CN213690598U - 一种基于多路模拟开关的多路串行通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于多路模拟开关的多路串行通信系统，包括主机和多个从机，所述多路串行通信系统还包括第一多路模拟开关，所述第一多路模拟开关为单输入多输出多路模拟开关；所述主机包括一个主机信号发送端，所述主机信号发送端与第一多路模拟开关的一个信号输入端连接，第一多路模拟开关的多个信号输出端分别与多个从机的信号接收端连接；本实用新型提供的多路串行通信系统不仅减少了元器件的数量，简化了电路结构，而且可以降低对主机进行串行通讯的资源要求，提高对主机的RAM和ROM使用效率，具有成本低、能耗低等优点。

Description

一种基于多路模拟开关的多路串行通信系统

〖技术领域〗

本实用新型涉及串行通信技术领域，具体涉及一种基于多路模拟开关的多路串行通信系统。

〖背景技术〗

随着计算机网络化和微机分级分布式应用系统的发展，通信的功能越来越重要。通信是指计算机与外界的信息传输，既包括计算机与计算机之间的传输，也包括计算机与外部设备，如终端、打印机和磁盘等设备之间的传输。在通信领域内，按每次传送的数据位数，通信方式可分为：并行通信和串行通信。其中，串行通信是指计算机主机与外设之间以及主机系统与主机系统之间数据的串行传送。串行通信使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度，其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。

如图1，2所示，现有的一种多路串行通信系统包括主机和第一从机、第二从机……第N从机；如图1，2所示，主机包括主机单片机芯片MCU₀，第一主机串行通信模块、第二主机串行通信模块……第N主机串行通信模块，第一主机通信接口模块、第二主机通信接口模块……第N主机通信接口模块。第一从机包括第一从机单片机芯片和第一从机通信接口模块，第二从机包括第二从机单片机芯片和第二从机通信接口模块，……，第N从机包括第N从机单片机芯片和第N从机通信接口模块，N为正整数，且N≥2，主机单片机芯片MCU₀分别通过第一主机串行通信模块、第二主机串行通信模块……第N主机串行通信模块以及第一主机通信接口模块、第二主机通信接口模块……第N主机通信接口模块与第一从机单片机芯片MCU₁、第二从机单片机芯片MCU₂……第N从机单片机芯片MCU_N单独进行通信；如图2所示，每个主机串行通信模块均包括分别进行信号发送的信号发送单元和进行信号接收的信号接收单元，每个主机通信接口模块均包括分别进行信号发送的信号发送端口和进行信号接收的信号接收端口；多个主机串行通信模块需要多个信号发送单元、多个信号发送端口和多个信号接收单元、多个信号接收端口，才能实现与多个从机的通信。现有的这种通信系统，不仅存在元器件数量多、造价高、体积大、能耗高等缺点，而且存在对主机单片机芯片MCU₀串行通讯资源要求较高、MCU₀的RAM和ROM使用效率较低以及程序复杂等缺点。

〖实用新型内容〗

本实用新型的目的旨在提供一种基于多路模拟开关的多路串行通信系统，减少元器件的数量，简化电路结构，降低对主机进行串行通讯的资源要求，提高主机的RAM和ROM使用效率。

为了实现上述目的，本实用新型采取的第一种技术方案如下：

一种基于多路模拟开关的多路串行通信系统，包括主机和多个从机，还包括第一多路模拟开关，所述第一多路模拟开关为单输入多输出多路模拟开关；所述主机包括一个主机信号发送端和多个主机信号接收端，所述主机信号发送端与第一多路模拟开关的一个信号输入端连接，第一多路模拟开关的多个信号输出端分别与多个从机的信号接收端连接；所述多个主机信号接收端分别与多个从机的信号发送端连接。

作为具体的实施方式，所述主机包括主机单片机芯片、主机串行通信模块以及主机通信接口模块；所述主机单片机芯片包括一个信号发送端；所述主机串行通信模块包括一个信号发送单元；所述主机通信接口模块包括一个信号发送端口；所述主机单片机芯片的信号发送端、所述信号发送单元、所述主机通信接口模块的信号发送端口以及所述第一多路模拟开关的信号输入端依次连接。

进一步地，所述主机单片机芯片还包括多个信号接收端，所述主机串行通信模块还包括多个信号接收单元，所述主机通信接口模块还包括多个信号接收端口；所述多个从机的信号发送端、所述主机通信接口模块的多个信号接收端口、所述多个信号接收单元以及所述主机单片机芯片的多个信号接收端对应依次连接。

作为具体的实施方式，所述从机包括从机单片机芯片以及从机通信接口模块；所述第一多路模拟开关的多个信号输出端通过所述多个从机通信接口模块与多个从机的信号接收端连接，和/或，多个从机的信号发送端通过所述多个从机通信接口模块与所述第二多路模拟开关的多个信号输入端连接。

作为具体的实施方式，所述从机通信接口模块包括一个从机信号发送端口和一个从机信号接收端口；所述第一多路模拟开关的多个信号输出端通过所述多个从机通信接口模块的从机信号接收端口与多个从机的信号接收端连接，和/ 或，多个从机的信号发送端通过所述多个从机通信接口模块的从机信号发送端口与所述第二多路模拟开关的多个信号输入端连接。

作为具体的实施方式，所述第一多路模拟开关的通道选择端与所述主机的第一通道选择控制信号输出端连接。

为了实现上述目的，本实用新型采取的第二种技术方案如下：

一种基于多路模拟开关的多路串行通信系统，包括主机和多个从机，还包括第二多路模拟开关，所述第二多路模拟开关为多输入单输出多路模拟开关，所述主机包括一个主机信号接收端和多个主机信号发送端；所述主机信号接收端与第二多路模拟开关的一个信号输出端连接，第二多路模拟开关的多个信号输入端分别与多个从机的信号发送端连接；所述多个主机信号发送端分别与多个从机的信号接收端连接。

