一种基于SPI协议的IIC扩展通信方法及装置

摘要

一种基于SPI协议的IIC扩展通信方法，包括步骤：进行SPI与IIC通信的端口连接；采用SPI信号对IIC信号开始条件进行模拟；通过SPI协议对数据进行传输；并使用SPI协议对所述数据进行应答；最后利用SPI信号对IIC信号进行结束条件模拟。使得SPI扩展协议和IIC协议可以进行通信，进而增强了设备之间的兼容性。同时，本发明还提供一种基于SPI协议的IIC扩展通信装置。

说明书

技术领域

本发明涉及硬件接口领域，特别涉及一种基于SPI协议的IIC扩展通信方法及装置。 

背景技术

现今的电子设备大多支持SPI (Serial Peripheral Interface—串行外设接口)协议或者IIC(Inter-Integrated Circuit—集成电路总线）协议，而现有串行通信方式中SPI协议不能与IIC协议进行通信。如图1所示的IIC协议的端口连接方式以及图2所示的SPI协议之间的端口连接方式。这使得设计工程师要么放弃设备的兼容性而仅支持一种协议，要么单独设计两种协议而增加设备的成本。这种协议之间的不兼容性给设备之间的通信带来了极大的困难。 

发明内容

基于上述情况，本发明提出了一种基于SPI协议的IIC扩展通信方法，该方法主要利用进行SPI与IIC通信的端口连接；利用SPI协议对SPI协议开始条件进行模拟；利用SPI协议对IIC数据进行传输；利用SPI协议对所述IIC数据进行应答；利用SPI协议对SPI协议进行结束条件模拟。通过这个方式可以使得SPI协议或者IIC协议可以进行通信，进而增强了设备之间的兼容性。 

一种基于SPI协议的IIC扩展通信方法，包括步骤：进行SPI与IIC通信的端口连接；采用SPI协议对IIC协议开始条件进行模拟；通过SPI协议对数据进行传输；并使用SPI协议对所述数据进行应答；最后利用SPI协议对IIC协议进行结束条件模拟。 

所述SPI协议对IIC协议进行模拟是在时钟信号SCLK产生第一个时钟前，数据信号MOSI（或MISO）变为低电平。 

所述利用SPI协议对IIC协议进行结束条件模拟是在数据传输结束后，发送高电平的SCLK信号并在此期间发送一个MOSI（或MISO）由低变高的信号。 

进一步地，所述SPI协议对IIC协议进行开始条件模拟是在时钟信号SCLK产生第一个时钟前，选择信号 和数据信号MOSI变为低电平，且所述MOSI（或MISO）数据信号在所述选择信号变为低电平前发生。 

进一步地，所述利用SPI协议对IIC协议进行结束条件模拟是在数据传输结束后，当选择信号变为高电平，在发送高电平的SCLK信号并在此期间发送一个MOSI（或MISO）由低变高的信号。 

进一步地，在所述利用SPI协议对所述IIC数据进行应答的步骤中，所述SPI需要扩展应答位；所述应答位为主机（或从机）发送第9n（n>=1）个数据时需要检测从机（或主机）是否在该位发送数据为低电平； 

一种基于SPI协议的IIC扩展通信装置，其中第一控制模块采用SPI接口与第二控制模块的IIC接口进行通信；所述SPI接口在时钟信号SCLK产生第一个时钟前，数据信号MOSI变为低电平；所述SPI接口在结束传输数据后发送高电平的SCLK信号并在此期间发送一个MOSI（或MISO）由低变高的信号。

进一步地，第一制模块采用SPI接口与第一控制模块的IIC接口进行通信；所述SPI接口在时钟信号SCLK产生第一个时钟前，数据信号MOSI变为低电平；所述SPI接口在结束传输数据后，在选择信号变为高电平后发送高电平的SCLK信号和发送MOSI（或MISO）由低变高的信号。 

进一步地，所述SPI接口在接收数据时需要扩展应答位；所述应答位为主机（或从机）发送第9n（n>=1）个数据时需要检测从机（或主机）是否在该发送数据时为低电平。 

 相对于现有技术，本发明提供的一种基于SPI协议的IIC扩展通信方法，可以应用于现有SPI与IIC的接口设计中。使用本方法使得SPI扩展协议和IIC协议可以进行通信，进而增强了设备之间的兼容性。 

附图说明

图1是现有的IIC协议的端口连接方式示意图； 

图2是现有SPI协议之间的端口连接方式示意图；

图3是本发明一种基于SPI协议的IIC扩展通信方法实施例的流程示意图；

图4是本发明SPI扩展后与IIC通信的端口连接方式示意图；

图5是本发明SPI的IIC开始条件部分扩展信号变化示意图；

图6是本发明SPI主机发送IIC的开始条件和数据字段示意图；

图7是本发明SPI主机给IIC从机发送一个字节并检测应答示意图；

图8是本发明SPI的IIC结束条件部分扩展信号变化示意图；

图9是本发明基于SPI协议的IIC扩展通信装置实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合其中的较佳实施方式对本发明方案进行详细阐述。 

