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SPI总线在51系列单片机系统中的实现.doc

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SPI总线在51系列单片机系统中的实现.doc

SPI总线在51系列单片机系统中的实现摘要:MCS51系列、MCS96系列等单片机由于都不带SPI串行总线接口而限制了其在SPI总线接口器件的使用。文中介绍了SPI串行总线的特征和时序,并以串行E2PROM为例,给出了在51系列单片机上利用I/O口线实现SPI串行总线接口的方法和软件设计程序。关键词:单片机SPI串行总线总线接口1引言SPI(SerialPeripheralInterface--串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口,它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。外围设置FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口,该接口一般使用4条线:串行时钟线(SCK)、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOST和低电平有效的从机选择线SS(有的SPI接口芯片带有中断信号线INT或INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)。由于SPI系统总线一共只需3~4位数据线和控制即可实现与具有SPI总线接口功能的各种I/O器件进行接口,而扩展并行总线则需要8根数据线、8~16位地址线、2~3位控制线,因此,采用SPI总线接口可以简化电路设计,节省很多常规电路中的接口器件和I/O口线,提高设计的可靠性。由此可见,在MCS51系列等不具有SPI接口的单片机组成的智能仪器和工业测控系统中,当传输速度要求不是太高时,使用SPI总线可以增加应用系统接口器件的种类,提高应用系统的性能。2SPI总线的组成利用SPI总线可在软件的控制下构成各种系统。如1个主MCU和几个从MCU、几个从MCU相互连接构成多主机系统(分布式系统)、1个主MCU和1个或几个从I/O设备所构成的各种系统等。在大多数应用场合,可使用1个MCU作为控机来控制数据,并向1个或几个从外围器件传送该数据。从器件只有在主机发命令时才能接收或发送数据。其数据的传输格式是高位(MSB)在前,低位(LSB)在后。SPI总线接口系统的典型结构如图1所示。当一个主控机通过SPI与几种不同的串行I/O芯片相连时,必须使用每片的允许控制端,这可通过MCU的I/O端口输出线来实现。但应特别注意这些串行I/O芯片的输入输出特性:首先是输入芯片的串行数据输出是否有三态控制端。平时未选中芯片时,

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