作为具体的实施方式，所述主机包括主机单片机芯片、主机串行通信模块以及主机通信接口模块；所述主机单片机芯片包括一个信号接收端；所述主机串行通信模块包括一个信号接收单元；所述主机通信接口模块包括一个信号接收端口；所述第二多路模拟开关的信号输出端、所述主机通信接口模块的信号接收端口、所述信号接收单元以及所述主机单片机芯片的信号接收端依次连接。

进一步地，所述主机单片机芯片还包括多个信号发送端，所述主机串行通信模块还包括多个信号发送单元，所述主机通信接口模块还包括多个信号发送端口；所述主机单片机芯片的多个信号发送端、所述多个信号发送单元、所述主机通信接口模块的多个信号发送端口以及所述多个从机的信号接收端对应依次连接。

作为具体的实施方式，所述从机包括从机单片机芯片以及从机通信接口模块；所述第一多路模拟开关的多个信号输出端通过所述多个从机通信接口模块与多个从机的信号接收端连接，和/或，多个从机的信号发送端通过所述多个从机通信接口模块与所述第二多路模拟开关的多个信号输入端连接。

作为具体的实施方式，所述从机通信接口模块包括一个从机信号发送端口和一个从机信号接收端口；所述第一多路模拟开关的多个信号输出端通过所述多个从机通信接口模块的从机信号接收端口与多个从机的信号接收端连接，和/ 或，多个从机的信号发送端通过所述多个从机通信接口模块的从机信号发送端口与所述第二多路模拟开关的多个信号输入端连接。

作为具体的实施方式，所述第二多路模拟开关的通道选择端与所述主机的第二通道选择控制信号输出端连接。

为了实现上述目的，本实用新型采取的第三种技术方案如下：

一种基于多路模拟开关的多路串行通信系统，包括主机和多个从机，还包括第一多路模拟开关和第二多路模拟开关，所述第一多路模拟开关为单输入多输出多路模拟开关，所述第二多路模拟开关为多输入单输出多路模拟开关；所述主机包括一个主机信号发送端和一个主机信号接收端，所述主机信号发送端与第一多路模拟开关的一个信号输入端连接，所述主机信号接收端与第二多路模拟开关的一个信号输出端连接。

作为具体的实施方式，所述主机包括主机单片机芯片、主机串行通信模块以及主机通信接口模块；所述主机单片机芯片包括一个信号发送端和一个信号接收端，所述主机串行通信模块包括一个信号发送单元和一个信号接收单元，主机通信接口模块包括一个信号发送端口和一个信号接收端口，所述主机单片机芯片的信号发送端、所述信号发送单元、所述主机通信接口模块的信号发送端口以及所述第一多路模拟开关的信号输入端依次连接，所述第二多路模拟开关的信号输出端、所述主机通信接口模块的信号接收端口、所述信号接收单元以及所述主机单片机芯片的信号接收端依次连接。

作为具体的实施方式，所述从机包括从机单片机芯片以及从机通信接口模块；所述第一多路模拟开关的多个信号输出端通过所述多个从机通信接口模块与多个从机的信号接收端连接，和/或，多个从机的信号发送端通过所述多个从机通信接口模块与所述第二多路模拟开关的多个信号输入端连接。

作为具体的实施方式，所述从机通信接口模块包括一个从机信号发送端口和一个从机信号接收端口；所述第一多路模拟开关的多个信号输出端通过所述多个从机通信接口模块的从机信号接收端口与多个从机的信号接收端连接，和/ 或，多个从机的信号发送端通过所述多个从机通信接口模块的从机信号发送端口与所述第二多路模拟开关的多个信号输入端连接。

作为具体的实施方式，所述第一多路模拟开关的通道选择端与所述主机的第一通道选择控制信号输出端连接；所述第二多路模拟开关的通道选择端与所述主机的第二通道选择控制信号输出端连接。

为了实现上述目的，本实用新型采取的第四种技术方案如下：

一种基于多路模拟开关的多路串行通信系统，包括主机和多个从机，还包括双向多路模拟开关，所述双向多路模拟开关包括单输入/输出端以及多输出/ 输入端；当所述单输入/输出端处于单输入状态时，所述多输出/输入端处于多输出状态；当所述单输入/输出端处于单输出状态时，所述多输出/输入端处于多输入状态；所述主机包括一个主机信号发送端和一个主机信号接收端，所述主机信号发送端和所述主机信号接收端均与所述单输入/输出端连接，所述多输出/输入端分别与多个从机的信号发送端和信号接收端连接。

作为具体的实施方式，所述主机包括主机单片机芯片、主机串行通信模块以及主机通信接口模块；所述主机单片机芯片包括一个信号发送端和一个信号接收端，所述主机串行通信模块包括一个信号发送单元和一个信号接收单元，主机通信接口模块包括一个信号发送端口和一个信号接收端口；所述主机单片机芯片的信号发送端、所述信号发送单元、所述主机通信接口模块的信号发送端口以及所述单输入/输出端依次连接；所述单输入/输出端、所述主机通信接口模块的信号接收端口、所述信号接收单元以及所述主机单片机芯片的信号接收端依次连接。

作为具体的实施方式，所述从机通信接口模块包括一个从机信号发送端口和一个从机信号接收端口；所述多输出/输入端通过所述多个从机通信接口模块的从机信号接收端口与多个从机的信号接收端连接和/或多个从机的信号发送端通过所述多个从机通信接口模块的从机信号发送端口与所述多输出/输入端连接。

