單片機(jī)項(xiàng)目九單片機(jī)串行接口技術(shù)應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-02-10 21:09 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 1 14腳 構(gòu) 成 兩個(gè)數(shù) 據(jù)通道。 其中 13腳、 12腳、 11腳、 14腳為第一數(shù)據(jù)通道。 8腳、 9腳、 10腳、 7腳 為 第二 數(shù) 據(jù)通道。 TTL/CMOS數(shù) 據(jù) 從 T1IN、 T2IN輸 入 轉(zhuǎn)換 成 RS232數(shù) 據(jù) 從T1OUT、 T2OUT送到 電腦 DB9插頭 ； DB9插頭 的 RS232數(shù) 據(jù) 從 R1IN、 R2IN輸 入 轉(zhuǎn)換 成 TTL/CMOS數(shù) 據(jù)后 從R1OUT、 R2OUT輸 出。 第三部分是供電。 15腳 GND、 16腳 VCC（ +5v）。 任務(wù) 1 RS485串行總線實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與 PC機(jī)通信 《 單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用 》 相關(guān)知識(shí)： I2C總線簡介及常用 I2C芯片 I2C總線簡介 I2C總線是一種用于 IC器件之間連接的二線制總線，它通過兩根線（ SDA，串行數(shù)據(jù)線； SCL，串行時(shí)鐘線）在連到總線上的器件之間傳送信息，根據(jù)地址識(shí)別每個(gè)器件，可以方便地構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)和外圍器件擴(kuò)展系統(tǒng)。 I2C總線的傳輸速率為 100Kbit/s（改進(jìn)后的規(guī)范為 400Kbit/s），總線的驅(qū)動(dòng)能力為 400pF。 I2C總線為雙向同步串行總線，因此， I2C總線接口內(nèi)部為雙向傳輸電路，總線端口輸出為開漏結(jié)構(gòu)，故總線必須要接有上拉電阻，通常該電阻可取 5～ 10K。掛接到總線上的所有外圍器件、外設(shè)接口都是總線上的節(jié)點(diǎn)。在任何時(shí)刻總線上只有一個(gè)主控器件實(shí)現(xiàn)總線的控制操作，對(duì)總線上的其他節(jié)點(diǎn)尋址，分時(shí)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送。因此，總線上每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)固定的節(jié)點(diǎn)地址。 任務(wù) 2 I2C總線擴(kuò)展單片機(jī)存儲(chǔ)器 《 單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用 》 常用 I2C芯片 在單片機(jī)應(yīng)用中，經(jīng)常會(huì)有一些數(shù)據(jù)需要長期保存。一般數(shù)據(jù)保存可以用 RAM，但 RAM的缺點(diǎn)是掉電之后數(shù)據(jù)即丟失。因此，需要用比較復(fù)雜的后備供電電路進(jìn)行斷電保護(hù)，增加了成本。今年來，非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)發(fā)展很快，EEPROM就是其中的一種，這種器件在掉電后其中的數(shù)據(jù)仍可保存。目前應(yīng)用非常廣泛的是串行接口的 EEPROM，AT24CXX就是這樣一類芯片。 任務(wù) 2 I2C總線擴(kuò)展單片機(jī)存儲(chǔ)器 《 單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用 》 （ 1）特點(diǎn)介紹 24系列的 EEPROM有 24C01（ A） /02（ A） /04（ A） /08/16/32/64等型號(hào)，它是一種采用 CMOS工藝制成的內(nèi)部容量分別是128/256/512/1024/2048/4096/8192 8位具有串行接口、可用電擦除、可編程的只讀存儲(chǔ)器，一般簡稱為串行 EEPROM。這種器件一般具有兩種寫入方式，一種是字節(jié)寫入，即單個(gè)字節(jié)的寫入；另一種是頁寫入方式，允許在一個(gè)周期內(nèi)同時(shí)寫入若干個(gè)字節(jié)（稱之為 1頁），頁的大小取決于芯片內(nèi)頁寄存器的大小。不同的產(chǎn)品頁容量不同。例如， ATMEL的AT24C01/01A/02A的頁寄存器為 4B/8B/8B。擦除 /寫入的次數(shù)一般在 10萬次以上。 任務(wù) 2 I2C總線擴(kuò)展單片機(jī)存儲(chǔ)器 《 單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用 》 （ 2）串行 EEPROM（ 24C01）接口方法 在新一代單片機(jī)中，無論總線型還是非總線型單片機(jī)，為了簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的可靠性，都推出了芯片間的串行數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，設(shè)置了芯片間的串行傳輸接口或串行總線。