单片机串行外围接口电路的三线式结构设计

BeardRen

摘要:介绍了SPI 与PC总线协议的特点及其在MCS-51单片机系列中模拟实现的方法。对构造单片机系统的整体
8 x* H9 P) q9 L# v/ A方案的方法进行了研究,讨论了方案的可行性。具体的实现方法是使用protel 99SE绘制原理图,再在试验板上来搭建电路，
最后用汇编语言编写驱动程序。通过实际调试，可以成功实现系统最小化。
) E6 ?  t; H( m2 o9 d
& G& p/ t& Z+ p" ?关键词:AT89C51;三线方式;串行接口
; z7 [( p9 T- h7 J: p
SPI总线接口芯片为完成单片机的常规外围电路扩
展设计带来了机遇,可扩展的外围电路包括A/D与D/A
转换器、显示、时钟.存储器、监视复位、I/O、显示等。本文
. g- {/ A. s5 _" @1 h( p利用国内目前较为流行的rC, SPI串行通信协议实现单
片机外围电路的A/D转换、D/A转换、时钟、I/O扩展、
EPROM以及LED驱动器件的扩展功能,实现了单片机
0 V) q8 p2 s1 a  c( s5 Q7 p: [系统功能模块化,电路集成化的目的。
1SPI集成接口芯片功能及应用
1.1 A/D转换器
. S$ d% f  N. _9 }8 {# L: R# @单片机应用系统中典型的应用模式是通过传感器采
5 F  I3 ?2 h7 H% z' h集现场的微弱信号参数,经过滤波放大处理后再通过A/D
6 C3 z& M& ?6 b* T2 C4 ^( I. I模数转换送至单片机系统实现各种工业调节和控制,在此
过程中A/D转换电路的设计尤其重要。早期的A/D转
换器与CPU接口- -般采用并行总线方式,新型A/D转换
器采用IC,SPI总线方式可节省CPU的I/O资源，使产
品小型化。本文中选用的A/D转换器为SPI串行总线接
口的10位模数转换器TLC1549。
1.2 D/A转换器
2 o6 t# u0 [5 Z/ S0 WD/A转换器的种类繁多,从接口形式而言,有串口和
+ D# p* D2 [! x% N& z并口之分。目前新型的D/A转换器大都采用了串行总线
协议。D/A芯片的输出形式有电流型和电压型两种,由
; _5 h3 n& D! C/ r# v7 [于电流输出形式在实际电路中必须将输出转换成电压输
出。为了简化电路和提高可靠性,本文选用电压型的SPI
串行总线接口TLC5615 D/A转换器。
0 T& z8 Y7 s. {8 n. n' m; i- ]$ n1.3 驱动显示器接口芯片
目前广泛使用的显示器件主要有LED(二极管显示
" K; g* |4 G: }, l7 {% W* A管)、LCD(液晶显示器)和VFD(真空荧光管)等。LCD和
  @3 G7 C- a9 [VFD显示器显示成本较高,而LED显示器造价低廉,与单
8 c3 ^" r/ E' b0 ?; K( A+ P片机接口方便灵活,技术上易于实现,通常用于显示阿拉
伯数字和少数字符。本文选用LED作为显示器件。串行
+ z' q  z; L5 x, G) h0 Z" N/ }7 Y& B总线方式的LED显示器接口芯片与并行方式相比,仅占
有CPU的少数几根I/O口线便可实现LED功能,因此本
  q8 r: W1 z; t1 S  B设计中采用了SPI串行接口显示驱动芯片MAX7219。
1.4 看门狗芯片X5045
单片机应用系统(或产品)在运行中会受到各种各样
的干扰,导致系统内部数据出错或严重影响程序的运行。
* I+ ?3 H7 R" y因此，单片机应用系统的开发要考虑系统的可靠性设计。
“看门狗”是系统可靠性设计中的重要一环。所谓“看门
狗"是指在单片机程序设计中采用的一种程序监视技术，
当单片机受到干扰失控导致程序跑飞或陷人死循环时,通
过采取一定的软硬件措施使程序脱离死循环或重新运行。
本文中选用多功能芯片X5045。
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所谓“看门狗"是指在单片机程序设计中采用的一种程序监视技术，当单片机受到干扰失控导致程序跑飞或陷人死循环时,通过采取一定的软硬件措施使程序脱离死循环或重新运行。