14MCS-51单片机外部串行接口扩展技术ppt课件.ppt

第6章MCS 51单片机外部串行接口扩展技术 教学提示 随着电子技术的发展 出现了很多新型的串行数据传输总线 相应地 许多新型外围器件都支持这些总线接口 串行总线接口灵活 占用单片机资源少 系统结构简化 极易形成用户的模块化结构 现代单片机应用系统广泛采用串行总线接口技术 1 第6章MCS 51单片机外部串行接口扩展技术 教学要求 本章让学生了解几种常用外部串行总线工作方式 熟悉常用串行接口芯片X5045 HD7279 TLC1543 TLC5165的工作原理 接口电路设计与程序设计 2 6 1几种外部串行总线工作方式6 2串行E2PROMX5045接口扩展技术6 3串行专用键盘 显示器接口芯片HD72796 4串行A D转换接口芯片TLC15436 5串行D A转换接口芯片TLC5615 第6章MCS 51单片机外部串行接口扩展技术 3 6 1 1SPI串行总线 Motorola公司 6 1 2I2C总线 Philips公司 6 1 3单总线 DALLAS公司 6 1 4 Microwire串行总线 NS公司 6 1几种外部串行总线工作方式 4 第7章MCS 51应用系统开发与设计 教学提示 单片机的应用十分广泛 其中重要的是单片机应用系统设计 单片机应用系统设计是对所学习的单片机知识的综合应用 在理解单片机软件和硬件的基础上把它们结合在一起构成一个电子应用系统 向智能现代电子系统发展 5 第7章MCS 51应用系统开发与设计 教学要求 本章让学生了解单片机应用系统设计的一般过程和概念 通过几个实例设计让学生理解单片机应系统设计的实际内涵 理解智能现代电子设计的过程 能够独立进行简单应用系统设计 6 7 1MCS 51应用系统开发过程 7 1 1明确任务理解系统 设计方案7 1 2硬件设计尽可能选择典型电路 并符合单片机常规用法 为硬件系统的标准化 模块化打下良好的基础 系统扩展与外围设备的配置水平应充分满足应用系统的功能要求 并留有适当余地 以便进行二次开发 系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配 如选用CMOS芯片单片机构成低功耗系统时 系统中所有芯片都应尽可能选择低功耗产品 7 7 1MCS 51应用系统开发过程 可靠性及抗干扰设计是硬件设计必不可少的一部分 它包括芯片 器件选择 去耦滤波 印刷电路板布线 通道隔离等 单片机外围电路较多时 必须考虑其驱动能力 驱动能力不足时 系统工作不可靠 可通过增设线驱动器增强驱动能力或减少芯片功耗来降低总线负载 尽量朝 单片 方向设计硬件系统 系统器件越多 器件之间相互干扰也越强 功耗也增大 也不可避免地降低了系统的稳定性 整个硬件系统保证电器信号的准确性 输出执行部件能按照输出电器信号正确运行 上电状态 大都时间继电器状态 工艺设计 包括机架 机箱 面板 配线 接插件等 必须考虑安装 调试 维护的方便 8 7 1MCS 51应用系统开发过程 7 1 3软件设计系统理解是指在开始设计软件前 熟悉硬件留给软件的接口地址 输入输出方式 确定存储空间的分配 应用系统面板控制开关 按键 显示的设置等等 软件结构设计要结合单片机所完成的功能确定相应的模块程序 比如一般子程序 中断功能子程序的确定 确定模块程序运行的先后顺序 绘制程序整体框图 程序设计和其它软件程序设计一样 首先要建立数学模型 选定数学算法 绘制具体程序的流程图 做好程序接口说明 然后选定编程所用语言 汇编语言或C语言 以上程序编制时可以采用WAVE KeilC等集成编辑软件的软件模拟仿真功能进行软件模拟调试 无误后通过编辑软件的汇编功能转换成机器码 然后联机调试 9 7 1MCS 51应用系统开发过程 7 1 4印刷电路板计算机辅助设计电路板上每个IC要并接一个0 01 F 0 1 F高频电容 以减小IC对电源的影响 注意高频电容的布线 连线应靠近电源端并尽量粗短 否则 等于增大了电容的等效串联电阻 会影响滤波效果 布线时避免90度折线 