[實用新型]一種基于擴展IIC接口的裝置

有效

• 申請號: 201720957322.4
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN207133817U
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 石雪倩;陳金玲;黎朝暉;瞿仕波
• 申請（專利權）人: 湖南利能科技股份有限公司
• 主分類號: G06F13/38
• 分類號: G06F13/38;G06F13/40;G06F13/42
• 代理公司: 長沙思創聯合知識產權代理事務所(普通合伙)43215
• 代理人: 肖戰勝

技術領域

本實用新型涉及一種基于擴展IIC接口的裝置。

背景技術

IIC即集成電路總線，是一種雙向、二進制、同步串行總線。該總線是一種多向控制總線，多個芯片可連接至同一總線結構下，每個芯片都可以作為實時數據傳輸的控制源。掛于IIC總線上的器件被分為主機和從機，主機負責初始化IIC總線的數據并產生允許傳輸的時鐘信號，從機則是具備唯一從地址，且被主機尋址的器件。鑒于IIC使用簡單，接口資源占用少的特點，在傳感器數據采集等領域愈來愈普及。

在常見的應用場景中，一般將多個IIC從設備直接掛于總線上進行通訊，但鑒于總線的驅動能力和支持容抗有限等原因，使得總線上可掛載的設備和總線傳輸長度有限，不能滿足某些IIC應用場景的需求。因此，需要對IIC進行擴展。

針對IIC接口擴展的方法，目前已有一些實用新型專利提出了解決方案。如CN101324875A提出了一種基于將主設備一級IIC總線擴展為多條二級IIC總線的方法，該專利包含時鐘擴展模塊、數據控制模塊和方向控制模塊，時鐘擴展模塊將一級IIC的SCL信號擴展成多路，數據控制模塊用于二級IIC總線的選擇，方向控制模塊進行讀寫方向的控制。又如CN104142905A提出的基于CPLD或門的擴展方式，設置一個(n+1)位的數據寄存器并使每一個而輸入或門的輸入端分對應數據寄存器的一個位實現IIC從設備的擴展。又如CN1599343A所提出的基于時鐘開關組的方法，只有時鐘開關組中接通時鐘開關相連的器件可以響應IIC總線控制器的請求，在相應IIC總線讀寫操作完成后，關閉相應的時鐘開關。

目前專利中提出的IIC接口擴展方法多采用外接時鐘擴展模塊形成多路時鐘，再由選通電路選擇連接的IIC從設備，或者通過CPLD門電路對從設備的地址信號進行按位操作進行選通。這些方式多針對于同一不可修改從地址的多個從設備連接場景，但對于因IIC自身驅動不夠導致接入設備受限，或因IIC自身接入容抗有限導致總線傳輸距離不能太遠，或受硬件限制，無法接入多種總線電平的應用場景，并未給出合適的解決方法；而且上述專利多引入CPLD、FPGA等其它器件，增加了硬件走線的復雜度和軟件編程的難度。

因此，有必要設計一種基于擴展IIC接口的裝置。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種基于擴展IIC接口的裝置，該基于擴展IIC接口的裝置通過擴展板擴展IIC接口，易于實施。

實用新型的技術解決方案如下：

一種基于擴展IIC接口的裝置，包括MCU和擴展板；擴展板上設有N條IIC信號通路；N為整數，N≥2；

所述的擴展板上的N個IIC信號通路的第一端分別與MCU上的N個IIC接口相連；

所述的擴展板上的N個IIC信號通路的第二端分別連接N條IIC總線。

所述的MCU上的IIC接口為IIC控制器的接口。

所述的MCU上的IIC接口為由通用IO口模擬的IIC接口。

所述的MCU上的IIC接口為由IP核實現的IIC接口。

擴展板上的每一條IIC信號通路中設有雙向總線緩沖器。優選P82B96芯片。

所述的MCU集成在核心板中。

核心板中還集成有現場可編程門陣列。

為實現擴展板與MCU的電平匹配，在N個IIC信號通路的第一端通過上拉電阻接直流電壓V1，V1為MCU的IIC接口的基準電壓。

為實現擴展板與IIC負載的電平匹配，在N個IIC信號通路的第二端通過上拉電阻接直流電壓V2，V2為負載端的IIC接口的基準電壓。

作為優選，N＝4。

有益效果：

本實用新型的基于擴展IIC接口的裝置，通過擴展板實現IIC接口的擴展。該裝置使得硬件電路板對下行IIC從設備的采集更具兼容性，能夠滿足IIC從設備的擴展，支持多達四種不同總線電平的轉換。在從設備數量不多、IIC總線電平種類少的情況下，擴展板的緩沖芯片可進行選擇性焊接，不會增加系統的額外成本。

本實用新型能解決以下技術問題：

1.解決接入IIC從設備過多，CPU接口資源不夠的問題。

2.解決因IIC從設備擴展，硬件電路板兼容性不夠的問題。

3.解決從設備的數量和通訊距離受IIC總線400pF容抗限制的問題。

4.解決IIC從設備電平邏輯電平不統一的問題。

5.解決串行多路采集影響采集效率和實時性的問題。

附圖說明