作为具体的实施方式，所述双向多路模拟开关的通道选择端与所述主机的通道选择控制信号输出端连接

本实用新型有益效果：

由以上技术方案可知，本实用新型提供的多路串行通信系统通过第一多路模拟开关将主机信号发送端与第一从机、第二从机……第N从机的N个信号接收端择一导通，实现只需一个主机信号发送单元和主机信号发送端口，即可将主机输出的信号发送给第一从机、第二从机……第N从机，和/或，通过第二多路模拟开关将第一从机、第二从机……第N从机的信号发送端与主机的主机信号接收端择一导通，实现只需一个主机信号接收单元和一个主机信号接收端口便可将第一从机、第二从机……第N从机输出的信号发送给主机，不仅减少了元器件的数量，简化了电路结构，而且可以降低对主机进行串行通讯的资源要求，提高对主机的RAM和ROM使用效率，具有成本低、能耗低等优点。进一步地。进一步地，本实用新型提供的多路串行通信系统通过双向多路模拟开关将主机与第一从机、第二从机……第N从机择一导通，实现只需一个主机信号发送单元、主机信号发送端口便可将主机输出的信号发送给第一从机、第二从机……第N从机，实现只需一个主机信号接收单元和一个信号接收端口便可将第一从机、第二从机……第N从机输出的信号发送给主机，不仅减少了元器件的数量，简化了电路结构，而且可以降低对主机进行串行通讯的资源要求，提高对主机的RAM和ROM使用效率，具有成本低、能耗低等优点。

〖附图说明〗

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍。下面描述中的附图仅仅是本实用新型中的实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1是现有技术多路串行通信系统的整体结构框图；

图2是现有技术多路串行通信系统的具体结构框图；

图3是本实用新型实施例一提供的基于多路模拟开关的多路串行通信系统的整体结构框图；

图4是本实用新型实施例一提供的基于多路模拟开关的多路串行通信系统的具体结构框图；

图5是本实用新型实施例二提供的基于多路模拟开关的多路串行通信系统的整体结构框图；

图6是本实用新型实施例二提供的基于多路模拟开关的多路串行通信系统的具体结构框图；

图7是本实用新型实施例三提供的基于多路模拟开关的多路串行通信系统的整体结构框图；

图8是本实用新型实施例三提供的基于多路模拟开关的多路串行通信系统的具体结构框图；

图9是本实用新型实施例四提供的基于多路模拟开关的多路串行通信系统的整体结构框图；

图10是本实用新型实施例四提供的基于多路模拟开关的多路串行通信系统的具体结构框图。

〖具体实施方式〗

下面结合附图，对本实用新型进行详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案、优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一

如图3所示，一种基于多路模拟开关的多路串行通信系统，包括主机、第一多路模拟开关以及第一从机、第二从机……第N从机；第一多路模拟开关为单输入多输出多路模拟开关；主机包括一个主机信号发送端和N个主机信号接收端，主机信号发送端与第一多路模拟开关的一个信号输入端连接，第一多路模拟开关的N个信号输出端分别与第一从机的信号接收端、第二从机的信号接收端……第N从机的信号接收端连接；第一从机的信号发送端、第二从机的信号发送端……第N从机的信号发送端分别与N个主机信号接收端对应连接。

如图3所示，主机包括主机单片机芯片MCU₀、主机串行通信模块以及主机通信接口模块；第一从机包括第一从机单片机芯片MCU₁和第一从机通信接口模块，第二从机包括第二从机单片机芯片MCU₂和第二从机通信接口模块，……，第N从机包括第N从机单片机芯片MCU_N和第N从机通信接口模块，N＝2ⁿ，n为大于等于2的正整数。

如图4所示，主机单片机芯片MCU₀包括一个主机信号发送端和N个主机信号接收端；主机单片机芯片MCU₀的主机信号发送端与主机串行通信模块的信号接收端连接，发送信号TXD₀给主机串行通信模块；主机串行通信模块的信号发送端与主机通信接口模块的信号接收端连接，发送信号TXD₀给主机通信接口模块；主机通信接口模块的信号发送端与第一多路模拟开关的信号输入端连接，发送信号TXD₀给第一多路模拟开关；第一多路模拟开关的第一信号输出端、第二信号输出端……第N信号输出端分别与第一从机通信接口模块的信号接收端、第二从机通信接口模块的信号接收端……第N从机通信接口模块的信号接收端连接，发送信号TXD₁、TXD₂……TXD_N给第一从机通信接口模块、第二从机通信接口模块……第N从机通信接口模块；第一多路模拟开关的通道选择端与主控MCU₀的第一通道选择控制信号发送端连接，接收主控MCU₀输出的第一通道选择控制信号S₁₁、S₁₂……S_1n，将主机通信接口模块的信号发送端与第一从机通信接口模块的信号接收端、第二从机通信接口模块的信号接收端……第N从机通信接口模块的信号接收端中的一个导通；第一从机通信接口模块的信号发送端、第二从机通信接口模块的信号发送端……第N从机通信接口模块的信号发送端分别与第一从机单片机芯片MCU₁的信号接收端连接、第二从机单片机芯片MCU₂的信号接收端……第N从机单片机芯片MCU_N的信号接收端连接，发送信号TXD₁、TXD₂……TXD_N给第一从机单片机芯片MCU₁、第二从机单片机芯片MCU₂……第N从机单片机芯片MCU_N。

