【正文】 產(chǎn)生可以作為啟動(dòng)、應(yīng)答、停止或重啟動(dòng)串行發(fā)送的握手信號(hào)。 60 硬件設(shè)計(jì) MCU選擇 ?I/O口線數(shù)量： ?按鍵 3個(gè)，故需 3根掃描線； ?4位 LED數(shù)碼管顯示，即 4根掃描線；每個(gè)數(shù)碼管8段，共需 8根數(shù)據(jù)線； ?4只電磁閥共需 4根控制線； ?可控硅控制需 1根控制線； ?液位檢測(cè)需要 6對(duì)紅外對(duì)管，需 6路 AD采集； ?溫度檢測(cè) 1路，需 1路 AD采集。數(shù)字量的輸入鎖存和 D/A轉(zhuǎn)換輸出分兩步完成。 有鎖存器：最好與 P0直接接口。對(duì)于舍入（四舍五入）量化誤差在 1/2LSB之間。 若鍵值屬于數(shù)字、字符鍵，則調(diào)用顯示數(shù)字和字符的子程序。 ?通過(guò)單片機(jī)內(nèi) I/O的擴(kuò)展方法 ? 擴(kuò)展芯片輸入輸出的數(shù)據(jù)線不通過(guò) P0口而通過(guò)其他片內(nèi) I/O口。當(dāng) CPU響應(yīng)中斷請(qǐng)求后， CPU可以通過(guò)端口得到中斷矢量。 ? 中斷源的中斷請(qǐng)求被 CPU響應(yīng)之后 ， CPU自動(dòng)把中斷源的 中斷入口地址 （ 中斷矢量地址 ， 固定 ） 裝入 PC， 從中斷矢量地址處獲得中斷服務(wù)程序的入口地址 。而要知道外設(shè)是否準(zhǔn)備好，就需要通過(guò)接口或產(chǎn)生或傳送外設(shè)的狀態(tài)信息，以此進(jìn)行 CPU與外設(shè)之間的速度協(xié)調(diào)。數(shù)據(jù)鎖存就成為接口電路的一項(xiàng)重要功能。 查詢方式是 CPU的主動(dòng)形式 ， 中斷方式是 CPU等待中斷請(qǐng)求的被動(dòng)形式 。 如何定義矢量地址和優(yōu)先級(jí)參考具體的單片機(jī)。 ?復(fù)用性：地址、數(shù)據(jù)復(fù)用 (當(dāng) P0端口作為地址數(shù)據(jù)總線復(fù)用，就不能再作為 IO口 ) ?驅(qū)動(dòng)能力：不同端口的驅(qū)動(dòng)能力 K1+5V123J2D3CTL1LS1SPEAKERR61KQ1NPN 9013VCCFMQGND25 IO擴(kuò)展方法 ?總線擴(kuò)展方法 ? I/O擴(kuò)展芯片的并行數(shù)據(jù)輸入取自單片機(jī)接口。確定被按鍵的鍵號(hào)，獲取鍵號(hào)。 常用芯片： MC14433 (3 189。大多數(shù)常用的 D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸入是二進(jìn)制或 BCD碼形式的，輸出可以是電流也可以是電壓，而多數(shù)是電流。 48 DAC0832與單片機(jī)的接口 直通方式： 輸入寄存器和 DAC寄存器共用一個(gè)地址，同時(shí)選通輸出； WR1和 WR2同時(shí)進(jìn)行，并且不與 CPU相接。 58 方案比較 溫度傳感器 ?熱敏電阻 ?體積小，價(jià)格低； ?適合固體，氣體的溫度測(cè)量； ?非線性嚴(yán)重，需用軟件補(bǔ)償處理。 ? 采用純軟件尋址方法，以減少連線數(shù)目 。 串行數(shù)據(jù)輸入 (MOSI) 串行數(shù)據(jù)輸出 (MISO) 串行時(shí)鐘信號(hào) (SCK) 主 設(shè) 備S OS KS K S O S I S K S O S I S K S O S IS IC SC S C SI O1I O285 SPI時(shí)序分析－四種不同的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序 ? 時(shí)鐘極性 CPOL是用來(lái)決定 SCK時(shí)鐘信號(hào)空閑時(shí)的電平， CPOL=0，空閑電平為低電平， CPOL=1時(shí)，空閑電平為高電平。 