第8章80C51串行總線擴(kuò)展

1、第第8 8章章80C5180C51串行總線擴(kuò)展串行總線擴(kuò)展2022-2-1728.1 I2C總線接口及其擴(kuò)展總線接口及其擴(kuò)展有兩根雙向信號線：數(shù)據(jù)線有兩根雙向信號線：數(shù)據(jù)線SDASDA和和SCLSCL v I I2 2C C總線架構(gòu)總線架構(gòu)8.1.1 I8.1.1 I2 2C C總線基礎(chǔ)總線基礎(chǔ)2022-2-173v I I2 2C C總線的特點(diǎn)總線的特點(diǎn) 采用采用2 2線制線制 器件引腳少，器件間連接簡單，電路板體積減小，器件引腳少，器件間連接簡單，電路板體積減小，可靠性提高可靠性提高 傳輸速率高傳輸速率高標(biāo)準(zhǔn)模式：標(biāo)準(zhǔn)模式：100Kb/s100Kb/s，快速模式：，快速模式：400Kb/s

2、400Kb/s，高速模，高速模式為式為3.4Mb/s 3.4Mb/s 支持主支持主/ /從和多主兩種工作方式從和多主兩種工作方式標(biāo)準(zhǔn)型標(biāo)準(zhǔn)型80C5180C51沒有沒有I I2 2C C總線接口，只能工作于單主方式總線接口，只能工作于單主方式（擴(kuò)展外圍從器件擴(kuò)展外圍從器件） 2022-2-174v I I2 2C C總線的數(shù)據(jù)傳輸總線的數(shù)據(jù)傳輸 傳輸時序圖傳輸時序圖 起始信號起始信號S S 終止信號終止信號P P2022-2-175 字節(jié)傳送與應(yīng)答字節(jié)傳送與應(yīng)答 尋址字節(jié)尋址字節(jié) 位：D7D6D5D4D3D2D1D0器件地址R/WR/W2022-2-176v 器件地址表器件地址表器件型號器件型

3、號字節(jié)容量字節(jié)容量尋址字節(jié)尋址字節(jié)內(nèi)部地址內(nèi)部地址字節(jié)數(shù)字節(jié)數(shù)頁面寫頁面寫字節(jié)數(shù)字節(jié)數(shù)最多可掛最多可掛器件數(shù)器件數(shù) 固定標(biāo)識固定標(biāo)識 片片 選選R/WR/WAT24C01AAT24C01A1281281 10 01 10 0A2A2A1A1A0A01/01/01 18 88 8AT24C02256A2A1A01/088AT24C04AT24C04512512A2A2A1A1P01/01/016164 4AT24C08AAT24C08A1K1KA2A2P1P01/01/016162 2AT24C16AAT24C16A2K2KP2P1P01/01/016161 1AT24C32AAT24C32A4

4、K4KA2A2A1A1A0A01/01/02 232328 8AT24C64AAT24C64A8K8KA2A2A1A1A0A01/01/032328 8AT24C128BAT24C128B16K16KA2A2A1A1A0A01/01/064648 8AT24C256BAT24C256B32K32KA2A2A1A1A0A01/01/064648 8AT24C512BAT24C512B64K64KA2A2A1A1A0A01/01/01281288 82022-2-177v I I2 2C C總線典型信號時序模擬總線典型信號時序模擬8.1.2 80C518.1.2 80C51的的I I2 2C C總

5、線時序模擬總線時序模擬2022-2-178v I I2 2C C總線典型信號模擬子程序總線典型信號模擬子程序 起始信號起始信號STA:SETB SDASTA:SETB SDA SETB SCL SETB SCL NOP NOP NOP NOP CLR SDA CLR SDA NOP NOP NOP NOP CLR SCL CLR SCL RET RET 終止信號終止信號STP:CLR SDASTP:CLR SDA SETB SCL SETB SCL NOP NOP NOP NOP SETB SDA SETB SDA NOP NOP NOP NOP CLR SDA CLR SDA CLR SCL

6、 CLR SCL RET RET發(fā)應(yīng)答位發(fā)應(yīng)答位“0 0”ASK:CLR SDAASK:CLR SDA SETB SCL SETB SCL NOP NOP NOP NOP CLR SCL CLR SCL SETB SDA SETB SDA RET RET發(fā)非應(yīng)答位發(fā)非應(yīng)答位“1 1”NAS:SETB SDANAS:SETB SDA SETB SCL SETB SCL NOP NOP NOP NOP CLR SCL CLR SCL CLR SDA CLR SDA RET RET SDA EQU P1.7SDA EQU P1.7SCL EQU P1.6SCL EQU P1.6主程序設(shè)置：主程序設(shè)置

