第7章单片机系统的串行扩展课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《第7章单片机系统的串行扩展课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 单片机 系统 串行 扩展 课件
- 资源描述:
-
1、第第7 7章章 单片机系统的串行扩展单片机系统的串行扩展 第第7 7章章 单片机系统的串行扩展单片机系统的串行扩展 2 目前,对控制系统微型化的要求越来越高,便携式的目前,对控制系统微型化的要求越来越高,便携式的智智 化仪器需求量越来越大。为了使仪器微型化,首先要设法化仪器需求量越来越大。为了使仪器微型化,首先要设法减减 少仪器所用芯片的引脚数。这样一来过去常用的并行总线少仪器所用芯片的引脚数。这样一来过去常用的并行总线 接口方案由于需要较多的引脚数而不得不舍弃,转而采用接口方案由于需要较多的引脚数而不得不舍弃,转而采用 只需少量引脚数的串行总线接口方案。只需少量引脚数的串行总线接口方案。SP
2、I(Serial SPI(Serial Peripheral Interface)Peripheral Interface)和和I I2 2C(Inter-Integrated Circuit)C(Inter-Integrated Circuit)就是两就是两种常用的串行总线接口。种常用的串行总线接口。SPI SPI三线总线只需三线总线只需3 3根引脚线就可与外部设备相连。而根引脚线就可与外部设备相连。而I I2 2C C 两线总线则只需两线总线则只需2 2根引脚线就可与外部设备相连。根引脚线就可与外部设备相连。第第7 7章章 单片机系统的串行扩展单片机系统的串行扩展 3SPISPI实际上是一
3、种串行总线接口实际上是一种串行总线接口标准。标准。SPISPI方式可允许同时同步方式可允许同时同步传送和接收传送和接收8 8位数据,它工作位数据,它工作时传输速率最高可达几十兆位时传输速率最高可达几十兆位/秒。秒。SPISPI用以下用以下3 3个引脚来完成个引脚来完成通信:通信:(1)(1)串行数据输出串行数据输出SDO SDO (Serial Data Out)(Serial Data Out)。(2)(2)串行数据输入串行数据输入SDISDI (Serial Data In)(Serial Data In)。(3)(3)串行时钟串行时钟SCK SCK (Serial Clock)(Seri
4、al Clock)。图图 7-1 7-1 主机、从机之间主机、从机之间SPISPI总线连接示意图总线连接示意图第第7 7章章 单片机系统的串行扩展单片机系统的串行扩展 4 SPI SPI总线有主机、从机的概念。主机的发送与从机的接收总线有主机、从机的概念。主机的发送与从机的接收相连,主机的接收与从机的发送相连,主机产生的时钟信号输相连,主机的接收与从机的发送相连,主机产生的时钟信号输出到从机的时钟引脚上,除了以上三根通讯线外,一般从机还出到从机的时钟引脚上,除了以上三根通讯线外,一般从机还需一根片选控制线。需一根片选控制线。由于由于SPISPI的数据输出线(的数据输出线(SDOSDO)和数据输
5、入线()和数据输入线(SDISDI)是)是分开的,因此允许主机、从机之间发送和接收同时进行,至于分开的,因此允许主机、从机之间发送和接收同时进行,至于数据是否有效取决与应用软件。当主机发出片选控制信号以后,数据是否有效取决与应用软件。当主机发出片选控制信号以后,数据的传输节拍由主机的数据的传输节拍由主机的SCKSCK信号控制。对具有信号控制。对具有SPISPI功能的单片功能的单片机,时序图中的机,时序图中的SDOSDO和和SCKSCK的波形由硬件自动产生,数据的接的波形由硬件自动产生,数据的接收也是由硬件自动完成的。收也是由硬件自动完成的。第第7 7章章 单片机系统的串行扩展单片机系统的串行扩
6、展 5图图7-2 SPI7-2 SPI通讯的时序图通讯的时序图主机的主机的SSSS信号有效后,选中从设备,在信号有效后,选中从设备,在SCKSCK的上升沿主机的上升沿主机发送数据,发送数据,SCKSCK的下降沿主机接收数据。而对没有的下降沿主机接收数据。而对没有SPISPI功能功能的单片机,则时序图中的的单片机,则时序图中的SDOSDO和和SCKSCK的波形要由软件产生,的波形要由软件产生,数据的接收也要由软件来完成。数据的接收也要由软件来完成。第第7 7章章 单片机系统的串行扩展单片机系统的串行扩展 6 串行外围器件由于具有体积小、价格低、占用串行外围器件由于具有体积小、价格低、占用I/OI
