常用總線(串行部分)課件

第一講80C51串行接口第一講80C51串行接口1學(xué)習(xí)目標(biāo):單片機(jī)串行通信I/O接口的結(jié)構(gòu)串行通信控制寄存器單片機(jī)串行通信的工作方式以及串行通信應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo):單片機(jī)串行通信I/O接口的結(jié)構(gòu)2一、串行通信基本概念

通訊：信息交換計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)外設(shè)應(yīng)用：多機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)方式并行通信串行通信異步通信方式—按字符傳輸

同步通信方式—按數(shù)據(jù)塊傳輸

單工半雙工全雙工一、串行通信基本概念通訊：信息交換計(jì)算機(jī)計(jì)3并行通信：數(shù)據(jù)多位同時(shí)傳送控制簡(jiǎn)單，傳輸速度快，傳輸線較多并行通信：數(shù)據(jù)多位同時(shí)傳送控制簡(jiǎn)單，傳輸速度快，傳輸線較多4串行通信：數(shù)據(jù)字節(jié)一位一位在一條傳輸線上逐個(gè)傳送。傳輸線少，可利用電話網(wǎng)，但傳送控制復(fù)雜。

串行通信：數(shù)據(jù)字節(jié)一位一位在一條傳輸線上逐個(gè)傳送。傳輸線少，5異步通信:收、發(fā)設(shè)備使用各自時(shí)鐘。

字符之間是異步的,但同一字符內(nèi)是同步的(各位間距均為”位間隔”的整數(shù)倍)異步通信:收、發(fā)設(shè)備使用各自時(shí)鐘。字符之間是異步的,但同6同步通信:發(fā)送方時(shí)鐘與接收方時(shí)鐘同步。既保持位同步，也保持字符同步。

外同步自同步保持位同步,也保持字符同步.同步通信:發(fā)送方時(shí)鐘與接收方時(shí)鐘同步。既保持位同步，也保持7

單工半雙工全雙工

例如:廣播大哥大手機(jī)串行通信的傳輸方向

單工半雙工8傳輸速率比特率:每秒鐘傳輸二進(jìn)制代碼的位數(shù)bps波特率:每秒鐘調(diào)制信號(hào)變化的次數(shù)。單位是：波特（Baud）。例如：數(shù)據(jù)傳送的速率為120個(gè)字符每秒，每個(gè)字符由1個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位和1個(gè)停止位組成，則其傳送波特率為：10b×120／s＝1200b／s＝1200波特傳輸距離與傳輸速率的關(guān)系:傳輸距離隨傳輸速率的增加而減小。傳輸速率與傳輸距離傳輸速率傳輸速率與傳輸距離9

1、RS-232C接口

EIA（美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)）1969年修訂RS-232C標(biāo)準(zhǔn)，它定義了DTE與DCE間的物理接口標(biāo)準(zhǔn)。二、串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)

1、RS-232C接口二、串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)10

過(guò)程特性規(guī)定了信號(hào)間的時(shí)序關(guān)系

。

機(jī)械特性使用25針連接器，連接器的尺寸及每個(gè)插針的排列位置都有明確的定義。（陽(yáng)頭）功能特性:電氣特性：負(fù)邏輯，DC（-3~-15v）為1。DC（+3~+15v）為0，DC（-3~+3v）為過(guò)渡區(qū)。過(guò)程特性機(jī)械特性功能特性:電氣特性：11近程通信連接

遠(yuǎn)程通信連接近程通信連接遠(yuǎn)程通信連接122、PC與外設(shè)的RS-232直接連接2、PC與外設(shè)的RS-232直接連接13PC機(jī)與單片機(jī)串行通信接口示意圖PC機(jī)與單片機(jī)串行通信接口示意圖14三、串行接口的結(jié)構(gòu)

主要由兩個(gè)數(shù)據(jù)緩沖寄存器SBUF和一個(gè)輸入移位寄存器，以及一個(gè)串行控制寄存器SCON(TI\RI)等組成。

ASCON三、串行接口的結(jié)構(gòu)主要由兩個(gè)數(shù)據(jù)緩沖寄存器SBUF和一個(gè)15

設(shè)定工作方式、接收/發(fā)送控制以及設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志

1、80C51串行口的控制寄存器-SC0N

SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISCON(98H)SM0、SM1：工作方式設(shè)置位00：移位寄存器，fosc/1201：10位異步收發(fā)器（8位數(shù)據(jù)），波特率可變

10：11位異步收發(fā)器（9位數(shù)據(jù)），fosc/64或fosc/3211：11位異步收發(fā)器（9位數(shù)據(jù)），波特率可變

設(shè)定工作方式、接收/發(fā)送控制以及設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志1、816SM2，多機(jī)通信控制位。主要用于方式2和方式3。對(duì)于接收機(jī)SM2=0，收到RB8（0或1）即可使收到的數(shù)據(jù)進(jìn)入SBUF，并激活RI。SM2=1，收到的RB8＝0時(shí)，收到的信息丟棄，不激活RI；若收到的RB8＝1時(shí)，收到的數(shù)據(jù)進(jìn)入SBUF，并激活RI，進(jìn)而在中斷服務(wù)中將數(shù)據(jù)從SBUF讀走。方式0時(shí)，SM2必須是0。方式1時(shí)，SM2=1時(shí)，只有接收到有效停止位時(shí)，RI才激活。REN，允許串行接收位。置REN=1，啟動(dòng)串口接收過(guò)程置REN=0，則禁止串口接收SM2，多機(jī)通信控制位。REN，允許串行接收位。17

TB8，在方式2、3中，是發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位

數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)位地址幀/數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志位RB8，在方式2、3中，是接收到數(shù)據(jù)的第9位奇偶校驗(yàn)位地址幀/數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志位。方式1時(shí)，若SM2=0，則RB8是接收到的停止位。TB8，在方式2、3中，是發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位RB8，在方式18TI，發(fā)送中斷標(biāo)志位。方式0時(shí)，串行發(fā)送第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時(shí)其它方式，串行發(fā)送停止位的開(kāi)始時(shí)硬件使TI置1，發(fā)中斷申請(qǐng)。必須在中斷服務(wù)程序中用軟件將其清0。RI，接收中斷標(biāo)志位。方式0時(shí)，串行接收第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時(shí)其它方式，串行接收停止位的中間時(shí)硬件使RI置1，發(fā)中斷申請(qǐng)。必須在中斷服務(wù)程序中用軟件將其清0。TI，發(fā)送中斷標(biāo)志位。RI，接收中斷標(biāo)志位。192、PCON

電源控制寄存器：SMOD，波特率倍增位。在方式1、2、3時(shí)，波特率與SMOD有關(guān)：SMOD=1時(shí)，波特率提高一倍。復(fù)位時(shí)SMOD=0。SMODPCON(97H)注：PCON不能進(jìn)行位尋址，只能字節(jié)尋址，串行通信只用了其中的最高位。2、PCON電源控制寄存器：SMOD，波特率倍增位。S20四、80C51串行口的工作方式1．方式0_8位數(shù)據(jù)

串行接口工作方式0為同步移位寄存器方式，多用于I/O口的擴(kuò)展，其波特率是固定的，為fosc/12。TXD引腳輸出同步移位脈沖，RXD引腳串行輸入/輸出。方式0接收和發(fā)送電路四、80C51串行口的工作方式1．方式0_8位數(shù)據(jù)211.方式0：移位寄存器方式寫SBUF內(nèi)部移出脈沖RXD(數(shù)據(jù)輸出)TXD(移位時(shí)鐘)TID0D1D2D3D4D5D6D7方式0發(fā)送時(shí)序?qū)慡CON，清RI，置REN內(nèi)部移出脈沖RIRXD(數(shù)據(jù)輸入)TXD(移位時(shí)鐘)D0D1D2D3D4D5D6D7方式0接收時(shí)序方式0時(shí)序1.方式0：移位寄存器方式寫SBUF內(nèi)部移出脈沖RXD(數(shù)據(jù)22方式0掌握：1、8位數(shù)據(jù)，波特率為F0SC/122、低位在前，高位在后3、TI，再發(fā)送數(shù)據(jù)，軟件清0，CLRTI4、RI，再接收數(shù)據(jù)，軟件清0，CLRRI5、同步通信，無(wú)起始位和停止位方式0掌握：1、8位數(shù)據(jù)，波特率為F0SC/12232.方式1_10位數(shù)據(jù)