7、：2022-2-1798.1.3 80C518.1.3 80C51與與AT24C02AT24C02的接口的接口AT24C02AT24C02為串行為串行E E2 2PROMPROM存儲器。體積小、功耗低、占用存儲器。體積小、功耗低、占用I/OI/O口線少，性能價格比高口線少，性能價格比高 WPWP：寫保護(hù)控制端，接地時允許寫入。：寫保護(hù)控制端，接地時允許寫入。 2022-2-1710v 寫操作過程寫操作過程 單片機(jī)發(fā)送起始信號單片機(jī)發(fā)送起始信號S S 單片機(jī)發(fā)送控制字節(jié)，釋放單片機(jī)發(fā)送控制字節(jié)，釋放SDASDA線線 被選中的器件確認(rèn)是自己地址后，在被選中的器件確認(rèn)是自己地址后，在SDASDA線產(chǎn)

8、生應(yīng)線產(chǎn)生應(yīng)答答 單片機(jī)發(fā)送單片機(jī)發(fā)送1 1字節(jié)預(yù)寫入存儲區(qū)首地址字節(jié)預(yù)寫入存儲區(qū)首地址 器件產(chǎn)生應(yīng)答器件產(chǎn)生應(yīng)答- 單片機(jī)發(fā)出停止信號單片機(jī)發(fā)出停止信號P P 器件進(jìn)入寫周期（器件進(jìn)入寫周期（10ms10ms內(nèi)結(jié)束）內(nèi)結(jié)束）2022-2-1711v 讀操作過程讀操作過程 單片機(jī)發(fā)送起始信號單片機(jī)發(fā)送起始信號S S 單片機(jī)發(fā)送單片機(jī)發(fā)送控制字節(jié)（偽寫）控制字節(jié)（偽寫），釋放，釋放SDASDA線線 被選中的器件確認(rèn)是自己地址后，在被選中的器件確認(rèn)是自己地址后，在SDASDA線產(chǎn)生應(yīng)線產(chǎn)生應(yīng)答答 單片機(jī)發(fā)送單片機(jī)發(fā)送1 1字節(jié)預(yù)讀出存儲區(qū)首地址字節(jié)預(yù)讀出存儲區(qū)首地址 器件產(chǎn)生應(yīng)答器件產(chǎn)生應(yīng)答 單片

9、機(jī)再發(fā)一次起始信號單片機(jī)再發(fā)一次起始信號S S和讀控制字節(jié)和讀控制字節(jié) 器件產(chǎn)生應(yīng)答器件產(chǎn)生應(yīng)答 單片機(jī)讀數(shù)據(jù)、恢復(fù)應(yīng)答單片機(jī)讀數(shù)據(jù)、恢復(fù)應(yīng)答- 最后字節(jié)讀完、發(fā)非應(yīng)答、發(fā)停止信號最后字節(jié)讀完、發(fā)非應(yīng)答、發(fā)停止信號P P（程序略）（程序略）2022-2-17128.2 SPI總線接口及其擴(kuò)展總線接口及其擴(kuò)展8.2.1 8.2.1 單片機(jī)擴(kuò)展單片機(jī)擴(kuò)展SPISPI總線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 用于用于E E2 2PROMPROM、A/DA/D、D/AD/A、實(shí)時時鐘等。單片機(jī)可模擬、實(shí)時時鐘等。單片機(jī)可模擬SPISPI時序。時序。 對于對于80C5180C51，常采用，常采用“主主MCU+MCU

10、+多個從器件多個從器件”的主從模式的主從模式 4 4個引腳個引腳2022-2-17138.2.2 8.2.2 單片機(jī)單片機(jī)SPISPI總線的時序模擬總線的時序模擬單片機(jī)讀（從器件輸出）時，在選通有效的情況下，單片機(jī)讀（從器件輸出）時，在選通有效的情況下，SCKSCK的下降沿時從器件將數(shù)據(jù)放在的下降沿時從器件將數(shù)據(jù)放在MISOMISO線上，單片機(jī)延時并采線上，單片機(jī)延時并采樣樣MISOMISO線，將數(shù)據(jù)位讀入。然后將線，將數(shù)據(jù)位讀入。然后將SCKSCK置為高電平形成上置為高電平形成上升沿，數(shù)據(jù)被鎖存。升沿，數(shù)據(jù)被鎖存。 單片機(jī)寫（從器件輸入）操作類似。單片機(jī)寫（從器件輸入）操作類似。 2022-

11、2-1714【例例8-38-3】單片機(jī)與具有單片機(jī)與具有SPISPI總線接口的總線接口的E2PROME2PROM器件器件X25F008X25F008的的接口電路如圖所示接口電路如圖所示 。定義單片機(jī)引腳如下：定義單片機(jī)引腳如下：MOSI EQU P1.0MOSI EQU P1.0SCK EQU P1.1SCK EQU P1.1SS EQU P1.2SS EQU P1.2MISO EQU P1.3 MISO EQU P1.3 單片機(jī)讀子程序（讀取字節(jié)在單片機(jī)讀子程序（讀取字節(jié)在R0R0中）中）SPIRD:SETB SCKSPIRD:SETB SCK CLR SS CLR SS MOV R1,#8

