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1、第第8 8章章 80C5180C51的串行总线扩展的串行总线扩展I2C总线总线及其扩展及其扩展8.1SPISPI总线总线接口及其扩展接口及其扩展8.2串行时钟日历芯片串行时钟日历芯片DS1302DS1302及其接口及其接口8.32024/7/2618.1 I2C总线接口及其扩展总线接口及其扩展有两根双向信号线：有两根双向信号线：数据线数据线SDASDA和和时钟线时钟线SCLSCL I I2 2C C总线架构总线架构8.1.1 I8.1.1 I2 2C C总线基础总线基础2024/7/262 I I2 2C C总线的特点总线的特点采用采用2 2线制线制 器器件件引引脚脚少少，器器件件间间连连接接
2、简简单单，电电路路板板体体积积减减小小，可可靠性提高靠性提高 传输速率高传输速率高标标准准模模式式：100Kb/s100Kb/s，快快速速模模式式：400Kb/s400Kb/s，高高速速模模式为式为3.4Mb/s 3.4Mb/s 支持主支持主/ /从和多主两种工作方式从和多主两种工作方式标标准准型型80C5180C51没没有有I I2 2C C总总线线接接口口，只只能能工工作作于于单单主主方方式式（扩展外围从器件扩展外围从器件） 2024/7/263 I I2 2C C总线的数据传输总线的数据传输 传输时序图传输时序图 起始信号起始信号S S终止信号终止信号P P2024/7/264 字节传送
3、与应答字节传送与应答 寻址字节寻址字节 位：D7D6D5D4D3D2D1D0器件地址R/WR/W2024/7/265 器件地址表器件地址表器件型号器件型号字节容量字节容量寻址字节寻址字节内部地址内部地址字节数字节数页面写页面写字节数字节数最多可挂最多可挂器件数器件数 固定标识固定标识 片片 选选R/WR/WAT24C01AAT24C01A1281281 10 01 10 0A2A2A1A1A0A01/01/01 18 88 8AT24C02256A2A1A01/088AT24C04AT24C04512512A2A2A1A1P01/01/016164 4AT24C08AAT24C08A1K1KA
4、2A2P1P01/01/016162 2AT24C16AAT24C16A2K2KP2P1P01/01/016161 1AT24C32AAT24C32A4K4KA2A2A1A1A0A01/01/02 232328 8AT24C64AAT24C64A8K8KA2A2A1A1A0A01/01/032328 8AT24C128BAT24C128B16K16KA2A2A1A1A0A01/01/064648 8AT24C256BAT24C256B32K32KA2A2A1A1A0A01/01/064648 8AT24C512BAT24C512B64K64KA2A2A1A1A0A01/01/01281288
5、82024/7/266 I I2 2C C总线典型信号时序模拟总线典型信号时序模拟8.1.2 80C518.1.2 80C51的的I I2 2C C总线时序模拟总线时序模拟2024/7/267 I I2 2C C总线典型信号模拟子程序总线典型信号模拟子程序 起始信号起始信号STA:SETB SDASTA:SETB SDA SETB SCL SETB SCL NOP NOP NOP NOP CLR SDA CLR SDA NOP NOP NOP NOP CLR SCL CLR SCL RET RET 终止信号终止信号STP:CLR SDASTP:CLR SDA SETB SCL SETB SCL
6、 NOP NOP NOP NOP SETB SDA SETB SDA NOP NOP NOP NOP CLR SDA CLR SDA CLR SCL CLR SCL RET RET发应答位发应答位“0 0”ASK:CLR SDAASK:CLR SDA SETB SCL SETB SCL NOP NOP NOP NOP CLR SCL CLR SCL SETB SDA SETB SDA RET RET发非应答位发非应答位“1 1”NAS:SETB SDANAS:SETB SDA SETB SCL SETB SCL NOP NOP NOP NOP CLR SCL CLR SCL CLR SDA C
