C51程序设计方案2实例课件.pptx
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- 关 键 词:
- C51 程序设计 方案 实例 课件
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1、1-wire总线及应用总线及应用 一根数据线。设备(主机或从机)通过一个漏极开路一根数据线。设备(主机或从机)通过一个漏极开路端口,连接至该数据线,这样允许设备在不发送数据端口,连接至该数据线,这样允许设备在不发送数据时释放数据总线,以便总线被其它设备所使用。时释放数据总线,以便总线被其它设备所使用。1-1-wirewire总线端口为漏极开路,单总线要求外接一个约总线端口为漏极开路,单总线要求外接一个约5k 5k 的上拉电阻,这样单总线的闲置状态为高电平。的上拉电阻,这样单总线的闲置状态为高电平。主机对主机对1-Wire1-Wire总线的基本操作分为复位、读和写三种总线的基本操作分为复位、读和
2、写三种,其中所有的读写操作均为低位在前,高位在后。,其中所有的读写操作均为低位在前,高位在后。典型的单总线命令序列典型的单总线命令序列第一步第一步 初始化;初始化;第二步第二步 ROM ROM 命令命令 跟随需要交换的数据;跟随需要交换的数据;第三步第三步 功能命令功能命令 跟随需要交换的数据;跟随需要交换的数据;实例:实例:DS18B20单线温度传感器单线温度传感器 主要特征 全数字温度转换及输出。1-wire总线数据通信。最高12位分辨率,精度可达土0.5摄氏度。12位分辨率,最大工作周期为750毫秒。检测温度范围为-55+125。内置EEPROM,限温报警功能。64位光刻ROM,内置产品
3、序列号,方便多机挂接。多样封装形式,适应不同硬件系统。n DS18B20工作原理 三种形态的存储器资源 ROM 只读存储器,用于存放DS18B20ID编码。RAM 数据暂存器,用于内部计算和数据存取,数据在掉电后丢失,DS18B20共9个字节RAM,每个字节为8位。EEPROM 非易失性记忆体,用于存放长期需要保存的数据,上下限温度报警值和校验数据。RAM及EEPROM结构图:控制器对18b20操作流程 复位:给DS18B20单总线至少480uS的低电平信号。存在脉冲:复位电平结束之后,控制器应该将数据单总线拉高,以便于在1560uS后接收存在脉冲,存在脉冲为一个60240uS的低电平信号。控
4、制器发送ROM指令:ROM指令共有5条,每一个工作周期只能发一条,ROM指令分别是读ROM数据、指定匹配芯片、跳跃ROM、芯片搜索、报警芯片搜索。(一般只挂接单个18B20芯片时可以跳过ROM指令)控制器发送存储器操作指令:分别是写RAM数据、读RAM数据、将RAM数据复制到EEPROM、温度转换、将EEPROM中的报警值复制到RAM、工作方式切换。执行或数据读写:一个存储器操作指令结束后则将进行指令执行或数据的读写,这个操作要视存储器操作指令而定。n几种时间隙DS18B20复位及应答关系写时间隙读时间隙注意:必须在读间隙开始的15uS内读取数据位才可以保证通信的正确。nDS18B20与单片机
5、接法n 示例程序:void Init_DS18B20(void)/18b20初始化初始化 DQ=1;/DQ复位复位_nop_();_nop_();_nop_();DQ=0;/拉低拉低DQ delay(200);/约约600usDQ=1;/拉高总线拉高总线 delay(20);/75us,30:100us uchar Read_byte(void)/读一字节读一字节 uchar i=0;uchar dat=0;for(i=8;i0;i-)DQ=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();DQ=0;/从高拉到低,产生读时间隙从高拉到低,产生读时间隙_nop_();_nop_
6、();/至少保持低电平至少保持低电平1us_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();dat=1;/右移一位右移一位DQ=1;/15us内停止将内停止将DQ拉低拉低,15us内数据有效内数据有效_nop_();_nop_();/稍作延时稍作延时_nop_();_nop_();if(DQ)/若高电平若高电平 置置1dat|=0 x80;delay(30);/至少保持至少保持60us,100us,确保读数据成功确保读数据成功 DQ=1;/结束拉高结束拉高 return(dat);void Write_byte(uchar dat)/写一个字节写一个字节 uchar i=0;fo
7、r(i=8;i0;i-)DQ=1;_nop_();_nop_();/稍作延时稍作延时 _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();DQ=0;/拉低拉低DQ开始写开始写 _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();/15us内释放总线内释放总线 _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();DQ=dat&0 x01;/从从lsb开始开始 delay(20);/75us 至少需保持至少需保持60us写时间隙写时间隙dat=1;/右移一位右移一位DQ=1;/结束拉高结束拉高delay(4);uint Get_Temperature(void)
