專利名稱：輸入輸出擴展電路及數(shù)字信號處理器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
輸入輸出擴展電路及數(shù)字信號處理器系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電子電路領(lǐng)域，尤其涉及一種輸入輸出擴展電路，還涉及一種配備有輸入輸出擴展電路的數(shù)字信號處理器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在變頻器等工業(yè)產(chǎn)品中，常用數(shù)字信號處理器(DSP)作為控制芯片。數(shù)字信號處理器具有強大的運算功能并集成了眾多外設(shè)，隨著產(chǎn)品功能復(fù)雜程度的提高和功能模塊的增加，數(shù)字信號處理器本身具備的輸入輸出(I/o)端口已經(jīng)不能滿足產(chǎn)品需求，此時需要進行輸入輸出擴展。傳統(tǒng)的辦法包括1、用總線進行擴展?？偩€擴展需要數(shù)字信號處理器本身有總線接口，而且一般需要外掛總線擴展芯片，因此構(gòu)成復(fù)雜，成本較高。2、用3/8譯碼器等器件進行譯碼。這樣用3個輸入輸出口就可以虛擬成8個輸入輸出口，但是這種方法擴展能力受到限制。3、用串并轉(zhuǎn)換的方法實現(xiàn)輸入輸出口擴展。這種方法會占用串行通訊資源，難以實現(xiàn)輸入、輸出的同時擴展，并且擴展能力也受到限制。

實用新型內(nèi)容為了解決輸入輸出端口的擴展問題，有必要提供一種靈活性大、擴展能力強的輸入輸出擴展電路。一種輸入輸出擴展電路，包括輸入緩沖器和輸出鎖存器；所述輸入緩沖器用于接收待擴展器件提供的第一使能信號，所述輸入緩沖器的輸出端口用于連接所述待擴展器件的輸入輸出端口 ；所述輸出鎖存器用于接收所述待擴展器件提供的第二使能信號，所述輸出鎖存器的輸入端口用于連接待擴展器件的所述輸入輸出端口。優(yōu)選的，所述輸入緩沖器是三態(tài)緩沖器，所述輸出鎖存器是三態(tài)鎖存器。優(yōu)選的，所述輸入輸出端口是8個所述待擴展器件的通用輸入輸出端口，所述輸入緩沖器的8個輸出端口及所述輸出鎖存器的8個輸入端口均一一對應(yīng)連接所述8個通用輸入輸出端口 ；所述輸入緩沖器的使能端用于連接所述待擴展器件的再一個通用輸入輸出端口 ；所述輸出鎖存器的輸出使能端用于連接所述待擴展器件的另一個通用輸入輸出端口，所述輸出鎖存器的鎖存使能端用于連接所述待擴展器件的還一個通用輸入輸出端口。優(yōu)選的，所述輸入緩沖器的使能端通過第一上拉電阻連接直流電源，所述輸出鎖存器的輸出使能端通過第二上拉電阻連接所述直流電源，所述輸出鎖存器的鎖存使能端通過第三上拉電阻連接所述直流電源。還有必要提供一種數(shù)字信號處理器系統(tǒng)。一種數(shù)字信號處理器系統(tǒng)，包括數(shù)字信號處理器和輸入輸出擴展電路，所述輸入輸出擴展電路包括輸入緩沖器和輸出鎖存器；所述輸入緩沖器用于接收所述數(shù)字信號處理器提供的第一使能信號，所述輸入緩沖器的輸出端口連接所述數(shù)字信號處理器的輸入輸出端口 ；所述輸出鎖存器用于接收所述數(shù)字信號處理器提供的第二使能信號，所述輸出鎖存器的輸入端口連接數(shù)字信號處理器的所述輸入輸出端口。優(yōu)選的，所述輸入緩沖器是三態(tài)緩沖器，所述輸出鎖存器是三態(tài)鎖存器。優(yōu)選的，所述輸入輸出端口是8個所述數(shù)字信號處理器的通用輸入輸出端口，所述輸入緩沖器的8個輸出端口及所述輸出鎖存器的8個輸入端口均一一對應(yīng)連接所述8 個通用輸入輸出端口；所述輸入緩沖器的使能端連接所述數(shù)字信號處理器的再一個通用輸入輸出端口 ；所述輸出鎖存器的輸出使能端連接所述數(shù)字信號處理器的另一個通用輸入輸出端口，所述輸出鎖存器的鎖存使能端連接所述數(shù)字信號處理器的還一個通用輸入輸出端 □。