7、LR SDA RET RET SDA EQU P1.7SDA EQU P1.7SCL EQU P1.6SCL EQU P1.6主程序设置：主程序设置：2024/7/2688.1.3 80C518.1.3 80C51与与AT24C02AT24C02的接口的接口AT24C02AT24C02为串行为串行E E2 2PROMPROM存储器。体积小、功耗低、占用存储器。体积小、功耗低、占用I/OI/O口线少，性能价格比高口线少，性能价格比高 WPWP：写保护控制端，接地时允许写入。：写保护控制端，接地时允许写入。 2024/7/269 写操作过程写操作过程 单片机发送起始信号单片机发送起始信号S S 单
8、片机发送控制字节，释放单片机发送控制字节，释放SDASDA线线 被选中的器件确认是自己地址后，在被选中的器件确认是自己地址后，在SDASDA线产生应答线产生应答 单片机发送单片机发送1 1字节预写入存储区首地址字节预写入存储区首地址 器件产生应答器件产生应答- 单片机发出停止信号单片机发出停止信号P P 器件进入写周期（器件进入写周期（10ms10ms内结束）内结束）2024/7/2610 读操作过程读操作过程 单片机发送起始信号单片机发送起始信号S S 单片机发送单片机发送控制字节（伪写）控制字节（伪写），释放，释放SDASDA线线 被选中的器件确认是自己地址后，在被选中的器件确认是自己地址
9、后，在SDASDA线产生应答线产生应答 单片机发送单片机发送1 1字节预读出存储区首地址字节预读出存储区首地址 器件产生应答器件产生应答 单片机再发一次起始信号单片机再发一次起始信号S S和读控制字节和读控制字节 器件产生应答器件产生应答 单片机读数据、恢复应答单片机读数据、恢复应答- 最后字节读完、发非应答、发停止信号最后字节读完、发非应答、发停止信号P P（程序略程序略）2024/7/26118.2 SPI总线接口及其扩展总线接口及其扩展8.2.1 8.2.1 单片机扩展单片机扩展SPISPI总线的系统结构总线的系统结构 用于用于E E2 2PROMPROM、A/DA/D、D/AD/A、实
10、时时钟等。单片机可、实时时钟等。单片机可模拟模拟SPISPI时序。时序。 对于对于80C5180C51，常采用，常采用“主主MCU+MCU+多个从器件多个从器件”的的主从模式主从模式 4 4个引脚个引脚2024/7/26128.2.2 8.2.2 单片机单片机SPISPI总线的时序模拟总线的时序模拟单片机读单片机读（从器件输出从器件输出）时，在选通有效的情况下，）时，在选通有效的情况下，SCKSCK的下降沿时从器件将数据放在的下降沿时从器件将数据放在MISOMISO线上，单片机延时并采线上，单片机延时并采样样MISOMISO线，将数据位读入。然后将线，将数据位读入。然后将SCKSCK置为高电平
11、形成上置为高电平形成上升沿，数据被锁存。升沿，数据被锁存。 单片机写单片机写（从器件输入）操作类似。（从器件输入）操作类似。 2024/7/2613【例例8-38-3】单片机与具有单片机与具有SPISPI总线接口的总线接口的E2PROME2PROM器件器件X25F008X25F008的的接口电路如图所示接口电路如图所示 。定义单片机引脚如下：定义单片机引脚如下：MOSI EQU P1.0MOSI EQU P1.0SCK EQU P1.1SCK EQU P1.1SS EQU P1.2SS EQU P1.2MISO EQU P1.3 MISO EQU P1.3 单片机读子程序（读取字节在单片机读子
12、程序（读取字节在R0R0中）中）SPIRD:SETB SCKSPIRD:SETB SCK CLR SS CLR SS MOV R1,#8 MOV R1,#8 RLP:CLR SCK RLP:CLR SCK NOP NOP NOP NOP MOV C, MISO MOV C, MISO RLC A RLC A SETB SCK SETB SCK DJNZ R1,RLP DJNZ R1,RLP MOV R0,A MOV R0,A RET RET （写程序略写程序略）2024/7/2614主要性能主要性能8.3 串行时钟日历芯片串行时钟日历芯片DS1302及其接口及其接口 DS1302DS1302，
13、含有，含有实时时钟实时时钟/ /日历日历和和3131字节静态字节静态RAMRAM 8.3.1 DS13028.3.1 DS1302的性能与引脚的性能与引脚 计算计算2100 2100 年之前的秒、分、时、日、星期、月和年之前的秒、分、时、日、星期、月和年，能进行闰年调整；年，能进行闰年调整； 31 31字节数据字节数据RAMRAM； 引脚与引脚与TTL TTL 兼容；兼容； 工作电流小于工作电流小于300nA300nA，有备份电源和涓流充电能力。，有备份电源和涓流充电能力。2024/7/2615引脚定义引脚定义 I/OI/O：数据输入：数据输入/ /输出引脚输出引脚 SCLKSCLK：串行时钟
