《常用數(shù)據(jù)傳輸接口》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、常用數(shù)據(jù)傳輸接口本章主要介紹I2C，SPI和1-wire三種傳輸總線的傳輸協(xié)議及過程，為了便于大家對(duì)三種傳輸總線的理解，筆者針對(duì)每種傳輸總線分別介紹了AT24C02，DS1302和DS18B20三款芯片的使用方法和應(yīng)用過程。12.1I2C總線AT24C02設(shè)計(jì)12.1.1I2C總線概述I2C總線全稱是Inter-IntegratedCircuit總線，有時(shí)也寫為IIC總線，由菲利普公司推出，是廣泛采用的一種新型總線標(biāo)準(zhǔn)，也是同步通信的一種通信形式。具有接口線少、占用的空間非常小、控制簡(jiǎn)單、通信速率較高等優(yōu)點(diǎn)。所有與I2C兼容的器件都具有標(biāo)準(zhǔn)的接口，可以把多個(gè)I2C總線器件同時(shí)接入I2

2、C總線上，通過地址來識(shí)別通信對(duì)象，使它們可以經(jīng)由I2C總線相互直接通信。12.1.2I2C總線硬件結(jié)構(gòu)圖圖12.1.1I2C總線系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖12.1.3I2C總線通信時(shí)序I2C總線上進(jìn)行一次數(shù)據(jù)通信的時(shí)序圖12.1.2所示。圖12.1.2I2C總線進(jìn)行一次數(shù)據(jù)通信的時(shí)序圖12.1.4數(shù)據(jù)位的有效性規(guī)定圖12.1.4I2C總線數(shù)據(jù)位有效性規(guī)定12.1.5發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)圖12.1.5I2C總線啟動(dòng)信號(hào)時(shí)序圖12.1.6發(fā)送尋址信號(hào)器件地址有7位和10位兩種，這里只介紹7位地址尋址方式。在I2C總線開始信號(hào)后，再發(fā)送尋址信號(hào)。送出的第一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)是SLA尋址字節(jié)，用來選擇從器件地址的，其

3、中前7位為地址碼，第8位為方向位(R/)。12.1.7應(yīng)答信號(hào)規(guī)定圖12.1.6I2C總線應(yīng)答信號(hào)時(shí)序圖12.1.8數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程如下：（1）假設(shè)器件A要向器件B發(fā)送信息：器件A（主機(jī)）尋址器件B（從機(jī)）器件A（主機(jī)—發(fā)送器）發(fā)送數(shù)據(jù)到器件B（從機(jī)—接收器）器件A終止傳輸（2）假設(shè)器件A要讀取器件B中的信息：器件A（主機(jī)）尋址器件B（從機(jī)）器件A（主機(jī)—接收器）從器件B（從機(jī)—發(fā)送器）接收數(shù)據(jù)器件A終止傳輸12.1.9非應(yīng)答信號(hào)規(guī)定當(dāng)主機(jī)為接收設(shè)備時(shí)，主機(jī)對(duì)最后一個(gè)字節(jié)不應(yīng)答，以向發(fā)送設(shè)備表示數(shù)據(jù)傳送結(jié)束。12.1.10發(fā)送停止信號(hào)圖12.1.7I2C總線停止信號(hào)時(shí)序圖12.

4、2單片機(jī)模擬I2C總線通信在單片機(jī)模擬I2C總線通信時(shí)，需要調(diào)用一些函數(shù)構(gòu)建相應(yīng)的時(shí)序。這些函數(shù)有：總線初始化、啟動(dòng)信號(hào)、應(yīng)答信號(hào)、停止信號(hào)、寫一個(gè)字節(jié)、讀一個(gè)字節(jié)。12.3AT24C02的基礎(chǔ)知識(shí)具有I2C總線接口的EEPROM很多，在此就僅介紹ATMEL公司生產(chǎn)的AT24C系列EEPROM，其主要型號(hào)AT24C01/02/04/08/16等，其對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)容量分別為128x8/256x8/512x8/1024x8/2048x8。采用這類芯片可以解決掉電數(shù)據(jù)丟失的問題，可以對(duì)保存的數(shù)據(jù)保持100年，并可以擦除10萬次以上。12.3.1AT24C02引腳配置與引腳功能圖12.3.1AT

5、24C02芯片實(shí)物圖和管腳圖12.3.2AT24C02的特性與400KHzI2C總線兼容1.8到6.0伏電壓范圍低功耗CMOS技術(shù)寫保護(hù)功能：當(dāng)WP位高電平時(shí)進(jìn)行寫保護(hù)狀態(tài)頁寫緩沖器自定時(shí)擦除寫周期1,000,000編程/擦除周期可保存數(shù)據(jù)100年8腳DIP、SOIC或TSSOP封裝溫度范圍：商業(yè)級(jí)、工業(yè)級(jí)和汽車級(jí)12.3.3AT24C02管腳描述圖12.3.2單片機(jī)與AT24C02連接的電路圖AT24C02管腳功能描述表12.3.1AT24C02管腳功能描述12.4AT24C02的應(yīng)用實(shí)例12.4.1設(shè)計(jì)要求采用定時(shí)中斷方式，設(shè)計(jì)一個(gè)0~59s變化的秒表，將每次顯示在數(shù)碼管上的時(shí)間

6、（0~59）存入AT24C02。圖12.4.1基于AT24C02的秒表設(shè)計(jì)原理圖12.5SPI總線DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘設(shè)計(jì)12.5.1SPI總線簡(jiǎn)介SPI是英文SerialPeripheralInterface的縮寫，中文意思是串行外圍設(shè)備接口。SPI接口是Motorola首先提出的全雙工三線同步串行外圍接口，采用主從模式（MasterSlave）架構(gòu)；支持多Slave模式應(yīng)用，一般僅支持單Master。時(shí)鐘由Master控制，在時(shí)鐘移位脈沖下，數(shù)據(jù)按位傳輸，高位在前，低位在后（MSBfirst）；SPI接口有2根單向數(shù)據(jù)線，為全雙工通信，目前應(yīng)用中的數(shù)據(jù)速率可達(dá)幾Mbps的水平。圖

7、12.5.1SPI主從機(jī)接口連接圖12.5.2接口定義數(shù)據(jù)傳輸圖12.5.2SPI信號(hào)傳輸示意圖接口定義數(shù)據(jù)傳輸表12.5.1SPI的4根信號(hào)線功能表圖12.5.3多個(gè)SPI從設(shè)備級(jí)聯(lián)圖圖12.5.4多個(gè)SPI從設(shè)備獨(dú)立連接圖要注意的是：SCK信號(hào)線只由主設(shè)備控制，從設(shè)備不能控制信號(hào)線。同樣，在一個(gè)基于SPI的設(shè)備中，至少有一個(gè)主控設(shè)備。這樣的傳輸方式有個(gè)優(yōu)點(diǎn)：與普通的串行通信相比，SPI允許數(shù)據(jù)一位一位地傳送，甚至允許暫停，因?yàn)镾CK時(shí)鐘線由主控設(shè)備控制