1、第9章 MCS-51單片機(jī)的串行擴(kuò)展技術(shù),9.1 C總線接口技術(shù) 9.2 SPI串行外設(shè)接口 9.3 MCS-51單片機(jī)串行口工作方式0串行擴(kuò)展接口,現(xiàn)代單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)還廣泛采用串行擴(kuò)展技術(shù)。串 行擴(kuò)展接線靈活，占用單片機(jī)資源少，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡 單，極易形成用戶的模塊化結(jié)構(gòu)。還具有工作電壓 寬、抗干擾能力強(qiáng)、功耗低、數(shù)據(jù)不易丟失等特點(diǎn)。 為了方便實(shí)現(xiàn)串行擴(kuò)展，近年來已推出了一些非總 線型單片機(jī)芯片（傳統(tǒng)型號單片機(jī)的變種產(chǎn)品），能方便地使用SPI(Serial Peripheral Interface 串行外設(shè)接口)和 （Inter IC BUS或IC TO IC BUS）等串行總線標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展

2、，也可以用傳統(tǒng)型號單片機(jī)的并行I/O口模擬 總線或SPI等總線的串行通信，同時與串行總線標(biāo)準(zhǔn)相配套的串行外圍接口芯片也逐步推出，為用戶使用串行總線擴(kuò)展單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的外圍接口提供了極大的方便。,9.1 總線接口技術(shù),本節(jié)主要介紹 總線的工作原理、總線接口、總線器件的尋址方式、總線上的數(shù)據(jù)傳送及 總線的軟件模擬。 9.1.1 總線接口 總線（全稱為芯片間總線）是英文Inter Integrate Circuit BUS或IC TO IC BUS的簡稱,它是Philips公司推出的一種雙向二線制總線。 以2根連線實(shí)現(xiàn)全雙工同步數(shù)據(jù)傳送，可以很方便的構(gòu)成外圍器件擴(kuò)展系統(tǒng)。它可以直接連接具有 總線接口

3、的單片機(jī)，如8XC522和8XC652等，也可掛接各種類型的外圍器件，如存儲器、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、鍵盤、顯示器等。,1. 總線的工作原理 總線由一條數(shù)據(jù)線SDA和一條串行時鐘線SCL構(gòu)成， 總線是同步傳輸總線，數(shù)據(jù)線上信號完全與時鐘同步。 總線的器件分為主器件和從器件，主器件的功能是啟動在總線上傳送數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生時鐘脈沖，以允許與被尋址的器件進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送；被尋址的器件稱為從器件，一般來說，任何器件都能作為從器件，只有微控制器才能成為主器件。,總線的數(shù)據(jù)傳送采用主從方式，即主器件（主控器）尋址從器件（被控器），啟動總線，產(chǎn)生時鐘，傳送數(shù)據(jù)及結(jié)束數(shù)據(jù)傳送。 總線允許連接多個微控制器，但數(shù)據(jù)

4、傳輸過程中不能同時存在兩個主器件，作為主控器的器件需通過總線競爭獲得主控權(quán)，競爭成功的器件成為主器件，并啟動一次數(shù)據(jù)交換，其他則退出。競爭過程中，數(shù)據(jù)不會被破壞、丟失。數(shù)據(jù)只能在主、從器件間傳送，傳送結(jié)束后，主從器件將釋放總線，退出主、從器件角色，總線上存在主、從器件時，總線處于忙的狀態(tài)，反之，總線處于空閑狀態(tài)。,SDA/SCL總線上掛接的單片機(jī)（主控器）或外圍器件（被控器），其接 口電路都應(yīng)具有 總線接口，所有器件都通過總線尋址，所有SDA/SCL同 名端相連，如圖9.1所示。 作為被控器的外圍器件，必須選用帶有 總線接口，作為主控器的 單片機(jī)，在使用不具有 總線接口的單片機(jī)時，可通過軟件模