在方式l時(shí)，串行口被設(shè)置為波特率可變的8位異步通信接口。發(fā)送/接收1幀數(shù)據(jù)為10位，其中1位起始位、8位數(shù)據(jù)位（先低位后高位）和一位停止位10位數(shù)據(jù)的異步通信。幀格式如圖所示.2.方式1_10位數(shù)據(jù)10位數(shù)據(jù)的異步通信。幀格24方式1掌握：1、一幀為10位信息，1位起始(0)，8位數(shù)據(jù)，1位停止(1)2、波特率=P1243、異步通信4、接收時(shí)，RB8里是停止位，數(shù)據(jù)位在SBUF（SM2=0）方式1掌握：1、一幀為10位信息，1位起始(0)，8位數(shù)據(jù)，25方式1時(shí)序一幀數(shù)據(jù)為10位:1位起始位、8位數(shù)據(jù)位和1位停止位。寫SBUFTXD起始位停止位TID0D1D2D3D4D5D6D7方式1發(fā)送時(shí)序：起始位停止位RXDRI采樣時(shí)間D0D1D2D3D4D5D6D7方式1接收時(shí)序：方式1時(shí)序方式1時(shí)序?qū)慡BUFTXD起始位停止位TID0D1D2D3D263．方式2_11位數(shù)據(jù)

串行口工作為方式2時(shí)，被定義為9位異步通信接口。發(fā)送/接收1幀數(shù)據(jù)為11位，其中1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1位控制/校驗(yàn)位和1位停止位。控制/校驗(yàn)位為第9位數(shù)據(jù)。4．方式3_11位數(shù)據(jù)方式3為波特率可變的11位異步通信方式，除了波特率有所區(qū)別之外，其余同方式2。11位數(shù)據(jù)的異步通信3．方式2_11位數(shù)據(jù)11位數(shù)據(jù)的異步通信27工作方式掌握：1、幾種工作方式波特率不同2、傳送的位數(shù)不同，方式0是8位（數(shù)據(jù)位），方式1是10（8位數(shù)據(jù)——SBUF，1個(gè)起始、1位停止——RB8），方式2和方式3都是11位（8位數(shù)據(jù)，1位控制/校驗(yàn)位——RB8、TB8，1位起始和1位停止位）3、方式0是同步，方式1、2、3是異步工作方式掌握：1、幾種工作方式波特率不同285、波特率的計(jì)算方式0、2的波特率是固定的，而方式1、3的波特率是可變的，由定時(shí)器T1的溢出率來(lái)決定。

方式0波特率=fosc/12方式2波特率=（2SMOD/64）·fosc方式1波特率=（2SMOD/32）·（T1溢出率）方式3波特率=（2SMOD/32）·（T1溢出率）K為定時(shí)器T1的位數(shù)。5、波特率的計(jì)算方式0波特率=fosc/12K為定時(shí)器29方式1和方式3的波特率可變，由定時(shí)器1的溢出率決定波特率/(b/s)fosc/MHzSMOD定時(shí)器1C/模式初始值方式0：1M方式2：375k方式1,3：62.5k19.2k9.6k4.8k2.4k1.2k137.5k11011012121211.05911.05911.05911.05911.05911.986612×1110000000××000000000××222222221××FFHFDHFDHFAHF4HE8H1DH72HFEEBHT方式1和方式3的波特率可變，由定時(shí)器1的溢出率決定波特率/(30例：要求串行口以方式1工作，通信波特率為2400b/s，設(shè)振蕩頻率fosc為6MHz，請(qǐng)初始化T1和串口。解：若選SMOD=1，則T1時(shí)間常數(shù)N=256－216106/(3842400)=242.98≈243=F3H則，定時(shí)器T1和串行口的初始化程序如下： MOV TMOD，#20H ；設(shè)置T1為方式2 MOV TH1，#0F3H ；置時(shí)間常數(shù) MOV TL1，#0F3H SETB TR1 ；啟動(dòng)T1 ORL PCON，#80H ；SMOD=1 MOV SCON，#50H ；設(shè)串行口為方式1設(shè)置通訊波特率例：要求串行口以方式1工作，通信波特率為2400b/s，設(shè)振311.單片機(jī)與單片機(jī)的通信點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信

實(shí)現(xiàn)A機(jī)向B機(jī)發(fā)數(shù)據(jù)B接收并顯示接收到的數(shù)據(jù)

單片機(jī)串行口應(yīng)用舉例

1.單片機(jī)與單片機(jī)的通信點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信單片機(jī)串行口應(yīng)用舉例32常用總線(串行部分)課件331.單片機(jī)與單片機(jī)的通信點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信

借助MAX232A，實(shí)現(xiàn)RS232標(biāo)準(zhǔn)完成A、B通信。

單片機(jī)串行口應(yīng)用舉例

1.單片機(jī)與單片機(jī)的通信點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信單片機(jī)串行口應(yīng)用舉34常用總線(串行部分)課件35常用總線(串行部分)課件36最簡(jiǎn)發(fā)送端代碼#include<reg52.h>unsignedcharSend_Num[5]={1,2,3,4,5};voiddelay(unsignedintaa){while(aa--);}voidmain(){unsignedcharii=0;SCON=0X80;delay(50000);while(1){SBUF=Send_Num[ii];while(!TI);TI=0;ii++;if(ii==5)ii=0;delay(50000);}}最簡(jiǎn)發(fā)送端代碼#include<reg52.h>37最簡(jiǎn)接收端代碼#include<reg52.h>unsignedcharcodeDuanM[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79};unsignedcharcodeWeiM[]={0x0fe,0x0fd,0x0fb,0x0f7,0x0ef,0x0df,0x0bf,0x7f};sbitduan=P2^0;sbitwei=P2^1;voidDelay(unsignedinti){while(i--);}unsignedcharRecv_Num[5]={0,0,0,0,0};unsignedcharnum=0;最簡(jiǎn)接收端代碼#include<reg52.h>38最簡(jiǎn)接收端代碼voidDis_Byte(unsignedcharrr,unsignedcharww){duan=1;P1=DuanM[rr];duan=0;wei=1;P1=WeiM[ww];wei=0;Delay(200);P1=0x00;}最簡(jiǎn)接收端代碼voidDis_Byte(unsigned39最簡(jiǎn)接收端代碼voidmain(){SCON=0X90;IE=0x90;IP=0x10;while(1){

