第08章串行通信接口SCI与串行外设接口SPI课件.ppt

1、第八章第八章 串行通信接口串行通信接口SCI与串行外设接口与串行外设接口SPI 主要内容v串行通信基本知识概要vSCI的外围硬件电路与基本编程原理 vSCI模块的编程结构 v串行通信编程实例vSPI模块的编程结构及应用实例vSPI应用实例高位A/D扩展接口8.1 串行通信基本知识概要 8.1 串行通信基本知识概要串行通信基本知识概要 8.1.1 基本概念基本概念（）异步串行通信的格式（）异步串行通信的格式 SCI通常采用通常采用NRZ数据格式，即：数据格式，即：standard non-return-zero mark/space data format，译为：，译为：“标准不归零传号标准不归

2、零传号/空号数据格空号数据格式式”。“不归零不归零”的最初含义是：用正、负电平表示二进制值，不使的最初含义是：用正、负电平表示二进制值，不使用零电平。用零电平。“mark/space”即即“传号传号/空号空号”分别是表示两种状态的物分别是表示两种状态的物理名称，逻辑名称记为理名称，逻辑名称记为“1/0”。下图给出了。下图给出了 8位数据、无校验情况的位数据、无校验情况的传送格式。传送格式。第第0位位第第1位位第第2位位第第3位位第第4位位第第5位位第第6位位第第7位位停止位停止位开始位开始位SCI数据格式8.1 串行通信基本知识概要（2）串行通信的波特率）串行通信的波特率 波特率（波特率（ba

3、ud rate）：每秒内传送的位数。）：每秒内传送的位数。波特率单位是位波特率单位是位/秒，记为秒，记为bps。通常情况下，波特率的单位可以。通常情况下，波特率的单位可以省略。通常使用的波特率有省略。通常使用的波特率有300、600、900、1200、1800、2400、4800、9600、19200、38400。8.1 串行通信基本知识概要 字符奇偶校验检查（字符奇偶校验检查（character parity checking）称为称为垂直冗余检查（垂直冗余检查（vertical redundancy checking，VRC），它是每），它是每个字符增加一个额外位使字符中个字符增加一个额外

4、位使字符中“1”的个数为奇数或偶数。的个数为奇数或偶数。奇校验奇校验：如果字符数据位中：如果字符数据位中“1”的数目是偶数，校验位应为的数目是偶数，校验位应为“1”，如果如果“1”的数目是奇数，校验位应为的数目是奇数，校验位应为“0”。偶校验偶校验：如果字符数据位中：如果字符数据位中“1”的数目是偶数，则校验位应为的数目是偶数，则校验位应为“0”，如果是奇数则为，如果是奇数则为“1”。（3）奇偶校验）奇偶校验8.1 串行通信基本知识概要 单工（单工（Simplex）：）：数据传送是单向的，一端为发送端，另一端数据传送是单向的，一端为发送端，另一端为接收端。这种传输方式中，除了地线之外，只要一根

5、数据线就可以为接收端。这种传输方式中，除了地线之外，只要一根数据线就可以了。有线广播就是单工的。了。有线广播就是单工的。全双工（全双工（Full-duplex）：）：数据传送是双向的，且可以同时接收数据传送是双向的，且可以同时接收与发送数据。这种传输方式中，除了地线之外，需要两根数据线，站与发送数据。这种传输方式中，除了地线之外，需要两根数据线，站在任何一端的角度看，一根为发送线，另一根为接收线。一般情况下，在任何一端的角度看，一根为发送线，另一根为接收线。一般情况下，MCU的异步串行通信接口均是全双工的。的异步串行通信接口均是全双工的。半双工（半双工（Half-duplex）：）：数据传送也

6、是双向的，但是在这种传数据传送也是双向的，但是在这种传输方式中，除了地线之外，一般只有一根数据线。任何一个时刻，只输方式中，除了地线之外，一般只有一根数据线。任何一个时刻，只能由一方发送数据，另一方接收数据，不能同时收发。在能由一方发送数据，另一方接收数据，不能同时收发。在freescale的的HC08系列系列MCU中，监控模式的通信就采用这种方式。中，监控模式的通信就采用这种方式。（4）串行通信的传输方式）串行通信的传输方式8.1 串行通信基本知识概要 MCU引脚一般输入引脚一般输入/输出使用输出使用TTL电平，而电平，而TTL电平的电平的“1”和和“0”的特征电压分别为的特征电压分别为2.