如图3所示，第一从机单片机芯片MCU₁的信号发送端、第二从机单片机芯片MCU₂的信号发送端……第N从机单片机芯片MCU_N的信号发送端分别与第一从机通信接口模块的信号接收端、第二从机通信接口模块的信号接收端……第N 从机通信接口模块的信号接收端连接，发送信号RXD₁、RXD₂……RXD_N给第一从机通信接口模块、第二从机通信接口模块……第N从机通信接口模块；第一从机通信接口模块的信号发送端、第二从机通信接口模块的信号发送端……第N从机通信接口模块的信号发送端分别与主机通信接口模块的第一信号接收端、第二信号接收端……第N信号接收端连接，发送信号RXD₁、RXD₂……RXD_N给主机通信接口模块；主机通信接口模块的第一信号发送端、第二信号发送端……第N 信号发送端分别与主机串行通信模块的第一信号接收端、第二信号接收端……第N信号接收端连接，发送信号RXD₁、RXD₂……RXD_N给主机串行通信模块；主机串行通信模块的第一信号发送端、第二信号发送端……第N信号发送端与主机单片机芯片MCU₀的第一信号接收端、第二信号接收端……第N信号接收端连接，发送信号RXD₁、RXD₂……RXD_N给主机单片机芯片MCU₀的N个主机信号接收端。

在本实施例中，TXD₀代表主机单片机芯片MCU₀发送的信号；TXD₁、TXD₂…… TXD_N分别代表第一从机单片机芯片MCU₁、第二从机单片机芯片MCU₂……第N从机单片机芯片MCU_N接收的信号；RXD₁、RXD₂……RXD_N分别代表第一从机单片机芯片 MCU₁、第二从机单片机芯片MCU₂……第N从机单片机芯片MCU_N发送的信号；第一通道选择控制信号S₁₁、S₁₂……S_1n可以是0(低电平)或1(高电平)，n个第一通道选择控制信号S₁₁、S₁₂……S_1n组成2ⁿ个(即N个)二进制码，一个二进制码对应一个通道，通过二进制地址的方式选择第一多路模拟开关内部导通的通道。

如图4所示，在本实施例中，主机串行通信模块包括信号发送单元、第一信号接收单元、第二信号接收单元……第N信号接收单元，主机通信接口模块包括信号发送端口、第一信号接收端口、第二信号接收端口……第N信号接收端口；主机单片机芯片MCU₀的信号发送端与信号发送单元的信号接收端连接，发送信号TXD₀给信号发送单元；信号发送单元的信号发送端与信号发送端口的信号接收端连接，发送信号TXD₀给信号发送端口；信号发送端口的信号发送端与第一多路模拟开关的信号输入端连接，发送信号TXD₀给第一多路模拟开关；第一从机通信接口模块的信号发送端、第二从机通信接口模块的信号发送端……第N从机通信接口模块的信号发送端分别与第一信号接收端口的信号接收端、第二信号接收端口的信号接收端……第N信号接收端口的信号接收端连接，发送信号RXD₁、RXD₂……RXD_N给第一信号接收端口、第二信号接收端口……第N信号接收端口；第一信号接收端口的信号发送端、第二信号接收端口的信号发送端……第N信号接收端口的信号发送端分别与第一信号接收单元的信号接收端、第二信号接收单元的信号接收端……第N信号接收单元的信号接收端连接，发送信号RXD₁、RXD₂……RXD_N给第一信号接收单元、第二信号接收单元……第N信号接收单元；第一信号接收单元的信号发送端、第二信号接收单元的信号发送端……第N信号接收单元的信号发送端分别与主机单片机芯片MCU₀的第一信号接收端、第二信号接收端……第N信号接收端连接，发送信号RXD₁、 RXD₂……RXD_N给主机单片机芯片MCU₀。

在本实施例中，多路串行通信系统通过第一多路模拟开关将主机信号发送端与第一从机、第二从机……第N从机的N个信号接收端择一导通，实现只需一个主机信号发送单元和主机信号发送端口，即可将主机输出的信号发送给第一从机、第二从机……第N从机，不仅减少了元器件的数量，简化了电路结构，而且可以降低对主机单片机芯片MCU₀进行串行通讯的资源要求，提高对主机的 RAM和ROM使用效率，具有成本低、能耗低等优点。

实施二

如图5，6所示，本实施例与实施一的区别在于：包括主机、第一从机、第二从机……第N从机以及第二多路模拟开关；第二多路模拟开关为多输入单输出多路模拟开关；主机包括一个主机信号接收端和N个主机信号发送端，N个主机信号发送端分别与第一从机的信号接收端、第二从机的信号接收端……第N 从机的信号接收端连接，第一从机的信号发送端、第二从机的信号发送端……第N从机的信号发送端分别与第二多路模拟开关的N个信号输入端连接，第二多路模拟开关的一个信号输出端与主机信号接收端连接。

如图5所示，在本实施例中，主机单片机芯片MCU₀的第一主机信号发送端、第二主机信号发送端……第N主机信号发送端分别与主机串行通信模块的第一信号接收端、第二信号接收端……第N信号接收端连接，发送信号TXD₁、TXD₂…… TXD_N给主机串行通信模块；主机串行通信模块的第一信号发送端、第二信号发送端……第N信号发送端分别与主机通信接口模块的第一信号接收端、第二信号接收端……第N信号接收端连接，发送信号TXD₁、TXD₂……TXD_N给主机通信接口模块；主机通信接口模块的第一信号发送端、第二信号发送端……第N信号发送端分别与第一从机通信接口模块的信号接收端、第二从机通信接口模块的信号接收端……第N从机通信接口模块的信号接收端连接，发送信号TXD₁、TXD₂……TXD_N给第一从机通信接口模块、第二从机通信接口模块……第N从机通信接口模块；第一从机通信接口模块的信号发送端、第二从机通信接口模块的信号发送端……第N从机通信接口模块的信号发送端分别与第一从机单片机芯片MCU₁的信号接收端、第二从机单片机芯片MCU₂的信号接收端……第N从机单片机芯片 MCU_N的信号接收端连接，发送信号TXD₁、TXD₂……TXD_N给第一从机单片机芯片 MCU₁、第二从机单片机芯片MCU₂……第N从机单片机芯片MCU_N。