優(yōu)選的，所述輸入緩沖器的使能端通過第一上拉電阻連接直流電源，所述輸出鎖存器的輸出使能端通過第二上拉電阻連接所述直流電源，所述輸出鎖存器的鎖存使能端通過第三上拉電阻連接所述直流電源。上述輸入輸出擴展電路和數(shù)字信號處理器系統(tǒng)，僅需添置輸入緩沖器和輸出鎖存器，實現(xiàn)了輸入輸出的同時擴展，相對于使用總線擴展芯片的傳統(tǒng)方案，成本更低?？梢愿鶕?jù)不同的輸入、輸出數(shù)量需求選擇輸入緩沖器和輸出鎖存器的個數(shù)，靈活性大、擴展能力強。

圖I是一實施例中數(shù)字信號處理器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是一實施例中輸入輸出擴展電路的電路原理圖。
具體實施方式為使本實用新型的目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
做詳細的說明。本實用新型的輸入輸出擴展電路可以用于擴展多種器件，下面以用于擴展數(shù)字信號處理器(DSP)，形成一個數(shù)字信號處理器系統(tǒng)為例進行詳細介紹。圖I是一實施例中數(shù)字信號處理器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，包括數(shù)字信號處理器10和輸入輸出擴展電路，輸入輸出擴展電路包括輸入緩沖器210和輸出鎖存器220。輸入緩沖器210接收數(shù)字信號處理器10提供的第一使能信號，輸入緩沖器210的輸出端口連接數(shù)字信號處理器10的輸入輸出端口。輸出鎖存器220接收數(shù)字信號處理器 10提供的第二使能信號，輸出鎖存器220的輸入端口也連接數(shù)字信號處理器的輸入輸出端 □。數(shù)字信號處理器10為數(shù)字信號處理器系統(tǒng)的處理器，外部的輸入信號需要送到數(shù)字信號處理器10中進行處理，數(shù)字信號處理器10的輸出信號通過輸出鎖存器220及輸出電路提供給外部。輸入緩沖器210接收外圍電路處理過的輸入信號，輸出鎖存器220接收數(shù)字信號處理器10發(fā)出的輸出信號。輸入緩沖器210和輸出鎖存器220可以設(shè)置多個。 數(shù)字信號處理器10依次使能各個輸入緩沖器210和鎖存使能各個輸出鎖存器220，而且同一時刻只使能一個輸入緩沖器210或者鎖存使能一個輸出鎖存器220，沒有使能的輸入緩沖器210與數(shù)字信號處理器10斷開，沒有鎖存使能的輸出鎖存器220輸出狀態(tài)保持不變。 當(dāng)使能某個輸入緩沖器210時，此輸入緩沖器210接收的輸入信號送到數(shù)字信號處理器10中進行處理，這樣就完成了信號的輸入功能。當(dāng)使能某個輸出鎖存器220的鎖存使能時，數(shù)字信號處理器10的輸出的信號通過此輸出鎖存器輸出。當(dāng)鎖存使能取消后，輸出鎖存器 220能將這些信號保持輸出，這樣就完成了信號的輸出功能?？梢愿鶕?jù)不同的輸入、輸出數(shù)量需求選擇輸入緩沖器210和輸出鎖存器220的個數(shù)，這樣就可以靈活地擴展不同數(shù)量的輸入和輸出。在優(yōu)選的實施例中，輸入緩沖器210和輸出鎖存器220的個數(shù)相等且為至少兩個。上述輸入輸出擴展電路和數(shù)字信號處理器系統(tǒng)，僅需添置輸入緩沖器210和輸出鎖存器220，實現(xiàn)了輸入輸出的同時擴展，相對于使用總線擴展芯片的傳統(tǒng)方案，成本更低。 可以根據(jù)不同的輸入、輸出數(shù)量需求選擇輸入緩沖器210和輸出鎖存器220的個數(shù)，靈活性大、擴展能力強。