山东大学：《微机原理及单片机接口技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第八章 数据通信

第八章数据通傖 本章学习目标 ◇了解通信的有关概念 ◇掌握串行通信和并行通信的原理 ◇掌握常见串行接口(RS232/RS485/SPC)的原 理及应用方法 ◇掌握单片机并行接口的扩展方法 3 23:49:0

23:49:01 第八章 数据通信 本章学习目标 了解通信的有关概念 掌握串行通信和并行通信的原理 掌握常见串行接口(RS232/RS485/SPI/I2C)的原 理及应用方法 掌握单片机并行接口的扩展方法 3

第八章数据通信 8.1通信的有关概念 8.11串行通信的相关概念 812并行通信的相关概念「1.串行口的寄存器 8.2串行接口 2.串行口的工作方式 81单片机的串行接口3.多处理机通信 822RS232串行通信接口4波特率的设定 8.23RS485通信接口 5.串行口通信应用举例 8.2,4SP通信接旦 825PC通信接口 8.3并行总线接口的使用方法 8.3.1文件管理控制芯片CH376简介 8.32CH376的常用命令 8.33CH376使用步骤和实例代码 23:49:0

23:49:01 第八章 数据通信 8.1 通信的有关概念 8.1.1 串行通信的相关概念 8.1.2 并行通信的相关概念 8.2 串行接口 8.2.1 单片机的串行接口 8.2.2 RS232串行通信接口 8.2.3 RS485通信接口 8.2.4 SPI通信接口 8.2.5 I 2C通信接口 8.3 并行总线接口的使用方法 8.3.1 文件管理控制芯片CH376简介 8.3.2 CH376的常用命令 8.3.3 CH376使用步骤和实例代码 4 1. 串行口的寄存器 2. 串行口的工作方式 3. 多处理机通信 4. 波特率的设定 5. 串行口通信应用举例

824SP通信接口 1、SPI接口简介 ◇IAPl5W4K584集成了串行外设接口( Serial Peripheral terface,简称SP) ◇SP接口既可以和其他微处理器通信,也可以与具有 SP兼容接口的器件,如存储器、AD转换器、DA转 换器、LED或LCD驱动器等进行同步通信。 ◇SPI接口有两种操作模式:主模式和从模式。 ◆在主模式中支持高达3Mbi/s的速率(工作频率为12MH时); ◆从模式时速度无法太快,速度在 SYSclk/84以内较好。 ◆SPI接口还具有传输完成标志和写冲突标志保护功能 5 23:49:0

23:49:01 8.2.4 SPI通信接口 1、SPI接口简介 IAP15W4K58S4集成了串行外设接口(Serial Peripheral Interface, 简称SPI)。 SPI接口既可以和其他微处理器通信，也可以与具有 SPI兼容接口的器件，如存储器、A/D转换器、D/A转 换器、LED或LCD驱动器等进行同步通信。 5 SPI接口有两种操作模式：主模式和从模式。 在主模式中支持高达3Mbit/s的速率(工作频率为12MHz时); 从模式时速度无法太快，速度在SYSclk/8 4以内较好。 SPI接口还具有传输完成标志和写冲突标志保护功能

2、AP15W4K58S4单片机的SP接口的结构 CPU时钟 S: SO M: MI HMISO P14 M: MO 时钟分频器 8位移位寄存器 4.16.64.128 SPDAT(读)数据缓冲区 MOS 則买 P1.3 吋钟分频器选择SP时钟(主机) 时钟S SCLK P1.5 L逻辑」M虽 LYmSTR SS P12 SP控制FsPN 平P到NsP允许 /SS: Slave select SPSTATVo YS P状态寄存器 SP控制寄存器 SPI中断请求信号内部数据总线 SPCTI 6 图827AP15W4K584单片机的SP功能方框图3:40