5、擬 總 線的接口功能。,2.總線接口 如圖9.2所示, 總線接口內(nèi)部為雙向傳輸電路?？偩€端口輸出端為漏極（或集電極開路）開路，具有線與功能，所以總線上必須有上拉電阻Rp。上拉電阻與電源電壓、總線串接電阻有關(guān)，可參考有關(guān)數(shù)據(jù)手冊，一般取值510?？偩€空閑時，這兩根線處于高電平狀態(tài)?？偩€上的外圍器件都是CMOS器件，總線上的器件數(shù)量（總線折負(fù)載能力）受總線電容400Pf的限制。 總線的傳輸速率為100Kb/s400Kb/s。,3.總線器件的尋址方式 與并行接口擴(kuò)展系統(tǒng)的地址形成方式不同, 總線系統(tǒng) 中,地址是由器件類型及其地址引腳電平?jīng)Q定的,對器件的尋址 采用軟件方法。 總線上的器件地址由7位組成

6、，它與一位方向位共同構(gòu) 成了 總線器件的尋址字節(jié)。其格式如表9.1所示。,4. 總線上的數(shù)據(jù)傳送 數(shù)據(jù)傳送 總線上每傳送一位數(shù)據(jù)都有一個時鐘脈沖相對應(yīng)。在時鐘線高電平期間，數(shù)據(jù)線上必須保持穩(wěn)定的邏輯電平狀態(tài)，高電平為數(shù)據(jù)1，低電平為數(shù)據(jù)0。要改變數(shù)據(jù)線上的電平，必須在時鐘線為0時方可進(jìn)行。 總線上數(shù)據(jù)傳送以一個字節(jié)為一幀，啟動 總線后，傳送的幀數(shù)不限，只需每傳送一幀后，接收方回答一個應(yīng)答位。 總線傳送完一幀數(shù)據(jù)后，可以通過對時鐘線的控制，使傳送暫停。比如，傳輸過程中某一方需要暫停時，可在應(yīng)答信號后將時鐘線SCL置為低電平，即可控制總線暫停。 在發(fā)送時，首先發(fā)送數(shù)據(jù)的最高位。每次傳送開始有起始信

7、號，結(jié)束有停止信號。, 總線信號協(xié)議 總線與數(shù)據(jù)傳輸有關(guān)的信號有起始信號（S）、終止信號（P）、應(yīng)答信號（A）、非應(yīng)答信號（ ）及總線數(shù)據(jù)位。 起始信號（S） 在時鐘線SCL為高電平時，數(shù)據(jù)線SDA出現(xiàn)由高到低的下降沿時，被認(rèn)為是起始信號。只有出現(xiàn)起始信號后，其它命令才有效。 終止信號（P）在時鐘線SCL為高電平時，數(shù)據(jù)線SDA出現(xiàn)由低到高的上升沿時，被認(rèn)為是終止信號。終止信號出現(xiàn)后，所有外部操作都結(jié)束。,注意：起始信號和終止信號都是由主器件產(chǎn)生的，總線上帶有 總線接口的器件很容易檢測到這些信號。但對于不具備 總線接口的一些單片機(jī)來說，為了準(zhǔn)確無誤地檢測這些信號，必須保證在總線的一個時鐘周期內(nèi)

8、對數(shù)據(jù)線至少進(jìn)行兩次采樣。 應(yīng)答信號（A） 總線傳送數(shù)據(jù)時，每傳送一幀數(shù)據(jù)后都必須有應(yīng)答信號，與應(yīng)答信號對應(yīng)的時鐘由主器件產(chǎn)生。發(fā)送位必須在這一時鐘位上釋放數(shù)據(jù)總線，使其處于高電平狀態(tài)，以便接收方在這一位上送出應(yīng)答信號。應(yīng)答信號在第9個時鐘位上出現(xiàn)，接收方輸出低電平為應(yīng)答信號。 非應(yīng)答信號（ ） 每傳送完一幀數(shù)據(jù)后，在第9個時鐘位上接收方輸出高電平為非應(yīng)答信號 。,注意：由于某種原因，接收方不能產(chǎn)生應(yīng)答時，必須釋放總線，將數(shù)據(jù)線置高電平，然后主控器可通過產(chǎn)生一個停止信號來終止總線數(shù)據(jù)傳輸；當(dāng)主控器接收來自從器件的數(shù)據(jù)時，接收到的最后一個數(shù)據(jù)幀后，必須給從器件發(fā)送一個非應(yīng)答信號（ ），使從器件釋