7、4V和和0.4V，适用于板内数据传输。为，适用于板内数据传输。为了使信号传输得更远，美国电子工业协会了使信号传输得更远，美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association）制订了串行物理接口标准制订了串行物理接口标准RS-232C。RS-232C采用负逻辑，采用负逻辑，-3V-15V为逻辑为逻辑“1”，+3V+15V为逻为逻辑辑“0”。RS-232C最大的传输距离是最大的传输距离是30m，通信速率一般低于，通信速率一般低于20Kbps。8.1.2 RS-232C总线标准总线标准8.1 串行通信基本知识概要 8.1.2 RS-232C总线标准总线标准 RS-2

8、32接口，简称接口，简称“串口串口”，它主要用于连接具有同样接口的室内它主要用于连接具有同样接口的室内设备。目前几乎所有计算机上的串行设备。目前几乎所有计算机上的串行口都是口都是9芯接口。右图给出了芯接口。右图给出了9芯串芯串行接口的排列位置，相应引脚含义见行接口的排列位置，相应引脚含义见表表8-1。4 41 12 23 35 56 67 78 89 99 9芯串行接口排列芯串行接口排列表8-1 9芯串行接口引脚含义表引脚号功 能引脚号功 能12345接收线信号检测(载波检测DCD)接收数据线（RXD）发送数据线（TXD）数据终端准备就绪（DTR）信号地（SG）6789数据通信设备准备就绪(D

9、SR)请求发送（RTS）清除发送振铃指示返回返回8.2 SCI的外围硬件电路与基本编程原理8.2 SCI的外围硬件电路与基本编程原理的外围硬件电路与基本编程原理8.2.1 SCI的外围硬件电路的外围硬件电路（1）电源供给与滤波）电源供给与滤波（2）晶振电路）晶振电路（3）复位电路）复位电路（4）SCI电平转换电路电平转换电路8.2 SCI的外围硬件电路与基本编程原理MAX232CPE16 15 14 13 12 11 10 916 15 14 13 12 11 10 91 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8 0.1+5V11 12 13 14 15 16 17 18 19

10、 2011 12 13 14 15 16 17 18 19 20+5V10K51RST0.1复位电路复位电路20P10K15P32.768 150K晶振电路晶振电路0.470.0110KPLL L滤波滤波30 29 28 27 26 25 24 23 22 2130 29 28 27 26 25 24 23 22 210.1+5V40 39 38 37 36 35 34 33 32 3140 39 38 37 36 35 34 33 32 311 2 3 4 5 6 7 8 9 101 2 3 4 5 6 7 8 9 10232232电平电平OUT IN+5V+5VTTLTTL电平电平OUT

11、INTTLTTL电平电平转为转为232232电平电平14MC68HC908GP32具有串行通信功能的具有串行通信功能的MC68HC908G932最小系统电路原理图最小系统电路原理图8.2 SCI的外围硬件电路与基本编程原理8.2.2 SCI的基本编程原理的基本编程原理SCI编程模型SCI 数据寄存器数据寄存器MCU MCU 的的 内内 部部 总总 线线 （Internal BusInternal Bus）接收移位寄存器发送移位寄存器接收引脚接收引脚RxD发送引脚发送引脚TxDSCI 控制寄存器控制寄存器SCI状态寄存器状态寄存器SCI波特率寄存器波特率寄存器返回返回8.3 SCI模块的编程结构

