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第9章 单片机串行扩展.ppt

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1、第9章 单片机串行扩展,9.1 单片机串行扩展概述 9.1.1 单片机需要串行扩展的原因 1、远距离大范围多目标的单片机控制应用只能以串行方式进行。 2、手持无线化单片机控制系统只能用串行方式。 3、单片机接入internet只能用串行方式。 串行系统的缺点:速度慢 优点:连线简单,结构简化,成本低。,9.1.2 单片机串行扩展实现方法,1. 通过专用串行标准总线实现 (1)串行外围设备接口总线SPI (2)通用串行总线USB (3)存取(访问)总线ACCESS (4) I2C总线 2. 通过串行通信口UART实现 3. 通过软件模拟实现,1.SPI总线的特点 (串行外围设备接口:serial。

2、 peripheral interface) 一般使用4条线 串行时钟线(SCK) 主机输入/从机输出数据线MISO 主机输出/从机输入数据线MOSI 低电平有效的从机选择线SS SPI总线技术是Motorola公司推出的一种同步串行接口,,SPI串行总线,2.SPI总线系统的构成,单片机与多个SPI串行接口设备典型结构如图1所示。,图1 单片机与多个SPI串行接口设备典型连接,3.SPI串行总线在MCS-51系列单片机中的实现,MCS-51单片机I/O口模拟SPI总线接口原理图如图2所示。,图2 MCS-51单片机I/O口模拟SPI总线接口原理图,单片机,如Motorola公司的M。

3、68HC08系列、Cygnal公司的C8051F0XX系列、Philips公司的P89LPC93X系列。 A/D和D/A转换器,如:AD公司的AD7811/12、TI公司的TLC1543、TLC2543、TLC5615等。 实时时钟RTC,如Dallas公司的DS1302/05/06等。 温度传感器,如AD公司的AD7816/17/18;NS公司的LM74等。 其他设备,如LED控制驱动器MAX7219、HD7279等,集成看门狗、电压监控、E2PROM等功能的X5045等。,4.常用SPI串行总线接口的器件,9.2 I2C总线 I2C(Inter Integrated Circuit)常。

4、译为内部集成电路总线,或集成电路间总线,它是由Philips公司推出的芯片间串行传输总线。 9.2.1 I2C总线结构和信号 1. I2C总线结构,2. I2C总线器件接入,3. I2C总线的状态和信号 (1)总线空闲 (2)占有总线和释放总线 (3)时钟信号和数据信号 图9.3 I2C总线的时钟信号和数据信号,(4)启动信号和停止信号 图9.4 I2C总线的启动信号和停止信号 (5)应答信号和非应答信号 图9.5 I2C总线的应答信号和非应答信号,(6)等待状态 9.2.2 I2C总线数据传输方式 1. 基本数据传输格式 图9.6 I2C总线数据传输格式,2. 主发。

5、送方式 图9.7 主发送方式的数据传输格式,3. 主接收方式 图9.8 主接收方式的数据传输格式 9.2.3 器件与器件寻址 1. 器件分类 2. 器件工作方式 3. 器件寻址 (1)器件编址,(2)引脚地址 9.3 单片机8C552的I2C总线 9.3.1 8C552的I2C总线接口电路 1. I2C总线接口的结构 图9.9 8C552芯片的I2C总线接口框图,2. I2C总线专用寄存器 3. I2C总线中断 9.3.2 8C552的I2C总线控制机制 1. I2C总线状态码 2. I2C总线协议驱动程序 9.3.3 由8C552构成的单主I2C总线系统 1. 单主系统。

6、应用举例 (1)传输程序设计,图9.10 单主I2C总线系统的操作流程,(2)中断处理程序 2. 数据传送过程说明 (1)SI08(启动信号正常发出,准备发送SLA+R/w和接收应答信号) (2)SI18(发出SLA+W后收到应答信号,准备发第一个数据字节) (3)SI28(发送一个数据字节后收到应答信号,准备继续发送数据字节或停止信号) 9.4 单片机8C552的串行扩展 9.4.1 通过I2C总线扩展串行数据存储器 1. PCF8571/8570/8570C芯片概述 图9.11 PCF8571/8570/8570C引脚图,图9.12 PCF8571/8570/8570C硬件结构。

7、图 2. 数据读/写操作 (1)指定地址写 (2)指定地址读 (3)现行地址读 3. 串行数据存储器扩展连接,图9.13 I2C总线系统中的多片数据存储器扩展,9.4.2 I2C总线的发展 1. 页地址 2. 10位地址方式 (1)10位地址方式的寻址过程 (2)10位地址方式的数据传送格式 9.4.3 通过I2C总线扩展LED显示器 1. LED驱动芯片SAA1064 图9.14 SAA1064的引脚排列,2. SAA1064的接口连接和操作 图9.15 SAA1064静态显示方式接口连接 图9.16 SAA1064动态显示方式接口连接,3. SAA1064的特点 9.5 单片机80C51的串行扩展 9.5.1 通过UART进行串行程序存储器扩展 图9.17 93C46芯片引脚排列 图9.18 通过UART的串行存储器扩展连接,9.5.2 串行接口的软件模拟 图9.19 80C51与PCF8582的模拟I2C总线连接 9.5.3 I2C总线接口芯片PCF8584 1. PCF8584的逻辑结构,图9.20 PCF8584芯片的逻辑结构图,2. 通过PCF8584将80C51接入I2C总线 图9.21 80C51与PCF8584接口连接,。

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