减少高频噪声发射 注意晶振布线 晶振与单片机引脚尽量靠近 用地线把时钟区隔离起来 晶振外壳接地并固定 用地线把数字区与模拟区隔离 数字地与模拟地要分离 最后在一点接于电源地 A D D A芯片布线也以此为原则 单片机和大功率器件的地线要单独接地 以减小相互干扰 大功率器件尽可能放在电路板边缘 整板设计完成后 要及时检查信号走线和连接是否正确符合设计标准 器件标注是否正确完整 同时还要注意整体外观形象 10 7 1MCS 51应用系统开发过程 7 1 5系统调试硬件调试 1 对印刷板质量检查 测试 是否同电路板图一致 对所用的元器件质量检查 两者无误后进行下一步 2 按照印刷板上的器件名称 标识焊接好各个元器件 3 采用万用表 示波器 信号发生器等一般调试工具和测试软件对硬件电路电器系统测试 看是否能正常工作 11 7 1MCS 51应用系统开发过程 7 1 5系统调试软件调试单片机硬件系统测试合乎要求后 开始软件调试 软件调试一般是联机调试 经常采用PC 在线仿真器 编程器或PC 模拟仿真软件 编程器两种方法 1 PC 在线仿真器 编程器这种方法一般是初学者或者开发大系统采用的方法 需要PC机 硬件仿真器 编程器 硬件仿真器有完善的硬件资源和监控程序 能实现对用户目标码程序的跟踪调试 直观上感觉到每步或过程执行的效果 及时的侦错和排除错误 2 PC 模拟仿真软件 编程器这种方法所需投资少 快捷方便 适合于小型单片机应用系统或熟练的单片机应用系统开发者 12 7 1MCS 51应用系统开发过程 7 1 5系统调试 13 7 2系统举例 7 2 1温度测量控制系统 97年大学生电子设计竞赛题 7 2 2数字化语音回放系统 99年大学生电子设计竞赛题 7 2 3集中式电子式电能表 带多种网络结构 电能计量原理 W PT取样 直接取样 互感器专用芯片 AD7755 BL0932 CS5460原理 电子计数器 存储 显示 通信等几个概念 允差 精度 级 脉冲常数 启动电流 倍率 潜动 校表 老化 14 集中式电子式电能表 电能计量原理 W PT取样 直接取样 互感器专用芯片 AD7755 BL0932 CS5460原理 电子计数器 存储 显示 通信等几个概念 允差 精度 级 脉冲常数 启动电流 倍率 潜动 校表 老化 15 第8章AT89系列单片机简介 教学提示 前面介绍的AT89C51是ATMEL公司生产的MCS 51系列单片机的标准型产品 在单片机应用系统中 根据设计任务的要求 我们还经常用到其增强型 简易型以及近年流行的具有在系统编程功能的AT89S系列单片机 这些单片机大都具有8031的内核 无论在内部的结构 功能 引脚定义 还是指令系统 电气特性 都具有相当的兼容性 当然 每一款单片机的产生都有其独特的功能优势 这里我们主要介绍常用的几款单片机与AT89C51单片机的不同点 16 第8章AT89系列单片机简介 教学要求 本章让学生了解目前市场上常用的AT89系列中带在系统编程功能的AT89S51 增强型功能的AT89C52以及简易型的AT89C1051 2051 4051单片机的特点和功能 达到学生能使用这些单片机的目的 17 8 1AT89S51单片机 18 8 1AT89S51单片机 19 8 2AT89C52单片机 AT89C52单片机是ATMEL公司二十世纪九十年代初期推出的增强型单片机 它完全兼容标准型的AT89C51 并在AT89C51的基础上增加了128字节的内RAM 4K字节Flash存储器 T2定时器等功能 20 8 2AT89C52单片机 21 8 3AT89C1051 2051 4051单片机 AT89C1051 2051 4051是ATMEL公司陆续推出的简易型封装形式的MCS 51系列的单片机 在一些外围接口比较简单的场合 上述的几款单片机更具有体积小 功耗低 价格低廉等方面的优势 由于上述单片机均采用了AT89C51内核 因此在指令系统 电源工作范围 Flash擦除寿命次数 振荡频率范围 低功耗模式等多个指标上是与AT89C51是一样的 但在内RAM容量