14、输入引脚：串行时钟输入引脚 RSTRST复位引脚复位引脚 GNDGND：接地引脚：接地引脚 Vcc1Vcc1、Vcc2Vcc2：工作电源、备份电源引脚：工作电源、备份电源引脚 X1X1、X2X2：晶振接入管脚。晶振频率为：晶振接入管脚。晶振频率为32.768KHz32.768KHz。 2024/7/2616命令字格式命令字格式 8.3.2 DS13028.3.2 DS1302的操作的操作 位：位：D7D6D5D4D3D2D1D01R/CR/CA4A3A2A1A0R/WR/W D7D7位：固定为位：固定为1 1 R/C R/C位：为位：为0 0时选择操作时钟，为时选择操作时钟，为1 1时选择操作
15、时选择操作RAMRAM A4A3A2A1A0:A4A3A2A1A0:操作地址操作地址 R/WR/W位：为位：为0 0时进行写操作，为时进行写操作，为1 1时进行读操作时进行读操作 2024/7/2617单字节操作单字节操作 写操作写操作 读操作读操作 2024/7/2618多字节操作（突发模式）多字节操作（突发模式） 每次写入或读出每次写入或读出8 8个字节时钟日历数据或个字节时钟日历数据或3131个字个字节节RAMRAM数据。与单字节时相似，数据。与单字节时相似，仅需将仅需将A0A4A0A4换成换成“11111”11111” 。2024/7/26198.3.3 DS13028.3.3 DS1
16、302的寄存器及的寄存器及RAMRAM日历时钟相关寄存器日历时钟相关寄存器 寄存器名命令字节范 围位内容读写D7D6D5D4D3D2D1D0秒秒8080H H8181H H00005959CHCH秒的十位秒的十位秒的个位秒的个位分分8282H H8383H H000059590 0分的十位分的十位分的个位分的个位时时8484H H8585H H01011212或或0000232312/2412/240 0A/A/P PHRHR小时个位小时个位日日8686H H8787H H010131310 00 0日的十日的十位位日的个位日的个位月月8888H H8989H H010112120 00 00
17、 00/0/1 1月的个位月的个位星期星期8A8AH H8B8BH H010107070 00 00 00 00 0星期几星期几年年8C8CH H8D8DH H00009999年的十位年的十位年的个位年的个位2024/7/2620注意：注意：1 1、秒寄存器的、秒寄存器的CHCH位：位：置置1 1，时钟停振，进入低功耗态；，时钟停振，进入低功耗态；置置0 0，时钟工作。，时钟工作。2 2、小时寄存器的、小时寄存器的D7D7位：位：置置1 1，1212小时制（小时制（D5D5置置1 1表示上午，置表示上午，置0 0表示下午）；表示下午）；置置0 0，2424小时制（此时小时制（此时D5D5、D4
18、D4组成小时的十位）。组成小时的十位）。2024/7/2621其它寄存器及其它寄存器及RAMRAM 寄存器名寄存器名命令字节命令字节范范 围围位内容位内容读读写写D7D6D5D4D3D2D1D0写保护写保护8EH8EH8FH8FH00H00H80H80HWPWP0 0涓流充电涓流充电90H90H91H91H- -TCSTCSDSDSRSRS时钟突发时钟突发BEHBEHBFHBFH- - -RAMRAM突发突发FEHFEHFFHFFH- - -RAM0RAM0C0HC0HC1HC1H00H00HFFHFFHRAMRAM数据数据 00H00HFFHFFHRAM30RAM30FCHFCHFDHFDH
19、00H00HFFHFFH2024/7/2622注意：注意：1 1、WPWP：写保护位：置为：写保护位：置为1 1时，写保护；置为时，写保护；置为0 0时，时，未写保护。未写保护。2 2、TCSTCS：10101010时慢充电；时慢充电；DSDS为为0101，选一个二极管，选一个二极管，为为1010，选，选2 2个二极管；个二极管；1111或或0000，禁止充电。，禁止充电。3 3、RSRS：与二极管串联电阻选择。：与二极管串联电阻选择。0000，不充电；，不充电；0101，2K2K电阻；电阻；1010，4K4K电阻；电阻；1111，8K8K电阻。电阻。2024/7/26238.3.4 DS13028.3.4 DS1302与单片机的接口与单片机的接口接口电路接口电路 驱动程序（驱动程序（略略） 2024/7/26242024/7/2625