串行總線擴(kuò)展接線靈活，極易形成模塊化結(jié)構(gòu)，同時(shí)將大大簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。串行器件不僅占用很少的資源和 I/O 線，而且體積大大縮小，同時(shí)還具有工作電壓寬，抗干擾能力強(qiáng)，功耗低，資料不宜丟失和支持在線編程等特點(diǎn)。目前，各式各樣的串行接口器件層出不窮，如：串行 EEPROM，串行 ADC/DAC，串行時(shí)鐘芯片，串行數(shù)字電位器，串行微處理器監(jiān)控芯片，串行溫度傳感器等等。串行 EEPROM是在各種串行器件應(yīng)用中使用較頻繁的器件，和并行 EEPROM相比，串行 EEPROM的資料傳送的速度較低，但是其體積較小，容量小，所含的引腳也較少。所以，它特別適合于存放非揮發(fā)資料，要求速度不高，芯片引腳少的單片機(jī)應(yīng)用。 任務(wù) 2 I2C總線擴(kuò)展單片機(jī)存儲(chǔ)器 《 單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用 》 （ 3）串行 EEPROM 及其工作原理 串行 EEPROM中，較為典型的有 ATMEL公司的 AT24CXX系列以及該公司生產(chǎn)的 AT93CXX系列，較為著名的半導(dǎo)體廠家，包括 Microchip，國家半導(dǎo)體廠家等，都有 AT93CXX系列 EEPROM 產(chǎn)品。 AT24CXX系列的串行電可改寫及可編程只讀存儲(chǔ)器 EEPROM 有 13種型號(hào)，其中典型的型號(hào)有 AT24C01A/02/04/08/16等 5 種，它們的存儲(chǔ)容量分別是 1024/2048/4096/8192/16384位，也就是128/256/512/1 024/2048 字節(jié)。這個(gè)系列一般用于低電壓，低功耗的工業(yè)和商業(yè)用途，并且可以組成優(yōu)化的系統(tǒng)。信息存取采用 2 線串行接口。這里我們就24C01 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其它系列比較類似。 任務(wù) 2 I2C總線擴(kuò)展單片機(jī)存儲(chǔ)器 《 單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用 》 （ 4）結(jié)構(gòu)原理及引腳 AT24C01 有地址 線 A0～ A2，串行 資 料引腳 SDA，串行 時(shí)鐘輸 入引腳 SCL， 寫保 護(hù) 引腳 WP 等引腳。其引腳 較 少， 對(duì)組 成的 應(yīng) 用系 統(tǒng) 可以 減 少布 線 ，提高可靠性。 圖 97 AT24C系列芯片引腳圖 各引腳的功能和意義如下： ① VCC 引腳，電源 +5V。 ② GND 引腳，地線。 ③ SCL 引腳，串行時(shí)鐘輸入端。 ④ SDA 引腳，串行資料 I/O 端，用于輸入和輸出串行資料。 ⑤ A0,A1,A2 引腳，是芯片地址引腳。 ⑥ WP引腳，寫保護(hù)端。 任務(wù) 2 I2C總線擴(kuò)展單片機(jī)存儲(chǔ)器 《 單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用 》 （ 5）內(nèi)存的組織及運(yùn)行 1） AT24C01A:內(nèi) 部含有 128個(gè) 字 節(jié) ，故需要 7位地址 對(duì) 其 內(nèi) 部字 節(jié)進(jìn) 行 尋 址。 2） AT24C02:內(nèi) 部含有 256個(gè) 字 節(jié) ， 故需要 8位地址 對(duì) 其 內(nèi) 部字 節(jié)進(jìn) 行 讀寫 。 1）起始 狀態(tài) ： 當(dāng) SCL 為 高 電 平 時(shí) ， SDA 由高 電 平 變 到低 電 平 則處 于起始 狀態(tài) 。起始 狀態(tài)應(yīng)處 于任何其 它 命令之前。 2）停止 狀態(tài) ： 當(dāng) SCL 處 于高 電 平 時(shí) ， SDA 從 低 電 平 變 到高 電 平 則處 于停止 狀態(tài) 。在 執(zhí) 行完 讀 序列信 號(hào) 之后，停止命令 將 把 EEPROM 置于低功耗的 備 用方式 (Standby Mode)。 3） 應(yīng) 答信 號(hào) ： 應(yīng) 答信 號(hào) 是由接受 資 料的器件 發(fā) 出的。 當(dāng) EEPROM接受完一 個(gè)寫 入 資 料之后， 會(huì) 在 SDA 上 發(fā) 一 個(gè) ”0”應(yīng) 答信 號(hào) 。反之， 當(dāng)單 片機(jī)接受完 來 自EEPROM 的 資 料后， 單 片機(jī)也 應(yīng) 向 SDA 發(fā) ACK 信 號(hào) 。 ACK 信 號(hào) 在第 9 個(gè)時(shí)鐘周期 時(shí) 出 現(xiàn) 。 4） 備 用方式 (Standby Mode)： AT24C01A/02/04/08/16都具有 備 用方式，以保證 在 沒 有 讀寫 操作 時(shí) 芯片 處 于低功耗 狀態(tài) 。在下面 兩種 情 況 中， EEPROM 都會(huì)進(jìn) 入 備 用方式：第一，芯片通 電 的 時(shí) 候；第二，在接到停止位和完成了任何內(nèi) 部操作之后。 （ 6）運(yùn)行方式 任務(wù) 2 I2C總線擴(kuò)展單片機(jī)存儲(chǔ)
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