9、放數(shù)據(jù)總線，以便主器件發(fā)送停止信號，從而終止數(shù)據(jù)傳送。 總線數(shù)據(jù)位 總線數(shù)據(jù)傳輸啟動后或應(yīng)答信號后的第18個時鐘脈沖對應(yīng)于一幀的8位數(shù)據(jù)傳送。 總線上每傳輸一位數(shù)據(jù)都有一個時鐘脈沖相對應(yīng)。在時鐘脈沖高電平期間，數(shù)據(jù)線的狀態(tài)表示要傳送的數(shù)據(jù)。要改變數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)必須在時鐘線為低電平期間完成，每位數(shù)據(jù)占一個時鐘脈沖。 在數(shù)據(jù)傳輸期間，只要時鐘線為高電平，數(shù)據(jù)線都必須穩(wěn)定，否則數(shù)據(jù)線上的任何變化都會被當(dāng)作起始或終止信號。, 數(shù)據(jù)傳送的格式 總線傳輸數(shù)據(jù)時必須遵循規(guī)定的傳送格式如圖9.3所示。,起始信號啟動一次數(shù)據(jù)傳送的開始,其后是尋址字節(jié)(高7位地址和最低位的方向位),尋址字節(jié)后面是按指定讀、寫操作

10、的數(shù)據(jù)字節(jié)與應(yīng)答位。主器件在數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后必須發(fā)送停止信號。起始與停止信號之間可傳輸多少幀數(shù)據(jù)在理論上沒有限制，由單片機(jī)決定。,SLAW為尋址字節(jié)（寫），DATA1DATAn為寫入從器件的n個數(shù)據(jù)字節(jié)。,數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜N方式： 主器件的寫操作: 主器件向被尋址從器件發(fā)送n個數(shù)據(jù)字節(jié)傳送過程方向不變。格式如下：,SLAR為尋址字節(jié)（讀），DATA1DATAn為從器件被讀出的n個數(shù)據(jù)字節(jié)。主器件發(fā)送停止信號之前應(yīng)發(fā)送非應(yīng)答信號 ，向從器件表明讀操作要結(jié)束。,主器件的讀操作: 主器件讀出來自從器件的n個字節(jié)，整個傳送過程中除尋址字節(jié)外，都是從器件發(fā)送，主器件接收的過程。格式如下：,Sr為重復(fù)起始信號，

11、由尋址字節(jié)的方向位來決定數(shù)據(jù)字節(jié)的傳送方向；SLAW/R和SLAR/W分別表示寫/讀尋址字節(jié)或讀/寫尋址字節(jié)。,主器件的讀、寫操作 在一次數(shù)據(jù)傳輸過程中需要改變傳送方向的操作，此時起始位和尋址字節(jié)都會重復(fù)一次，但兩次讀、寫方向正好相反。格式如下：,9.1.2 C總線的軟件模擬 不具備相應(yīng)接口的單片機(jī)可采用模擬傳送技術(shù)，用單片機(jī)的 通用I/O口來模擬 串行總線接口。應(yīng)用MCS-51單片機(jī)的并行 I/O口模擬 串行總線接口時，只要拿出兩個I/O端口引腳， 在軟件中分別定義為 總線的SCL和SDA，硬件上直接相連， 再加上拉電阻即可,如圖9.4所示。,1. 總線信號的模擬程序 發(fā)送起始信號 在模擬時

12、鐘線SCL為高電平時，模擬數(shù)據(jù)線SDA出現(xiàn)由高到 低的下降沿。 ；定義端口 SCL EQU P1.0 SDA EQU P1.1 ；啟動子程序 START：SETB SCL SETB SDA NOP NOP CLR SDA NOP NOP CLR SCL RET,注意：為了保證 總線數(shù)據(jù)的可靠傳送，總線上的信號時 序作了嚴(yán)格的規(guī)定，也為我們在模擬SCL和SDA信號電平寬度時 提供了依據(jù)。比如，規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)模式下，一個終止信號和起始 信號之間總線必須空閑的最小時間是4.7s,起始信號保持時間 的最小值是4s。該段程序中，NOP指令用于保持邏輯電平，保 持時間與NOP指令的個數(shù)和單片機(jī)系統(tǒng)晶振頻率有關(guān)

