【正文】 變沿 (上升或下降 )數(shù)據(jù)被采樣； ? 如果 CPHA=1，在串行同步時鐘的第二個跳變沿 (上升或下降 )數(shù)據(jù)被采樣。 ? SPI總線接口一般使用 4根線： 串行時鐘線 SCK、 主機輸入 /從機輸出數(shù)據(jù)線 MISO、 主機輸出 /從機輸入數(shù)據(jù)線 MOSI和 低電平有效的從機選擇線 SS。 ③ 器件地址碼的第 0位 ——讀、寫 (R/W)操作控制碼 。 A T 8 9 C 2 0 5 1 P 1 .0 P 1 .1 A T 2 4 C 0 1 SC L SC A V CC 10 k Ω 2 AT89C2051與 AT24C01的接口接線 I2C串行擴展應(yīng)用實例 AT24C01的讀寫操作有多種形式，寫操作有兩種類型： 字節(jié)寫 和 頁面寫 ；讀操作有三種類型： 讀當前地址內(nèi)容 、 讀隨機地址內(nèi)容 和 讀順序地址內(nèi)容 。 AT24C01引腳如下圖所示。模擬 I2C總線的 SDA接在并行口線，并口中無移位寄存器，要通過指令完成移位后再從 SDA串行輸出。 START： SETB SDA SETB SCL NOP ； NOP的數(shù)目根據(jù)時鐘頻率確定 NOP ；此處用 NOP來延時 CLR SDA NOP NOP CLR SCL RET I2C總線的軟件模擬 當時鐘 SCL為高電平時，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。 I2C總線的結(jié)構(gòu)原理 ? I2C總線最顯著的特點是 規(guī)范的完整性 、 結(jié)構(gòu)的獨立性 和 用戶使用時的 “ 傻瓜 ” 化 。 ? 在快速模式下可達 400kbit/s。 ? 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)具有簡單靈活的擴展方法。 74LS138是一個 3線 8線譯碼器，它將單片機輸出的地址信號譯碼后動態(tài)驅(qū)動相應(yīng)的 LED。當信號傳輸距離達到 10km時， CAN 仍可提供高達 50Kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。單總線節(jié)省 I/O引腳資源、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、便于總線擴展和維護。 （ 3） SPI串行擴展接口 SPI總線是三線制，可直接與多種標準外圍器件直接接口，在 SPI從設(shè)備較少而沒有總線擴展能力的單片機系統(tǒng)中使用特別方便。最初， CAN被設(shè)計作為汽車環(huán)境中的微控制器通信，在車載各電子控制裝置 ECU之間交換信息，形成汽車電子控制網(wǎng)絡(luò)。它用兩根線實現(xiàn)了完善的全雙工同步數(shù)據(jù)傳送，可以極為方便地構(gòu)成多機系統(tǒng)和外圍器件擴展系統(tǒng)。 ? 掌握 SPI總線的原理。 學習重點和難點 ? I2C總線的軟件模擬。 （ 3） SPI(Serial Peripheral Interface) 串行擴展接口 SPI總線是 Motorola公司提出的一種同步串行外設(shè)接口。比如：發(fā)動機管理系統(tǒng)、變速箱控制器、儀表裝備。即使在有總線擴展能力的系統(tǒng)中采用 SPI設(shè)備也可以簡化電路設(shè)計，省掉很多常規(guī)電路中的接口器件，從而提高了設(shè)計的可靠性。 串行擴展的特點 （ 6） USB串行擴展接口 USB比較于其他傳統(tǒng)接口的一個優(yōu)勢是即插即用的實現(xiàn)，即插即用（ PlugandPlay）也稱為熱插拔（ Hot Plugging）。 UART串行擴展接口 ? 串行口工作方式 ? UART串行擴展應(yīng)用實例 串行口工作方式 ? 串行口有四種工作方式，每一種工作方式都有自己的特點。因 74LS138電流驅(qū)動能力較小，故用末級驅(qū)動三極管 9013作為地址驅(qū)動。 ? 