如图5所示，第一从机单片机芯片MCU₁的信号发送端、第二从机单片机芯片MCU₂的信号发送端……第N从机单片机芯片MCU_N的信号发送端分别与第一从机通信接口模块的信号接收端、第二从机通信接口模块的信号接收端……第N 从机通信接口模块的信号接收端连接，发送信号RXD₁、RXD₂……RXD_N给第一从机通信接口模块、第二从机通信接口模块……第N从机通信接口模块；第一从机通信接口模块的信号发送端、第二从机通信接口模块的信号发送端……第N从机通信接口模块的信号发送端分别与第二多路模拟开关的第一信号输入端、第二信号输入端……第N信号输入端连接，发送信号RXD₁、RXD₂……RXD_N给第二多路模拟开关；第二多路模拟开关的信号输出端与主机通信接口模块的信号接收端连接，发送信号RXD₀给主机通信接口模块；第二多路模拟开关的通道选择端与主控MCU₀的第二通道选择控制信号发送端连接，接收主控MCU₀输出的第二通道选择控制信号S₂₁、S₂₂……S_2n，将主机通信接口模块的信号接收端与第一从机通信接口模块的信号发送端、第二从机通信接口模块的信号发送端……第N从机通信接口模块的信号发送端中的一个导通，即本实施例中的第二多路模拟开关为多输入单输出的多路模拟开关；主机通信接口模块的信号发送端与主机串行通信模块的信号接收端连接，发送信号RXD₀给主机串行通信模块；主机串行通信模块的信号发送端与主机单片机芯片MCU₀的主机信号接收端连接，发送信号RXD₀给主机单片机芯片MCU₀的主机信号接收端。

在本实施例中，TXD₁、TXD₂……TXD_N分别代表主机单片机芯片MCU₀发送给第一从机单片机芯片MCU₁、第二从机单片机芯片MCU₂……第N从机单片机芯片MCU_N的信号；RXD₁、RXD₂……RXD_N分别代表第一从机单片机芯片MCU₁、第二从机单片机芯片MCU₂……第N从机单片机芯片MCU_N发送的信号；RXD₀代表主机单片机芯片MCU₀接收的信号；第二通道选择控制信号S₂₁、S₂₂……S_2n可以是0(低电平) 或1(高电平)，n个第二通道选择控制信号S₂₁、S₂₂……S_2n组成2ⁿ个(即N个) 二进制码，一个二进制码对应一个通道，通过二进制地址的方式选择第二多路模拟开关内部导通的通道。

如图6所示，在本实施例中，主机串行通信模块包括信号接收单元、第一信号发送单元、第二信号发送单元……第N信号发送单元，主机通信接口模块包括信号接收端口、第一信号发送端口、第二信号发送端口……第N信号发送端口；主机单片机芯片MCU₀的第一信号发送端、第二信号发送端……第N信号发送端分别与第一信号发送单元的信号接收端、第二信号发送单元的第二信号接收端……第N信号发送单元的信号接收端连接，发送信号TXD₁、TXD₂……TXD_N给第二信号发送单元……第N信号发送单元；第一信号发送单元的信号发送端、第二信号发送单元的第二信号发送端……第N信号发送单元的信号发送端分别与第一信号发送端口的信号接收端、第二信号发送端口的信号接收端……第N 信号发送端口的信号接收端连接，发送信号TXD₁、TXD₂……TXD_N给第一信号发送端口、第二信号发送端口……第N信号发送端口；第一信号发送端口的信号发送端、第二信号发送端口的信号发送端……第N信号发送端口的信号发送端分别与第一从机通信接口模块的信号接收端、第二从机通信接口模块的信号接收端……第N从机通信接口模块的信号接收端连接，发送信号TXD₁、TXD₂……TXD_N给第一从机通信接口模块、第二从机通信接口模块……第N从机通信接口模块；第二多路模拟开关的信号输出端与信号接收端口的信号接收端连接，发送信号RXD₀给信号接收端口；信号接收端口的信号发送端与信号接收单元的信号接收端连接，发送信号RXD₀给信号接收单元；信号接收单元的信号发送端与主机单片机芯片MCU₀的信号接收端连接，发送信号RXD₀给主机单片机芯片MCU₀。

在本实施例中，多路串行通信系统通过第二多路模拟开关将第一从机、第二从机……第N从机的信号发送端与主机的主机信号接收端择一导通，实现只需一个主机信号接收单元和一个主机信号接收端口便可将第一从机、第二从机……第N从机输出的信号发送给主机，不仅减少了元器件的数量，简化了电路结构，而且可以降低对主机单片机芯片MCUO进行串行通讯的资源要求，提高对主机的RAM和ROM使用效率，具有成本低、能耗低等优点。

实施例三

如图7，8所示，本实施例与实施例一和实施例二的区别在于：包括主机、第一从机、第二从机……第N从机以及第一多路模拟开关和第二多路模拟开关；主机包括一个主机信号接收端和一个主机信号发送端，主机信号发送端与第一多路模拟开关的信号输入端连接，第一多路模拟开关的N个信号输出端分别与第一从机的信号接收端、第二从机的信号接收端……第N从机的信号接收端连接；第一从机的信号发送端、第二从机的信号发送端……第N从机的信号发送端分别与第二多路模拟开关的N个信号输入端连接，第二多路模拟开关的信号输出端与主机信号接收端连接。