13、。若單片機(jī) 系統(tǒng)的晶振頻率為2MHz，則一個機(jī)器周期為2s ，程序中可用 23個NOP指令來進(jìn)行電平的保持延時。要了解時序的規(guī)定細(xì) 節(jié)，可參考相關(guān)資料。 該程序段所對應(yīng)的信號波形如下圖9.5：, 發(fā)送停止信號 在模擬時鐘線SCL為高電平時，模擬數(shù)據(jù)線SDA出現(xiàn)由低到 高的上升沿。 ；定義端口 SCL EQU P1.0 SDA EQU P1.1 ；停止子程序 STOP：CLR SDA SETB SCL NOP NOP SETB SDA NOP NOP CLR SCL CLR SDA RET,該程序段所對應(yīng)的信號波形如下圖9.6：, 發(fā)送應(yīng)答位 在模擬數(shù)據(jù)線SDA低電平期間，模擬時鐘線SCL輸出一

14、個正脈沖。 ；定義端口 SCL EQU P1.0 SDA EQU P1.1 ；應(yīng)答位子程序 MACK：CLR SDA SETB SCL NOP NOP CLR SCL SETB SDA RET,該程序段所對應(yīng)的信號波形如下圖9.7：, 發(fā)送非應(yīng)答位 在模擬數(shù)據(jù)線SDA高電平期間，模擬時鐘線SCL輸出一個正脈沖。 ；定義端口 SCL EQU P1.0 SDA EQU P1.1 ；非應(yīng)答位子程序 MNACK：SETB SDA SETB SCL NOP NOP CLR SCL CLR SDA RET,該程序段所對應(yīng)的信號波形如下圖9.8：,2. 總線的模擬通用子程序 應(yīng)答位檢查 釋放模擬數(shù)據(jù)線SDA

15、,模擬時鐘線置高電平,接收到有應(yīng)答 信號時將標(biāo)志位F0置1。 ；定義端口 SCL EQU P1.0 SDA EQU P1.1 ACK BIT F0,；應(yīng)答位檢查子程序 CACK:SETB SDA SETB SCL CLR ACK NOP MOV C,SDA JC CEND SETB ACK CEND: CLR SCL RET, 發(fā)送1字節(jié)數(shù)據(jù) 將需要發(fā)送的字節(jié)先送累加器A,從模擬數(shù)據(jù)線SDA發(fā)送。 ；定義端口 SCL EQU P1.0 SDA EQU P1.1,；發(fā)送1字節(jié)數(shù)據(jù)子程序 WRBYTE: MOV R7,#08H CLR C WLP: RLC A MOV SDA，C SETB SCL

16、 NOP NOP CLR SCL DJNZ R7,WLP RET, 接收1字節(jié)數(shù)據(jù) 從模擬數(shù)據(jù)線SDA上串行讀取1個字節(jié)數(shù)據(jù)，并通過累加器A存入工作寄存器R3中。 ；定義端口 SCL EQU P1.0 SDA EQU P1.1,；接收1字節(jié)數(shù)據(jù)子程序 RDBYTE: MOV R7,#08H CLR C RLP: SETB SDA SETB SCL MOV C，SDA MOV A，R3 RLC A MOV R3，A CLR SCL DJNZ R7,RLP RET, 發(fā)送N個字節(jié)數(shù)據(jù) 該程序按主器件寫操作的格式進(jìn)行。編制程序前，為方便閱讀，對所用存儲單元定義了一些符號。在寫的過程中，外圍器件的單元

17、地址具有自動加1功能，即能自動修改地址指針。 SCL EQU P1.0 ；定義端口 SDA EQU P1.1 MWD EQU 35H ；主控器待發(fā)送數(shù)據(jù)存放單元首地址 WSLA EQU 30H ；外圍器件尋址字節(jié)的存放單元 NUMBYT EQU 31H ；發(fā)送字節(jié)數(shù)存放單元,；發(fā)送N個字節(jié)數(shù)據(jù)子程序 WRNBYTE:MOV R6，NUMBYT ；發(fā)送字節(jié)數(shù)存R6 LCALL START ；調(diào)用啟動子程序 MOV A，WSLA ；送尋址字節(jié) LCALL WEBYT ；調(diào)用發(fā)送子程序 LCALL CACK ；調(diào)用檢查應(yīng)答子程序 JNB F0，WRNBYTE ；判斷是否應(yīng)答，非應(yīng)答重發(fā) MOV R0