97 1 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 1 . 8 9 54 5 3 . 2 7 1 0 5 . 3 6 1 5 7 . 2 5 2 1 0 . 8 4K P aM mv??? ? ? ? ?????400 2 1 1 .0 81 .8 9 5KP a mvKP a mv ?? ?5000 2 3 . 6 92 1 1 . 0 8K ?? 倍方法及步驟： 由數(shù)據(jù)可以看出，傳感器基本為線性的，應(yīng)先求出標(biāo)定系數(shù) M： 滿量程修正值： 放大倍數(shù)： 98 實(shí)際取值： R’ =1K， R2=1K， R1值由電位器取得（約 50K） 12121 2 3 . 6 9 1 2 2 . 6 9 39。 單總線端口為漏極開(kāi)路 其內(nèi)部等效電路圖 88 其它串行接口 ?USB ?RS422 ?RS485 ?CAN ?…… ?MCU內(nèi)部自帶 ?專用芯片擴(kuò)展 ?軟件模擬時(shí)序 三種方案 89 并行通信 ?單片機(jī)是并行通信的 ?并口協(xié)議 M C UP 0P 1P 2P 3888890 串并轉(zhuǎn)換 M C UR X DT X D串 入 并 出 移 位 寄 存 器7 4 L S 1 6 4 / C D 4 0 9 4M C UR X DT X D并 入 串 出 移 位 寄 存 器7 4 L S 1 6 5 / C D 4 0 1 42個(gè) IO口擴(kuò)展 8個(gè)獨(dú)立輸入口 2個(gè) IO口擴(kuò)展 8個(gè)獨(dú)立輸出口 串口工作在模式 0，串行數(shù)據(jù)從 RXD()輸入，移位時(shí)鐘由TXD()輸出。 83 E2PROM器件 AT24C02的寫(xiě)讀操作時(shí)序 字節(jié)寫(xiě)操作 隨機(jī)讀操作 （指定地址） 4位特征碼 3位芯片地址 /頁(yè)地址 其中，特征碼是廠家給定的，若 E2PROM容量小于 256字節(jié)， 8位片內(nèi)尋址， 若 E2PROM大于 256字節(jié)， 11位頁(yè)面尋址，每頁(yè) 256字節(jié)，硬件電路區(qū)分。 ?當(dāng)一個(gè)微控制器中的 UART相連于 PC時(shí) ， 它需要一個(gè) RS232驅(qū)動(dòng)器來(lái)轉(zhuǎn)換電平 。i=i++) /*形成鋸齒波輸出值，最大 255*/ DAC0832=i。 2) 建立時(shí)間 (Establishing Time)：描述 D/A轉(zhuǎn)換速度的快慢。 ADC轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送方式： ①定時(shí)傳送方式： 不需接 EOC腳； ②查詢方式： 測(cè)試 EOC腳的狀態(tài)； ③中斷方式： EOC腳接 INT腳。 35 并行擴(kuò)展總線 M C U地 址 鎖 存 器高 8 位 地 址低 8 位 地 址P 2A L EP 0數(shù) 據(jù) 線P S E NW RR D控 制 線?地址總線 ?數(shù)據(jù)總線 ?控制總線 由于方便控制，三總線得到了廣泛的應(yīng)用。將擴(kuò)展的并口作為行列式鍵盤(pán)的列線，將 P3口的兩個(gè)端口線作為行線。 21 DMA技術(shù) ?假如一外設(shè)一秒能傳送 100個(gè)字節(jié)，若用查詢方式，這一秒內(nèi) CPU全部用于查詢和傳送；采用中斷方式，假定 CPU每傳送一個(gè)字節(jié)的服務(wù)程序需要 100us，則傳送 100字節(jié)， CPU只需用 10ms，即只占一秒的 1/100。 因此 ， 對(duì) CPU來(lái)說(shuō)仍有較大的無(wú)用開(kāi)銷 。 