清华大学：《单片机原理与应用技术》课程教材电子教案（PPT课件讲稿）第9章 串行扩展技术

第9章串行扩展技术 oror tor rorbrooroo UNIVERSITY PRESS (课时:6学时) 清华大学出版社画

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IIISINGHUA UNIVER 教学目的 ■了解串行扩展的分类和特点。 了解 Microware、1wire、USB和0AN总线。 掌握12C总线的原理。 ■掌握SPI总线的原理 学习重点和难点 ■|2c总线的软件模拟。 ■SPI总线的软件模拟。 清华大学, 出版社

http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 教学目的 ◼ 了解串行扩展的分类和特点。 ◼ 了解Microware、1-wire、USB和CAN总线。 ◼ 掌握I 2C总线的原理。 ◼ 掌握SPI总线的原理。 学习重点和难点 ◼ I 2C总线的软件模拟。 ◼ SPI总线的软件模拟

A 第9章串行扩展技术 ■9.1串行扩展概述 ■9.2UART串行扩展接口 9.3120串行扩展总线 ■9.4SP|串行扩展接口 本章小结 习题 清华大学出版社⑨

http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 第9章 串行扩展技术 ◼ 9.1 串行扩展概述 ◼ 9.2 UART串行扩展接口 ◼ 9.3 I2C串行扩展总线 ◼ 9.4 SPI串行扩展接口 ◼ 本章小结 ◼ 习题

TSINGHUA 91k串行护展概述 00101011011010 ■9.1.1串行扩展的种类 9.1.2串行扩展的特点 清华大学出版社⑨

http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 9.1 串行扩展概述 ◼ 9.1.1 串行扩展的种类 ◼ 9.1.2 串行扩展的特点

9.1行扩展的种类 1011011010 新一代单片机技术的显著特点之一就是串行扩展总线和接口 的推出。常用的串行扩展总线和接口有12C总线、SP总线、 Microware总线、1-wire总线和CAN总线等。 (1)UART串行扩展接口 (Universal Asynchronous Receiver /Transmitter UART通用异步收发器,既能同步又能异步通信的硬件电路 称为UART。UART是用于控制计算机与串行设备的芯片,它提 供了RS-2320数据终端设备接口,这样计算机就可以和调制 解调器或其它使用RS-2320接口的串行设备通信了。 清华大学出版社⑨

http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 9.1.1 串行扩展的种类 新一代单片机技术的显著特点之一就是串行扩展总线和接口 的推出。常用的串行扩展总线和接口有I 2C总线、SPI总线、 Microware总线、1-wire总线和CAN总线等。 （1）UART串行扩展接口 （Universal Asynchronous Receiver/Transmitter） UART通用异步收发器，既能同步又能异步通信的硬件电路 称为UART。UART是用于控制计算机与串行设备的芯片，它提 供了RS－232C数据终端设备接口，这样计算机就可以和调制 解调器或其它使用RS－232C接口的串行设备通信了

911行扩展的种类 1011011010 (2)120( Inter Integrated Circuit)串行扩展总线 12c总线是 Philip公司推出的芯片间串行传输总线。它用两 根线实现了完善的全双工同步数据传送,可以极为方便地构 成多机系统和外围器件扩展系统 (3)SPl( Serial Per ipheral Interface)串行扩展接口 sP|总线是 Motorola公司提出的一种同步串行外设接口。允 许MCU与各种外围设备以同步串行方式进行通信。其外围设 备种类繁多,从最简单的TTL移位寄存器到复杂的LCD显示驱 动器、网络控制器等,可谓应有尽有。 清华大学出版社⑨

http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 9.1.1 串行扩展的种类 （2）I 2C（Inter Integrated Circuit）串行扩展总线 I 2C总线是Philip公司推出的芯片间串行传输总线。它用两 根线实现了完善的全双工同步数据传送，可以极为方便地构 成多机系统和外围器件扩展系统。 （3）SPI(Serial Peripheral Interface) 串行扩展接口 SPI总线是Motorola公司提出的一种同步串行外设接口。允 许MCU与各种外围设备以同步串行方式进行通信。其外围设 备种类繁多，从最简单的TTL移位寄存器到复杂的LCD显示驱 动器、网络控制器等，可谓应有尽有

