串行通信总线与SPI总线.ppt

微型计算机控制技术,串行通信总线与SPI总线,MCS-51串行口,MCS-51串行口,并行传输和串行传输,计算机,I/O接口,外部设备或计算机,并行传输,并行传输或串行传输,并行传输,各位同时传送，有多根数据线，成本高传送速度快（短距离）无法达到很高的总线时钟频率衡量指标：最大数据传输率（MBps）时钟频率总线宽度8,串行传输,按位按顺序传送，只需较少传输线，价格低传送速度较慢（短距离）可以达到很高的时钟频率数据在发送方拆卸，在接收方装配拆卸：并行串行装配：串行并行,串行通信的制式,单工方式数据按固定方向传送半双工方式数据分时双向传送，同一时刻不能双向同时传输。全双工方式数据可同时双向传送,异步通信,数据以字符（或字节）为单位组成字符帧传送发送端逐帧发送，接收端逐帧接收字符帧：起始位1位，低电平数据位5-8位，低位在前，高位在后奇偶校验位1位或无此位停止位1、1.5、2位，高电平,同步通信,字符内部保持同步，字符之间也是同步的收/发双方必须建立准确的位定时信号，也就是说收/发时钟的频率必须严格地一致。相比异步通信，可以一次传送更多的数据信息，传输效率高，但是硬件设备复杂，成本高。,串行通信标准总线RS-232-C,RS-232-C美国电子工业协会（EIA）1962年公布，1969年最后一次修订而成。定义计算机系统的一些数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）之间接口的电气特性。CRT、打印机与CPU的通信大都采用RS-232-C总线。MCS-51系列单片机使用RS-232-C串行总线极为方便。,串行通信标准总线RS-232-C,电气特性（1）规定高电平为+3V+15V，低电平为-3V-15V（高、低电平要求对称）。（2）RS-232-C数据线TxD、RxD的电平使用负逻辑：低电平表示逻辑1，高电平表示逻辑0。（3）控制线均采用正逻辑，最高能承受30V的信号电平。RS-232-C不能直接与TTL电路连接，使用时必须加上适当的电平转换电路：如：MC1488（TTL电平RS-232-C电平）MC1489（RS-232-C电平TTL电平）,串行通信标准总线RS-232-C,RS232C接口芯片MAX232,RS-232-C的应用单片机串行通信,RS-232-C的应用单片机与PC之间的通信,多机通信,单片机多机通信是指由两台以上单片机组成的网络结构，可以通过串行通信方式共同实现对某一过程的最终控制。多机通信形式,星型,环型,串行总线型,多机通信,多机通信,多机通信时串行口只能工作于方式2或方式3起始位1位数据位8位第九位1位（用于确定发送的是地址帧还是数据帧）停止位1位接收方的SM2与RB8组合,多机通信,硬件设计,多机通信,软件设计（1）主机的SM2=0，所有从机的SM2=1，以便接收主机发来的地址。（2）主机给从机发送地址时，第9数据位设置为1，以指示从机接收这个地址。（3）所有从机在SM2=1、RB8=1和RI=0时，接收地址，进入中断服务程序，比较地址，确认是否为被寻址从机。（4）被寻址从机清除SM2，以便正常接收数据，并向主机发回地址，供主机核对。未被寻址的从机保持SM2=1，并退出各自的中断服务程序。（5）被寻址从机完成与主机的通信，重新使SM2=1，等待下次通信。,硬件中断型主从式多机通信,SPI总线,SPISerialPeripheralInterfaceSPI是增强型单片机MC68HC70508A（Motorola）的串行接口。SPI具有如下特点：全双工操作，同步串行通信，主从方式有4种可编程主方式频率（最大为1.05MHz）最大从方式频率为2.1MHz具有可编程极性和相位的串行时钟有传送结束中断标志，有写冲突出错标志，有总线冲突出错标志,SPI的内部结构,SPI的内部结构,SPDRSPCR,SPI的内部结构,SPSR三个标志位均为只读可清除位。,SPI的工作原理,主方式下的管脚功能,PD4/SCK（串行时钟）在主方式下，PD4/SCK管脚是同步时钟输出。PD3/MOSI（主输出，从输入）在主方式下，PD3/MOSI管脚是串行输出。PD2/MISO（主输入，从输出）在主方式下，PD2/MISO管脚为串行输入。PD5/（从选择）在主方式下，PD5/管脚用来保护在主方式下两个SPI同时操作时所引起的冲突。主机PD5/管脚上的逻辑0禁止SPI，清除MSTR位，并产生方式错误标志（MODF）,从方式下的管脚功能,PD4/SCK（串行时钟）在从方式下，PD4/SCK管脚是从主机SPI来的同步时钟信号的输入端；PD3/MOSI（主输出，从输入）在从方式下，该管脚为串行输入端；PDI/MIS0（主输入，从输出），在从方式下，该管脚为串行输出端。PD5/（从选择）在从方式下，该管脚用做来自主SPI的数据和串行时钟接收的使能端。,多机SPI系统,多机SPI系统,SPI中断,（1）SPI传送完中断SPI状态寄存器中的SPI标志位（SPIF）表示SPI传送数据结束。当数据移入或移出SPI寄存器时，SPIF开始置位。如果SPIE也置位，则SPIF产生中断请求。（2）S