7、/O口线口线少等优点。正在越来越多的领域被广泛应用。下面分别介绍少等优点。正在越来越多的领域被广泛应用。下面分别介绍串行串行E2PROME2PROM、串行输入输出接口、串行、串行输入输出接口、串行A/DA/D转换器。转换器。串行串行E E2 2PROMPROM具有体积小(通常为具有体积小(通常为8 8脚封装)、价格低、脚封装)、价格低、占用占用I/OI/O口线少、寿命长(能重复使用口线少、寿命长(能重复使用100100,000000次及次及100100年数年数据不丢失)、抗干扰能力强、不易被改写等优点。随着当今据不丢失)、抗干扰能力强、不易被改写等优点。随着当今智能化仪表趋于小型化,再加真正需
8、要预设的数据位、控制智能化仪表趋于小型化,再加真正需要预设的数据位、控制位、保密位等数据并不占据太多的存储空间,串行位、保密位等数据并不占据太多的存储空间,串行E E2 2PROMPROM正正被广泛应用于多功能的智能化仪表中。表被广泛应用于多功能的智能化仪表中。表7-27-2列出了美国列出了美国ATMELATMEL公司公司I I2 2C C总线的总线的AT24CAT24C系列串行系列串行E2PROME2PROM,表,表7-37-3列出列出了美国了美国ATMELATMEL公司公司SPISPI总线的总线的AT25AT25系列串行系列串行E E2 2PROM PROM。为读。为读者选择不同容量、不同
9、接口总线及了解有关串行者选择不同容量、不同接口总线及了解有关串行E E2 2PROMPROM的详的详细性能提供参考。细性能提供参考。第第7 7章章 单片机系统的串行扩展单片机系统的串行扩展 7第第7 7章章 单片机系统的串行扩展单片机系统的串行扩展 8第第7 7章章 单片机系统的串行扩展单片机系统的串行扩展 9 I I2 2C C总线上所有器件的总线上所有器件的SDA SDA 线并接在一起,所有器线并接在一起,所有器件的件的SCLSCL线并接在一起,且线并接在一起,且SDA SDA 线和线和SCLSCL线必须通过上拉线必须通过上拉电阻连接到正电源。图电阻连接到正电源。图7-37-3为为I I2
10、 2C C总线器件的连接图。总线器件的连接图。图图7-3 I2C7-3 I2C总线器件电气连接图总线器件电气连接图第第7 7章章 单片机系统的串行扩展单片机系统的串行扩展 10 I I2 2C C总线的数据传输协议要比总线的数据传输协议要比SPISPI总线复杂一些,因为总线复杂一些,因为I I2 2C C总线器件没有片选控制线,所以总线器件没有片选控制线,所以I I2 2C C总线数据传输的开始必总线数据传输的开始必须,由主器件产生通讯的开始条件(须,由主器件产生通讯的开始条件(SCLSCL高电平时,高电平时,SDASDA产生产生负跳变);通讯结束时,由主器件产生通讯的结束条件(负跳变);通讯
11、结束时,由主器件产生通讯的结束条件(SCLSCL高电平时,高电平时,SDASDA产生正跳变)。产生正跳变)。SDASDA线上的数据在线上的数据在SCLSCL高电平高电平期间必须保持稳定,否则会被误认为开始条件或结束条件,只期间必须保持稳定,否则会被误认为开始条件或结束条件,只有在有在SCLSCL低电平期间才能改变低电平期间才能改变SDASDA线上的数据。图线上的数据。图7-47-4为为I I2 2C C总总线的数据传输波形图。线的数据传输波形图。图图7-4 I2C7-4 I2C总线的数据传输波形图总线的数据传输波形图。第第7 7章章 单片机系统的串行扩展单片机系统的串行扩展 11 AT24CA
12、T24C系列为美国系列为美国ATMELATMEL公司推出的串行公司推出的串行CMOSCMOS型型E E2 2PROMPROM,具有功耗小,宽电压范围等优点。工作电流约,具有功耗小,宽电压范围等优点。工作电流约3mA3mA,静态电流随电源电压不同为,静态电流随电源电压不同为30uA30uA110 uA110 uA,存储容,存储容量有量有1281288 8、2562568 8、5125128 8、1K1K8 8、2K2K8 8、4K4K8 8、8K8K8 8、16K16K8 8、32K32K8 8和和64K64K8 8等多种规格,图等多种规格,图7-57-5为为AT24CAT24C系列串行系列串行
13、E E2 2PROMPROM的引脚图。图中的引脚图。图中A0A0、A1A1、A2A2为器为器件地址引脚,件地址引脚,VSSVSS为地,为地,VCCVCC为正电源,为正电源,写保护,写保护,SCLSCL为为串行时钟线,串行时钟线,SDASDA为串行数据线。为串行数据线。图图7-5 AT24C7-5 AT24C系列串行系列串行E2PROME2PROM的引脚图的引脚图第第7 7章章 单片机系统的串行扩展单片机系统的串行扩展 12 AT24C AT24C系列系列E E2 2PROMPROM采用采用I I2 2C C总线,总线,I I2 2C C总线上可挂接总线上可挂接多个接口器件,在多个接口器件,在I