18、，MWD ；送發(fā)送字節(jié)首地址， ； R0作地址指針,WRDA：MOV A，R0 ；送發(fā)送字節(jié)數(shù)據(jù) LCALL WRBYT ；調(diào)用發(fā)送子程序 LCALL CACK ；調(diào)用檢查應(yīng)答子程序 JNB F0，WRNBYTE INC R0 ；數(shù)據(jù)地址指針加1 DJNZ R6, WRDA ； LCALL STOP ；調(diào)用發(fā)送結(jié)束子程序 RET, 讀取N個字節(jié)數(shù)據(jù) 該程序按主器件讀操作的格式進(jìn)行。主控器在接收完N字節(jié)后,必須發(fā)出一個非應(yīng)答位,然后再發(fā)送終止信號。讀入的過程中，外圍器件的單元地址具有自動加1功能，即能自動修改地址指針。 SCL EQU P1.0 ；定義端口 SDA EQU P1.1 MRD EQ

19、U 55H ；主控器接收數(shù)據(jù)存放單元首地址 RSLA EQU 32H ；外圍器件尋址字節(jié)（讀）的存放單元 NUMBYT EQU 33H ；接收字節(jié)數(shù)存放單元,；讀取N個字節(jié)數(shù)據(jù)子程序 RDNBYT：MOV R6，NUMBYT ；讀入字節(jié)數(shù)存R6 LCALL START ；調(diào)用啟動子程序 MOV A，RSLA ；送尋址字節(jié) LCALL WRBYT ；調(diào)用發(fā)送子程序 LCALL CACK ；調(diào)用檢查應(yīng)答子程序 JNB F0，RDNBYT ；判斷是否應(yīng)答，非應(yīng)答重讀 MOV R0，MRD ；送接收存放單元字節(jié)首地址,RDN1： LCALL RDBYT ；調(diào)用接收子程序 MOV R0，A ；存入數(shù)據(jù)

20、DJNZ R6， ACK ；未讀完轉(zhuǎn)ACK LCALL MNACK ；讀完發(fā)非應(yīng)答位 LCALL STOP ；調(diào)用停止子程序 RET ACK： LCALL MACK ；調(diào)用應(yīng)答子程序 INC R0 SJMP RDN1,回上層目錄,9.2 SPI串行外設(shè)接口,SPI(Serial Peripheral Interface 串行外設(shè)接 口)是MOTOROLA公司推出的一種同步串行外設(shè)接口,允 許微控制器(MCU)與各種外圍設(shè)備以串行方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 SPI使用4條線：串行時鐘線SCK、主機(jī)輸入/從機(jī)輸出數(shù)據(jù)線MISO（簡稱SO）、主機(jī)輸出/從機(jī)輸入線MOSI（簡稱SI）和低電平有效的從機(jī)選擇線

21、。 9.2.1 SPI總線的組成 SPI總線可在軟件的控制下構(gòu)成各種簡單或復(fù)雜的系統(tǒng)。,其典型的應(yīng)用是單主系統(tǒng)，該系統(tǒng)只有一臺主機(jī)，它控制 數(shù)據(jù)向一個或多個從機(jī)傳送，從機(jī)通常是外圍接口器件。從器 件只能在主機(jī)發(fā)命令時才能接收或向主機(jī)傳送數(shù)據(jù)。其數(shù)據(jù)傳 輸格式是高位（MSB）在前，低位（LSB）在后。SPI典型結(jié) 構(gòu)如圖9.9所示。,圖中可知,單片機(jī)與外圍器件在時鐘線SCK、數(shù)據(jù)線MOSI和MISO上都是相同端相連。外圍擴(kuò)展多個器件時，SPI無法通過數(shù)據(jù)線譯碼選擇，所以SPI接口的外圍器件都有片選端 。 在組成SPI外圍擴(kuò)展時還應(yīng)特別注意串行輸入/輸出芯片的 輸入和輸出特性： 1.應(yīng)注意擴(kuò)展器件

22、串行數(shù)據(jù)輸出端是否有三態(tài)控制端。平時未被選中芯片的輸出端應(yīng)處于高阻態(tài)。若沒有三態(tài)控制端，應(yīng)外加三態(tài)門；否則MCU的MISO端只能接1只擴(kuò)展器件。 2.應(yīng)注意擴(kuò)展器件串行數(shù)據(jù)輸入端是否有允許控制端。即應(yīng)該只有在該器件被允許時,SCK脈沖才把串行數(shù)據(jù)移入該器件；器件被禁止時，SCK對該器件無影響。若沒有允許端，應(yīng)在外部用門電路對SCK進(jìn)行控制后，再加到該器件的時鐘輸入端，或者SPI只連接1只該外圍擴(kuò)展器件。,9.2.2 SPI總線的軟件模擬 1.SPI總線接口的數(shù)據(jù)傳輸 SPI串行擴(kuò)展系統(tǒng)中作為主器件的單片機(jī),在啟動一次傳送 時便產(chǎn)生8個時鐘傳送給接口芯片,作為同步時鐘控制數(shù)據(jù)的輸 入與輸出。數(shù)據(jù)