12、8.3 SCI模块的编程结构模块的编程结构8.3.1 SCI的寄存器的寄存器 MC68HC908GP32的的SCI有有7个寄存器，地址为个寄存器，地址为$0013$0019。（1）SCI波特率寄存器波特率寄存器(SCI Baud Rate Register，SCBR)SCBR的作用是设置串行通信的波特率的作用是设置串行通信的波特率，其地址是，其地址是$0019。D7、D6、D3：未定义；：未定义；D5D4 SCP：波特率预分频位：波特率预分频位(SCI Baud Rate Prescaler Bits)SCP1、SCP0=00 01 10 11 PD=1 3 4 13数据位 D7 D6 D5

13、D4 D3 D2 D1 D0定义 x x SCP1 SCP0 x SCR2 SCR1 SCR0复位 0 0 0 0 0 0 0 08.3 SCI模块的编程结构 D2D0 SCR：波特率选择位（：波特率选择位（SCI Baud Rate Select Bits），），定义波特率另一分频值，记为：定义波特率另一分频值，记为：BD，定义如下，定义如下:SCR2、1、0=000 001 010 011 100 101 110 111 BD=1 2 4 8 16 32 64 128 设设fSCI为串行通信时钟源频率，为串行通信时钟源频率，fSCI=fBUS或或CGMXCLK，取决于，取决于CONFIG2

14、的的SCIBDSRC，一般设定，一般设定SCIBDSRC=1，SCI用内部总线时用内部总线时钟，则钟，则fSCI=fBUS，则波特率的定义公式为：，则波特率的定义公式为：BtfBUS/（64PDBD）（1）SCI波特率寄存器波特率寄存器(SCI Baud Rate Register，SCBR)8.3 SCI模块的编程结构（2）SCI控制寄存器控制寄存器1(SCI Control Register 1，SCC1)SCC1的地址是：的地址是：$0013,定义为：定义为：数据位数据位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0定义定义 LOOPS ENSCI TXINV M WAKE ILTY

15、PEN PTY复位复位 0 0 0 0 0 0 0 0循环模式循环模式选择位选择位SCI允许位允许位奇偶校验类奇偶校验类型选择位型选择位奇偶校验奇偶校验允许位允许位空闲线空闲线类型位类型位唤醒条件位唤醒条件位模式模式-字符字符长度选择位长度选择位发送反转发送反转标志位标志位8.3 SCI模块的编程结构（3）SCI控制寄存器控制寄存器2(SCI Control Register 2，SCC2)SCC2的地址是：的地址是：$0014,定义为：定义为：发送中断发送中断允许位允许位 发送完成中发送完成中断允许位断允许位 发送终止位发送终止位 接收器唤接收器唤醒位醒位接收器接收器允许位允许位 发送器允许

16、位发送器允许位 空闲线中空闲线中断允许位断允许位接收中断接收中断允许位允许位 数据位数据位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0定义定义SCTIE TCIE SCRIE ILIE TE RE RWU SBK复位复位 0 0 0 0 0 0 0 08.3 SCI模块的编程结构（4）SCI控制寄存器控制寄存器3(SCI Control Register 3，SCC3)SCC3的地址是：的地址是：$0015,定义为：定义为：接收位接收位8 发送位发送位8 接收器奇偶错接收器奇偶错误中断允许位误中断允许位 接收器帧接收器帧错误中断错误中断允许位允许位 接收器噪接收器噪声错误中声错误中断允许位

17、断允许位 接收器溢出接收器溢出中断允许位中断允许位 DMA发送发送允许位允许位 DMA接收接收允许位允许位 数据位数据位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0定义定义R8 T8 DMARE DMATE ORIE NEIE FEIE PEIE 复位复位 0 0 0 0 0 0 0 08.3 SCI模块的编程结构（5）SCI状态寄存器状态寄存器1(SCI Status Register 1，SCS1)SCS1的地址是：的地址是：$0016,定义为：定义为：发送缓冲区发送缓冲区空标志位空标志位 发送完成发送完成标志位标志位 接收器奇接收器奇偶错误标偶错误标志位志位 接收器帧错接收器帧错误标