在一個實施例中，輸入緩沖器210是三態(tài)緩沖器，具有三態(tài)輸出功能且輸出受到使能端控制。當(dāng)使能有效時，三態(tài)緩沖器實現(xiàn)正常邏輯狀態(tài)輸出；當(dāng)使能無效時，輸出處于高阻狀態(tài)，即等效于與所連的電路斷開。輸出鎖存器220是三態(tài)鎖存器，具有三態(tài)輸出功能而且輸出受到輸出使能和鎖存使能控制。當(dāng)輸出使能有效時，器件實現(xiàn)正常邏輯狀態(tài)輸出； 當(dāng)輸出使能無效時，輸出處于高阻狀態(tài)，即等效于與所連的電路斷開。當(dāng)鎖存使能有效時， 器件輸出當(dāng)前輸入的邏輯狀態(tài)，當(dāng)鎖存使能無效時，輸出保持原來邏輯狀態(tài)不變。在優(yōu)選的實施例中，輸入輸出端口是數(shù)字信號處理器10的8個通用輸入輸出端口 (GPIO)。輸入緩沖器的8個輸出端口及輸出鎖存器的8個輸入端口均一一對應(yīng)連接8個通用輸入輸出端口，例如8個輸出端口是00 07，8個輸入端口是IO 17，8個通用輸入輸
出端口是DO D7，則DO連接00和10，Dl連接01和II，......，D7連接07和17。輸入
緩沖器210的使能端連接數(shù)字信號處理器10的再一個通用輸入輸出端口。輸出鎖存器220 的輸出使能端連接數(shù)字信號處理器10的另一個通用輸入輸出端口，輸出鎖存器220的鎖存使能端連接數(shù)字信號處理器10的還一個通用輸入輸出端口。上述使用的數(shù)字信號處理器 10的端口均為通用輸入輸出端口(GPIO)，不需要使用總線模塊、串行通信模塊等特殊功能端口，避免了對這些特殊功能端口的占用。圖2是本實施例中輸入輸出擴展電路的電路原理圖，該實施例中輸入緩沖器210 和輸出鎖存器 220 的數(shù)量為 2。端口 DO D7、RS244、244SE1、244SE2、373SE1、373SE2 都為數(shù)字信號處理器10 (圖2未示)的通用輸入輸出端口(GPIO)。端口 DO D7作為輸入輸出數(shù)據(jù)復(fù)用端口，端口 244SE1、244SE2作為輸入緩沖器210的使能選擇信號輸入端，端口 373SEU373SE2作為輸出鎖存器220的鎖存使能信號輸入端、RS244端口作為輸出鎖存器 220的輸出使能信號輸入端。在本實施例中，輸入緩沖器210為8路三態(tài)輸出緩沖/線驅(qū)動器74LVTH244MTC，即圖2所示的第一三態(tài)緩沖器ICl和第二三態(tài)緩沖器IC2。其中第一三態(tài)緩沖器ICl的8個輸入端口接收外圍電路處理過的輸入信號Xl X8，其使能信號通過端口 244SE1輸入。ICl 的8個輸出端口連接到數(shù)字信號處理器10的端口 DO D7。IC2的8個輸入端口接收外圍電路處理過的輸入信號X9 X16，其使能信號通過端口 244SE2輸入，IC2的8個輸出端口連接到數(shù)字信號處理器10的端口 DO D7。輸出鎖存器220為8路三態(tài)輸出鎖存器SN74HC373DWR，即圖2所示的第一三態(tài)鎖存器IC3和第二三態(tài)鎖存器IC4，其中第一三態(tài)鎖存器IC3的8個輸入端口連接到數(shù)字信號處理器10的端口 DO D7，IC3的8個輸出端口輸出信號Yl Y8給外部信號接收電路， 其輸出使能信號通過端口 RS244輸入，鎖存使能信號通過端口 373SE1輸入。第二三態(tài)鎖存器IC4的8個輸入端口連接到數(shù)字信號處理器10的端口 DO D7，第二三態(tài)鎖存器IC4的 8個輸出端口輸出信號Y9 Y16給外部信號接收電路，其輸出使能信號通過端口 RS244輸入，鎖存使能信號通過端口 373SE2輸入。