Dis_Byte(Recv_Num[0],3);Dis_Byte(Recv_Num[1],4);Dis_Byte(Recv_Num[2],5);Dis_Byte(Recv_Num[3],6);Dis_Byte(Recv_Num[4],7);}}最簡(jiǎn)接收端代碼voidmain()40最簡(jiǎn)接收端代碼voidSerial_ISR(void)interrupt4using1{if(RI==1){EA=0;RI=0;Recv_Num[num]=SBUF;num++;if(num==5)num=0;EA=1;}}最簡(jiǎn)接收端代碼voidSerial_ISR(void)i41串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)1.RS-232C通信接口接口信號(hào)：9針D型頭1569載波檢測(cè)DCD接收數(shù)據(jù)RXD發(fā)送數(shù)據(jù)TXD數(shù)據(jù)終端就緒信號(hào)地GND數(shù)據(jù)裝置就緒請(qǐng)求發(fā)送RTS清除發(fā)送CTS振鈴指示MCS-51系列單片機(jī)串行通信接口串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)1569載波檢測(cè)DCD接收數(shù)據(jù)RXD發(fā)送數(shù)據(jù)42電氣特性：邏輯“1”：－3V～－15V；邏輯“0”：＋3V～＋15V。傳輸距離≤15米。最大負(fù)載電容≤2500pF。波特率≤20kb/s。接受器輸入阻抗：3～7kΩ。驅(qū)動(dòng)器輸出阻抗≤300Ω。驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)換速率≤30V/μs。輸出短路電流≤0.5A。RS232特性電氣特性：RS232特性43常用總線(串行部分)課件44⒉RS-422A通信接口(9針D型頭)1569發(fā)送數(shù)據(jù)負(fù)TX－發(fā)送數(shù)據(jù)正TX+接收數(shù)據(jù)正RX+接收數(shù)據(jù)負(fù)RX－信號(hào)地GND請(qǐng)求發(fā)送負(fù)RTS－清除發(fā)送正CTS+請(qǐng)求發(fā)送負(fù)RTS+清除發(fā)送負(fù)CTS–⒉RS-422A通信接口(9針D型頭)1569發(fā)送數(shù)據(jù)負(fù)T45RS-422標(biāo)準(zhǔn)接口電路的特性:4根信號(hào)線+信號(hào)地，共5根線。允許在相同傳輸線上連接多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)，最多可接10個(gè)節(jié)點(diǎn)。一個(gè)主設(shè)備（Master），其余為從設(shè)備（Salve），從設(shè)備之間不能通信。支持點(diǎn)對(duì)多的雙向通信。接收器輸入阻抗為4k，故發(fā)端最大負(fù)載能力是10×4k+100Ω（終接電阻）。RS-422標(biāo)準(zhǔn)接口電路的特性:46RS-422四線接口由于采用單獨(dú)的發(fā)送和接收通道，需要一對(duì)單獨(dú)的雙絞線連接。RS-422的最大傳輸距離為4000英尺（約1219米），最大傳輸速率為10Mb/s。傳輸距離與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能達(dá)到最大傳輸距離。100米長(zhǎng)的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為1Mb/s。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。RS-422需要一終接電阻，要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗。一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸電纜的最遠(yuǎn)端。RS-422四線接口由于采用單獨(dú)的發(fā)送和接收通道，需要一對(duì)單47RS422接口芯片MAX3095/MAX3096是RS-422接收器滿足國(guó)際ESD，標(biāo)準(zhǔn)是同類產(chǎn)品中首批通過(guò)嚴(yán)格的、工業(yè)界公認(rèn)的內(nèi)置ESD保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的芯片。要求MAX3095采用+5V供電，MAX3096由+3.3V供電,接收器傳輸延遲小于+8ns,器件之間\器件與其它不同設(shè)備間的最大時(shí)延小于16ns,這一特性使其成為遠(yuǎn)距離通訊設(shè)備的理想選擇。以10Mbps的速率傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，MAX3095/MAX3096具有1/4負(fù)載的輸入阻抗，總線節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá)128個(gè)。附加使能輸入可將器件置于低功耗關(guān)斷模式，此時(shí)接收器輸出為高阻態(tài)。電流損耗降至1nA，工作時(shí)電源電流僅2.4mA。RS422接口芯片MAX3095/MAX3096是RS-42483.RS-485通信接口：將RS-422A的發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)正端與接收數(shù)據(jù)信號(hào)正端連起來(lái)，發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)負(fù)端與接收數(shù)據(jù)信號(hào)負(fù)端連起來(lái)就成為RS-485通信接口。

RS232通常是九針腳的，RS422一般只接四線通信，RS485通常用兩根帶屏蔽的絞線通信，沒(méi)有必要九針腳的接口。3.RS-485通信接口：RS232通常是九針腳的，RS4249RS-485可以采用二線與四線方式，二線制可實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)雙向通信。RS-485采用半雙工工作方式。RS-485可聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，其允許最多并聯(lián)32臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和32臺(tái)接收器。RS-485與RS-422一樣，其最大傳輸距離約為1219米，最大傳輸速率為10Mbps。在100Kbps速率以下，才可能使用規(guī)定最長(zhǎng)的電纜長(zhǎng)度。一般100米長(zhǎng)雙絞線最大傳輸速率僅為1Mbps。所有器件都工作在5V單電源下。采用單一電源+5V工作，額定電流為300μA，它完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS－485電平的功能。RS-485可以采用二線與四線方式，二線制可實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)雙50MAX485接口芯片MAX485接口芯片51常用總線(串行部分)課件52MAX485接口芯片是Maxim公司的一種RS－485芯片。

采用單一電源+5V工作，額定電流為300μA，采用半雙工通訊方式。它完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS－485電平的功能。RO和DI端分別為接收器的輸出和驅(qū)動(dòng)器的輸入端，與單片機(jī)的RXD和TXD相連；/RE和DE端分別為接收和發(fā)送的使能端，當(dāng)/RE為邏輯0時(shí)，器件處于接收狀態(tài)；當(dāng)DE為邏輯1時(shí)，器件處于發(fā)送狀態(tài)，因?yàn)镸AX485工作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機(jī)的一個(gè)管腳控制這兩個(gè)引腳即可；A端和B端分別為接收和發(fā)送的差分信號(hào)端,當(dāng)A引腳的電平高于B時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為1；當(dāng)A的電平低于B端時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為0。A和B端之間加匹配電阻，一般可選100Ω的電阻。MAX485接口芯片是Maxim公司的一種RS－485芯片。53常用總線(串行部分)課件54RS-485常用芯片標(biāo)準(zhǔn)RS-485接口的輸入阻抗為≥12kΩ、相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)數(shù)為3232個(gè)節(jié)點(diǎn)：SN75176、SN75276、SN75179、SN75180、MAX485、MAX488、MAX49064個(gè)節(jié)點(diǎn)：SN75LBC184128個(gè)節(jié)點(diǎn)：MAX1480、MAX487、MAX1487256個(gè)節(jié)點(diǎn)：MAX1482、MAX1483、MAX3080～MAX3089RS-485常用芯片標(biāo)準(zhǔn)RS-485接口的輸入阻抗為≥12k55應(yīng)用中的常見(jiàn)問(wèn)題注意防靜電最好使用光電隔離隔離辦法1：用光耦、帶隔離的DC-DC、RS-485芯片構(gòu)筑電路隔離辦法2：用2次集成芯片如MAX1480（內(nèi)含光耦、DC-DC、MAX1487)應(yīng)用中的常見(jiàn)問(wèn)題注意防靜電56常用總線(串行部分)課件57常用總線(串行部分)課件58常用總線(串行部分)課件59常用總線(串行部分)課件60接口性能RS-232CRS-422ARS-485功能雙向，全雙工雙向，全雙工雙向，半雙工傳輸方式單端差分差分邏輯“0”電平3V～15V2V～6V1.5V～6V邏輯“1”電平－3V～－15V－2V～－6V－1.5V～－6V最大速率20kb/s10Mb/s10Mb/s最大距離30m1200m1200m驅(qū)動(dòng)器加載輸出電壓±5V～±15V±2V±1.5V接受器輸入敏感度±3V±0.2V±0.2V接收器輸入阻抗3～7KΩ>4KΩ>7KΩ組態(tài)方式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)1臺(tái)驅(qū)動(dòng)器：10臺(tái)接收器32臺(tái)驅(qū)動(dòng)器：32臺(tái)接收器抗干擾能力弱強(qiáng)強(qiáng)傳輸介質(zhì)扁平或多芯電纜二對(duì)雙絞線一對(duì)雙絞線RS232、RS422、RS485對(duì)比接口性能RS-232CRS-422A61USB總線總線電壓(差值):“1”:1.3～2.0V;“0”:-1.3～-2.0V通訊距離：<5m通訊速率:<480Mb/S應(yīng)用：可實(shí)現(xiàn)近距離高速點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊USB總線總線電壓(差值):“1”:1.3～2.62CAN總線CAN總線63PC機(jī)與單片機(jī)通信寄存器名稱端口地址復(fù)位后初始值COM1COM2發(fā)送器保持寄存器（TBR）3F8H2F8HXXXXXXXXB接收器數(shù)據(jù)寄存器（RBR）3F8H2F8HXXXXXXXXB波特綠因子低位寄存器（DLL）3F8H2F8H00000000B波特綠因子高位寄存器（DLH）3F9H2F9H00000001B中斷允許寄存器（IER）3F9H2F9H00000000B中斷標(biāo)識(shí)寄存器（IIR）3FAH2FAH00000000B線路控制寄存器（LCR）3FBH2FBH01100000B調(diào)制解調(diào)器控制寄存器（MCR）3FCH2FCHXXXX0000B線路狀態(tài)寄存器（LSR）3FDH2FDHXXXXXXXXB調(diào)制解調(diào)器狀態(tài)寄存器（MSR）3FEH2FEHXXXXXXXXBPC機(jī)與單片機(jī)通信寄存器名稱端口地址復(fù)位后初始值COM1CO64使用串口必須先初始化，有以下4個(gè)步驟。DLHDLL波特率DLHDLL波特率DLHDLL波特率09H00H5000HC0H60000H18H480006H00H7500H60H120000H10H720004H17H11000H40H180000H0CH960003H59H134.500H3AH200000H06H1920003H00H15000H30H240000H03H3840001H80H30000H20H360000H01H115200例：設(shè)COM1的波特率為9600，則outportb（0x3fb，0x80）；/*寫線路控制寄存器，訪問(wèn)波特率因子寄存器*/