18、志位误标志位 接收器噪接收器噪声标志位声标志位 接收器溢接收器溢出标志位出标志位 接收器空接收器空闲标志位闲标志位 接收器满接收器满标志位标志位 数据位数据位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0定义（只读）定义（只读）SCTE TC SCRF IDLE OR NF FE PE复位复位 1 1 0 0 0 0 0 08.3 SCI模块的编程结构（6）SCI状态寄存器状态寄存器2(SCI Status Register 2，SCS2)SCS2的地址是：的地址是：$0017,定义为：定义为：未定义未定义 接收进行接收进行标志位标志位 终止码标志位终止码标志位 数据位数据位 D7 D6 D

19、5 D4 D3 D2 D1 D0定义（只读）定义（只读）BKF RPF复位复位 0 0 0 0 0 0 0 08.3 SCI模块的编程结构（7）SCI数据寄存器数据寄存器(SCI Data Register，SCDR)SCDR为为SCI系统最常用的寄存器，它的地址是：系统最常用的寄存器，它的地址是：$0018。写入。写入时，为要发送的时，为要发送的8位数据，记为：位数据，记为：T7T0；读出时，为接收的；读出时，为接收的8位数位数据，记为：据，记为：R7R0。不受复位影响。不受复位影响。8.3 SCI模块的编程结构（1）SCI初始化初始化 对对SCI进行初始化，最少由以下三步构成：进行初始化，

20、最少由以下三步构成：第一步：定义波特率。第一步：定义波特率。LDA#%00000010 STA SCBR ;总线频率总线频率fBUS2.4576MHz，定义波特率，定义波特率Bt=9600 第二步：写控制字到第二步：写控制字到SCI控制寄存器控制寄存器1（SCC1）。）。LDA#%01000000 STA SCC1 ;设置允许设置允许SCI，正常码输出、，正常码输出、8位数据、无校验位数据、无校验 第三步：写控制字到第三步：写控制字到SCI控制寄存器控制寄存器2（SCC2）。）。LDA#%00001100 STA SCC2 ;设置允许发送、允许接收，查询方式收发设置允许发送、允许接收，查询方式

21、收发8.3.2 串行口初始化与收发编程的基本方法串行口初始化与收发编程的基本方法8.3 SCI模块的编程结构（2）发送一个数据与接收一个数据）发送一个数据与接收一个数据 发送数据是通过判断状态寄存器发送数据是通过判断状态寄存器SCS1的第的第7位（位（SCTE）进行的，）进行的，而接收数据是通过判断状态寄存器而接收数据是通过判断状态寄存器SCS1的第的第5位（位（SCRF）进行的。）进行的。不论是发送还是接收，均使用不论是发送还是接收，均使用SCI数据寄存器数据寄存器SCDR。发送时，将要。发送时，将要发送的数据送入发送的数据送入SCDR即可，接收时，从即可，接收时，从SCDR中取出的即是收到

22、的中取出的即是收到的数据。数据。;串行发送串行发送A中的数中的数 BRCLR 7,SCS1,*;SCS1.7=0?为为0则等待则等待 STA SCDR ;SCS1.7=1,可以发送数据可以发送数据 ;查询方式接收一个串行数据，接收的数据放入寄存器查询方式接收一个串行数据，接收的数据放入寄存器A中中 BRCLR 5,SCS1,*;SCS1.5=0?为为0则等待则等待 LDA SCDR ;SCS1.5=1,可以取出数据可以取出数据返回返回8.4 串行通信编程实例8.4 串行通信编程实例串行通信编程实例 8.4.1 08汇编语言串行通信子程序汇编语言串行通信子程序（）（）SCI初始化汇编子程序初始化