23、的傳送格式是高位（MSB）在前，低位（LSB） 在后。如圖9.10所示。數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)變化以及輸入數(shù)據(jù)時的 采樣，都取決于SCK。但對于不同的外圍芯片，有的可能是SCK 上升沿起作用，有的可能是SCK下降沿起作用。,2SPI總線的軟件模擬 對于沒有SPI接口的單片機(jī)來說,可用軟件來進(jìn)行模擬操作，包括串行時鐘、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出。要注意的是，對于不同的串行接口外圍器件，它們的時鐘時序有可能不同。 在圖9.9中，若MCU為80C51單片機(jī)，用80C51的并行I/O端口引腳P1.0模擬MOSI線,P1.1模擬SCK線,P1.2模擬 線,P1.3模擬MISO線。 對于在SCK上升沿輸入（接收）數(shù)據(jù)和在

24、下降沿輸出（發(fā)送）數(shù)據(jù)的器件，一般應(yīng)取圖中的串行時鐘輸出P1.1的初始狀態(tài)為1,在接口芯片被選通后,置P1.1為0。因此，在單片機(jī)輸出1位SCK時鐘脈沖的同時，使接口芯片內(nèi)的數(shù)據(jù)串行移位，從而輸出1位數(shù)據(jù)至80C51的P1.3；再置P1.1為1，使80C51從P1.0輸出1位數(shù)據(jù)至串行接口芯片（此前，將待傳送的1位數(shù)據(jù)先送至P1.0）。到此，模擬一位數(shù)據(jù)的輸入/輸出完成。此后再置P1.1為0，模擬下1位的輸入/輸出，依次循環(huán)8次，便可完成1次用模擬SPI總線接口的方法來傳輸1個字節(jié)的操作。,對于在SCK下降沿輸入（接收）數(shù)據(jù)和在上升沿輸出（發(fā)送）數(shù)據(jù)的器件，則應(yīng)取串行時鐘輸出P1.1的初始狀態(tài)

25、為0，在接口芯片被選通后，先置P1.1為1，此時，外圍接口芯片輸出1位數(shù)據(jù)（單片機(jī)從P1.3接收1位數(shù)據(jù)），再置P1.1為0，外圍接口芯片接收1位數(shù)據(jù)（單片機(jī)在P1.0送出1位數(shù)據(jù)），從而完成1位數(shù)據(jù)的傳送。,9.2.3 SPI總線接口應(yīng)用實(shí)例 1.12位串行A/D轉(zhuǎn)換器MAX187與單片機(jī)的接口 MAX187的引腳排列及功能 MAX187的引腳排列如圖9.11所示。,VDD +5V; AIN 模擬輸入,輸入范圍為0VVREF； 具有3級入。若 =0，芯片處于低功耗狀態(tài)，此時電源電流為10A；若 =1，允許使用內(nèi)部的參考電源；若 處于懸浮狀態(tài)，禁止內(nèi)部參考電源，允許使用外部參考電源； VREF

26、 參考電壓輸入端。當(dāng)允許使用內(nèi)部參考電源時，輸出4.096V的電壓；當(dāng)禁止使用內(nèi)部參電源時，可輸入2.5VVDD范圍內(nèi)的精密電壓作參考電壓。若采用內(nèi)部參考電源，則退耦電容為4.7F,若加上的是外部參考電源,則需增加0.1F的退耦電容；,GND 電源地； DOUT 串行數(shù)字輸出。在SCLK的下降沿，數(shù)據(jù)改變狀態(tài)。 SCLK 串和時鐘輸入。輸入時鐘的最高頻率為5MHz。 片選端。輸入低電平有效。在的下降沿，初始化轉(zhuǎn)換。當(dāng)為高電平時，DOUT線為高阻態(tài)。, MAX187的啟動、轉(zhuǎn)換和傳輸過程 啟動：使SCLK為低, 由高變低,啟動轉(zhuǎn)換,DOUT脫離高阻態(tài),變?yōu)榈碗娖健?轉(zhuǎn)換：要保持SCLK和為低電平