如图7所示，主机单片机芯片MCU₀的主机信号发送端与主机串行通信模块的信号接收端连接，发送信号TXD₀给主机串行通信模块；主机串行通信模块的信号发送端与主机通信接口模块的信号接收端连接，发送信号TXD₀给主机通信接口模块；主机通信接口模块的信号发送端与第一多路模拟开关的信号输入端连接，发送信号TXD₀给第一多路模拟开关；第一多路模拟开关的第一信号输出端、第二信号输出端……第N信号输出端分别与第一从机通信接口模块的信号接收端、第二从机通信接口模块的信号接收端……第N从机通信接口模块的信号接收端连接，发送信号TXD₁、TXD₂……TXD_N给第一从机通信接口模块、第二从机通信接口模块……第N从机通信接口模块；第一多路模拟开关的通道选择端与主控MCU₀的第一通道选择控制信号发送端连接，接收主控MCU₀输出的第一通道选择控制信号S₁₁、S₁₂……S_1n，将主机通信接口模块的信号发送端与第一从机通信接口模块的信号接收端、第二从机通信接口模块的信号接收端……第N从机通信接口模块的信号接收端中的一个导通；第一从机通信接口模块的信号发送端、第二从机通信接口模块的信号发送端……第N从机通信接口模块的信号发送端分别与第一从机单片机芯片MCU₁的信号接收端连接、第二从机单片机芯片MCU₂的信号接收端连接……第N从机单片机芯片MCU_N的信号接收端连接，发送信号TXD₁、TXD₂……TXD_N给第一从机单片机芯片MCU₁、第二从机单片机芯片MCU₂……第N从机单片机芯片MCU_N。

如图7所示，第一从机单片机芯片MCU₁的信号发送端、第二从机单片机芯片MCU₂的信号发送端……第N从机单片机芯片MCU_N的信号发送端分别与第一从机通信接口模块的信号接收端、第二从机通信接口模块的信号接收端……第N 从机通信接口模块的信号接收端连接，发送信号RXD₁、RXD₂……RXD_N给第一从机通信接口模块、第二从机通信接口模块……第N从机通信接口模块；第一从机通信接口模块的信号发送端、第二从机通信接口模块的信号发送端……第N从机通信接口模块的信号发送端分别与第二多路模拟开关的第一信号输入端、第二信号输入端……第N信号输入端连接，发送信号RXD₁、RXD₂……RXD_N给第二多路模拟开关；第二多路模拟开关的信号输出端与主机通信接口模块的信号接收端连接，发送信号RXD₀给主机通信接口模块；第二多路模拟开关的通道选择端与主控MCU₀的第二通道选择控制信号发送端连接，接收主控MCU₀输出的第二通道选择控制信号S₂₁、S₂₂……S_2n，将主机通信接口模块的信号接收端与第一从机通信接口模块的信号发送端、第二从机通信接口模块的信号发送端……第N从机通信接口模块的信号发送端中的一个导通；主机通信接口模块的信号发送端与主机串行通信模块的信号接收端连接，发送信号RXD₀给主机串行通信模块；主机串行通信模块的信号发送端与主机单片机芯片MCU₀的主机信号接收端连接，发送信号RXD₀给主机单片机芯片MCU₀的主机信号接收端。

在本实施例中，TXD₀代表主机单片机芯片MCU₀发送的信号，RXD₀代表主机单片机芯片MCU₀接收的信号；TXD₁、TXD₂……TXD_N分别代表第一从机单片机芯片 MCU₁、第二从机单片机芯片MCU₂……第N从机单片机芯片MCU_N接收的信号；RXD₁、 RXD₂……RXD_N分别代表第一从机单片机芯片MCU₁、第二从机单片机芯片MCU₂……第N从机单片机芯片MCU_N发送的信号；第一通道选择控制信号S₁₁、S₁₂……S_1n可以是0(低电平)或1(高电平)，n个第一通道选择控制信号S₁₁、S₁₂……S_1n组成2ⁿ个(即N个)二进制码，一个二进制码对应一个通道，通过二进制地址的方式选择第一多路模拟开关内部导通的通道；第二通道选择控制信号S₂₁、S₂₂…… S_2n可以是0(低电平)或1(高电平)，n个第二通道选择控制信号S₂₁、S₂₂…… S_2n组成2ⁿ个(即N个)二进制码，一个二进制码对应一个通道，通过二进制地址的方式选择第二多路模拟开关内部导通的通道。

如图8所示，在本实施例中，主机串行通信模块包括信号接收单元和信号发送单元，主机通信接口模块包括信号接收端口和信号发送端口；主机单片机芯片MCU₀的信号发送端与信号发送单元的信号接收端连接，发送信号TXD₀给信号发送单元；信号发送单元的信号发送端与信号发送端口的信号接收端连接，发送信号TXD₀给信号发送端口；信号发送端口的信号发送端与第一多路模拟开关的信号输入端连接，发送信号TXD₀给第一多路模拟开关；第二多路模拟开关的信号输出端与信号接收端口的信号接收端连接，发送信号RXD₀给信号接收端口；信号接收端口的信号发送端与信号接收单元的信号接收端连接，发送信号 RXD₀给信号接收单元；信号接收单元的信号发送端与主机单片机芯片MCU₀的信号接收端连接，发送信号RXD₀给主机单片机芯片MCU₀