按照 I2C總線規(guī)范， 總線傳輸中的所有狀態(tài)都生成相對應(yīng)的狀態(tài)碼 ，系統(tǒng)中的 主機能夠依照這些狀態(tài)碼自動地進行總線管理 ，用戶只要在程序中裝入這些標準處理模塊，根據(jù)數(shù)據(jù)操作要求完成 I2C總線的初始化，啟動 I2C總線，就能自動完成規(guī)定的數(shù)據(jù)傳送操作。 ? 在高速模式下可達 。 ? I2C總線有嚴格的規(guī)范，如接口的電氣特性、信號時序、信號傳輸?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。模擬時序產(chǎn)生時鐘 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)，以滿足時序的要求。 I2C總線的字節(jié)數(shù)據(jù)傳送如下圖所示。 其引腳定義如下： ? SCL：串行時鐘端。 AT24C01寫 N個字節(jié)數(shù)據(jù)的操作時序如下圖所示， AT24C01讀 N個字節(jié)數(shù)據(jù)的操作時序如下圖所示。若此位為 1，下一字節(jié)進行讀操作 (R)；此位為 0，下一字節(jié)進行寫操作 (W)。 ? 由于 SPI系統(tǒng)總線只需 3根公共的時鐘數(shù)據(jù)線和若干位獨立的從機選擇線，在 SPI從設(shè)備較少而沒有總線擴展能力的單片機系統(tǒng)中使用特別方便。 ? SPI主模塊和與之通信的外設(shè)間時鐘相位和極性應(yīng)該一致。參考程序如下： SPIIN： SETB 。使 (時鐘 )輸出為 1 DJNZ R1,SPIIN1 。使 (時鐘 )輸出為 0 NOP 。選擇從機 MOV R1,08H 。使 (時鐘 )輸出為 1 DJNZ R1,SPIIO1 。在 TLC5615芯片上電時，內(nèi)部電路把 D/A寄存器復(fù)位為 0。 A T 8 9 C2 0 5 1 P 1 .1 P 1 .2 P 1 .3 T L C5 6 1 5 D IN SCL K CS SPI串行擴展應(yīng)用實例 AT89C2051將片內(nèi) RAM30H、 31H單元中的 16位數(shù)據(jù)傳送到TLC5615的參考程序如下： DIN BIT 。裝入低 8位數(shù)據(jù) LPL： LCALL DELAY 。 ? SPI總線 是同步串行外設(shè)接口。 ? Microware總線 是串行同步雙工通訊接口。 習 題 1. 串行擴展與并行擴展相比的主要優(yōu)點是什么？ 2. 簡述 I2C總線的數(shù)據(jù)傳輸方法。可直接與多種標準外圍器件直接接口，采用 SPI設(shè)備可簡化電路設(shè)計。最高位移向 TLC5615 MOV DIN, C SETB SCLK 。準備操作 TLC5615 CLR CS5615 。 ? TLC5615最大的 串行時鐘速率 不超過 14MHz， 10位 DAC的建立時間為 ，通常更新速率限制至 80kHz以內(nèi)。 ? 對于下降沿輸入、上升沿輸出的各種串行外圍接口芯片，只要改變 ，這些子程序也同樣適用。8位數(shù)據(jù)送累加器 A SPIIO1： CLR 。左移至累加器 A最高位至 C MOV ,C 。8位數(shù)據(jù)送 R0 RET 2. MCU串行輸出子程序 SPIOUT 將 MCS–51單片機中 R0寄存器的內(nèi)容傳送到 AT25040的 SI端。選擇從機 MOV R1,08H 。 ? 應(yīng)用： 在 MCS–51系列等不具有 SPI接口的單片機組成的智能儀器和工業(yè)測控系統(tǒng)中，當傳輸速度要求不是太高時，使用 SPI總線可以增加應(yīng)用系統(tǒng)接口器件的種類，提高應(yīng)用系統(tǒng)的性能。 SPI總線接口電路結(jié)構(gòu)如下圖所示。此時 AT89C2051必須產(chǎn)生一個與此確認位相應(yīng)的時鐘脈沖。 AT24C01的器件地址碼為 1010， 1010 表示從器件為串行E2PROM。 ? WP：寫保護， 當 WP為高電平時存儲器只讀； 當 WP為低電平時存儲器可讀可寫。 I2C總線起始字節(jié)如下圖所示。 I2C總線的應(yīng)答位和非應(yīng)答位如下圖所示。 ? 嚴格、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)計方法