12、 MOV R1,#8 RLP:CLR SCK RLP:CLR SCK NOP NOP NOP NOP MOV C, MISO MOV C, MISO RLC A RLC A SETB SCK SETB SCK DJNZ R1,RLP DJNZ R1,RLP MOV R0,A MOV R0,A RET RET （寫程序略）寫程序略）2022-2-1715主要性能主要性能8.3 串行時鐘日歷芯片串行時鐘日歷芯片DS1302及其接口及其接口 DS1302DS1302，含有實(shí)時時鐘，含有實(shí)時時鐘/ /日歷和日歷和3131字節(jié)靜態(tài)字節(jié)靜態(tài)RAM RAM 8.3.1 DS13028.3.1 DS1302的

13、性能與引腳的性能與引腳 計算計算2100 2100 年之前的秒、分、時、日、星期、月和年之前的秒、分、時、日、星期、月和年，能進(jìn)行閏年調(diào)整；年，能進(jìn)行閏年調(diào)整； 31 31字節(jié)數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)據(jù)RAMRAM； 引腳與引腳與TTL TTL 兼容；兼容； 工作電流小于工作電流小于300nA300nA，有備份電源和涓流充電能力。，有備份電源和涓流充電能力。2022-2-1716引腳定義引腳定義 I/OI/O：數(shù)據(jù)輸入：數(shù)據(jù)輸入/ /輸出引腳輸出引腳 SCLKSCLK：串行時鐘輸入引腳：串行時鐘輸入引腳 RSTRST復(fù)位引腳復(fù)位引腳 GNDGND：接地引腳：接地引腳 Vcc1Vcc1、Vcc2Vcc2：工作

14、電源、備份電源引腳：工作電源、備份電源引腳 X1X1、X2X2：晶振接入管腳。晶振頻率為：晶振接入管腳。晶振頻率為32.768KHz32.768KHz。 2022-2-1717命令字格式命令字格式 8.3.2 DS13028.3.2 DS1302的操作的操作 位：位：D7D6D5D4D3D2D1D01R/CR/CA4A3A2A1A0R/WR/W D7D7位：固定為位：固定為1 1 R/C R/C位：為位：為0 0時選擇操作時鐘，為時選擇操作時鐘，為1 1時選擇操作時選擇操作RAMRAM A4A3A2A1A0:A4A3A2A1A0:操作地址操作地址 R/WR/W位：為位：為0 0時進(jìn)行寫操作，為

15、時進(jìn)行寫操作，為1 1時進(jìn)行讀操作時進(jìn)行讀操作 2022-2-1718單字節(jié)操作單字節(jié)操作 寫操作寫操作 讀操作讀操作 2022-2-1719多字節(jié)操作（突發(fā)模式）多字節(jié)操作（突發(fā)模式） 每次寫入或讀出每次寫入或讀出8 8個字節(jié)時鐘日歷數(shù)據(jù)或個字節(jié)時鐘日歷數(shù)據(jù)或3131個字個字節(jié)節(jié)RAMRAM數(shù)據(jù)。與單字節(jié)時相似，僅需將數(shù)據(jù)。與單字節(jié)時相似，僅需將A0A4A0A4換成換成“1111111111” 。2022-2-17208.3.3 DS13028.3.3 DS1302的寄存器及的寄存器及RAMRAM日歷時鐘相關(guān)寄存器日歷時鐘相關(guān)寄存器 寄存器名命令字節(jié)范 圍位內(nèi)容讀寫D7D6D5D4D3D2D

16、1D0秒秒80H80H81H81H00005959CHCH秒的十位秒的十位秒的個位秒的個位分分82H82H83H83H000059590 0分的十位分的十位分的個位分的個位時時84H84H85H85H01011212或或0000232312/2412/240 0A/PA/PHRHR小時個位小時個位日日86H86H87H87H010131310 00 0日的十位日的十位日的個位日的個位月月88H88H89H89H010112120 00 00 00/10/1月的個位月的個位星期星期8AH8AH8BH8BH010107070 00 00 00 00 0星期幾星期幾年年8CH8CH8DH8DH000

17、09999年的十位年的十位年的個位年的個位2022-2-1721注意：注意：1 1、秒寄存器的、秒寄存器的CHCH位：位：置置1 1，時鐘停振，進(jìn)入低功耗態(tài)；，時鐘停振，進(jìn)入低功耗態(tài)；置置0 0，時鐘工作。，時鐘工作。2 2、小時寄存器的、小時寄存器的D7D7位：位：置置1 1，1212小時制（小時制（D5D5置置1 1表示上午，置表示上午，置0 0表示下午）；表示下午）；置置0 0，2424小時制（此時小時制（此時D5D5、D4D4組成小時的十位）。組成小時的十位）。2022-2-1722其它寄存器及其它寄存器及RAMRAM 寄存器名寄存器名命令字節(jié)命令字節(jié)范范 圍圍位內(nèi)容位內(nèi)容讀讀寫寫D7D6D5D4D3D2D1D0寫保護(hù)寫保護(hù)8EH8EH8FH8F