輸入緩沖器210的使能端通過第一上拉電阻連接直流電源，實現(xiàn)上拉處理；輸出鎖存器220的輸出使能端通過第二上拉電阻連接直流電源，實現(xiàn)上拉處理；輸出鎖存器220 的鎖存使能端通過第三上拉電阻連接直流電源，實現(xiàn)上拉處理。數(shù)字信號處理器系統(tǒng)的工作原理詳述如下 輸入時，數(shù)字信號處理器10的端口 DO D7配置成輸入端口，端口 373SE1、373SE2 的鎖存使能信號為非使能狀態(tài)，第一三態(tài)鎖存器IC3和第二三態(tài)鎖存器IC4的輸出信號保持原來狀態(tài)不變。第一三態(tài)緩沖器ICl和第二三態(tài)緩沖器IC2分時導(dǎo)通，即首先使能第一三態(tài)緩沖器ICl導(dǎo)通，第二三態(tài)緩沖器IC2輸出高阻態(tài)(若輸入緩沖器210的數(shù)量為多個，則除ICl外其余三態(tài)緩沖器均為高阻態(tài))，X1 X8信號輸入到數(shù)字信號處理器10中，完成了 Xl X8的輸入處理；然后使能第二三態(tài)緩沖器IC2導(dǎo)通，第一三態(tài)緩沖器ICl輸出高阻態(tài) (若輸入緩沖器210的數(shù)量為多個，則除IC2外其余三態(tài)緩沖器均為高阻態(tài))，X9 X16信號輸入到數(shù)字信號處理器10中，完成了 X9 X16的輸入處理。如此順序循環(huán)即實現(xiàn)對輸入信號掃描式的接收。輸入緩沖器210的數(shù)量可以靈活配置，則輸入信號的數(shù)量就可以靈活擴展。輸出時，數(shù)字信號處理器10的端口 DO D7配置成輸出端口，端口 244SE1、244SE2 的輸入使能信號為非使能狀態(tài)，第一三態(tài)緩沖器ICl和第二三態(tài)緩沖器IC2的輸出信號為高阻態(tài)，輸入信號無法送入端口 DO D7。數(shù)字信號處理器10對輸出信號進行掃描式的發(fā)送，第一三態(tài)鎖存器IC3、第二三態(tài)鎖存器IC4分時導(dǎo)通，當(dāng)?shù)谝蝗龖B(tài)鎖存器IC3導(dǎo)通時，第二三態(tài)鎖存器IC4保持原本的輸出狀態(tài)不變(若輸出鎖存器220的數(shù)量為多個，則除IC3外其余三態(tài)緩沖器均保持原本的輸出狀態(tài)不變)。此時數(shù)字信號處理器10的端口 DO D7輸出8個信號到Y(jié)O Y7，傳給外部接收電路；完成后，第一三態(tài)鎖存器IC3非使能，第二三態(tài)鎖存器IC4被使能(若輸出鎖存器220的數(shù)量為多個，則除IC4外其余三態(tài)緩沖器均保持原本的輸出狀態(tài)不變)，數(shù)字信號處理器10的端口 DO D7再輸出8個信號到Y(jié)9 Y16， 傳給外部接收電路。如此順序循環(huán)即可實現(xiàn)對輸出信號的掃描式輸出。輸出鎖存器220的數(shù)量可以靈活配置，則輸出信號的數(shù)量就可以靈活擴展。以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細， 但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種輸入輸出擴展電路，其特征在于，包括輸入緩沖器和輸出鎖存器；所述輸入緩沖器用于接收待擴展器件提供的第一使能信號，所述輸入緩沖器的輸出端口用于連接所述待擴展器件的輸入輸出端口 ；所述輸出鎖存器用于接收所述待擴展器件提供的第二使能信號，所述輸出鎖存器的輸入端口用于連接待擴展器件的所述輸入輸出端□。