在本实施例中，多路串行通信系统通过第一多路模拟开关将主机信号发送端与第一从机、第二从机……第N从机择一导通，实现只需一个主机信号接收单元、主机信号接收端口便可将主机输出的信号发送给第一从机、第二从机……第N从机；与此同时，本实施例中的多路串行通信系统通过第二多路模拟开关将第一从机、第二从机……第N从机与主机信号接收端择一导通，实现只需一个主机信号接收单元和一个主机信号接收端口便可将第一从机、第二从机……第N从机输出的信号发送给主机，不仅减少了元器件的数量，简化了电路结构，而且可以降低对主机单片机芯片MCU₀进行串行通讯的资源要求，提高对主机的RAM和ROM使用效率，具有成本低、能耗低等优点。

实施例四

如图9，10所示，本实施例与实施例一、实施例二和实施例三的区别在于：多路串行通信系统包括主机、第一从机、第二从机……第N从机以及双向多路模拟开关；双向多路模拟开关包括单输入/输出端以及多输出/输入端，当单输入/输出端处于单输入状态时，多输出/输入端处于多输出状态；当单输入/输出端处于单输出状态时，多输出/输入端处于多输入状态；主机包括一个主机信号发送端和一个主机信号接收端，主机信号发送端和主机信号接收端均与单输入/ 输出端连接，多输出/输入端与第一从机、第二从机……第N从机的信号发送端和信号接收端连接。

如图9所示，主机单片机芯片MCU₀的主机信号发送端与主机串行通信模块的信号接收端连接，发送信号TXD₀给主机串行通信模块；主机串行通信模块的信号发送端与主机通信接口模块的信号接收端连接，发送信号TXD₀给主机通信接口模块；主机通信接口模块的信号发送端与双向多路模拟开关的单输入/输出端连接，发送信号TXD₀给双向多路模拟开关；双向多路模拟开关的多输出/输入端分别与第一从机通信接口模块的信号接收端、第二从机通信接口模块的信号接收端……第N从机通信接口模块的信号接收端连接，发送信号TXD₁、TXD₂…… TXD_N给第一从机通信接口模块、第二从机通信接口模块……第N从机通信接口模块；第一从机通信接口模块的信号发送端、第二从机通信接口模块的信号发送端……第N从机通信接口模块的信号发送端与双向多路模拟开关的多输出/输入端连接，发送信号RXD₁、RXD₂……RXD_N给双向多路模拟开关；双向多路模拟开关的单输出/输入端与主机通信接口模块的信号接收端连接，发送信号RXD₀给主机通信接口模块；双向多路模拟开关的通道选择端与主控MCU₀的通道选择控制信号发送端连接，接收主控MCU₀输出的通道选择控制信号S₁、S₂……S_n，将主机通信接口模块与第一从机通信接口模块、第二从机通信接口模块……第N从机通信接口模块中的一个导通。

在本实施例中，TXD₀代表主机单片机芯片MCU₀发送的信号，RXD₀代表主机单片机芯片MCU₀接收的信号；TXD₁、TXD₂……TXD_N分别代表第一从机单片机芯片 MCU₁、第二从机单片机芯片MCU₂……第N从机单片机芯片MCU_N接收的信号；RXD₁、 RXD₂……RXD_N分别代表第一从机单片机芯片MCU₁、第二从机单片机芯片MCU₂……第N从机单片机芯片MCU_N发送的信号；通道选择控制信号S₁、S₂……S_n可以是0 (低电平)或1(高电平)，n个通道选择控制信号S₁、S₂……S_n组成2ⁿ个(即N 个)二进制码，一个二进制码对应一个通道，通过二进制地址的方式选择第一多路模拟开关内部导通的通道。

如图8所示，在本实施例中，主机串行通信模块包括信号接收单元和信号发送单元，主机通信接口模块包括信号接收端口和信号发送端口；主机单片机芯片MCU₀的主机信号发送端与信号发送单元的信号接收端连接，发送信号TXD₀给信号发送单元；信号发送单元的信号发送端与信号发送端口的信号接收端连接，发送信号TXD₀给信号发送端口；双向多路模拟开关的信号发送/接收端与信号发送端口的信号发送端以及信号接收端口的信号接收端连接，接收信号发送端口发送的信号TXD₀或发送信号RXD₀给信号接收端口；信号接收端口的信号发送端与信号接收单元的信号接收端连接，发送信号RXD₀给信号接收单元；信号接收单元的信号发送端与主机单片机芯片MCU₀的信号接收端连接，发送信号RXD₀给主机单片机芯片MCU₀的主机信号接收端。

在本实施例中，多路串行通信系统通过双向多路模拟开关将主机与第一从机、第二从机……第N从机择一导通，实现只需一个主机信号发送单元、主机信号发送端口便可将主机输出的信号发送给第一从机、第二从机……第N从机，实现只需一个主机信号接收单元和一个信号接收端口便可将第一从机、第二从机……第N从机输出的信号发送给主机，不仅减少了元器件的数量，简化了电路结构，而且可以降低对主机单片机芯片MCU₀进行串行通讯的资源要求，提高对主机的RAM和ROM使用效率，具有成本低、能耗低等优点。

以上所述仅是本实用新型的优选实施例，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于多路模拟开关的多路串行通信系统，包括主机和多个从机，其特征在于：

还包括第一多路模拟开关，所述第一多路模拟开关为单输入多输出多路模拟开关；所述主机包括一个主机信号发送端，所述主机信号发送端与第一多路模拟开关的一个信号输入端连接，第一多路模拟开关的多个信号输出端分别与多个从机的信号接收端连接；