outportb（0x3f8，0x0c）；/*寫入波特率因子低字節(jié)*/

outportb（0x3f9，0x00）；/*寫入波特率因子高字節(jié)*/

⒈設(shè)置波特率PC機(jī)串口初始化使用串口必須先初始化，有以下4個(gè)步驟。DLHDLL波特率DL65⒉設(shè)置數(shù)據(jù)格式設(shè)數(shù)據(jù)為7位，1位起始位，1位停止位，偶校驗(yàn)，則設(shè)置如下：outportb（0x3fb，0x1a）；⒊設(shè)置操作方式不允許中斷：outportb（0x3fc，0x03）；允許中斷：outportb（0x3fc，0x0b）；自測(cè)試工作方式，且不允許中斷：outportb（0x3fc，0x13）；⒋設(shè)置中斷允許寄存器開(kāi)放中斷語(yǔ)句：outportb（0x3f9，0x0f）；PC機(jī)串口初始化⒉設(shè)置數(shù)據(jù)格式PC機(jī)串口初始化66例1將PC機(jī)的COM1初始化為9600波特率、7位數(shù)據(jù)、偶校驗(yàn)、1位停止位、不中斷，則初始程序如下：initcom1（）{outportb（0x3fb，0x80）；/*寫線路控制寄存器，訪問(wèn)波特率因子寄存器*/

outportb（0x3f8，0x0c）；/*寫入波特率因子低字節(jié)*/outportb（0x3f9，0x00）；/*寫入波特率因子高字節(jié)*/

outportb（0x3fb，0x1a）；/*設(shè)數(shù)據(jù)為7位，1位起始位，1位停止位，偶校驗(yàn)*/outportb（0x3fc，0x03）；/*不允許中斷*/}PC機(jī)的發(fā)送、接收程序例1將PC機(jī)的COM1初始化為9600波特率、7位數(shù)據(jù)、67例2PC機(jī)從COM1發(fā)送一個(gè)字符，程序如下：send（charsendchar）{intcoms;do{ /*查詢發(fā)送緩沖器是否空*/coms=inportb（0x3fd）&0x20；}while（coms!=0x20）；outportb（0x3f8，sendchar）；}例2PC機(jī)從COM1發(fā)送一個(gè)字符，程序如下：68例3.PC機(jī)從COM1接收一個(gè)字符，程序如下：charreceive（）{charcoms，receivechar；waitok： /*查詢接收數(shù)據(jù)是否有效*/coms=inportb（0x3fd）；if（（coms&0x01）==0）gotowaitok；receivechar=inportb（0x3f8）；returnreceivechar；}例3.PC機(jī)從COM1接收一個(gè)字符，程序如下：69二、PC機(jī)與單片機(jī)雙機(jī)通信PC機(jī)與單片機(jī)構(gòu)成主從式上下位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。例：從PC機(jī)鍵盤上輸入一個(gè)字符，然后將這個(gè)字符發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)接收到這個(gè)字符后，不做任何處理，又將它發(fā)回給PC機(jī)，PC機(jī)將這個(gè)字符顯示在屏幕上。連接電路如下：PC機(jī)RXDTXDMAX232T1OUTR1INT1IN(R1OUTRXDTXDMCS-51約定：波特率：2400b/s信息格式：8位數(shù)據(jù)，1位停止位傳送方式：PC機(jī)采用查詢式收發(fā)數(shù)據(jù)，單片機(jī)采用中斷式收發(fā)數(shù)據(jù)由于PC機(jī)是RS-232C電平，單片機(jī)是TTL電平，用MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。PC機(jī)與單片機(jī)通信設(shè)計(jì)二、PC機(jī)與單片機(jī)雙機(jī)通信PC機(jī)RXDTXDMAX232T70⒈PC機(jī)的通信軟件#include“stdio.h”main（）{charc1，c2；intcoms；outportb（0x3fb，0x80）；/*初始化8250*/outportb（0x3f8，0x30）；outportb（0x3f9，0x00）；outportb（0x3fb，0x03）；/*8位數(shù)據(jù)，1位停止位*/outportb（0x3fc，0x03）；c1=getchar（）；}開(kāi)始初始化8250有鍵輸入嗎？取鍵盤字符發(fā)送寄存器空否？向單片機(jī)發(fā)送字符接收單片機(jī)發(fā)回的字符接收的數(shù)據(jù)有效碼？顯示發(fā)回的字符NNNYYY結(jié)束PC機(jī)發(fā)送程序⒈PC機(jī)的通信軟件開(kāi)始初始化8250有鍵輸入嗎？取鍵71do{coms=inportb（0x3fd）&0x20；/*查詢發(fā)送緩沖器是否空*/}while（coms!=0x20）；outportb（0x3f8，c1）；waitok： /*查詢接收數(shù)據(jù)是否有效*/coms=inportb（0x3fd）；if（（coms&0x01）==0）gotowaitok；c2=inportb（0x3f8）；printf（“Thereturncharis：”）；putchar(c2)；}do72開(kāi)始初始化定時(shí)器T1初始化串行口啟動(dòng)定時(shí)器T1開(kāi)放中斷主程序踏步中斷服務(wù)程序關(guān)中斷清接收中斷標(biāo)志RI保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)接收PC機(jī)發(fā)來(lái)的字符將字符發(fā)送回PC機(jī)開(kāi)中斷，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)中斷返回MCS-51單片機(jī)通信軟件主程序中斷服務(wù)程序開(kāi)始初始化定時(shí)器T1初始化串行口啟動(dòng)定時(shí)器T1開(kāi)放中斷主73主程序： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0023H LJMP SERVEMAIN：MOV TMOD，#20H；初始化T1 MOV TH1，#0F3H MOV TL1，#0F3H MOV SCON，#50H；串行口為方式1，REN=1 MOV PCON，#80H；SMOD=1 SETB TR1 SETB EA SETB ESHERE： SJMP HERE單片機(jī)接收程序主程序：?jiǎn)纹瑱C(jī)接收程序74中斷服務(wù)程序：SERVE：CLR EA ；中斷服務(wù)程序 CLR RI PUSH PSW ；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) SETB RS0 CLR RS1 PUSH ACC MOV A，SBUF ；接收PC機(jī)發(fā)來(lái)的字符 MOV SBUF，A ；將字符回送給PC機(jī)WAIT：JNB TI，WAIT ；等待發(fā)送完畢 CLR TI POP ACC ；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) POP PSW SETB EA RETI END中斷服務(wù)程序：75三、PC機(jī)與單片機(jī)通訊多機(jī)通信多機(jī)通信的關(guān)鍵問(wèn)題：識(shí)別單片機(jī)！給單片機(jī)編號(hào)。怎樣識(shí)別單片機(jī)？起始位D0D1D2D3D4D5D6D7奇偶位停止位起始位D0D1D2D3D4D5D6D7TB8停止位

從PC機(jī)和單片機(jī)幀格式可知：通過(guò)軟件編程，使得PC機(jī)在發(fā)送地址（單片機(jī)編號(hào)）時(shí)，奇偶位為1，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)為0；單片機(jī)接收時(shí)，TB8為1表示收到的地址，為0表示收到的數(shù)據(jù)。