8、/读温度函数读温度函数 uchar a=0;uchar b=0;uint t=0;Init_DS18B20();Write_byte(0 xCC);/只接一个只接一个18b20芯片,芯片,skip ROM Write_byte(0 x44);/温度转换温度转换 delay(200);/延时延时600us 等待转换完成等待转换完成,一般转换时间为一般转换时间为500us Init_DS18B20();Write_byte(0 xCC);/skip ROM Write_byte(0 xBE);/从从RAM读数据读数据 a=Read_byte();/先读低位先读低位 b=Read_byte();/再
9、读高位再读高位 t=b8;t=t|a;/t为最后读得的数据为最后读得的数据 return(t);双向二线制串行通信总线,时钟线双向二线制串行通信总线,时钟线SCL,数据线数据线SDA。NXP 半导体(原半导体(原Philips 半导体)于半导体)于20 多年前发明。多年前发明。I2C总线是同步串行数据传输总线总线是同步串行数据传输总线。经常使用的带经常使用的带I2C总线通用外围器件有:总线通用外围器件有:SRAM、E2PROM、ADC/DAC、RTC、I/O口等。口等。带带I2C总线的外围设备模块有由总线的外围设备模块有由LED驱动控制器构成的驱动控制器构成的LED显示器,由各种显示器,由各种
10、LCD驱动控制器构成的段式、字符驱动控制器构成的段式、字符点阵、图形点阵液晶显示器等。点阵、图形点阵液晶显示器等。I2C总线及应用总线及应用 I2C 总线的信号线总线的信号线 I2C 总线只需要由两根信号线组成,一根是串行数据线总线只需要由两根信号线组成,一根是串行数据线SDA,另一根是串行时钟线,另一根是串行时钟线SCL,均为为开漏结构,故总,均为为开漏结构,故总线上必须有上拉电阻线上必须有上拉电阻Rp,通常可选,通常可选510k。I2C总线时序定义:总线时序定义:起始条件和停止条件(起始条件和停止条件(START and STOP conditions)起始条件:当起始条件:当SCL 处于
11、高电平期间时,处于高电平期间时,SDA 从高电平向低电平从高电平向低电平跳变时产生起始条件。总线在起始条件产生后便处于忙的状态跳变时产生起始条件。总线在起始条件产生后便处于忙的状态。起始条件常常简记为。起始条件常常简记为S。停止条件:当停止条件:当SCL 处于高电平期间时,处于高电平期间时,SDA 从低电平向高电平从低电平向高电平跳变时产生停止条件。总线在停止条件产生后处于空闲状态。跳变时产生停止条件。总线在停止条件产生后处于空闲状态。停止条件简记为停止条件简记为P。I2C 总线上数据的有效性(总线上数据的有效性(Data validity)数据线数据线SDA 的电平状态必须在时钟线的电平状态
12、必须在时钟线SCL 处于高电平期处于高电平期间保持稳定不变。间保持稳定不变。SDA 的电平状态只有在的电平状态只有在SCL 处于低电处于低电平期间才允许改变。但是在平期间才允许改变。但是在I2C 总线的起始和结束时例外总线的起始和结束时例外。从机地址(从机地址(Slave Address)I2C 总线不需要地址译码器和片选信号。多个具有总线不需要地址译码器和片选信号。多个具有I2C 总线接口的器件都总线接口的器件都可以连接到同一条可以连接到同一条I2C 总线上,它们之间通过器件地址来区分。总线上,它们之间通过器件地址来区分。主机是主控器件,它不需要器件地址,其它器件都属于从机,要有器件主机是主
13、控器件,它不需要器件地址,其它器件都属于从机,要有器件地址。必须保证同一条地址。必须保证同一条I2C 总线上所有从机的地址都是唯一。总线上所有从机的地址都是唯一。一般从机地址由一般从机地址由7 位地址位和一位读写标志位地址位和一位读写标志R/W 组成,组成,7 位地址占据高位地址占据高7 位,读写位在最后。读写位是位,读写位在最后。读写位是0,表示主机将要向从机写入数据;读写位,表示主机将要向从机写入数据;读写位是是1,则表示主机将要从从机读取数据。,则表示主机将要从从机读取数据。从机地址由一个固定和一个可编程的部分构成。从机地址的可编程部分从机地址由一个固定和一个可编程的部分构成。从机地址的
14、可编程部分使最大数量的相同器件可以连接到使最大数量的相同器件可以连接到I2C 总线上,器件可编程地址位的数总线上,器件可编程地址位的数量由管脚决定,如果器件量由管脚决定,如果器件3 个可编程的地址管脚,那么个可编程的地址管脚,那么I2CI2C总线上共可以总线上共可以连接连接8 个相同的器件。个相同的器件。I2C数据传输的方式数据传输的方式 以字节(以字节(Byte)为单位收发数据。首先传输的是数据的最高位()为单位收发数据。首先传输的是数据的最高位(MSB,第,第7 位),最后传输的是最低位(位),最后传输的是最低位(LSB,第,第0 位)。另外位)。另外,每个字节之后还要跟一个响应位,称为应