27、狀態(tài)，DOUT輸出為低電平期間，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。 結(jié)束轉(zhuǎn)換：在和SCLK為低電平狀態(tài)下，轉(zhuǎn)換結(jié)束后，DOUT變?yōu)楦唠娖?。檢測到DOUT的上升沿，確定轉(zhuǎn)換是否結(jié)束。,數(shù)據(jù)傳輸：保持為低電平狀態(tài)，然后輸出SCLK時鐘，SCLK有效至13個時鐘周期。在時鐘的第1個下降沿，DOUT端將出現(xiàn)轉(zhuǎn)換結(jié)果的最高位（MSB）。DOUT端在SCLK的下降沿出現(xiàn)數(shù)據(jù)，在SCLK的上升沿?cái)?shù)據(jù)穩(wěn)定，單片機(jī)可以讀入數(shù)據(jù)。 傳輸結(jié)束：保持為低電平狀態(tài)，在第13個時鐘脈沖下降沿時刻或以后，將使變?yōu)楦唠娖剑瑐魉徒Y(jié)束，DOUT變?yōu)楦咦钁B(tài)。若在第13個時鐘脈沖下降沿以后，仍為低電平，并在SCLK作用下不斷輸出數(shù)據(jù)，則在輸出最低位（

28、LSB）后將輸出為0。, MAX187與單片機(jī)的接口 80C51單片機(jī)與MAX187的接口電路如圖9.12所示。,80C51的P1.5、P1.6和P1.7別與MAX187的 、SCLK和DOUT相連，應(yīng)用內(nèi)參考電源方式，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存于單片機(jī)內(nèi)部RAM的21H和20H，編制程序如下： AD187：CLR P1.6 ；SCLK=0 CLR P1.5 ； =0 SETB P1.7 ；置P1.7為輸入狀態(tài) LOOP1: MOV C,P1.7 ；等待轉(zhuǎn)換 JNC LOOP1 SETB P1.6 ；SCLK=1 MOV R7，#04H ；接收高4位 CLR A,LOOP2：CLR P1.6 ；SCLK=

29、0，DOUT狀態(tài)變化 NOP SETB P1.6 ；SCLK=1，讀入數(shù)據(jù) MOV C,P1.7 RLC A DJNZ R7，LOOP2 MOV B，A ；高4位數(shù)據(jù)暫存B MOV R7，#08H CLR A,LOOP3：CLR P1.6 NOP SETB P1.6 MOV C,P1.7 RLC A DJNZ R7，LOOP3 SETB P1.5 ； =1，傳送結(jié)束 MOV 20H，A ；存數(shù)據(jù)低8位 MOV 21H，B ；存數(shù)據(jù)高4位 RET,2.串行PROM X25045與單片機(jī)的接口 X25045是一種集電源監(jiān)控、看門狗和高速非易失性存儲器功能為一體的多功能芯片?？蛇x擇看門狗定時周期，有

30、5128位的串行PRAM，采用SPI串行接口方式，一次最多可寫4個字節(jié)。有關(guān)X25045的詳細(xì)資料可參閱Xicro公司提供的產(chǎn)品資料, 本節(jié)只介紹其引腳功能和讀寫程序。, X25045的引腳排列及功能 X25045的引腳排列如圖9.13所示。,SO串行數(shù)據(jù)輸出端。數(shù)據(jù)在SCK的下降沿輸 出到SO線上。 SI串行數(shù)據(jù)輸入端。所有操作命令、字節(jié)地址及寫入的數(shù)據(jù)在此引腳上輸入，SI線上的輸入數(shù)據(jù)在SCK的上升沿被鎖存。 SCK串行時鐘輸入端，控制數(shù)據(jù)的輸入和輸出。 芯片選擇輸入端（片選）。當(dāng)為低電平時，X25045能工作。電平的變化將復(fù)位看門狗定時器。,寫保護(hù)輸入端。當(dāng)為低電平時，對芯片的寫操作被禁