13 乒乓緩沖結(jié)構(gòu) C M O SI m a g e S e n s o rC P L D / F P G AS R A M 1S R A M 2M C UY 0?Y 7H R E FV S Y N CP C L Kn C E n O E n W EA [ ] D [ ]n C E n O E n W EA [ ] D [ ]R / WD [ ]A [ ]I N T? 這種結(jié)構(gòu)是將輸入數(shù)據(jù)流通過(guò)輸入 數(shù)據(jù)選擇單元等時(shí)地將數(shù)據(jù)流分配到 兩個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū) 。 為什么需要 I/O接口？單片機(jī) IO端口 只能接收和發(fā)送邏輯電平數(shù)字信號(hào)，而 IO外設(shè)輸入輸出的信號(hào)種類、信號(hào)電平各異。只有那些一直為數(shù)據(jù) I/O傳送作好準(zhǔn)備的外部設(shè)備（如發(fā)光二極管、數(shù)碼管、機(jī)械開(kāi)關(guān)、 ADC， DAC），才能使用無(wú)條件傳送方式。 ?但中斷請(qǐng)求是一種隨機(jī)事件 ， 如果每傳送一個(gè)字符都要中斷消耗很大 。偶數(shù)次按下 S1時(shí)，則D0D7進(jìn)行左移和右移 2次。列線逐行輸出 0，某行有按鍵，行線輸入有 0，若無(wú)按鍵，行線輸入全部為 1。amp。 ?漏碼： 如果模擬輸入連續(xù)增加（或減?。r(shí)，數(shù)字輸出不是連續(xù)增加（或減?。┒窃竭^(guò)某一個(gè)數(shù)字，即出現(xiàn)漏碼。 ? 數(shù)字量位數(shù)越多，分辨率就越高。 100ms include include define DAC0832 XBYTE[0x00FE] define uchar unsigned char define unit unsigned int void stair(void) { uchar i。 精度不高 。 應(yīng)答信號(hào) ：從器件在接收到 8bit數(shù)據(jù)后向發(fā)送數(shù)據(jù)的主器件發(fā)出特定的低電平脈沖，表示已收到數(shù)據(jù)。 ? 位傳輸之間的恢復(fù)時(shí)間沒(méi)有限制，只要總線在恢復(fù)期間處于空閑狀態(tài)（高電平）。 分析：根據(jù)疊加原理 代入解得 R1＝ Rf， R2＝ 3Rf； 若取 Rf＝ 10K，則 R1＝ 105K， R2＝ 30K。 ? 主從設(shè)備間的連線少，速率較低，有利于長(zhǎng)距離通信。 ? 真正的多主串行總線 ：多主器件競(jìng)爭(zhēng)總線時(shí)，時(shí)鐘同步和總線仲裁都由硬件自動(dòng)完成，可以防止多個(gè)主控器件同時(shí)啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸而產(chǎn)生的總線競(jìng)爭(zhēng)。 59 方案比較 功率驅(qū)動(dòng) ?繼電器 ?電路簡(jiǎn)單； ?開(kāi)關(guān)瞬間，觸點(diǎn)容易產(chǎn)生火花，引起干擾； ?機(jī)械開(kāi)關(guān)，延遲大、壽命短。 適用：只有一路模擬信號(hào)輸出或幾路模擬信號(hào)非同步輸出。 無(wú)鎖存器 與 P0接口：因 P0的特殊功能，需加鎖存器。 39 ?分辨率： 表示 A/D對(duì)模擬輸入的分辨能力，由它確定能被 A/D辨別的最小模擬量，通常也用二進(jìn)制位來(lái)表示。鍵值：數(shù)字鍵 0～ 字符鍵0AH～ 0FH、功能鍵 10H～ 。接 74LC164可擴(kuò)展并行輸出口，接 74LC165可擴(kuò)展并行輸入。 ?矢量中斷擴(kuò)充外部中斷源 利用 優(yōu)先權(quán)編碼器 74LS148對(duì)較多的外部中斷源進(jìn)行排隊(duì)。 而轉(zhuǎn)去為外設(shè)的數(shù)據(jù)輸入輸出服務(wù) 。為此要求接口電路能為數(shù)據(jù)輸入提供三態(tài)緩