本实用新型涉及单片机技术领域，具体是一种基于可扩展串行总线系统的主机装置。
背景技术：
在一般单片机系统中，主处理器用于实现数据计算、信号采集、数据存储等功能，但在多数系统中，单片机的片内资源并不能满足系统需求，需要进行相应扩展，如连接RAM(随机存取存储器)，EEPROM(带电可擦可编程只读存储器)，FlashROM(快速擦写只读编程器)，A/D转换器(模数转换器)、D/A转换器(数模转换器)、LEI)显示驱动器、I/O接口芯片、实时时钟、UART收发器等进行模块扩展。
通常情况下，一般采用总线方式对单片机进行外部模块的扩展，总线分为串行总线和并行总线，由于串行总线的总线线缆数量较少、易于设计，因此被大量应用于各种数据存储、数据采集、运动控制等领域。
其中，SPI(串行外设接口)总线被广泛应用于板级设备通讯设计。目前，各半导体公司推出了大量的带有SPI接口的具有各种功能的芯片，为用户的外围扩展提供了极其灵活且经济的选择。在单片机系统扩展过程中，每个从片的SPI接口仅仅需要从主片的I/O接口引出四根线，这四根线分别为时钟线(CLK)、下行数据线(MOSI)、上行数据线(MISO)、片选控制线(CS)。其中CLK线、MOSI线、MISO线是公用线，也就是说所有的从片与主片之间通讯的这三根线是一样的；而CS线则是私用线，也就是说每个从片与主片通讯时都需要单独配备一根CS线。综上，采用SPI总线系统可以简化电路设计，节省很多常规电路中的接口器和I/O口线，提高设计的可靠性。
但是，从上文的描述中也能总结出标准SPI总线系统的弊端。由于CS线是私用线，每个从片与主片之间都需要单独配备一根CS线，这就会使得SPI总线系统在扩展时受到主片I/O接口数量的限制，最终导致主片无法连接更多的从片进行扩展，严重限制了系统的发展性能。
申请号为“201710238394.8”、申请公布号为“CN 107145460 A”、名称为“一种可扩展串行总线系统及其通讯方法”的中国发明专利公开了一种新型的SPI总线系统，其包括：一个主控制器、至少一个节点选择逻辑模块、至少一个从设备和包含5根线缆的串行总线(时钟线CLK、下行数据线MOSI、上行数据线MISO、片选控制线CS、地址选择线CSA)。所述的主控制器通过接口连接在5根线缆的一端，所述的节点选择逻辑模块采用T型方式接入CS线、CSA线、CLK线、MOSI线，所述的从设备采用T型方式接入CLK线、MISO线缆，与主控制器相连的MOSI线采用菊花链拓扑连接方式，MOSI线经过本级节点选择逻辑模块连接到下一级节点选择逻辑模块和本级从设备，所述的从设备通过CS线连接到本级的节点选择逻辑模块，所述的从设备采用T型方式接入到本级节点选择逻辑模块和下级节点选择逻辑模块之间的MISO线缆。该发明解决了因为主片I/O端口数量有限而导致的标准SPI系统无法动态扩展从片的问题
该方法是对原主控制器提出的改进，其中的主机为现有技术中的装置，并未提出改进。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通用化的主机装置，其利用扩展串行总线不断扩充自身功能，达到一机多能。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种基于可扩展串行总线系统的主机装置，包括MCU主控制器、工业现场总线物理接口单元、以太网物理接口单元、存储端元及电源，其中；
所述MCU主控制器内设有SPI接口单元、通用I/O接口单元及与PC相连的USB接口单元，其中SPI接口单元连接CLK线、MOSI线MISO线，所述I/O接口单元连接CS线及CSA线；
所述业现场总线物理接口单元采用T型方式接入上述CS线、CAS线、CLK线及MISO线，所述SPI接口单元采用菊花链拓扑连接方式接入上述MOSI线。
优选地，所述MCU主控制器连接modBUS工业现场总线、DL/T645工业现场总线及DeviceNET工业现场总线中的任一种或任几种。
优选地，所述MCU主控制器内的以太网物理接口单元为基于TCP/IP协议栈的以太网。
优选地，所述工业现场总线物理接口单元连接RS485物理总线或CAN物理总线。
本实用新型由带有USB、SPI、和通用IO口的MCU主控制器，工业现场总线物理接口单元、以太网物理接口单元、存储端元和电源组成。SPI总线由CLK、MOSI、MISO组成，负责数据总线接受与发送，IO口主要提供CSA与CS支持，负责串行总线的地址选择和数据选择。
此可扩展串行总线系统，包含5根线缆的串行总线(时钟线CLK、下行数据线MOSI、上行数据线MISO、片选控制线CS、地址选择线CSA)。所述的主机通过接口连接在5根线缆的一端，所述的工业现场总线通讯装置采用T型方式接入CS线、CAS线、CLK线、MOSI线，与主机相连的MOSI线采用菊花链拓扑连接方式，MOSI线经过扩展装置1连接到下一级扩展装置2或其他装置。存储端元负责长期保存MCU采集的数据。
USB接口采用设备模式，实现与PC或者其他设备的连接，以便PC或设备获取主机在存储端元内保存的数据。
工业现场总线物理接口单元可支持但不限于RS485、CAN等物理总线信号。MCU主控制器内部可嵌有多种工业现场总线协议，支持但不限于modBUS、DL/T645、DeviceNET等工业现场总线，实现与现场设备交互，解析各种应用协议，将需要的数据以特定的格式存放至存储单元中以便处理。
以太网通讯模块可支持但不限于10/100M、1Gbit网络制式。MCU主控制器内部嵌有TCP/IP协议栈，支持但不限于HTTP、HTTPS、FTP、MQTT等互联网协议，支持但不限于OPC-UA、PROFInet等工业自动化协议。实现与网络设备交互，解析各种应用协议，将主机需要的数据以特定的格式存放至存储单元中以便处理。
在主机以太网接口连接至外网情况下，通过TCP/IP协议与云服务平台建立数据链路。主机可以通过以太网接口访问云服务平台，同时云服务平台可以向主机发送控制命令，形成数据的双向通讯。
电源为独立电源供电接入形式，通用主机装置中各个模块提供能量支持独立电源供电，同时也可以为各个扩展模块输出能量供应。
本实用新型的有益效果是，提供了一种通用化的主机装置，其利用扩展串行总线不断扩充自身功能，达到一机多能。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中：
1-MCU主控制器 2-工业现场总线物理接口单元 3-以太网物理接口单元 4-存储端元 5-电源
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本实用新型做进一步说明。
实施例1：
如图1所示的一种基于可扩展串行总线系统的主机装置，包括MCU主控制器1、工业现场总线物理接口单元2、以太网物理接口单元3、存储端元4及电源5，其中；
所述MCU主控制器1内设有SPI接口单元、通用I/O接口单元及与PC相连的USB接口单元，其中SPI接口单元连接CLK线、MOSI线MISO线，所述I/O接口单元连接CS线及CSA线；
所述业现场总线物理接口单元2采用T型方式接入上述CS线、CAS线、CLK线及MISO线，所述SPI接口单元采用菊花链拓扑连接方式接入上述MOSI线。
所述MCU主控制器1连接modBUS工业现场总线、DL/T645工业现场总线及DeviceNET工业现场总线中的任一种或任几种。
所述MCU主控制器1内的以太网物理接口单元3为基于TCP/IP协议栈的以太网。
所述工业现场总线物理接口单元2连接RS485物理总线或CAN物理总线。
以上已对本实用新型创造的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述的实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。