第8章80C51的串行总线扩展

2019/9/6,1,第8章 80C51的串行总线扩展,I2C总线及其扩展,8.1,SPI总线接口及其扩展,8.2,串行时钟日历芯片DS1302及其接口,8.3,2019/9/6,2,8.1 I2C总线接口及其扩展,有两根双向信号线：数据线SDA和时钟线SCL,I2C总线架构,8.1.1 I2C总线基础,2019/9/6,3,I2C总线的特点,采用2线制 器件引脚少，器件间连接简单，电路板体积减小，可靠性提高,传输速率高 标准模式：100Kb/s，快速模式：400Kb/s，高速模式为3.4Mb/s,支持主/从和多主两种工作方式 标准型80C51没有I2C总线接口，只能工作于单主方式（扩展外围从器件）,2019/9/6,4,I2C总线的数据传输,传输时序图,起始信号S 终止信号P,2019/9/6,5,字节传送与应答,寻址字节,2019/9/6,6,器件地址表,2019/9/6,7,I2C总线典型信号时序模拟,8.1.2 80C51的I2C总线时序模拟,2019/9/6,8,I2C总线典型信号模拟子程序,起始信号 STA:SETB SDA SETB SCL NOP NOP CLR SDA NOP NOP CLR SCL RET,终止信号 STP:CLR SDA SETB SCL NOP NOP SETB SDA NOP NOP CLR SDA CLR SCL RET,发应答位“0” ASK:CLR SDA SETB SCL NOP NOP CLR SCL SETB SDA RET,发非应答位“1” NAS:SETB SDA SETB SCL NOP NOP CLR SCL CLR SDA RET,SDA EQU P1.7 SCL EQU P1.6,主程序设置：,2019/9/6,9,8.1.3 80C51与AT24C02的接口,AT24C02为串行E2PROM存储器。体积小、功耗低、占用I/O口线少，性能价格比高,WP：写保护控制端，接地时允许写入。,2019/9/6,10,写操作过程,单片机发送起始信号S 单片机发送控制字节，释放SDA线 被选中的器件确认是自己地址后，在SDA线产生应答,单片机发送1字节预写入存储区首地址 器件产生应答- 单片机发出停止信号P 器件进入写周期（10ms内结束）,2019/9/6,11,读操作过程,单片机发送起始信号S 单片机发送控制字节（伪写），释放SDA线 被选中的器件确认是自己地址后，在SDA线产生应答,单片机发送1字节预读出存储区首地址 器件产生应答 单片机再发一次起始信号S和读控制字节 器件产生应答 单片机读数据、恢复应答- 最后字节读完、发非应答、发停止信号P,（程序略）,2019/9/6,12,8.2 SPI总线接口及其扩展,8.2.1 单片机扩展SPI总线的系统结构,用于E2PROM、A/D、D/A、实时时钟等。单片机可模拟SPI时序。,对于80C51，常采用“主MCU+多个从器件”的主从模式,4个引脚,2019/9/6,13,8.2.2 单片机SPI总线的时序模拟,单片机读（从器件输出）时，在选通有效的情况下，SCK的下降沿时从器件将数据放在MISO线上，单片机延时并采样MISO线，将数据位读入。然后将SCK置为高电平形成上升沿，数据被锁存。,单片机写（从器件输入）操作类似。,2019/9/6,14,【例8-3】单片机与具有SPI总线接口的E2PROM器件X25F008的接口电路如图所示 。,定义单片机引脚如下： MOSI EQU P1.0 SCK EQU P1.1 SS EQU P1.2 MISO EQU P1.3,单片机读子程序（读取字节在R0中）,SPIRD:SETB SCK CLR SS MOV R1,#8 RLP:CLR SCK NOP NOP MOV C, MISO RLC A SETB SCK DJNZ R1,RLP MOV R0,A RET,（写程序略）,2019/9/6,15,主要性能,8.3 串行时钟日历芯片DS1302及其接口,DS1302，含有实时时钟/日历和31字节静态RAM,8.3.1 DS1302的性能与引脚,计算2100 年之前的秒、分、时、日、星期、月和年，能进行闰年调整； 31字节数据RAM； 引脚与TTL 兼容； 工作电流小于300nA，有备份电源和涓流充电能力。,2019/9/6,16,引脚定义,I/O：数据输入/输出引脚 SCLK：串行时钟输入引脚 RST复位引脚 GND：接地引脚 Vcc1、Vcc2：工作电源、备份电源引脚 X1、X2：晶振接入管脚。晶振频率为32.768KHz。,2019/9/6,17,命令字格式,8.3.2 DS1302的操作,D7位：固定为1 R/C位：为0时选择操作时钟，为1时选择操作RAM A4A3A2A1A0:操作地址 R/W位：为0时进行写操作，为1时进行读操作,2019/9/6,18,单字节操作,写操作,读操作,2019/9/6,19,多字节操作（突发模式）,每次写入或读出8个字节时钟日历数据或31个字节RAM数据。与单字节时相似，仅需将A0A4换成“11111” 。,2019/9/6,20,8.3.3 DS1302的寄存器及RAM,日历时钟相关寄存器,2019/9/6,21,注意： 1、秒寄存器的CH位： 置1，时钟停振，进入低功耗态； 置0，时钟工作。 2、小时寄存器的D7位： 置1，12小时制（D5置1表示上午，置0表示下午）； 置0，24小时制（此时D5、D4组成小时的十位）。,2019/9/6,22,其它寄存器及RAM,2019/9/6,23,注意： 1、WP：写保护位：置为1时，写保护；置为0时，未写保护。 2、TCS：1010时慢充电；DS为01，选一个二极管，为1