15、答。,每个字节之后还要跟一个响应位,称为应答。应答(应答(Acknowledge)每传输一个字节,要跟一个应答状态位。接收器接收数据的情况每传输一个字节,要跟一个应答状态位。接收器接收数据的情况可通过应答位来告知发送器。应答位的时钟脉冲由主机产生,而可通过应答位来告知发送器。应答位的时钟脉冲由主机产生,而应答位的数据状态则遵循应答位的数据状态则遵循“谁接收谁产生谁接收谁产生”的原则,即总是由接的原则,即总是由接收器产生应答位。主机向从机发送数据时,应答位由从机产生;收器产生应答位。主机向从机发送数据时,应答位由从机产生;主机从从机接收数据时,应答位由主机产生。主机从从机接收数据时,应答位由主机
16、产生。I2C总线上第总线上第9个脉冲对应应答位,个脉冲对应应答位,SDA为为0 表示接收器应答(表示接收器应答(ACK),),A;为;为1 则表示非应答(则表示非应答(NACK),),/A。基本的数据传输格式基本的数据传输格式主机向从机发送数据的基本格式主机向从机发送数据的基本格式主机从从机接收数据的基本格式主机从从机接收数据的基本格式注意:主机向从机发送最后一个字节的数据时,从机可能应答也注意:主机向从机发送最后一个字节的数据时,从机可能应答也可能非应答,但不管怎样主机都可以产生停止条件。如果主机在可能非应答,但不管怎样主机都可以产生停止条件。如果主机在向从机发送数据(甚至包括从机地址在内)
17、时检测到从机非应答,向从机发送数据(甚至包括从机地址在内)时检测到从机非应答,则应当及时停止传输。则应当及时停止传输。数据传输时序图数据传输时序图主机向从机写数据主机向从机写数据(24LC01)主机读从机数据(主机读从机数据(24LC01)EEPROM 24LC01B 主要特征 低至2.5V的单电源供电;低功耗的CMOS技术;128 bytes(1288)的存储块;标准2线串行接口总线,I2C总线;兼容100 kHz(2.5V)、400kHz(5.0V);高达8 bytes的页写入缓存;2 ms页写入时间周期;硬件写保护。硬件电路I2C通过通过IO口模拟口模拟void Start(void)/
18、起始信号起始信号Sda=1;Scl=1;delay1us();Sda=0;delay1us();void Stop(void)/停止停止Sda=0;Scl=1;delay1us();Sda=1;delay1us();void Ack(void)/应答应答Sda=0;delay1us();Scl=1;delay1us();Scl=0;void NoAck(void)/不应答不应答Sda=1;delay1us();Scl=1;delay1us();Scl=0;void Send(unsigned char Data)/发送字节发送字节unsigned char xdata BitCounter=8
19、;unsigned char xdata temp;dotemp=Data;Scl=0;delay1us();if(temp&0 x80)=0 x80)Sda=1;elseSda=0;delay1us();Scl=1;delay1us();temp=Data1;/左移左移1位位Data=temp;BitCounter-;while(BitCounter);Scl=0;unsigned char Read(void)/读取字节读取字节unsigned char xdata temp=0;unsigned char xdata temp1=0;unsigned char xdata BitCoun
20、ter=8;Sda=1;doScl=0;delay1us();Scl=1;delay1us();if(Sda)temp=temp|0 x01;elsetemp=temp&0 xfe;if(BitCounter-1)temp1=temp8)&0 xff;/先写高先写高8位位Send(Temp_Data);Ack();Stop();delay1ms(5);Start();Send(0 xa0);Ack();Send(Address+1);Ack();Temp_Data=Data_Write&0 xff;/低低8位位Send(Temp_Data);Ack();Stop();delay1ms(5);u
21、nsigned int RdFromROM(unsigned char Address)/读取数据读取数据unsigned int xdata Temp_Data;Start();Send(0 xa0);Ack();Send(Address);Ack();Start();Send(0 xa1);Ack();Temp_Data=(Read()*256;/高高8位位NoAck();Stop();delay1ms(5);Start();Send(0 xa0);Ack();Send(Address+1);Ack();Start();Send(0 xa1);Ack();Temp_Data+=Read()
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