【正文】 UART串行擴(kuò)展應(yīng)用實(shí)例 【 例 1】 利用 74LS164串行輸入并行輸出芯片作一個(gè)簡(jiǎn)單的電子鐘，要求四個(gè)數(shù)碼管顯示時(shí)鐘；其中 LED1顯示小時(shí)的十位， LED2顯示小時(shí)的個(gè)位， LED3顯示分鐘的十位， LED4顯示分鐘的個(gè)位。 解： 原理圖如下圖，采用單片機(jī)的串行口輸出字形碼，用74LS164和 74LS138作為擴(kuò)展芯片。 74LS164的功能是將 AT89C2051串行通信口輸出的串行數(shù)據(jù)譯碼并在其并口線上輸出，從而驅(qū)動(dòng) LED數(shù)碼管。 74LS138是一個(gè) 3線 8線譯碼器，它將單片機(jī)輸出的地址信號(hào)譯碼后動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的 LED。因 74LS138電流驅(qū)動(dòng)能力較小，故用末級(jí)驅(qū)動(dòng)三極管 9013作為地址驅(qū)動(dòng)。將 4只LED的字段位都連在一起，它們的公共端則由 74LS138分時(shí)選通，這樣任何一個(gè)時(shí)刻，都只有一位 LED在點(diǎn)亮，也即動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，其優(yōu)點(diǎn)使用串行口進(jìn)行 LED通信程序編寫相當(dāng)簡(jiǎn)單，用戶只需將需顯示的數(shù)據(jù)直接送串口發(fā)送緩沖器，等待串行中斷即可。 UART串行擴(kuò)展應(yīng)用實(shí)例 串行動(dòng)態(tài) LED掃描電路 TX RX UART串行擴(kuò)展應(yīng)用實(shí)例 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0040H MAIN： MOV SCON， 00H ；初始化串口為方式 0 MOV R3， 00H LOOP： MOV R4， 0E8H DELAY： LCALL DISPLAY ；動(dòng)態(tài)掃描顯示 DJNZ R4， DELAY INC R3 ；顯示數(shù)字增 1 CJNE R3， 0AH， LOOP ；不等于 10轉(zhuǎn)移 LJMP MAIN 下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)掃描程序，如果再利用上第六章的定時(shí)器就可做成一個(gè)完整的電子鐘，四個(gè)數(shù)碼管顯示為 00： 00這種形式。在本例中冒號(hào)就不顯示出來了，分別用 20H、 21H、 22H、 23H地址存放時(shí)間的時(shí)鐘的十位、時(shí)鐘的個(gè)位、分鐘的十位、分鐘的個(gè)位。用中斷方式做一個(gè)不帶時(shí)鐘芯片的電子鐘，請(qǐng)讀者自己完成。 UART串行擴(kuò)展應(yīng)用實(shí)例 DISPLAY： CLR ；顯示 LED1 CLR LCALL DISP LCALL DELAY1 SETB ；顯示 LED2 LCALL DISP LCALL DELAY1 SETB ；顯示 LED3 CLR LCALL DISP LCALL DELAY1 SETB ；顯示 LED4 SETB LCALL DISP LCALL DELAY1 RET 參考程序 : UART串行擴(kuò)展應(yīng)用實(shí)例 DISP： MOV A， R3 ；將字形碼送串口 MOV DPTR， TABLE MOVC A， @A+DPTR MOV SBUF， A WAIT： JNB TI， WAIT ；等待串口傳送 CLR TI RET DELAY1： MOV R6， 10H ；動(dòng)態(tài)掃描的時(shí)間 LOOP1： MOV R7， 38H ；間隔 DJNZ R7， $ DJNZ R6， LOOP1 RET TABLE： DB 3FH， 06H,， 5BH ； 0~9的字形碼 DB 4FH， 66H， 6DH DB 7DH， 07H,， 7FH,， 6FH 參考程序 : I2C串行擴(kuò)展總線 ? I2C總線的結(jié)構(gòu)原理 ? I2C總線的軟件模擬 ? I2C串行擴(kuò)展應(yīng)用實(shí)例 I2C總線的結(jié)構(gòu)原理 ? I2C總線是 芯片間串行傳輸總線 。它用 數(shù)據(jù)線 SDA和 時(shí)鐘線SCL兩根線實(shí)現(xiàn) 全雙工 同步數(shù)據(jù)傳送，可方便地構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)和外圍器件擴(kuò)展系統(tǒng)。 ? I2C總線采用了 器件地址的硬件設(shè)置 方法，通過 軟件尋址 完全避免了器件的片選線尋址方法，從而使硬件系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單靈活的擴(kuò)展方法。 ? 按照 I2C總線規(guī)范， 總線傳輸中的所有狀態(tài)都生成相對(duì)應(yīng)的狀態(tài)碼 ，系統(tǒng)中的 主機(jī)能夠依照這些狀態(tài)碼自動(dòng)地進(jìn)行總線管理 ，用戶只要在程序中裝入這些標(biāo)準(zhǔn)處理模塊，根據(jù)數(shù)據(jù)操作要求完成 I2C總線的初始化，啟動(dòng) I2C總線，就能自動(dòng)完成規(guī)定的數(shù)據(jù)傳送操作。 I2C總線的結(jié)構(gòu)原理 1 2 3 4 V DD S DA S CL R P R P S DA S DA S DA S DA S CL S CL S CL S CL I2C總線接口電路結(jié)構(gòu) I2C總線的結(jié)構(gòu)原理 ? I2C總線接口為 開漏 或 開集電極輸出 ，需 加上拉電阻 。 ? 系統(tǒng)中所有的單片機(jī)、外圍器件都將 數(shù)據(jù)線 SDA和時(shí)鐘線SCL的同名端相連在一起 ，總線上的所有節(jié)點(diǎn)都由器件和管腳給定地址。 ? 系統(tǒng)中可以 直接連接 具有 I2C總線接口的單片機(jī)，也可以通過 總線擴(kuò)展芯片 或 I/O口的軟件仿真 與 I2C總線相連。 ? 在 I2C總線上可以掛接各種類型的外圍器件，如 RAM/EEPROM、日歷 /時(shí)鐘芯片、 A/D轉(zhuǎn)換器、 D/A轉(zhuǎn)換器、以及由 I/O口、顯示驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成的各種模塊。 I2C總線的結(jié)構(gòu)原理 ? SDA 和 SCL 都是雙向線路，都通過一個(gè)電流源或上拉電阻連接到正的電源電壓；當(dāng)總線空閑時(shí)，這兩條線路都是高電平；連接到總線的器件輸出級(jí)必須是漏極開路或集電極開路才能執(zhí)行線與的功能。 ? I2C 總線上 數(shù)據(jù)的傳輸速率 ? 在標(biāo)準(zhǔn)模式下可達(dá) 100kbit/s。 ? 在快速模式下可達(dá) 400kbit/s。 ? 在高速模式下可達(dá) 。 ? 連接到總線的 接口數(shù)量 只由總線電容是 400pF 的限制決定關(guān)于高速模式主機(jī)器件的信息。 I2C總線的結(jié)構(gòu)原理 ? I2C總線上數(shù)據(jù)傳送的基本單位為字節(jié)，采用低位在前的格式。主從器件之間一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)稱為一幀，由啟動(dòng)信號(hào)、若干個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)和應(yīng)答位以及停止信號(hào)組成。 ? I2C的 主要命令 只有 讀 、 寫 兩種，雖然讀寫的字節(jié)根據(jù)具體器件的不同而不同，但其時(shí)序關(guān)系不會(huì)發(fā)生改變。 ? 下位機(jī)只要具備 I2C的基本時(shí)序即可。 這些基本時(shí)序包括：?jiǎn)?dòng) 、 寫字節(jié) 、 讀字節(jié) 、 應(yīng)答位 、 停止信號(hào) ，并可以組合成兩個(gè)子程序：讀 N字節(jié)子程序、寫 N字節(jié)子程序。 I2C總線的結(jié)構(gòu)原理 ? I2C總線最顯著的特點(diǎn)是 規(guī)范的完整性 、 結(jié)構(gòu)的獨(dú)立性 和 用戶使用時(shí)的 “ 傻瓜 ” 化 。 ? I2C總線有嚴(yán)格的規(guī)范，如接口的電氣特性、信號(hào)時(shí)序、信號(hào)傳輸?shù)亩x、總線狀態(tài)設(shè)置、總線管理規(guī)則及總線狀態(tài)處理等。 ? 在 I2C總線規(guī)范中，總線上的器件節(jié)點(diǎn)的電氣特性及地址給定都具有較強(qiáng)的獨(dú)立性，而且各節(jié)點(diǎn)上的器件、模塊都有相對(duì)獨(dú)立的地址編號(hào)。 ? 嚴(yán)格、完善的規(guī)范，并將這些規(guī)范的應(yīng)用盡可能 “ 傻瓜 ” 化，除了有充分的硬件支持外，在軟件方面， Philips公司為用戶提供了一套完善的總線狀態(tài)處理軟件包，以致于用戶可以不去熟悉 I2C總線的規(guī)范，不去理睬總線的管理方法，只要掌握 I2C總線的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)方法就可方便地使用 I2C總線，并且能很快地掌握 I2C總線系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)方法。 I2C總線的軟件模擬 I2C總線的起始和停止條件如下圖所示。 分別用 I2C總線的時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線，則可給時(shí)鐘線 SCL和數(shù)據(jù)線 SDA賦值。程序如下： S DA S CL 起始條件 停止條件 SDL EQU SCA EQU I2C總線的軟件模擬 當(dāng)時(shí)鐘 SCL為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線 SDA從高電平向低電平切換表示起始條件，即啟動(dòng) I2C總線數(shù)據(jù)傳送。模擬時(shí)序產(chǎn)生時(shí)鐘 SCL和 SDA發(fā)送的起始條件子程序如下： 使用不同頻率的晶體振蕩器，則要相應(yīng)增刪程序段中 NOP指令的條數(shù)，以滿足時(shí)序的要求。 START： SETB SDA SETB SCL NOP ； NOP的數(shù)目根據(jù)時(shí)鐘頻率確定 NOP ；此處用 NOP來延時(shí) CLR SDA NOP NOP CLR SCL RET I2C總線的軟件模擬 當(dāng)時(shí)鐘 SCL為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線 SDA由低電平向高電平切換表示停止條件，即停止 I2C總線數(shù)據(jù)傳送。模擬時(shí)序產(chǎn)生時(shí)鐘 SCL和 SDA發(fā)送的停止條件子程序如下： 使用不同頻率的晶體振蕩器，則要相應(yīng)增刪程序段中 NOP指令的條數(shù)，以滿足時(shí)序的要求