23、汇编子程序 对串行口的初始化一般在主循环之前进行，即使以中断方式接对串行口的初始化一般在主循环之前进行，即使以中断方式接收或发送，在初始化子程序中只定义查询方式收发。允许中断的设置，收或发送，在初始化子程序中只定义查询方式收发。允许中断的设置，在进入主循环之前进行。在进入主循环之前进行。（2）串行发送与接收汇编通用子程序串行发送与接收汇编通用子程序 发送与接收使用同一个寄存器的不同位作为测试标志，发送与接发送与接收使用同一个寄存器的不同位作为测试标志，发送与接收的数据寄存器地址相同。收的数据寄存器地址相同。8.4 串行通信编程实例（1）查询方式查询方式MCU方主程序方主程序 MCU方的程序功能

24、是：把通过串行口收到的数据发送回去。方的程序功能是：把通过串行口收到的数据发送回去。（2）PC机方机方VB程序程序 PC机方机方VB程序的功能是：在程序的功能是：在“发送窗口发送窗口”的文本框输入字符，单击的文本框输入字符，单击“发送发送”按钮，其文本框中的字符被发送出去。任何时候，只要按钮，其文本框中的字符被发送出去。任何时候，只要PC机机串行口收到数据，则显示在串行口收到数据，则显示在“接收窗口接收窗口”。（3）中断方式中断方式MCU方主程序方主程序 8.4.2 08汇编语言串行通信测试实例汇编语言串行通信测试实例8.4 串行通信编程实例（1）SCI初始化初始化08C语言子程序语言子程序（

25、2）串行发送与接收串行发送与接收08C语言通用子程序语言通用子程序（3）查询方式查询方式08C语言主程序语言主程序（4）中断方式中断方式08C语言主程序语言主程序（5）08C语言的串行中断方式的矢量表文件语言的串行中断方式的矢量表文件 8.4.3 08C语言串行通信子程序与测试实例语言串行通信子程序与测试实例 返回返回8.5 SPI模块的编程结构及应用实例8.5 SPI模块的编程结构及应用实例模块的编程结构及应用实例8.5.1 SPI的基本工作原理的基本工作原理 MC68HC908GP32单片机单片机D口的口的PTD0PTD3引脚与引脚与SPI模块共用。作为模块共用。作为SPI的引脚时，名称分

26、别为：的引脚时，名称分别为：SS、MISO、MOSI、SPSCK。（1）从机选择引脚）从机选择引脚SS(Slave select)若若MCU的的SPI工作于主机方式，置工作于主机方式，置SS为高电平；若为高电平；若SPI工作于从机方式，当工作于从机方式，当SS=0时，表示主机选中了该从机，反之则未选中该从机。时，表示主机选中了该从机，反之则未选中该从机。（2）主出从入引脚）主出从入引脚MOSI(Master out/slave in)MOSI是主机输出、从机输入数据线。是主机输出、从机输入数据线。（3）主入从出引脚）主入从出引脚MISO(Master in/slave out)MISO是主机输

27、入、从机输出数据线。是主机输入、从机输出数据线。（4）SPI串行时钟引脚串行时钟引脚SPSCK(SPI serial clock)SPSCK用于控制主机与从机之间的数据传输。用于控制主机与从机之间的数据传输。8.5 SPI模块的编程结构及应用实例主主MCU和从和从MCU的连接的连接 下图是一个主下图是一个主MCU和一个从和一个从MCU的连接，也可以一个主的连接，也可以一个主MCU与与多个多个MCU进行连接形成一个主机多个从机的系统；还可以多个进行连接形成一个主机多个从机的系统；还可以多个MCU互联构成多主机系统；另外也可以一个互联构成多主机系统；另外也可以一个MCU挂接多个从属外设。挂接多个从

28、属外设。SPI全双工主-从连接移位寄存器移位寄存器移位寄存器移位寄存器MISO MISO主主MCUMOSI MOSI波特率发生器波特率发生器从从MCUSPSCK SPSCK8.5 SPI模块的编程结构及应用实例 MC68HC908GP32的的SPI模块有模块有3个寄存器，它们对应的存储器个寄存器，它们对应的存储器地址为地址为$0010$0012。（1）SPI数据寄存器（数据寄存器（SPI Data Register，SPDR）SPDR的地址是的地址是$0012。写入时，为要发送的。写入时，为要发送的8位数据，记为：位数据，记为：T7T0；读出时，为接收的；读出时，为接收的8位数据，记为：位数据