PC機(jī)與單片機(jī)通訊多機(jī)通信三、PC機(jī)與單片機(jī)通訊多機(jī)通信起始位D0D1D2D3D4D576例：從PC機(jī)的鍵盤上輸入單片機(jī)的編號(hào)，要求PC機(jī)與該單片機(jī)進(jìn)行通信測(cè)試，從鍵盤上輸入一個(gè)字符，發(fā)送給某單片機(jī)，單片機(jī)受到該字符后，又發(fā)回給PC機(jī)，在屏幕上顯示出來(lái)。由于RS-232C不能實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信，故采用RS-422標(biāo)準(zhǔn)。電路如下：PC機(jī)TXDRXD……232/422轉(zhuǎn)換器RXDTXDMCS-5175175751741號(hào)RXDTXDMCS-5175175751742號(hào)RXDTXDMCS-517517575174n號(hào)PC機(jī)與單片機(jī)的多級(jí)通信例：從PC機(jī)的鍵盤上輸入單片機(jī)的編號(hào)，要求PC機(jī)與該單片機(jī)進(jìn)77⒈PC機(jī)軟件設(shè)計(jì)

開(kāi)始初始化8250輸入單片機(jī)編號(hào)發(fā)送單片機(jī)編號(hào)接收單片機(jī)送回的編號(hào)取鍵盤字符編號(hào)一致嗎？向單片機(jī)發(fā)送字符接收單片機(jī)發(fā)回的字符顯示發(fā)回的字符NY結(jié)束多機(jī)通訊程序設(shè)計(jì)⒈PC機(jī)軟件設(shè)計(jì)開(kāi)始初始化8250輸入單片機(jī)編號(hào)發(fā)送78程序清單：#include“stdio.h”main（）{charc1，c2，n1，n2；intcoms；outportb（0x3fb，0x80）； /*初始化8250*/outportb（0x3f8，0x30）；outportb（0x3f9，0x00）；outportb（0x3fb，0x2b）； /*8位數(shù)據(jù)，1位停止，奇偶校驗(yàn)位為1*/outportb（0x3fc，0x03）； /*PC機(jī)處于發(fā)送地址狀態(tài)*/outportb（0x3f9，0x00）； /*禁止8250中斷*/printf（“PleaseinputthenumberofMCS：\n”）；scanf（“%c”，&n1）；do{ /*查詢發(fā)送移位寄存器是否空*/coms=inportb（0x3fd）&0x40；}while（coms!=0x40）；outportb（0x3f8，n1）； /*PC機(jī)發(fā)送單片機(jī)地址編號(hào)*/outportb（0x3fc，0x01）； /*PC機(jī)處于接收狀態(tài)*/waitok1： /*查詢單片機(jī)返回的編號(hào)是否有效*/coms=inportb（0x3fd）；if（（coms&0x01）==0）PC機(jī)端的程序程序清單：PC機(jī)端的程序79gotowaitok1；n2=inportb（0x3f8）； /*讀入單片機(jī)返回的編號(hào)*/if（n1!=n2）{ printf（“ThenumberofMCSiserror!\n”）； break；}else {outportb（0x3fc，0x03）； /*PC機(jī)處于發(fā)送狀態(tài)*/ outportb（0x3fb，0x3b）； /*PC機(jī)處于發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)*/c1=getchar（）； do{ /*查詢發(fā)送移位寄存器是否空*/coms=inportb（0x3fd）&0x40；}while（coms!=0x40）；outportb（0x3f8，c1）；outportb（0x3fc，0x01）； /*PC機(jī)處于接收狀態(tài)*/waitok2： /*查詢單片機(jī)返回的字符是否有效*/coms=inportb（0x3fd）；if（（coms&0x01）==0）gotowaitok2；c2=inportb（0x3f8）； /*讀入單片機(jī)返回的字符*/printf（“Thereturncharis：”）；/*顯示返回的字符*/putchar(c2)；}}gotowaitok1；80⒉單片機(jī)程序流程中斷服務(wù)程序保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)接收地址與本機(jī)地址相等否？回送本機(jī)地址接收PC機(jī)發(fā)來(lái)的字符將收到的字符回送PC機(jī)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)中斷返回NY單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)⒉單片機(jī)程序流程中斷服務(wù)程序保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)接收地址與本機(jī)地址相等813、程序清單： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0023H LJMP SERVEMAIN： MOV TMOD，#20H ；初始化T1 MOV TH1，#0F3H MOV TL1，#0F3H MOV SCON，#0F0H ；串行口為方式3，REN=1 MOV PCON，#80H ；SMOD=1 SETB TR1 SETB EA SETB ESHERE： SJMP HERESERVE： CLR EA PUSH ACC PUSH PSW CLR RS1 SETB RS03、程序清單：82

MOV A，SBUF ；接收地址 XRL A，#01H ；與本機(jī)地址進(jìn)行比較 JNZ RETURN ；與本機(jī)地址不符，則返回 CLR SM2 ；置單片機(jī)為接收數(shù)據(jù)狀態(tài) CLR RI MOV A，#01H MOV SBUF，A ；發(fā)送本機(jī)地址給PC機(jī) JNB TI，＄ ；等待發(fā)送完畢 CLR TI JNB RI，＄ ；等待PC機(jī)發(fā)來(lái)的字符接收完畢 MOV A，SBUF ；讀入字符 CLR RI MOV SBUF，A JNB TI，＄ ；等待發(fā)送完畢 CLR TIRETURN：POP PSW POP ACC SETB EA RETI END MOV A，SBUF ；接收地址832、多機(jī)通信

硬件連接主從系統(tǒng)在實(shí)際系統(tǒng)中，常采用RS-485標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。2、多機(jī)通信84DOS環(huán)境下，要實(shí)現(xiàn)通信只要直接對(duì)微機(jī)接口芯片8250進(jìn)行口地址操作即可

WINDOWS環(huán)境下，不允許用戶直接操作串口地址?？梢哉{(diào)用API函數(shù)，但較為復(fù)雜。使用VB通信控件（Mscomm）很容易完成通信任務(wù)

VB簡(jiǎn)明易用，實(shí)用性強(qiáng)。它具備基本的串行通信能力：即通過(guò)串行口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。DOS環(huán)境下，要實(shí)現(xiàn)通信只要直接對(duì)微機(jī)接口芯片8250進(jìn)行口85

MSComm控件主要屬性如下：CommPort：設(shè)置并返回通信端口號(hào)；Settings：以字符串的方式設(shè)置并返回波特率、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位、停止位；PortOpen：設(shè)置并返回端口的狀態(tài)，也可以打開(kāi)和關(guān)閉端口；Input：從接收緩沖區(qū)返回字符和刪除字符；Output：向傳輸緩沖區(qū)寫一個(gè)字符。MSComm控件主要屬性如下：86

單片機(jī)程序清單如下：

ORG3000HMAIN：MOVTMOD，#20H；在11.0592MHz下，串行口波特率MOVTH1，#0FDH；9600bps，方式3MOVTL1，#0FDH MOVPCON，#00H SETBTR1 MOVSCON，#0D8HLOOP：JBCRI，RECEIVE；接收到數(shù)據(jù)后立即發(fā)出去 SJMPLOOPRECEIVE：MOVA，SBUF MOVSBUF，ASEND：JBCTI，SENDEND SJMPSENDSENDEND：SJMPLOOP單片機(jī)程序清單如下： ORG300087單片機(jī)串行口的應(yīng)用

1、串行口擴(kuò)展顯示器

【例】用8位串入并出移位寄存器74HC164擴(kuò)展顯示器。

單片機(jī)串行口的應(yīng)用1、串行口擴(kuò)展顯示器882、串行口擴(kuò)展的鍵盤在方式0下，串行口作同步移位寄存器用，以8位數(shù)據(jù)為一幀，先發(fā)送或接收最低位，每個(gè)機(jī)器周期發(fā)送或接收一位，故其波特率是固定的，為fosc／12。串行數(shù)據(jù)由RXD（P3.0）端輸入或輸出。

