单片机系统扩展设计ppt课件.ppt

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1、第8章单片机系统扩展设计系统接口技术概述存储器扩展技术输入输出（I/O）和中断扩展技术返回1单片机与片外并行器件接口设计有两个任务：硬件电路连接和软件编程硬件接口就是解决三种总线的连接：1）数据总线：片外器件的数据总线宽度不超过8位时，直接与单片机相连即可；大于8位时，需要分时来存取。2）地址总线：先对片外器件分配地址，然后进行相应的硬件连接。3）控制总线：根据片外器件工作的定时逻辑，利用单片机控制信号以及与I/O口线的组合，完成对器件的控制和读写操作。返回MCS-51单片机并行接口基本方法ALE,PSEN,EA,RD、WR2地址总线（AB）地址

2、总线由单片微机P0口提供低8位地址A0-A7P2口提供高8位地址A8-A15。P0口是地址总线低8位和8位数据总线复用口，只能分时用作地址线。P0口输出的低8位地址A0-A7必须用锁存器锁存。锁存器的锁存控制信号为单片微机ALE引脚输出的控制信号。在ALE的下降沿将P0口输出的地址A0-A7锁存。P0、P2口在系统扩展中用做地址线后便不能作为一般I/O口使用。由于地址总线宽度为16位，故可寻址范围为64KB3数据总线（DB）数据总线由P0口提供，用D0～D7表示。P0口为三态双向口，是应用系统中使用最为频繁的通道。所有单片微机与外部交换的数据、指

3、令、信息，除少数可直接通过P1口外，全部通过P0口传送。数据总线是并连到多个连接的外围芯片的数据线上，而在同一时间里只能够有一个是有效的数据传送通道。哪个芯片的数据通道有效，则由地址线控制各个芯片的片选线来选择。480C51系列单片微机的三总线结构5单片机控制信号线ALE输出，地址锁存，锁存P0口输出的低8位地址信号PSEN输出，程序存储器选通允许EA输入，外部访问，选择片内或片外程序存储器RD、WR输出，读/写，用于访问片外数据存储器的读写控制6常用的串行总线有Motorola公司的SPI（SerialPeripheralInterface）总

4、线Philips公司的I2C（Inter-IntegratedCircuit）NationalSemiconductor公司的MICROWIRE总线现场总线CAN（ControllerAreaNetwork）总线等。串行总线的类型返回7SPI(外围设备接口）总线接口返回SPI三线总线结构是一个同步外围接口，允许MCU与各种外围设备以串行方式进行通信。①全双工、三线同步传送；②主、从机工作方式；③可程控的主机位传送频率、时钟极性和相位；④发送完成中断标志；⑤写冲突保护标志。按要求连接SCLK、MOSI/MISO、SS三根线，即可通过SPI扩展各种I

5、/O功能8串行数据线（MISO、MOSI）1.主机输入／从机输出数据线（MISO）和主机输出／从机输入数据线（MOSI），用于串行数据的发送和接收。2.数据发送时．先传送MSB（高位），后传送LSB（低位）。3.在SPI设置为主机方式时，MISO线是主机数据输入线，MOSI是主机数据输出线；4.在SPI设置为从机方式时，MISO线是从机数据输出线，MOSI是从机数据输入线。SPI总线引脚描述主机MOSIMISOMOSI从机MISO9串行时钟线（SCLK）1.用于同步从MISO和MOSI引脚输入和输出数据的传送。2.在SPI设置为主机方式时SCLK

6、为输出；3.在SPI设置为从机方式时，SCLK为输入。4.在SPI设置为主机方式时，主机启动一次传送时，自动在SCLK脚产生8个时钟周期。主机和从机SPI器件中．在SCLK信号的一个跳变时进行数据移位，数据稳定后的另一个跳变时进行采样。10从机选择输入（SS）1.在从机方式时，输入端，用于使能SPI从机进行数据传送；2.在主机方式时，一般由外部置为高电平。3.通过SPI可以扩展各种I/O功能，包括：A／D、D／A、实时时钟、RAM、EEPROM及并行输入／输出接口等。11单片机的SPI总线接口利用单片机方式0实现简化的SPI同步串行通信功能，RX

7、D（P3.1）作为MOSI/MISO，TXD（P3.0）作为SCLK特点：1.SCLK极性和相位关系固定，传送速率固定，不能编程改变2.无从机选择输入（SS）端3.输入输出同一条线用软件设置数据传送方向4.传送数据位的顺序先低位，后高位。12I2C(内置集成电路）总线接口返回1.I2C总线是两线协议，在器件之间使用两根信号线（SDA和SCL）进行信息串行传送，并允许若干兼容器件共享。2.SDA线称为串行数据线，传输双向的数据；SCL线称为串行时钟线，传输时钟信号，用来同步串行数据线上的数据。3.I2C总线上的数据传送速率可达100kb/s以上。1

8、3I2C总线返回上拉电阻，集电极（漏极）开路结构14挂接在I2C总线上的器件，根据其功能可分为两种主控器件和从控器件。主控器件：控制总线