29、，记为：R7R0。它们的特点。它们的特点与与SCI数据寄存器相似。在实际内部结构上，数据寄存器相似。在实际内部结构上，SPDR由两个独立的数由两个独立的数据寄存器组成，即只能写入的发送数据寄存器和只能读出的接收数据据寄存器组成，即只能写入的发送数据寄存器和只能读出的接收数据寄存器，它们共用一个地址。寄存器，它们共用一个地址。8.5.2 SPI的寄存器的寄存器8.5 SPI模块的编程结构及应用实例（2）SPI控制寄存器（控制寄存器（SPI Control Register，SPCR）SPCR一般情况下只能复位时写一次，以后不再对其写入，不一般情况下只能复位时写一次，以后不再对其写入，不再更改对再

30、更改对SPI的设置。的设置。SPCR的地址是的地址是$0010，定义为：，定义为：SPI接收中接收中断允许位断允许位 DMA选择位选择位 SPI发送中发送中断允许位断允许位 SPI允许位允许位 SPI线或线或模式位模式位 时钟相位位时钟相位位 时钟极性时钟极性选择位选择位 SPI主机位主机位 数据位数据位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0定义定义 SPRIE DMAS SPMSTR CPOL CPHA SPWOM SPE SPTIE复位复位 0 0 1 0 1 0 0 08.5 SPI模块的编程结构及应用实例（3）SPI状态和控制寄存器状态和控制寄存器 （SPI Status a

31、nd Control Register，SPSCR）SPSCR的地址是的地址是$0011，定义为：，定义为：SPI接收器接收器满标志位满标志位 错误中断错误中断允许位允许位 SPI波特波特率选择位率选择位 模式错误标模式错误标志允许位志允许位 SPI发送器发送器空标志位空标志位 模式错误模式错误标志位标志位 溢出标志位溢出标志位数据数据位位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0定义定义 SPRF ERRIE OVRF MODF SPTE MODFEN SPR1 SPR0复位复位 0 0 0 0 1 0 0 0SPI的波特率的波特率=CGMOUT/(2xBD)。BD是分频系数，由是分频

32、系数，由SPR1、SPR0位决定：位决定：SPR1、SPR0=00 01 10 11 BD=2 8 32 1288.5 SPI模块的编程结构及应用实例（1）SPI初始化初始化 第一步：第一步：写控制字到写控制字到SPCR，确定是否允许，确定是否允许SPI接收中断、接收中断、SPI的的工作方式、时钟极性、时钟相位、是否允许工作方式、时钟极性、时钟相位、是否允许SPI等。例如：等。例如：LDA#%00100010 ;不产生中断、主机方式、时钟空闲低电平不产生中断、主机方式、时钟空闲低电平 STA SPCR 第二步：写控制字到第二步：写控制字到SPSCR，确定，确定SPI的波特率：的波特率：LDA#

33、%00000001 ;8分频分频 STA SPSCR8.5.3 SPI编程基本方法编程基本方法8.5 SPI模块的编程结构及应用实例（2）发送一个数据与接收一个数据）发送一个数据与接收一个数据 要通过要通过SPI发送一个数据，同时通过发送一个数据，同时通过SPI接收一个数据，作为主机接收一个数据，作为主机方，只要将数据送入方，只要将数据送入SPDR，然后检查，然后检查SPSCR的的SPTE位（位位（位3），），如果该位为如果该位为1，表示数据已经送出。若同时接收对方送来的数据，则，表示数据已经送出。若同时接收对方送来的数据，则接着检查接着检查SPSCR的的SPRF位（位位（位7），如果该位为）