2、串行口擴(kuò)展的鍵盤在方式0下，串行口作同步移位寄存器用，以89

CJNE R1，＃08，LP1

SJMP RCVI

N1:MOV A，R0

ADD A，A

JMP ＠A＋DPTR

TAB:AJMP OPR0

AJMP OPR1

…

AJMP OPR7

OPR0： …

LJMP START

OPR7： …

LJMP START

END

ORG 0100HSTART： MOV R7，＃20 MOV R0，＃50H MOV DPTR，#TAB RCVI：MOV SCON，＃10HJNB RI，$ CLR RI MOV A，SBUF MOV R0，#0 MOVR1，#0 LP1：RRC A JNC N1 INC R0 INC R1CJNE R1，＃08，LP1

SJMP RCVI

90二.內(nèi)部串行總線二.內(nèi)部串行總線911.Intel總線（MCS-51）地址總線（16位）數(shù)據(jù)總線（8位）控制總線由I/O口和其他控制信號(hào)對(duì)其他外設(shè)編碼、選擇數(shù)據(jù)總線由P0口提供，與存儲(chǔ)器、I/O擴(kuò)展芯片等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換Motorola總線與Intel總線類似，有些可以直接相連1.Intel總線（MCS-51）地址總線（16位）922.SPI總線3.I2C總線2.SPI總線93SPI總線(SerialPeripheralInterface)SPI接口簡(jiǎn)介SPI硬件結(jié)構(gòu)SPI總線時(shí)序SPI總線實(shí)例SPI總線(SerialPeripheralInterf94SPI接口簡(jiǎn)介SPI是MOTOROLA推出的一種芯片間四線同步接口。數(shù)據(jù)按位傳輸，高位在前，低位在后，速度可達(dá)到幾十Mbps。具有標(biāo)準(zhǔn)的傳輸協(xié)議，為全雙工通信，能夠同時(shí)收發(fā)。SPI接口簡(jiǎn)介SPI是MOTOROLA推出的一種芯片間四線95SPI主要應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)據(jù)信號(hào)處理器、數(shù)據(jù)信號(hào)解碼器存儲(chǔ)器（如靜態(tài)RAM、E2PROM和FlashEPROM等）A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）顯示驅(qū)動(dòng)器件（如LED顯示驅(qū)動(dòng)器件和LCD顯示驅(qū)動(dòng)器）。SPI主要應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)據(jù)信號(hào)處理器、數(shù)據(jù)信號(hào)解碼器96使用SPI總線的好處采用SPI總線接口可以簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)的可靠性。在MCS–51使用SPI總線可以增加應(yīng)用系統(tǒng)接口器件的種類，提高應(yīng)用系統(tǒng)的性能。采用統(tǒng)一的讀寫函數(shù)，縮短芯片軟件開(kāi)發(fā)周期。使用SPI總線的好處采用SPI總線接口可以簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，提高97SPI總線的基本原理SPI接口是以主從方式工作的，此模式通常有一個(gè)主器件和一個(gè)或多個(gè)從器件，并且同一時(shí)間內(nèi)總線上只能有一個(gè)主器件，其接口包括以下四種信號(hào)：1）MOSI–主器件數(shù)據(jù)輸出,從器件數(shù)據(jù)輸入；

2）MISO–主器件數(shù)據(jù)輸入,從器件數(shù)據(jù)輸出；

3）SCLK–時(shí)鐘信號(hào),由主器件產(chǎn)生；

4）/SS

–從器件使能信號(hào),由主器件控制(也稱為片選信號(hào)，常由I/O口作為片選)。其中，SCLK用于同步主器件和從器件之間在MISO和MOSI線上的串行數(shù)據(jù)傳輸，決定傳輸?shù)乃俾?，由主器件輸出。SPI總線的基本原理SPI接口是以主從方式工作的，此模式通常98

如果一個(gè)SPI從機(jī)沒(méi)有被選中，他的數(shù)據(jù)輸出端SDO將處于高阻狀態(tài)，從而與當(dāng)前處于激活狀態(tài)的隔離開(kāi)。

SPI從機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如果一個(gè)SPI從機(jī)沒(méi)有被選中，他的數(shù)據(jù)輸出端SDO將處99SPI從機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)SPI接口實(shí)際上是兩個(gè)簡(jiǎn)單的移位寄存器,傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為8位,在主器件產(chǎn)生的從器件使能信號(hào)和移位脈沖下,按位傳輸,高位在前,低位在后。上升沿發(fā)送，下降沿接收。（有的器件是上升沿接收，下降沿發(fā)送）D7....D0D0....D7SPI從機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)SPI接口實(shí)際上是兩個(gè)簡(jiǎn)單的移位寄存器100全雙工通信模式SPI內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)框圖全雙工：在接收數(shù)據(jù)的同時(shí)也在發(fā)送數(shù)據(jù)（即使另一端沒(méi)有發(fā)送數(shù)據(jù)）通過(guò)存儲(chǔ)器映射通過(guò)存儲(chǔ)器映射全雙工通信模式SPI內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)框圖全雙工：在接收數(shù)據(jù)的同時(shí)101SPI接口缺點(diǎn)：（1）缺乏流控制機(jī)制，無(wú)論主器件還是從器件均不對(duì)消息進(jìn)行確認(rèn)，主器件無(wú)法知道從器件是否繁忙。因此，需要軟件彌補(bǔ)，增加了軟件開(kāi)發(fā)工作量。（2）沒(méi)有多主器件協(xié)議，必須采用很復(fù)雜的軟件和外部邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)多主器件架構(gòu)。SPI接口缺點(diǎn)：（1）缺乏流控制機(jī)制，無(wú)論主器件還是從器件均102SPI總線接口硬件電路結(jié)構(gòu)

SPI總線接口硬件電路結(jié)構(gòu)103

單主機(jī)--多從機(jī)模式單主機(jī)--多從機(jī)模式104多主機(jī)--多從機(jī)模式多主機(jī)--多從機(jī)模式105SPI總線的配置SPI模塊為了和外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，根據(jù)外設(shè)工作要求，輸出的串行同步時(shí)鐘極性和相位可以進(jìn)行配置。時(shí)鐘極性(CPOL)對(duì)傳輸協(xié)議沒(méi)有重大的影響。如果CPOL=0，串行同步時(shí)鐘的空閑狀態(tài)為低電平；如果CPOL=1，串行同步時(shí)鐘的空閑狀態(tài)為高電平。時(shí)鐘相位(CPHA)能夠用于選擇兩種不同的傳輸協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。如果CPHA=0，在串行同步時(shí)鐘的第一個(gè)跳變沿(上升或下降)數(shù)據(jù)被采樣；如果CPHA=1，在串行同步時(shí)鐘的第二個(gè)跳變沿(上升或下降)數(shù)據(jù)被采樣。注：SPI主模塊和與之通信的外設(shè)間時(shí)鐘相位和極性應(yīng)該一致。

SPI總線的配置SPI模塊為了和外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，根據(jù)外設(shè)工106傳輸模式根據(jù)時(shí)鐘極性(CPOL)及相位(CPHA)不同可以組合成4種工作模式：SPI0，SPI1，SP2，SP3.傳輸模式根據(jù)時(shí)鐘極性(CPOL)及相位(CPHA)不同107SPI總線的4種模式/時(shí)鐘時(shí)序圖SPI總線的4種模式/時(shí)鐘時(shí)序圖108傳輸模式對(duì)比傳輸模式對(duì)比109

