8051数据通信和接口扩展.pdf

8051单片机数据通信和接口扩 展技术 参考：《8051单片机数据通信接口扩展技术与应用实例》 人民邮电出版社 课程内容 1. RS-232/422/485接口技术规范 2. 单片机的RS-485接口实例 3. SPI及Microwire串口总线协议 4. Microwire接口EEPROM存储器NM93Cx6 5. I2C总线协议 6. AT24Cxx系列I2C总线接口存储卡 7. 1-Wire总线协议 8. 基于1-Wire总线的温度监控系统实现 1.RS-232/422/485接口技术规范 RS-232-C接口协议 制定时间 20世纪60年代 版本 RS-232-C、RS-232-D、RS-232-E等 DCE接头 (终端电缆) 公外壳、母连接针 DTE(计算机) 母外壳、公连接针 逻辑“1” -3V到-25V，通常为-12V 逻辑“0” 3V到25V，通常为12V 传输 单端，1收、1 发，最大传输速 率：20kHz，最大距离：30m RS-422接口协议 输出信号电平(V) ±2V(加载) 输入电压范围(V) -10～+10V 输入灵敏度(V) ±0.2V 传输 双端差分，1收、1 0发，最大传输速率： 10M，最大距离：1200m RS-485接口协议 制定时间 1983年 DCE接头 (终端电缆) 公外壳、母连接针 DTE(计算机) 母外壳、公连接针 输出信号电平(V) ±1.5V(加载) 输入电压范围(V) -7V～+12V 输入灵敏度(V) ±0.2V(VA-VB≥0.2V，表示信号“1”；VA-VB≤- 0.2V，表示信号“0”) 传输 双端差分，1收、32发，最大传输速率：10M， 最大距离：1200m 传输速率 传输距离 理论最高传输速率： 10Mbit/s 10m 105～107bit/s 数据传输速率(bit/s)×传输距 离(m)≤108(bit/s·m) 105bit/s以下 1200m以上 2.单片机的RS-485接口实例 目前有多种RS-485收发器，比较典型的有DS96176、MAX481、MAX483 和MAX485。下图是一个采用MAX483实现的RS-485接口电路。 单片机与DTSD966多功能数字电表 之间的RS-485数据传输 ? 通信协议：《DL/T 645-1997多功能电能表通信规约》 字节格式：每个字节含8位二进制码，传输时加上一个起 始位(逻辑低电平)、一个偶校验位和一个停止位(逻辑高电 平)，共11位。其中8位数据的顺序为低位在前、高位在后 ? 数据帧格式：在数据传输过程中，帧是信息传送的基本单元 数据帧中各段说明 各段所对应的代码 前导字节 FEh FEh FEh FEh 数据帧中各段说明 各段所对应的代码 帧起始符 68h 控制码 C 地址域起始符 68h 地址域 A0 A1 A2 A3 A4 A5 数据长度域 L 数据域 DATA 校验码 CS 结束符 16h ? 函数名称：send_flame ? 函数功能：单片机通过RS-485接口向电表发送一个数据帧 逐一发送命令缓冲区内的数据 等待电表在1s内返回数据帧 是否超时 设置MAX483处于发送状态 复位，设置超时标志位 N Y ? 函数名称：com_isp ? 函数功能：单片机以中断方式通过RS-485接口从电表接收数据帧 接收一个字节数据 和对应数据帧地址 N 数据比较，是否一致 更新电表数据帧地址段计数器 复位，设置接收中断标志 Y 5.SPI和Microwire串行总线接口 ? SPI是由MOTOROLA(USA)公司提出的一种同步串行外围接 口，采用3根或4根信号线进行数据传输，所需要的信号包括 使能信号CS、同步时钟SCLK、同步数据输入SDI和同步数据 输出SDO。 ? Microwire串行总线是由National Semiconductor(USA)公司制 定，采用三线同步串行总线，由一根数据输出线SO、一根数 据输入线SI和一根时钟信号线SK组成。 ? SPI和Microwire串行总线构成的系统都是单主系统 ? 升级：QSPI (Queued Serial Peripheral Interface) MicrowirePLUS Microwire总线典型应用 NS公司已经生产出各种功能的Microwire总线外部设备，它们 包括存储器(包括CMOS RAM和EEPROM)、A/D和D/A转换器、 定时/计数器、远程通信设备、真空荧光显示设备、LED显示驱 动器和LCD显示驱动器。 Microwire接口EEPROM存储器NM93Cx6 EEPROM是可用电气方法进行在线擦除和再编程的只读存储器， 它既有RAM在应用中可读可改写特性，又具有非易失性，存储 器在系统掉电后仍能保持