23:49:01 2、IAP15W4K58S4单片机的SPI接口的结构 图8-27 IAP15W4K58S4单片机的SPI功能方框图 S M M S S M MISO P1.4 MOSI P1.3 SCLK P1.5 SS P1.2 8位移位寄存器 (读)数据缓冲区 时钟分频器选择 时钟 逻辑 SPI状态寄存器 SPI控制 CPU时钟 SPI中断请求信号 内部数据总线 SPI控制寄存器 引脚控制逻辑 SSIG DORD MSTR CPHA CPOL SPR1 SPR0 SPR1 SPR0 SPIF WCOL SPI时钟(主机) SPEN MSTR MSTR SPEN SPEN 时钟分频器 4, 16, 64, 128 6 :MI :SO :MO :SI SPI允许 /SS: Slave Select SPDAT SPCTL SPSTAT

AP15W4K58s4单片机的SP接口结构说明 ◆SPI的核心是一个8位移位寄存器和数据缓冲器,数据 可以同时发送和接收。在SP数据的传输过程中,发送 和接收的数据都存储在缓冲器中。 ◆对于主模式,若要发送一个字节数据,只需将这个数据 写到 SPIDAT寄存器中。主模式下/Ss信号不是必须的。 在从模式下,必须在SS信号变为有效并接收到合适的 时钟信号后,方可进行数据的传输。在从模式下,如果 个字节传输完成后,SS信号变为高电平,这个字节 立即被硬件逻辑标志为接收完成,SP接口准备接收下 个数据。 ◆任何SP控制寄存器的改变将复位SP接口,并清除相 关寄存器 7 23:49:0

23:49:01 IAP15W4K58S4单片机的SPI接口结构说明 SPI的核心是一个8位移位寄存器和数据缓冲器, 数据 可以同时发送和接收。在SPI数据的传输过程中, 发送 和接收的数据都存储在缓冲器中。 对于主模式, 若要发送一个字节数据, 只需将这个数据 写到SPIDAT寄存器中。主模式下/SS信号不是必须的。 在从模式下, 必须在/SS信号变为有效并接收到合适的 时钟信号后, 方可进行数据的传输。在从模式下, 如果 一个字节传输完成后, /SS信号变为高电平, 这个字节 立即被硬件逻辑标志为接收完成, SPI接口准备接收下 一个数据。 任何SPI控制寄存器的改变将复位SPI接口, 并清除相 关寄存器。 7

3、SP|接口的数据通信 (1)SP接口的信号 MISO/P1.4,MOSP13, SCLK/P15,SS/P12共4根 信号线构成SPI接口。SP接囗的引脚可以切换 ◇MoSI( Master out slave n,主出从入) ◆主器件的输出和从器件的输入,用于主器件到从器件 的串行数据传输 ◆根据SP规范,多个从机共享一根MOS信号线。在时 钟边界的前半周期,主机将数据放在MOS信号线上, 丛机在该边界处获取该数据。 时钟周期 234|567|8

23:49:01 3、SPI接口的数据通信 （1）SPI接口的信号 MISO/P1.4, MOSI/P1.3, SCLK/P1.5, /SS /P1.2 共4根 信号线构成SPI接口。SPI接口的引脚可以切换。 8 MOSI（Master Out Slave In，主出从入） 主器件的输出和从器件的输入，用于主器件到从器件 的串行数据传输。 根据SPI规范, 多个从机共享一根MOSI信号线。在时 钟边界的前半周期, 主机将数据放在MOSI信号线上, 从机在该边界处获取该数据

3、SP|接口的数据通信 (1)SP接口的信号 ◇MISO( Master n slave out,主入从出) ◆从器件的输出和主器件的输入。用于实现从器件到 主器件的数据传输。 ◆SP规范中,一个主机可连接多个从机,因此,主机 的MSO信号线会连接到多个从机上,或者说,多个 从机共享一根MISO信号线。 ◆当主机与一个从机通信时,其他从机应将其MISO 引脚驱动置为高阻状态 23:49:0