31、止，其它功能仍正常。為高電平時，寫操作允許，其它所有功能正常。 RESET復(fù)位輸出端，漏極開路輸出方式，高電平有效。用于電源檢測和看門狗超時輸出。 VCC電源電壓。有兩種電壓規(guī)格的芯片，一種是4.55.5V,另一種是2.75.5V。 GND電源地。, X25045與單片機(jī)的接口 X25045與單片機(jī)的典型接口電路如圖9.14所示。,單片機(jī)與X25045接口應(yīng)用軟件,主要有設(shè)置寫使能鎖存器、復(fù)位寫使能鎖存器、寫狀態(tài)寄存器、讀狀態(tài)寄存器、字節(jié)寫、字節(jié)讀、頁讀，頁寫、復(fù)位看門狗定時器等應(yīng)用子程序。以下僅給出與圖9.8相應(yīng)的基本子程序，所涉及到的25045芯片的工作命令、寄存器、存儲器、操作過程和時序

32、等，請參閱芯片資料。 編制程序如下： SO BIT P1.0 SI BIT P1.1 SCK BIT P1.2 CS BIT P1.3,；單字節(jié)輸出子程序,將A中的數(shù)據(jù)傳送到SI OUTBYT:MOV R7,#08H LOOP: CLR SCK RLC A MOV SI,C SETB SCK DJNZ R7,LOOP1 RET,；單字節(jié)輸入子程序，將SO數(shù)據(jù)讀入A INBYT：MOV R7,#08H LOOP2：SETB SCK NOP CLR SCK NOP MOV C，SO RLC A DJNZ R7,LOOP2 RET,；讀狀態(tài)寄存器子程序，將狀態(tài)寄存器內(nèi)容讀入A RDSR：CLR CS

33、 MOV A，#05H ；讀狀態(tài)寄存器的指令送A LCALL OUTBYT ；向芯片寫入命令 LCALL INBYT ；讀出狀態(tài) SETB C RET,；置位寫使能子程序 WREN： CLR CS MOV A，#06H ；置位寫使能的指令送A LCALL OUTBYT CLR SCK SETB CS RET,；寫狀態(tài)寄存器。R2的內(nèi)容為寫入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容，F(xiàn)0=0表示寫成功，F(xiàn)0=1表示寫失敗。 WRSR： LCALL RDSR ；讀狀態(tài)寄存器 CLR F0 JNB ACC.0,LOOP3 ；判斷能否進(jìn)行寫操作 SETB F0 RET LOOP3: LCAAL WREN ；設(shè)置寫使能 CLR

34、 CS MOV A,#01H ；寫狀態(tài)寄存器的指令送A LCALL OUTBYT MOV A,R2 ；待寫數(shù)據(jù)送A LCALL OUTBYT SETB CS RET,；復(fù)位寫使能子程序 WRDI： CLR CS MOV A，#04H ；復(fù)位寫使能的指令送A LCALL OUTBYT CLR SCK SETB CS RET ；復(fù)位看門狗子程序 RESDOG： CLR CS SETB CS RET,；寫1字節(jié)子程序，寫入命令WRITE存放在R3（A8為0或1），存儲器頁內(nèi)地址存在B（00HFFH） ；要寫入的字節(jié)數(shù)據(jù)存入R4 WRITE1： LCALL RDSR ；讀狀態(tài)寄存器 JB F0，WRI

35、TE1 ；寫入忙則等待 LCALL WREN ；置位寫使能 CLR CS MOV A，R3 ；寫入命令送A LCALL OUTBYT MOV A，B ；寫入存儲單元頁內(nèi)字節(jié)地址 LCALL OUTBYT MOV A，R4 ；寫入字節(jié)數(shù)據(jù) LCALL OUTBYT CLR SCK SETB CS RET,；讀1字節(jié)子程序，讀入命令READ存在R3（A8為0或1）,存儲器頁內(nèi)地址存在B（00HFFH），讀出的字節(jié)數(shù)存在R4。 READ1:LCALL RDSR ；讀狀態(tài)寄存器 JB F0，READ1 ；寫入忙則等待 CLR CS MOV A，R3 ；讀入命令送A LCALL OUTBYT MOV A，B ；讀出存儲單元頁內(nèi)字節(jié)地址 LCALL OUTBYT LCALL INBYT MOV R4，A SETB CS RET,；寫入N字節(jié)子程序（N4），寫入命令WRITE存放在R3（A8為0或1） ；存儲器頁內(nèi)地址存在B（00HFFH）