SPI總線簡(jiǎn)單時(shí)序SPI總線簡(jiǎn)單時(shí)序110時(shí)序分析時(shí)序分析111使用SPI的注意要點(diǎn)作為主機(jī)時(shí)，片選引腳必須要與上拉電阻連接，并且不能作為I/O口使用；作主機(jī)時(shí)，在發(fā)送一字節(jié)數(shù)據(jù)時(shí)同時(shí)也接收一字節(jié)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)寄存器與內(nèi)部移位寄存器之間沒(méi)有緩沖區(qū)，寫數(shù)據(jù)寄存器會(huì)使數(shù)據(jù)直接進(jìn)入移位寄存器。因此，數(shù)據(jù)只能在上一次數(shù)據(jù)發(fā)送完成后寫入數(shù)據(jù)寄存器；一個(gè)主機(jī)可以連接多個(gè)從機(jī)，但是一次只允許一個(gè)從機(jī)給主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。使用SPI的注意要點(diǎn)作為主機(jī)時(shí)，片選引腳必須要與上拉電阻連接112SPI時(shí)序軟件模擬寫總線子程序write_spi:movr7,#08HSpi_loop:clrSCLKrlca movMOSI,c setbSCLK djnzr7,spi_loop clrMOSI ret讀總線子程序read_spi:movr7,#08HSpi_loop:setbSCLKmovc,MISO rlca clrSCLK djnzr7,spi_loop retSPI時(shí)序軟件模擬寫總線子程序讀總線子程序113SPI軟件模擬----發(fā)送端代碼send_byte(uchara){inti=0;for(i=0;i<8;i++){SCLK=0;_RCL_(a);MOSI=CF;SCLK=1;}MOSI=0;}SPI軟件模擬----發(fā)送端代碼send_byte(ucha114SPI軟件模擬----接收端代碼ucharrecv_byte(){inti=0;uchara；for(i=0;i<8;i++){SCLK=0;CF=MISO；_RCL_(a);SCLK=1;}}SPI軟件模擬----接收端代碼ucharrecv_byt115SPI接口常見(jiàn)芯片GM8142SPI轉(zhuǎn)4串口S25FL064A64Mb串行閃存（Spansion）Atmel公司AT250404Kb的EEPROMTLC5615DACTLC1543ADCSPI接口常見(jiàn)芯片GM8142SPI轉(zhuǎn)4串口116AD轉(zhuǎn)換芯片TLC1543AD轉(zhuǎn)換芯片TLC1543117A/D—TLC154310位串行A/D、11路輸入1無(wú)需外部時(shí)鐘2價(jià)格在15元左右3可到TI公司免費(fèi)申請(qǐng)4A/D—TLC154310位串行A/D、11路輸入1無(wú)需外部118TLC1543特點(diǎn)CS（15腳）為片選端，在CS端的一個(gè)下降沿變化將復(fù)位內(nèi)部計(jì)數(shù)器并控制和使能ADDRESS、I/OCLOCK（18腳）和DATAOUT（16腳）。ADDRESS（17腳）為串行數(shù)據(jù)輸入端，選擇下一個(gè)輸入通道。DATAOUT為A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果3態(tài)串行輸出端。I/OCLOCK片內(nèi)輸入/輸出同步時(shí)鐘。EOC（19腳）轉(zhuǎn)換結(jié)束引腳（10μS轉(zhuǎn)換時(shí)間）。TLC1543特點(diǎn)CS（15腳）為片選端，在CS端的一個(gè)下降119A/D轉(zhuǎn)換芯片TLC1543A/D轉(zhuǎn)換芯片TLC1543120芯片管腳圖芯片管腳圖121外圍電路圖外圍電路圖122驅(qū)動(dòng)時(shí)序圖驅(qū)動(dòng)時(shí)序圖123A/D—TLC154910位串行A/D1單路模擬輸入2無(wú)需外部時(shí)鐘38腳封裝，體積較小4A/D—TLC154910位串行A/D1單路模擬輸入2無(wú)需外124芯片管腳圖芯片管腳圖125外圍電路圖外圍電路圖126驅(qū)動(dòng)時(shí)序圖驅(qū)動(dòng)時(shí)序圖127D/A轉(zhuǎn)換芯片TLC5615用單片機(jī)D/A轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)方波和鋸齒波波形D/A轉(zhuǎn)換芯片TLC5615用單片機(jī)D/A轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)方波和鋸齒128串行D/A芯片TLC5615特點(diǎn)5V單電源工作；10位CMOS電壓輸出；與微處理器3線串行接口（SPI）；最大輸出電壓是基準(zhǔn)電壓的2倍；輸出電壓具有和基準(zhǔn)電壓相同的極性；建立時(shí)間12.5μs；內(nèi)部上電時(shí)把DAC寄存器復(fù)位至全0；低功耗，最高為1.75mW；引腳與MAX515兼容。串行D/A芯片TLC5615特點(diǎn)5V單電源工作；10位CM129功能方框圖TLC5615功能方框圖功能方框圖TLC5615功能方框圖130引腳排列及功能TLC5615引腳圖引腳排列及功能TLC5615引腳圖131引腳功能引腳I/O說(shuō)明名稱序號(hào)DIN1I串行數(shù)據(jù)輸入SCLK2I串行時(shí)鐘輸入/CS3I芯片選擇。低有效DOUT4O用于菊花鏈（daisychaining）的串行數(shù)據(jù)輸出AGND5模擬地REFIN6I基準(zhǔn)電壓輸入OUT7ODAC模擬電壓輸出VDD8正電源（4.5～5.5V）菊花鏈(DaisyChain)一種沿總線傳輸信號(hào)的方法，其中設(shè)備串聯(lián)，而信號(hào)則從一臺(tái)設(shè)備傳向下一臺(tái)設(shè)備。菊花鏈連接方法可根據(jù)設(shè)備在總線上的電氣地位分配其優(yōu)先級(jí)。引腳功能引腳I/O說(shuō)明名稱序號(hào)DIN1I串行數(shù)據(jù)輸入SCLK132

TLC5615內(nèi)部結(jié)構(gòu)TLC5615內(nèi)部結(jié)構(gòu)133TLC5615使用要點(diǎn)TLC5615輸入數(shù)字量和輸出電壓表達(dá)式:VO=2×VREF×CODE/1024(其輸出具有與基準(zhǔn)輸入相同的極性;CODE是串口輸入的待轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)；VREF是基準(zhǔn)電壓。)TLC5615最大串行時(shí)鐘速率不超過(guò)14MHz，10位DAC的建立時(shí)間為12.5μs，通常更新速率限制在80kHz以內(nèi)。TLC5615使用要點(diǎn)TLC5615輸入數(shù)字量和輸出電壓表達(dá)134TLC5615的時(shí)序分析時(shí)序波形圖TLC5615的時(shí)序分析時(shí)序波形圖135當(dāng)片選CS為低電平時(shí)，在SCLK的上升沿把DIN引腳數(shù)據(jù)移入內(nèi)部16位移位寄存器，SCLK下降沿DOUT輸出串行數(shù)據(jù)，最高位在前，低位在后。片選CS的上升沿把數(shù)據(jù)傳送至DAC寄存器。當(dāng)片選CS為高電平時(shí)，串行輸入DIN無(wú)效；輸出引腳DOUT保持最后的數(shù)值狀態(tài)。為了使時(shí)鐘的內(nèi)部饋通最小，當(dāng)片選CS為高電平時(shí)，輸入時(shí)鐘SCLK應(yīng)當(dāng)為低電平。當(dāng)片選CS為低電平時(shí)，在SCLK的上升沿把DIN引腳數(shù)據(jù)移入136非級(jí)聯(lián)方式：

DIN只需輸入12位數(shù)據(jù)。DIN輸入的12位數(shù)據(jù)中，前10位為D/A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，輸入時(shí)高位在前，低位在后，后兩位數(shù)據(jù)補(bǔ)0。(因?yàn)門LC5615的DAC輸入鎖存器為12位寬)級(jí)聯(lián)方式：

如果使用TL5615的級(jí)聯(lián)功能，完成一次數(shù)據(jù)輸入需要16個(gè)時(shí)鐘周期，即DOUT引腳在16個(gè)下降沿有輸出。輸入的數(shù)據(jù)必須為16位，前4位為高虛擬位，中間10位為D/A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，最后2位補(bǔ)零。TLC5615的兩種使用方式非級(jí)聯(lián)方式：TLC5615的兩種使用方式13712位非級(jí)聯(lián)方式DIN輸入數(shù)據(jù)格式：10位××16位級(jí)聯(lián)方式DIN輸入數(shù)據(jù)格式：4個(gè)虛位10位××MSBLSBMSBLSB12位非級(jí)聯(lián)方式DIN輸入數(shù)據(jù)格式：10位××16位級(jí)聯(lián)方式138TLC5615與51單片機(jī)的接口電路TLC5615與51單片機(jī)的接口電路139TLC5615的DA轉(zhuǎn)換關(guān)系數(shù)字量輸入模擬量輸出1111111111(00)2VREFIN×1023/1024┇