和/或，还包括第二多路模拟开关，所述第二多路模拟开关为多输入单输出多路模拟开关，所述主机包括一个主机信号接收端；所述主机信号接收端与第二多路模拟开关的一个信号输出端连接，第二多路模拟开关的多个信号输入端分别与多个从机的信号发送端连接。

2.根据权利要求1所述的多路串行通信系统，其特征在于：

当所述多路串行通信系统包括第一多路模拟开关时，所述主机还包括多个主机信号接收端，所述多个主机信号接收端分别与多个从机的信号发送端连接；

当所述多路串行通信系统包括第二多路模拟开关时，所述主机还包括多个主机信号发送端，所述多个主机信号发送端分别与多个从机的信号接收端连接；

当所述多路串行通信系统包括第一多路模拟开关和第二多路模拟开关时，所述主机包括一个主机信号发送端和一个主机信号接收端。

3.根据权利要求1所述的多路串行通信系统，其特征在于：所述主机包括主机单片机芯片、主机串行通信模块以及主机通信接口模块；

所述主机单片机芯片包括一个信号发送端；所述主机串行通信模块包括一个信号发送单元；所述主机通信接口模块包括一个信号发送端口；所述主机单片机芯片的信号发送端、所述信号发送单元、所述主机通信接口模块的信号发送端口以及所述第一多路模拟开关的信号输入端依次连接；

和/或，所述主机单片机芯片包括一个信号接收端；所述主机串行通信模块包括一个信号接收单元；所述主机通信接口模块包括一个信号接收端口；所述第二多路模拟开关的信号输出端、所述主机通信接口模块的信号接收端口、所述信号接收单元以及所述主机单片机芯片的信号接收端依次连接。

4.根据权利要求3所述的多路串行通信系统，其特征在于：

当所述主机单片机芯片包括一个信号发送端，主机通信接口模块包括一个信号发送端口时，所述主机单片机芯片还包括多个信号接收端，所述主机串行通信模块还包括多个信号接收单元，所述主机通信接口模块还包括多个信号接收端口；所述多个从机的信号发送端、所述主机通信接口模块的多个信号接收端口、所述多个信号接收单元以及所述主机单片机芯片的多个信号接收端对应依次连接；

当所述主机单片机芯片包括一个信号接收端，主机通信接口模块包括一个信号接收端口时，所述主机单片机芯片还包括多个信号发送端，所述主机串行通信模块还包括多个信号发送单元，所述主机通信接口模块还包括多个信号发送端口；所述主机单片机芯片的多个信号发送端、所述多个信号发送单元、所述主机通信接口模块的多个信号发送端口以及所述多个从机的信号接收端对应依次连接；

当所述主机单片机芯片包括一个信号发送端和一个信号接收端时，所述主机串行通信模块包括一个信号发送单元和一个信号接收单元，主机通信接口模块包括一个信号发送端口和一个信号接收端口通信通信。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的多路串行通信系统，其特征在于：所述从机包括从机单片机芯片以及从机通信接口模块；所述第一多路模拟开关的多个信号输出端通过所述多个从机通信接口模块与多个从机的信号接收端连接，和/或，多个从机的信号发送端通过所述多个从机通信接口模块与所述第二多路模拟开关的多个信号输入端连接。

6.根据权利要求5所述的多路串行通信系统，其特征在于：所述从机通信接口模块包括一个从机信号发送端口和一个从机信号接收端口；所述第一多路模拟开关的多个信号输出端通过所述多个从机通信接口模块的从机信号接收端口与多个从机的信号接收端连接，和/或，多个从机的信号发送端通过所述多个从机通信接口模块的从机信号发送端口与所述第二多路模拟开关的多个信号输入端连接。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的多路串行通信系统，其特征在于：所述第一多路模拟开关的通道选择端与所述主机的第一通道选择控制信号输出端连接，和/或，所述第二多路模拟开关的通道选择端与所述主机的第二通道选择控制信号输出端连接。

8.一种基于多路模拟开关的多路串行通信系统，包括主机和多个从机，其特征在于：还包括双向多路模拟开关，所述双向多路模拟开关包括单输入/输出端以及多输出/输入端；当所述单输入/输出端处于单输入状态时，所述多输出/输入端处于多输出状态；当所述单输入/输出端处于单输出状态时，所述多输出/输入端处于多输入状态；所述主机包括一个主机信号发送端和一个主机信号接收端，所述主机信号发送端和所述主机信号接收端均与所述单输入/输出端连接，所述多输出/输入端分别与多个从机的信号发送端和信号接收端连接。

9.根据权利要求8所述的多路串行通信系统，其特征在于：所述主机包括主机单片机芯片、主机串行通信模块以及主机通信接口模块；所述主机单片机芯片包括一个信号发送端和一个信号接收端，所述主机串行通信模块包括一个信号发送单元和一个信号接收单元，主机通信接口模块包括一个信号发送端口和一个信号接收端口；所述主机单片机芯片的信号发送端、所述信号发送单元、所述主机通信接口模块的信号发送端口以及所述单输入/输出端依次连接；所述单输入/输出端、所述主机通信接口模块的信号接收端口、所述信号接收单元以及所述主机单片机芯片的信号接收端依次连接；

和/或，所述从机通信接口模块包括一个从机信号发送端口和一个从机信号接收端口；所述多输出/输入端通过所述多个从机通信接口模块的从机信号接收端口与多个从机的信号接收端连接和/或多个从机的信号发送端通过所述多个从机通信接口模块的从机信号发送端口与所述多输出/输入端连接。

10.根据权利要求9所述的多路串行通信系统，其特征在于：所述双向多路模拟开关的通道选择端与所述主机的通道选择控制信号输出端连接。

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