只1行扩展的种类 (4) Microware串行扩展接口 Microware总线是NS公司提出的串行同步双工通信接口,用 于8位c0P800系列单片机和16位HPC系列单片机 (5)单总线(1wire)串行扩展总线 1-wire总线是 Dallas公司研制开发的一种协议,用于便携 式仪表和现场监控系统。 (6)USB( Universa Ser ia BUS)串行扩展总线 USB总线是 Compaq、 Inte l、 Microsoft、NEC等公司联合制 定的一种计算机串行通信协议。 清华大学, 出版社

http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 9.1.1 串行扩展的种类 （4）Microware串行扩展接口 Microware总线是NS公司提出的串行同步双工通信接口，用 于8位COP800系列单片机和16位HPC系列单片机。 （5）单总线（1-wire）串行扩展总线 1-wire总线是Dallas公司研制开发的一种协议，用于便携 式仪表和现场监控系统。 （6）USB（Universal Serial BUS）串行扩展总线 USB总线是Compaq、Intel、Microsoft、NEC等公司联合制 定的一种计算机串行通信协议

911串行扩展的种类 (7)CAN( Control ler Area Network)串行扩展总线 CAN总线是德国 Bosch公司最先提出的多主机局域网,是国 际上应用最广泛的现场总线之一。最初,GAN被设计作为汽 车环境中的微控制器通信,在车载各电子控制装置ECU之间 交换信息,形成汽车电子控制网络。比如:发动机管理系统、 变速箱控制器、仪表装备 清华大学出版社⑨

http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 9.1.1 串行扩展的种类 （7）CAN（Controller Area Network）串行扩展总线 CAN总线是德国Bosch公司最先提出的多主机局域网，是国 际上应用最广泛的现场总线之一。最初，CAN被设计作为汽 车环境中的微控制器通信，在车载各电子控制装置ECU之间 交换信息，形成汽车电子控制网络。比如：发动机管理系统、 变速箱控制器、仪表装备

A 只12串行拉展的特 占 1\\ 串行扩展总线技术是新一代单片机技术发展的一个显著特点。 与并行扩展总线相比,串行扩展总线有电路结构简单,程序 编写方便,易于实现用户系统软硬件的模块化、标准化等优 点 常用串行扩展总线和接口的特点简要说明如下 (1)UART串行扩展接口 UART接口是二线制,8051单片机的UART既能作通用异步接 收和发送器,又能作同步移位寄存器。它可以实现8051单片 机系统之间点对点的单机通信或多机通信,也可以实现扩展 1/0口 清华大学, 出版社

http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 9.1.2 串行扩展的特点 串行扩展总线技术是新一代单片机技术发展的一个显著特点。 与并行扩展总线相比，串行扩展总线有电路结构简单，程序 编写方便，易于实现用户系统软硬件的模块化、标准化等优 点。 常用串行扩展总线和接口的特点简要说明如下： （1）UART串行扩展接口 UART接口是二线制，8051单片机的UART既能作通用异步接 收和发送器，又能作同步移位寄存器。它可以实现8051单片 机系统之间点对点的单机通信或多机通信，也可以实现扩展 I/O口

JA 91.2串行扩展的特点 (2)120总线 12C总线是二线制,采用器件地址的硬件设置方法,通过软 件寻址完全避免了器件的片选线寻址方法,从而使硬件系统 具有简单灵活的扩展方法。120总线简单,结构紧凑,易于 实现模块化和标准化 (3)SP串行扩展接口 SP总线是三线制,可直接与多种标准外围器件直接接口, 在SP从设备较少而没有总线扩展能力的单片机系统中使用 特别方便。即使在有总线扩展能力的系统中采用SP|设备也 可以简化电路设计,省掉很多常规电路中的接口器件,从而 提高了设计的可靠性 清华大学出版社⑨

http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 9.1.2 串行扩展的特点 （2）I 2C总线 I 2C总线是二线制，采用器件地址的硬件设置方法，通过软 件寻址完全避免了器件的片选线寻址方法，从而使硬件系统 具有简单灵活的扩展方法。I 2C总线简单，结构紧凑，易于 实现模块化和标准化。 （3）SPI串行扩展接口 SPI总线是三线制，可直接与多种标准外围器件直接接口， 在SPI从设备较少而没有总线扩展能力的单片机系统中使用 特别方便。即使在有总线扩展能力的系统中采用SPI设备也 可以简化电路设计，省掉很多常规电路中的接口器件，从而 提高了设计的可靠性