34、，如果该位为1，表示要接收的数，表示要接收的数据已经进入数据寄存器，可以取出。例如：下列程序发送据已经进入数据寄存器，可以取出。例如：下列程序发送A中数据，中数据，同时接收对方数据放入同时接收对方数据放入A中：中：STA SPDR ;送入送入SPDR NOP ;适当延时适当延时 NOP BRCLR 3,SPSCR,*;为为0等待等待,即等待即等待SPTE(位位3)为为1，发送完毕，发送完毕 BRCLR 7,SPSCR,*;为为0等待等待,即等待即等待SPRF(位位7)为为1，接收完毕，接收完毕 LDA SPDR ;取收到的数据到寄存器取收到的数据到寄存器A中中 8.5.3 SPI编程基本方法编

35、程基本方法返回返回8.6 SPI应用实例高位A/D扩展接口8.6 SPI应用实例应用实例高位高位A/D扩展接口扩展接口8.6.1 TLC2543芯片简介芯片简介（）（）TLC2543的引脚的引脚1 202 193 184 175 16 15 148 139 1210 11AIN0AIN1AIN2AIN3AIN4 AIN5AIN6AIN7AIN8 GNDVccEOCI/O CLOCKDATA INPUTDATA OUTCSREF+REF-AIN10AIN9 TLC2543的封装管脚图8.6 SPI应用实例高位A/D扩展接口TLC2543引脚说明引脚说明 CS引脚引脚类别类别引脚名及引脚号引脚名及

36、引脚号中文含义中文含义简要说明简要说明电源电源类类Vcc(20)、GND(10)REF+(14)、REF-(13)电源、地电源、地参考电压参考电压一般使用一般使用5V5V一般使用一般使用5V5V控制控制类类CS(15)EOC(19)I/O CLOCK(18)片选端片选端转换结束端转换结束端时钟输入时钟输入由高到低有效，由外部输入由高到低有效，由外部输入转换结束时，向外部输出高转换结束时，向外部输出高控制控制I/OI/O的时钟，由外部输入的时钟，由外部输入模拟模拟输入输入AIN0AIN10(19、11、12)模拟输入端模拟输入端输入范围输入范围：0.3VVcc+0.3V控制控制输入输入DATA

37、INPUT(17)控制字输入端控制字输入端选择通道及输出数据格式的选择通道及输出数据格式的控制字由此输入控制字由此输入数据数据输出输出DATA OUT(16)转换结果输出转换结果输出A/D转换结果输出的3态串行输出端8.6 SPI应用实例高位A/D扩展接口v控制字的格式控制字的格式 控制字为从控制字为从DATA INPUT端串行输入端串行输入TLC2543芯片内部的芯片内部的8位数位数据，它告诉据，它告诉TLC2543要转换的模拟量通道、转换后的输出数据长度、要转换的模拟量通道、转换后的输出数据长度、输出数据的格式。输出数据的格式。vTLC2543的内部寄存器的内部寄存器 输入数据寄存器存放从

38、输入数据寄存器存放从DATA INPUT端移入的控制字。端移入的控制字。输出数输出数据寄存器存放转换好的数据，以供从据寄存器存放转换好的数据，以供从DATA OUT端移出。端移出。（2）TLC2543的编程要点的编程要点8.6 SPI应用实例高位A/D扩展接口v转换过程转换过程 上电后，片选上电后，片选CS必须从高到低，才能开始一次工作周期，此时必须从高到低，才能开始一次工作周期，此时EOC为高，输入数据寄存器被置为高，输入数据寄存器被置0，输出数据寄存器内容是随机的。，输出数据寄存器内容是随机的。开始时开始时,片选片选CS为高为高,I/O CLOCK、DATA INPUT被禁止被禁止,DAT

39、A OUT呈高阻态，呈高阻态，EOC为高。使为高。使CS变低，变低，I/O CLOCK、DATA INPUT使能，使能，DATA OUT脱离高阻态。脱离高阻态。12个时钟信号从个时钟信号从I/O CLOCK端依次加端依次加入，控制字从入，控制字从DATA INPUT一位一位地在时钟信号的上升沿时被送入一位一位地在时钟信号的上升沿时被送入TLC2543(高位先送入高位先送入)，同时上一周期转换的，同时上一周期转换的A/D数据，即输出数据数据，即输出数据寄存器中的数据从寄存器中的数据从DATA OUT一位一位地移出。一位一位地移出。TLC2543收到第收到第4个个时钟信号后，通道号也已收到，因此，