23:49:01 3、SPI接口的数据通信 MISO（Master In Slave Out，主入从出） 从器件的输出和主器件的输入。用于实现从器件到 主器件的数据传输。 SPI规范中，一个主机可连接多个从机，因此，主机 的MISO信号线会连接到多个从机上，或者说，多个 从机共享一根MISO信号线。 当主机与一个从机通信时，其他从机应将其MISO 引脚驱动置为高阻状态。 9 （1）SPI接口的信号

3、SP|接口的数据通信 (1)SP接口的信号 ◇SCLK( SPI Clock,串行时钟信号) ◆串行时钟信号是主器件的输出和从器件的输入,用 于同步主器件和从器件之间在MOS和MISO线上的 串行数据传输。 ◆当主器件启动一次数据传输时,自动产生8个SCLK 时钟周期信号给从机。在SCLK的每个跳变处(上 升沿或下降沿)移出一位数据。 次数据传输可以传输一个字节的数据 23:49:0

23:49:01 3、SPI接口的数据通信 SCLK（SPI Clock，串行时钟信号） 串行时钟信号是主器件的输出和从器件的输入，用 于同步主器件和从器件之间在MOSI和MISO线上的 串行数据传输。 当主器件启动一次数据传输时，自动产生8个SCLK 时钟周期信号给从机。在SCLK的每个跳变处（上 升沿或下降沿）移出一位数据。 一次数据传输可以传输一个字节的数据。 10 （1）SPI接口的信号

(1)SP接口的信号 ◇SCLK、MOSI和MISO通常用于将两个或更多 个SP器件连接在一起。 ◆数据通过MOS由主机传送到从机,通过MSO 由从机传送到主机。 ◆SCLK信号在主模式时为输出,在从模式时为 输入 ◆如果SP接口被禁止,即特殊功能寄存器 SPCTL 中的SPEN=0(复位值),这些管脚都可作为 IO口使用。 23:49:0

23:49:01 （1）SPI接口的信号 SCLK、MOSI和MISO通常用于将两个或更多 个SPI器件连接在一起。 数据通过MOSI由主机传送到从机，通过MISO 由从机传送到主机。 SCLK信号在主模式时为输出，在从模式时为 输入。 11 如果SPI接口被禁止，即特殊功能寄存器SPCTL 中的SPEN=0（复位值），这些管脚都可作为 I/O口使用

(1)SP接口的信号 ◇Ss( Slave select,从机选择信号) ◆这是一个输入信号。主器件用它来选择处于从模式 的SPI模块。 ◆在主模式下,SP接口只能有一个主机,不存在主机 选择问题,在该模式下SS不是必须的。主模式下通 常将主机的/SS引脚通过10k的电阻上拉高电平。 每一个从机的SS接主机的ⅣO口,由主机控制电平高 低,以便主机选择从机。可置SSG位为1,/s脚被忽略 ◆在从模式下,不论发送还是接收,/SS信号必须有效。 因此在一次数据传输开始之前必须将/SS拉为低电平。 SPI主机可用IO口选择一个SP器件作为当前从机。 SP控制寄存器 SPCTL.7(SS|G) 23:49:0

23:49:01 （1）SPI接口的信号 （Slave Select，从机选择信号） 这是一个输入信号。主器件用它来选择处于从模式 的SPI模块。 在主模式下, SPI接口只能有一个主机, 不存在主机 选择问题, 在该模式下/SS不是必须的。主模式下通 常将主机的/SS引脚通过10kΩ的电阻上拉高电平。 每一个从机的/SS接主机的I/O口, 由主机控制电平高 低, 以便主机选择从机。 在从模式下，不论发送还是接收，/SS信号必须有效。 因此在一次数据传输开始之前必须将/SS拉为低电平。 SPI主机可用I/O口选择一个SPI器件作为当前从机。 SS 12 可置SSIG位为1, /SS脚被忽略 SPI控制寄存器SPCTL. 7(SSIG)