图3中示出了本发明一种基于SPI协议的IIC扩展通信方法实施例的流程示意图。 

S101：进行SPI与IIC通信的端口连接。 

SDA信号为IIC的数据信号线，SCL为IIC的时钟信号。当IIC与IIC自身之间进行通信时，其数据信号和时钟信号应相互进行连接；MOSI（/MISO）信号为SPI协议的数据信号，SCLK信号为SPI协议中的时钟信号。如图4所示，当SPI模块与IIC模块之间按照IIC协议进行通信时，SCL与SCLK对应连接，MOSI（/MISO）与SDA对应连接。由于IIC协议中没有选择信号，所以SPI的信号不需要与IIC模块连接。 

S102：采用SPI协议对SPI协议开始条件进行模拟。 

图5为 SPI的IIC开始条件部分扩展信号变化示意图。图中， SCLK为时钟信号，MOSI为SPI输出数据信号，为从机选择信号。 

一般来说，在空闲状态时，SPI的时钟信号SCLK和数据信号MOSI（或MISO）均为高电平。IIC 的开始条件为：当其时钟信号为高电平时数据信号有一个从高到低的电平跳变。本发明采用了SPI协议对SPI协议协议进行模拟，所述SPI协议对IIC开始条件模拟是指在时钟信号SCLK产生第一个时钟前，数据信号MOSI变为低电平。 

作为较优的实施例子，当在空闲状态时，SPI的时钟信号SCLK、数据信号MOSI（或MISO）和从机选择信号均为高电平。在时钟信号SCLK产生第一个时钟前，SPI模块产生的选择信号和数据信号MOSI均变为低电平，且所述MOSI数据信号在所述选择信号变为低电平前发生。这里加入选择信号是为了使该协议与原SPI协议进行兼容，需要说明的是，SPI扩展后的协议仅与SPI原协议中帧长为一个字节的特殊形式兼容。 

S103：通过SPI协议对所述数据进行传输。 

如图6所示，SPI有四种工作模式（各模式的区别是时钟在无效状态时的电平不同，和数据发送和采样时的时钟沿不一致），但仅在模式三下发送的数据才能被IIC模块正确接收。当SPI工作在工作模式三下给从机发送数据。此时，数据在时钟下降沿被发送出去，从机在时钟上升沿采样数据。数据的传输为对现有SPI协议的应用。本实施例的主机指SPI，从机指IIC。 

     S104：使用SPI协议对所述数据进行应答。 

如图7所示，主机发送（或者接收）第9n（n>=1）个数据时需要检测从机应答（或者对从机应答），第9n位称为应答位。主机通过在数据线MOSI（或MISO）上产生低电平实现对从机的应答，通过检测在该位时从机是否发送低电平来检测从机是否做出应答。 

    主机发送完数据时需要检测从机是否有应答；反过来，从机发送完数据后也需要检测主机是否有应答。 

S105：利用SPI协议对IIC协议进行结束条件模拟。 

如图8所示，利用SPI协议对IIC协议进行结束条件模拟是指发送一个高电平的SCLK信号期间发送一个MOSI（或MISO）由低变高的信号。 

为了对应加入选择信号是使该协议与原SPI协议进行兼容的例子，这里也可以采用当选择信号变为高电平后，发送高电平的SCLK信号期间发送一个MOSI（或MISO）由低变高的信号。 

图9中示出了本发明的一种基于SPI协议的IIC扩展通信装置实施例的结构示意图，此装置中的信号处理方式与方法实施例中的信号处理方式对应。以下进行展开叙述： 

第一控制模块和第二控制模块在通信时，通信线需接上拉电阻。

第一控制模块采用SPI接口与第二控制模块的IIC接口进行通信；所述SPI接口在时钟信号SCLK产生第一个时钟前，数据信号MOSI变为低电平；所述SPI接口在结束传输数据前发送高电平的SCLK信号和发送一个MOSI（或MISO）由低变高的信号。 

作为更好的实施例子，此处加入选择信号是使该协议与原SPI协议进行兼容，第一控制模块采用SPI接口与第二控制模块的IIC接口进行通信； SPI接口在时钟信号SCLK产生第一个时钟前，数据信号MOSI变为低电平； SPI接口在结束传输数据后，在选择信号变为高电平后发送高电平的SCLK信号并在此期间发送MOSI（或MISO）由低变高的信号。 

上述的SPI接口在接收数据时需要扩展应答位；所述应答位为主机（或从机）发送第9n（n>=1）个数据时需要检测从机（或主机）是否在该位发送数据为低电平。 

以上所述实例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。