40、此时时钟信号后，通道号也已收到，因此，此时TLC2543开始对选定通道开始对选定通道的模拟量进行采样，并保持到第的模拟量进行采样，并保持到第12个时钟的下降沿。在第个时钟的下降沿。在第12个时钟下个时钟下降沿，降沿，EOC变低，开始对本次采样的模拟量进行变低，开始对本次采样的模拟量进行A/D转换，转换时间转换，转换时间约需约需10s,转换完成转换完成EOC变高，转换的数据在输出数据寄存器中，待变高，转换的数据在输出数据寄存器中，待下一个工作周期输出。此后，可以进行新的工作周期。下一个工作周期输出。此后，可以进行新的工作周期。（2）TLC2543的编程要点的编程要点8.6 SPI应用实例高位A/

41、D扩展接口 TLC2543与微处理器芯片的接口部分有五个引脚，分别是与微处理器芯片的接口部分有五个引脚，分别是:时钟时钟输入输入(I/O CLOCK)、串行控制字输入、串行控制字输入(DATA INPUT)、片选输入、片选输入()、A/D转换串行数据输出转换串行数据输出(DATA OUTPUT)、转换结束电平输出、转换结束电平输出(EOC)。经分析经分析TLC2543的工作时序，可以通过软件估计转换结束，免去的工作时序，可以通过软件估计转换结束，免去EOC接线。接线。TLC2543与具有与具有SPI或相同接口能力的或相同接口能力的MCU可以直接连接，对于可以直接连接，对于没有没有SPI接口的接

42、口的MCU可以通过软件编程合成可以通过软件编程合成SPI操作。操作。（3）TLC2543与与MCU的接口方法的接口方法8.6 SPI应用实例高位A/D扩展接口8.6.2 TLC2543与与GP32单片机接口扩展单片机接口扩展（1）扩展电路设计）扩展电路设计MC68HC908GP32PTC0MISOMOSISPSCK PTC1PTC2TLC2543(第第0片片)AIN0 CS DATA OUT DATA INPUT I/O CLOCK AIN10模拟量输入模拟量输入TLC2543(第第1片片)AIN0CS DATA OUT DATA INPUT I/O CLOCK AIN10TLC2543(第第

43、2片片)AIN0CS DATA OUT DATA INPUT I/OCLOCK AIN10基于基于SPI的的A/D转换扩展电路转换扩展电路8.6 SPI应用实例高位A/D扩展接口8.6.2 TLC2543与与GP32单片机接口扩展单片机接口扩展（2）编程方法编程方法 基于上述电路的基于上述电路的A/D采集子程序采集子程序（3）应用举例应用举例 利用上述子程序实现利用上述子程序实现33路路A/D数据的采集，并进行平均值滤波。数据的采集，并进行平均值滤波。每一路取每一路取16次求平均。次求平均。返回返回 本章重点掌握本章重点掌握SCI的编程，同时学习编程的规范。先要了解串行通的编程，同时学习编程的规范。先要了解串行通信基本知识，才能进行串行电路设计与编程；掌握具有串行通信功能信基本知识，才能进行串行电路设计与编程；掌握具有串行通信功能的的MC68HC908GP32的最小系统；本章提供了使用的最小系统；本章提供了使用VB、VC等高级语等高级语言编写的串行通信的言编写的串行通信的PC机方程序，读者可以选择自己熟悉的语言编写机方程序，读者可以选择自己熟悉的语言编写PC机方程序。机方程序。SPI部分对于初学者，要求理解其通信与编程的基本方部分对于初学者，要求理解其通信与编程的基本方法，实际应用时，可参考第法，实际应用时，可参考第6节的实例。节的实例。本章小结本章小结返回返回