14、 I2 2C C总线上的每个器件应有唯一的器件地总线上的每个器件应有唯一的器件地址,按址,按I I2 2C C总线规则,器件地址为总线规则,器件地址为7 7位二进制数,它与位二进制数,它与1 1位数据位数据方向位构成一个器件寻址字节。器件寻址字节的最低位方向位构成一个器件寻址字节。器件寻址字节的最低位(D0D0)为方向位(读)为方向位(读/写);最高写);最高4 4位(位(D7D7D4D4)为器件型)为器件型号地址(不同的号地址(不同的I I2 2C C总线接口器件的型号地址由厂家给定,总线接口器件的型号地址由厂家给定,AT24CAT24C系列系列E E2 2PROMPROM的型号地址皆为的型
15、号地址皆为10101010);其余);其余3 3位位(D3D3D1D1)与器件引脚地址)与器件引脚地址A2A1A0A2A1A0相对应。器件地址格式:相对应。器件地址格式:1010 A2A1A0 1010 A2A1A0 第第7 7章章 单片机系统的串行扩展单片机系统的串行扩展 13 对于对于E E2 2PROMPROM的片内地址,的片内地址,AT24C01AT24C01和和AT24C02AT24C02由于由于芯片容量可用一个字节表示,故读写某个单元前,先向芯片容量可用一个字节表示,故读写某个单元前,先向E E2 2PROMPROM写入一个字节的器件地址,再写入一个字节的片内写入一个字节的器件地址
16、,再写入一个字节的片内地址。而地址。而AT24C04AT24C04、AT24C08 AT24C08 和和AT24C16AT24C16分别需要分别需要9 9位、位、1010位和位和1111位片内地址,所以位片内地址,所以AT24C04AT24C04把器件地址中的把器件地址中的D1D1作为片作为片内地址的最高位,内地址的最高位,AT24C08AT24C08把器件地址中的把器件地址中的D2D1D2D1作为片内地作为片内地址的最高两位,址的最高两位,AT24C16AT24C16把器件地址中的把器件地址中的D3D2D1D3D2D1作为片内地作为片内地址的最高三位。凡在系统中把器件的引脚地址用作片内地址址
17、的最高三位。凡在系统中把器件的引脚地址用作片内地址后,该引脚在电路中不得使用,作悬空处理。后,该引脚在电路中不得使用,作悬空处理。AT24C32AT24C32、AT24C64AT24C64、AT24C128AT24C128、AT24C256AT24C256和和 AT24C512AT24C512的片内地的片内地址采用两个字节。址采用两个字节。第第7 7章章 单片机系统的串行扩展单片机系统的串行扩展 14 下列读写操作中下列读写操作中SDASDA线上数据传送状态标记注释如下:线上数据传送状态标记注释如下:S S为开始信号(为开始信号(SCLSCL高电平时,高电平时,SDASDA产生负跳变),产生负
18、跳变),由主机发送。由主机发送。P P为结束信号(为结束信号(SCLSCL高电平时,高电平时,SDASDA产生正跳变),由产生正跳变),由 主机发送。主机发送。addraddr、addr_H addr_H 和和addr_L addr_L 为地址字节,指定片内某一为地址字节,指定片内某一 单元地址,由主机发送。单元地址,由主机发送。data data 为数据字节,由数据发送方发送。为数据字节,由数据发送方发送。0 0为肯定应答信号,由数据接收方发送。为肯定应答信号,由数据接收方发送。1 1为否定应答信号为否定应答信号,由数据接收方发送。由数据接收方发送。第第7 7章章 单片机系统的串行扩展单片机
19、系统的串行扩展 15 主机控制数据线主机控制数据线SDASDA时,在时,在SCLSCL高电平期间必须保持高电平期间必须保持SDASDA线上的数据稳定,否则会被误认为对从机开始条件或结束条线上的数据稳定,否则会被误认为对从机开始条件或结束条件。主机只能在件。主机只能在SCLSCL低电平期间改变低电平期间改变SDASDA线上的数据。主机写线上的数据。主机写操作期间,用操作期间,用SCLSCL的上升沿写入数据;主机读操作期间,用的上升沿写入数据;主机读操作期间,用SCLSCL的下降沿读出数据。的下降沿读出数据。AT24CAT24C系列系列AT24C01AT24C01AT24C16AT24C16芯片的
展开阅读全文