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸入輸出擴展電路，其特征在于，所述輸入緩沖器是三態(tài)緩沖器，所述輸出鎖存器是三態(tài)鎖存器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸入輸出擴展電路，其特征在于，所述輸入輸出端口是8個所述待擴展器件的通用輸入輸出端口，所述輸入緩沖器的8個輸出端口及所述輸出鎖存器的8個輸入端口均一一對應(yīng)連接所述8個通用輸入輸出端口 ；所述輸入緩沖器的使能端用于連接所述待擴展器件的再一個通用輸入輸出端口 ；所述輸出鎖存器的輸出使能端用于連接所述待擴展器件的另一個通用輸入輸出端口，所述輸出鎖存器的鎖存使能端用于連接所述待擴展器件的還一個通用輸入輸出端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輸入輸出擴展電路，其特征在于，所述輸入緩沖器的使能端通過第一上拉電阻連接直流電源，所述輸出鎖存器的輸出使能端通過第二上拉電阻連接所述直流電源，所述輸出鎖存器的鎖存使能端通過第三上拉電阻連接所述直流電源。
5.一種數(shù)字信號處理器系統(tǒng)，包括數(shù)字信號處理器和輸入輸出擴展電路，其特征在于， 所述輸入輸出擴展電路包括輸入緩沖器和輸出鎖存器；所述輸入緩沖器用于接收所述數(shù)字信號處理器提供的第一使能信號，所述輸入緩沖器的輸出端口連接所述數(shù)字信號處理器的輸入輸出端口 ；所述輸出鎖存器用于接收所述數(shù)字信號處理器提供的第二使能信號，所述輸出鎖存器的輸入端口連接數(shù)字信號處理器的所述輸入輸出端口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字信號處理器系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入緩沖器是三態(tài)緩沖器，所述輸出鎖存器是三態(tài)鎖存器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)字信號處理器系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入輸出端口是8個所述數(shù)字信號處理器的通用輸入輸出端口，所述輸入緩沖器的8個輸出端口及所述輸出鎖存器的8個輸入端口均一一對應(yīng)連接所述8個通用輸入輸出端口 ；所述輸入緩沖器的使能端連接所述數(shù)字信號處理器的再一個通用輸入輸出端口 ；所述輸出鎖存器的輸出使能端連接所述數(shù)字信號處理器的另一個通用輸入輸出端口，所述輸出鎖存器的鎖存使能端連接所述數(shù)字信號處理器的還一個通用輸入輸出端口。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字信號處理器系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入緩沖器的使能端通過第一上拉電阻連接直流電源，所述輸出鎖存器的輸出使能端通過第二上拉電阻連接所述直流電源，所述輸出鎖存器的鎖存使能端通過第三上拉電阻連接所述直流電源。
專利摘要本實用新型涉及一種輸入輸出擴展電路，包括輸入緩沖器和輸出鎖存器；所述輸入緩沖器用于接收所述待擴展器件提供的第一使能信號，所述輸入緩沖器的輸出端口用于連接所述待擴展器件的輸入輸出端口；所述輸出鎖存器用于接收所述待擴展器件提供的第二使能信號，所述輸出鎖存器的輸入端口用于連接待擴展器件的所述輸入輸出端口。本實用新型實現(xiàn)了輸入輸出的同時擴展，相對于使用總線擴展芯片的傳統(tǒng)方案，成本更低。可以根據(jù)不同的輸入、輸出數(shù)量需求選擇輸入緩沖器和輸出鎖存器的個數(shù)，靈活性大、擴展能力強。
文檔編號H03K19/0175GK202353544SQ20112053033
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者曹力研, 王國鋒, 賈云峰, 鐘玉濤 申請人:深圳市海浦蒙特科技有限公司