處理，即從機經(jīng)過數(shù)據(jù)采集及處理后改變 RC0 口及SDO 口 (常態(tài)下每一臺從機的SDO 口都設(shè)置為輸入)為輸出 并拉高RC0，主機偵測到從機動作后進行接受，即同上數(shù)據(jù)發(fā)送只是 將廢數(shù)據(jù)去交換了有用數(shù)據(jù)(這時只有發(fā)送數(shù)據(jù)的從機的SDO 口是輸 出，別的從機的SDO及主機的SDI 口都是輸入，這樣在主機交換數(shù)據(jù) 時就能保證待發(fā)從機的數(shù)據(jù)能有效的送給主機而不是像主機主動發(fā)出 那樣接收來的只是廢數(shù)據(jù))，在主機接受到從機發(fā)送來的數(shù)據(jù)后分析地 址位，如果是發(fā)送給自己的就進行數(shù)據(jù)應(yīng)用并結(jié)束接受動作進入常態(tài)， 如果分析完地址位是要轉(zhuǎn)發(fā)給另一從機，則主機只需重復(fù)發(fā)送程序，就 能將數(shù)據(jù)發(fā)出到指定從機從而實現(xiàn)從機和從機的通信，主機又進行了數(shù) 據(jù)的監(jiān)控。
這樣的主從式通信在安全等方面是不言而喻的，在分時發(fā)送及對 數(shù)據(jù)口偵測等方面所帶來的程序擴展性能縮水等問題里我們通過對 PIC16F877的特色TMR0的應(yīng)用，為外接動態(tài)顯示或數(shù)據(jù)保存預(yù)留了通道。
以上結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域中普通技 術(shù)人員可根據(jù)上述說明對本發(fā)明做出種種變化例。因而，實施例中的某 些細節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對本發(fā)明的限定，本發(fā)明將以所附權(quán)利要求書界定的范 圍作為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于SPI結(jié)構(gòu)模型雙向式身份識別及信息交互平臺，包括若干臺PIC單片機，其特征在于，該雙向式身份識別及信息交互平臺基于SPI結(jié)構(gòu)模型，它還包括一根輸出數(shù)據(jù)線SDO、一根輸入數(shù)據(jù)線SDI、一根時序線SCK以及一根帶有下拉電阻R1的公共握手信號線RC0，其中，所述的若干臺PIC單片機分為一臺主機以及若干臺從機，所述的主機分別與所述的輸出數(shù)據(jù)線SDO、輸入數(shù)據(jù)線SDI、時序線SCK以及公共握手信號線RC0相連，所述的任一從機通過四個端子分別一一對應(yīng)的連接于所述的輸入數(shù)據(jù)線SDI、輸出數(shù)據(jù)線SDO、時序線SCK以及公共握手信號線RC0上。
2. —種如權(quán)利要求1的基于SPI結(jié)構(gòu)模型雙向式身份識別及信息交互平 臺的通信協(xié)議方法，其特征在于，它包括以下步驟首先確定信息傳輸?shù)脑O(shè)置方式，包括在地址發(fā)送寄存器及數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器 中鍵入目標地址及待發(fā)數(shù)據(jù)，通過對4X4矩陣鍵盤進行定義；其次，當(dāng)首次敲擊鍵盤時帶回的值給地址發(fā)送寄存器，第二次敲擊鍵盤帶 回待發(fā)數(shù)據(jù)的高位，第三次敲擊鍵盤帶回待發(fā)數(shù)據(jù)的低位；最后，通過整合第二及第三次帶回的數(shù)據(jù)可組成一個待發(fā)八位二進制數(shù)， 再通過可控分時SPI串行通信一次多數(shù)據(jù)的發(fā)送。
3. —種如權(quán)利要求1的基于SPI結(jié)構(gòu)模型雙向式身份識別及信息交互平 臺的雙向通信方法，其特征在于，在主、從單片機之間引入了接下拉電阻的公 共握手信號線RC0，每一臺單片機想動作只需拉高這條公共握手信號線RC0， 別的所有單片機都會偵測到這個信號以實現(xiàn)總線方式通信，所述的雙向通信包括發(fā)送端的通信以及接收端的通信，其中發(fā)送端的通信包括采集數(shù)據(jù)、整合數(shù)據(jù)以及傳送數(shù)據(jù)，所述的傳送數(shù)據(jù)為 一次SPI發(fā)送多個數(shù)據(jù)的方式；接收端的通信包括接收數(shù)據(jù)、拆分數(shù)據(jù)以及處理接收數(shù)據(jù)，所述的處理接 收數(shù)據(jù)是對拆分后的數(shù)據(jù)的地址和數(shù)據(jù)進行判斷處理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于SPI結(jié)構(gòu)模型雙向式身份識別及信息交互 平臺的雙向通信方法，其特征在于，當(dāng)主機定向發(fā)信息給從機時，主機在經(jīng)過數(shù)據(jù)采集及整合后改變RCO 口為 輸出，并拉高RC0，讓每一臺從機都偵測到RCO從而進入被動接收；當(dāng)從機定向發(fā)送給主機或另一臺從機時，從機均先把數(shù)據(jù)發(fā)送給主機，再 由主機進行判斷和處理，即從機經(jīng)過數(shù)據(jù)采集及處理后改變RC0 口及SDO 口 為輸出并拉高RCO，主機偵測到從機動作后進行接受，在主機接受到從機發(fā)送 來的數(shù)據(jù)后分析地址位，如果是發(fā)送給自己的就進行數(shù)據(jù)應(yīng)用并結(jié)束接受動作 進入常態(tài)，如果分析完地址位是要轉(zhuǎn)發(fā)給另一從機，則主機只需重復(fù)發(fā)送程序， 就能將數(shù)據(jù)發(fā)出到指定從機從而實現(xiàn)從機和從機的通信，主機又進行了數(shù)據(jù)的 監(jiān)控。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于SPI結(jié)構(gòu)模型雙向式身份識別及信息交互平臺及方法，包括若干臺PIC單片機，該雙向式身份識別及信息交互平臺基于SPI結(jié)構(gòu)模型，還包括一根輸出數(shù)據(jù)線SDO、一根輸入數(shù)據(jù)線SDI、一根時序線SCK以及一根帶有下拉電阻R1的公共握手信號線RC0，方法通過在主、從單片機之間引入了接下拉電阻的公共握手信號線RC0，每一臺單片機想動作只需拉高這條公共握手信號線RC0，別的所有單片機都會偵測到這個信號，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)總線方式通信。本發(fā)明基于SPI通信的結(jié)構(gòu)模型，在SPI時序狀態(tài)下實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳送和發(fā)、收身份識別，通過雙向數(shù)據(jù)互換，實現(xiàn)單片機系統(tǒng)間主、從式可控定向數(shù)據(jù)傳送平臺。
文檔編號G06F13/42GK101615169SQ20081003968
公開日2009年12月30日 申請日期2008年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月26日
發(fā)明者冰 夏, 敬 曾, 李榮正 申請人:上海工程技術(shù)大學(xué)