┇1000000001(00)2VREFIN×513/10241000000000(00)2VREFIN×512/10240111111111(00)2VREFIN×511/1024┇┇0000000001(00)2VREFIN×1/10240000000000(00)0VTLC5615的DA轉(zhuǎn)換關(guān)系數(shù)字量輸入模擬量輸出11111140TLC5615與89C51DA轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)入口參數(shù)：TLC5615要輸入的12位數(shù)據(jù)存在R0和R1寄存器中。 CLR P1.0 ；片選有效 MOV R2,#4 ；將要送入的前4位數(shù)據(jù)位數(shù) MOV A，R0 ；前4位數(shù)據(jù)送累加器低4位 SWAPA ；A中高、低4位互換 LCALLWRdata ；由DIN輸入前4位數(shù)據(jù) MOV R2，#8 ；將要送入的后8位數(shù)據(jù)位數(shù) MOV A，R1 ；8位數(shù)據(jù)送入累加器A LCALLWRdata ；由DIN輸入后8位數(shù)據(jù) CLR P1.1 ；時(shí)鐘低電平 SETBP1.0 ；片選高，上升沿轉(zhuǎn)換開(kāi)始 RET ；結(jié)束送數(shù) TLC5615與89C51DA轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)入口參數(shù)：TLC5141WRdata:NOP ；空操作LOOP：CLR P1.1 ；時(shí)鐘低電平 RLC A ；數(shù)據(jù)送入進(jìn)位位CY MOV P1.2,C；數(shù)據(jù)輸入TLC5615 SETBP1.1；時(shí)鐘高電平 DJNZR2,LOOP ；循環(huán)送數(shù) RETSPI數(shù)據(jù)寫入子程序WRdata:NOP ；空操作SPI數(shù)據(jù)寫入子142#include<reg51.h>#include<intrins.h>sbitCS=P1^0;sbitCLK=P1^1;sbitDATA=P1^2;#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintTLC5615輸出方波C程序#include<reg51.h>TLC5615輸出方波143voidda5615(uintda)//DA轉(zhuǎn)換函數(shù){ uchari; da<<=6;//有效數(shù)字10位 CS=0;CLK=0; for(i=0;i<12;i++) { DATA=(bit)(da&0x8000); CLK=1;//上升沿?cái)?shù)據(jù)輸入到寄存器 da<<=1; CLK=0; } CS=1;CLK=0; for(i=0;i<12;i++);//下次轉(zhuǎn)換延時(shí)}voidda5615(uintda)//DA轉(zhuǎn)換函數(shù)144voiddelay(uintz){while(z--)；}voidmain()//方波輸出主程序{while(1){da5615(0x03ff);//輸出最高電壓delay(100);da5615(0);//輸出最低電壓delay(100);}}voiddelay(uintz)145#include<reg51.h>#include<intrins.h>sbitCS=P1^0;sbitCLK=P1^1;sbitDATA=P1^2;#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintTLC5615輸出鋸齒波C程序#include<reg51.h>TLC5615輸出鋸齒146voidda5615(uintda)//DA轉(zhuǎn)換函數(shù){ uchari; da<<=6;//有效數(shù)字10位 CS=0;CLK=0; for(i=0;i<12;i++) { DATA=(bit)(da&0x8000); CLK=1;//上升沿?cái)?shù)據(jù)輸入到寄存器 da<<=1; CLK=0; } CS=1;CLK=0; for(i=0;i<12;i++);//下次轉(zhuǎn)換延時(shí)}voidda5615(uintda)//DA轉(zhuǎn)換函數(shù)147voidmain(){uintDA=0;while(1){da5615(DA+20);If(Da>=0x03fff)Da=0;}}TLC5615輸出鋸齒波主程序voidmain()TLC5615輸出鋸齒波主程序148SPI總線的E2PROM設(shè)計(jì)

SPI總線的E2PROM設(shè)計(jì)149日歷時(shí)鐘芯片并行日歷時(shí)鐘芯片DS12887串行日歷時(shí)鐘芯片DS1302DS1302是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路。日歷時(shí)鐘芯片并行日歷時(shí)鐘芯片DS12887150DS1302引腳功能其中：X1、X2：32.768KHz晶振接入引腳。GND：地。/RST：復(fù)位引腳，低電平有效。I/O：數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳，具有三態(tài)功能。SCLK：串行時(shí)鐘輸入引腳。VCC1：工作電源引腳。VCC2：備用電源引腳。DS1302引腳功能其中：151DS1302供電

DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng)Vcc2>Vcc1＋0.2V時(shí)，Vcc2供電。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時(shí)，Vcc1供電。DS1302供電DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中152一．DS1302的主要性能指標(biāo)（1）DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘具有能計(jì)算2100年之前的秒、分、時(shí)、日、日期、星期、月、年的能力，還有閏年調(diào)整的能力。（2）內(nèi)部含有31個(gè)字節(jié)靜態(tài)RAM，可提供用戶訪問(wèn)。（3）采用串行數(shù)據(jù)傳送方式，使得管腳數(shù)量最少，簡(jiǎn)單3線接口。（4）工作電壓范圍寬：2.0～5.5V。（5）工作電流：2.0V時(shí)，小于300nA。（6）時(shí)鐘或RAM數(shù)據(jù)的讀/寫有兩種傳送方式：?jiǎn)巫止?jié)傳送和多字節(jié)傳送方式。（7）采用8腳DIP封裝或SOIC封裝。（8）與TTL兼容，VCC=5V。（9）可選工業(yè)級(jí)溫度范圍：-40C～+85C。（10）具有涓流充電能力。（11）采用主電源和備份電源雙電源供應(yīng)。（12）備份電源可由電池或大容量電容實(shí)現(xiàn)。一．DS1302的主要性能指標(biāo)（1）DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘具有153三．DS1302的寄存器及片內(nèi)RAMDS1302有一個(gè)控制寄存器、12個(gè)日歷、時(shí)鐘寄存器和31個(gè)RAM。1．控制寄存器控制寄存器用于存放DS1302的控制命令字，DS1302的RST引腳回到高電平后寫入的第一個(gè)字就為控制命令。它用于對(duì)DS1302讀寫過(guò)程進(jìn)行控制，它的格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D01RAM/CKA4A3A2A1A0RD/W其中：D7：固定為1D6：RAM/CK位，片內(nèi)RAM或日歷、時(shí)鐘寄存器選擇位。D5~D1：地址位，用于選擇進(jìn)行讀寫的日歷、時(shí)鐘寄存器或片內(nèi)RAM。對(duì)日歷、時(shí)鐘寄存器或片內(nèi)RAM的選擇見(jiàn)表。三．DS1302的寄存器及片內(nèi)RAMDS1302有一個(gè)控制寄154其中：D7：固定為1D6：RAM/CK位，=1片內(nèi)RAM，=0日歷、時(shí)鐘寄存器選擇位。D5~D1：地址位，用于選擇進(jìn)行讀寫的日歷、時(shí)鐘寄存器或片內(nèi)RAM。對(duì)日歷、時(shí)鐘寄存器或片內(nèi)RAM的選擇見(jiàn)表。D0：讀寫選擇，=0寫，=1讀其中：155寄存器名稱D7D6D5D4D3D2D1D01RAM/CKA4A3A2A1A0R/W秒寄存器10000000或1分寄存器10000010或1小時(shí)寄存器10000100或1日寄存器10000110或1月寄存器10001000或1星期寄存器10001010或1年寄存器10001100或1寫保護(hù)寄存器10001110或1慢充電寄存器10010000或1時(shí)鐘突發(fā)模式10111110或1RAM011000000或1110或1RAM30111111