串行总线节省I/O管脚

    ＳＰＩ总线接口 　　

    串行外设接口（ＳＰＩ）在主机和一个或多个从属设备间利用同步串行通讯提供了基本的通讯。主机发起所有与从属设备通讯的要求，并提供控制传输速率的时钟信号。ＳＰＩ并未提供高级的协议，所以在主机（如微控制器）与外设（如ＡＤＣ或编码解码器）间的通讯，并不需要时间进行内部管理。由于缺少协议，ＳＰＩ芯片厂商就要提出自己的位与字节管理方案。最简单的ＳＰＩ接口要求三条信号线路（时钟、主机输入与从属设备输出、主机输出与从属设备输入）与接地。

ＳＰＩ通讯每次是一个字节，但从属设备接收数据时缺少自动应答，而且，通讯不能对特定的ＳＰＩ芯片寻址，因此每个ＳＰＩ从属设备必须提供一个活动低态（ａｃｔｉｖｅ－ｌｏｗ）芯片选择（／ＣＳ）输入管脚。主机将其单独的／ＣＳ管脚驱动到逻辑０来选择一个从属设备，如果只有一个ＳＰＩ从属设备，可用硬连线将芯片选择管脚与地连接起来（节省一个Ｉ／Ｏ管脚），例如，一个ＡＤＣ可使用／ＣＳ信号的上升沿来触发一个转换过程。

ＳＰＩ设备会很快地用完所有用来产生／ＣＳ信号的Ｉ／Ｏ管脚，如果超过三个ＳＰＩ设备，可考虑使用一个３路到８路解码器／解复用器，通过主机的３或４个Ｉ／Ｏ管脚最多可为８个ＳＰＩ设备产生／ＣＳ信号，也可使用ＳＰＩ芯片，如Ｍａｘｉｍ　ＭＡＸ７３１７能为电路中增加１０个通用Ｉ／Ｏ管脚。

Ｉ２Ｃ串行总线 　　

由先前的Ｐｈｉｌｉｐｓ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ在上个世纪八十年代开发的Ｉ２Ｃ通讯总线需要两条双向信号线路，一条用于时钟，另一条用于数据，另外再需要接地线。它与ＳＰＩ总线不同，一个Ｉ２Ｃ连线在多主机结构中可连接包括一个以上的控制设备，外设包括实时时钟、存储器、ＬＣＤ驱动器和模拟转换器。

所有的Ｉ２Ｃ设备都有预设的唯一地址，所以不需要芯片选择线路。Ｉ２Ｃ　Ｉ／Ｏ厂商可在其产品上设置能允许几个相同设备在一个Ｉ２Ｃ总线上工作的可编程引脚。Ａｎａｌｏｇ　Ｄｅｖｉｃｅｓ（ＡＤＩ）公司的ＡＤ７９９１是一颗双通道的１２位ＡＤＣ，在一个Ｉ２Ｃ总线上开发人员可使用最多五个这种芯片。首先，规范委员会分配给芯片厂家唯一的７位设备地址，但这些地址很快就会用完，Ｉ２Ｃ规范现在包含１０位的地址，工程师们可在一个Ｉ２Ｃ总线上将具７位或１０位地址的芯片混和使用。

通信以１００Ｋｂｐｓ（标准）、４００Ｋｂｐｓ（快速）或３．４Ｍｂｐｓ（高速）这三种速度中的一种进行，尽管有些公司提供总线延伸器（ｅｘｔｅｎｄｅｒ）和中继器（ｒｅｐｅａｔｅｒ），但４００ｐＦ的最大线电容还是限制了Ｉ２Ｃ通信的长度。

与ＳＰＩ从属设备不同，Ｉ２Ｃ协议包括一个应答部分。信号线路的“线与（ｗｉｒｅｄ－ＡＮＤ）”属性让接收设备将数据线路拉低一个时钟周期，以对接收字节进行应答，Ｉ２Ｃ规范并不包括误差校正，但可用软件实施该功能。

１－Ｗｉｒｅ总线取代双线 　　

Ｄａｌｌａｓ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ开发的专有１－Ｗｉｒｅ（一线）总线技术其通信和电源都使用一条信号线路（还需要一个地线），通信涉及到一个主机和一个或多个从属设备，如传感器、ＥＰＲＯＭ及电池监控器。异步通讯使用准确定时的脉冲宽度来再现数据。逻辑“１”状态下数据线路拉低１５？ｓ或更少，而逻辑“０”状态则将线路拉低最少６０？ｓ（外设在通讯线路空闲时可从中吸收少量的功率）。

每个１－Ｗｉｒｅ设备都有一个唯一的６４位ＩＤ号码，该号码可提供一个８位的设备类型识别符、４８位地址和８位ＣＲＣ值。４８位地址保证了在１－Ｗｉｒｅ线路上设备不会产生冲突，主机中的软件可监测设备类型要及其串行端口数量。Ｄａｌｌａｓ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ是Ｍａｘｉｍ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ公司的子公司，生产多种１－Ｗｉｒｅ设备。但据我所知，并没有其它厂商生产１－Ｗｉｒｅ芯片。