[发明专利]一种两线制多信号输入检测的扩展方法及电路

说明书

技术领域

本发明涉及单片机技术领域，更具体地说，涉及一种两线制多信号输入检测的扩展方法，及一种两线制多信号输入检测的扩展电路。

背景技术

在电子产品设计领域，GPIO的应用非常广泛，而现有CPU的GPIO资源尽管已经很丰富，但仍无法满足设计的要求，因此，设计师们大都需要采用GPIO扩展的方式来保证设计的需求。

目前市场上的IO扩展方式很多，有单独扩展输入GPIO的方式，也有单独扩展输出GPIO的方式，现在还有采用IIC或者SPI等通信接口方式的专用GPIO扩展芯片，可实现输入输出可配置的GPIO扩展。

这些扩展方式。一方面，如果设计者需要扩展多路信号，扩展成本较高；另一方面，扩展的前提是CPU至少提供三根以上的GPIO口作为扩展资源，如果遇到CPU资源较为紧缺，可提供扩展的GPIO扩展资源只有两个的情况下，无法提供多信号的扩展。

中国实用新型专利ZL 201020566778.6公开了一种单片机的I/O接口扩展电路，包括单片机MCU、集成芯片D，所述单片机MCU的五个I/O端口INY0、INY1、INY2、INY3、INY4分别与数块集成芯片上设有的端口D1、D2、D3、D4连接，单片机MCU的I/O端口STB分别与数块集成芯片D上设有的STB端口连接，单片机MCU的三个I/O端口addrA、addrB、addrC分别与数块集成芯片D上设有的addrA端口、addrB端口、addrC端口连接作为集成芯片D的地址线，数块集成芯片D上分别设有的D0端口、D1端口、D2端口、D3口、D4端口、D5端口、D6端口、D7端口分别与外部信号相连。

上述实用新型的技术方案中，如果要进行IO商品的扩展，必须占用四个IO端口，对于可提供扩展的GPIO扩展资源在四个以下的情况，无法提供多信号的扩展，其适用范围极有限，特别是对于低成本应用领域，更加不适用。

中国实用新型专利ZL 201020209783.1公开了一种能够在成本较低的前提下来解决IO口短缺问题的单片机IO口的扩展电路，它包括第一、二、三、四、五电阻和第一、二三极管；第一、二电阻的一端均与单片机的IO口连接，第一电阻的另一端和第三电阻的一端均与第一三极管的基极连接，第一三极管的发射极和第三电阻的另一端均与第五电阻的一端连接，该第五电阻的一端还与单片机的工作电源连接，第一三极管的集电极作为第一信号输出端；第二电阻的另一端和第四电阻的一端均与第二三极管的基极连接，第二三极管的发射极和第四电阻的另一端均与接地端连接，第二三极管的集电极与第五电阻的另一端连接，第二三极管的集电极作为第二信号输出端。

上述实用新型的技术方案中，为一个IO端口经过扩展后，得到两个IO端口，解决了对IO端口的扩展需要占用三到四个IO端口的问题。但其扩展效果显得十分不足，即无法进行大量扩展，最多只能扩展出单片机自带IO端口的两倍，扩展效果十分有限。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种只能提供那个两根GPIO，即可实现大量IO端口的输入扩展的两线制多信号输入检测的扩展方法，并提供一种两线制多信号输入检测的扩展电路。

本发明的技术方案如下：

一种两线制多信号输入检测的扩展方法，扩展输入为并行输入，然后串行输出连接至CPU的GPIO，CPU逐位读出扩展的并行输入。

作为优选，读取数据前，先将用于扩展输入的并入串出芯片的移位/置位引脚设为移动状态。

作为优选，读取结束后，如果还将进行下一轮读取，在读取结束后，将用于扩展输入的并入串出芯片的移位/置位引脚设为置位状态，将首次读取的数据位设置成第一位，然后再将用于扩展输入的并入串出芯片的移位/置位引脚设为移动状态，循环读取数据。

作为优选，用于扩展输入的并入串出芯片的移位/置位引脚的状态切换，具体实现为：CPU通过另一GPIO分别连接至单稳态电路的输入端、并入串出芯片的时钟引脚，输出时钟信号；单稳态电路的输出端与并入串出芯片的移位/置位引脚相连，用于控制并入串出芯片的移位/置位引脚的状态切换。

作为优选，对于多片并入串出芯片构成级联输入扩展电路，下一级并入串出芯片的串行输出与上一级的级联输入引脚相连，并且同步各级并入串出芯片的移位/置位引脚信号与时钟信号。

作为优选，对各级并入串出芯片各引脚的读取顺序为逐级逐引脚逐个读取。