《课件：微控制器输入输出接口》.ppt

*************************************SPI应用实例：与EEPROM通信硬件连接以25系列SPIEEPROM为例，连接需要4根信号线：SCK:连接到微控制器的SPI时钟引脚SI/MOSI:连接到微控制器的MOSI引脚SO/MISO:连接到微控制器的MISO引脚CS/SS:连接到微控制器的GPIO引脚还需连接电源和地线，必要时加入旁路电容提高信号稳定性。写入操作向EEPROM写入数据的步骤：发送写使能指令(WREN,0x06)发送写指令(WRITE,0x02)发送目标地址(通常2字节)连续发送数据字节拉高CS结束传输等待写入完成(轮询状态寄存器)读取操作从EEPROM读取数据的步骤：发送读指令(READ,0x03)发送起始地址(通常2字节)连续读取数据字节(每读取一字节发送一个空字节)拉高CS结束传输代码示例//读取EEPROM数据uint8_tEEPROM_Read(uint16_taddr,uint8_t*buf,uint16_tlen){CS_LOW();//激活片选SPI_Send(0x03);//读取指令SPI_Send((addr8)0xFF);//地址高字节SPI_Send(addr0xFF);//地址低字节for(uint16_ti=0;ilen;i++){buf[i]=SPI_SendReceive(0xFF);//读取数据}CS_HIGH();//释放片选return0;}串行通信接口：I2C双线式总线I2C(Inter-IntegratedCircuit)是飞利浦开发的串行通信总线，仅使用两根信号线：SDA(串行数据线)和SCL(串行时钟线)。这种极简的物理接口使其特别适合板内设备互连，减少PCB布线复杂度和引脚占用。多主多从架构I2C支持多主设备和多从设备共享同一总线，最多可连接128个设备(标准7位地址模式)。设备通过唯一地址标识，主设备可以选择性地与任一从设备通信。这种架构为系统扩展提供了极大灵活性。灵活的速率配置I2C支持多种传输速率：标准模式(100kbps)、快速模式(400kbps)、高速模式(3.4Mbps)等。系统可根据需求选择合适的速率，平衡传输效率与信号完整性。不同设备可在同一总线上以不同速率通信。内置应答机制I2C协议内置了应答机制，接收方在接收每个字节后发送应答位(ACK/NACK)，提供可靠的数据传输保障。这一特性使错误检测和恢复变得简单，无需额外的校验机制。I2C的工作原理起始条件通信开始于起始条件(START)：当SCL为高电平时，SDA从高变为低。这个特殊的时序模式通知所有设备有新的通信即将开始。任何主设备都可以产生起始条件，从而成为本次通信的控制者。地址传输起始条件后，主设备发送7位从设备地址和1位读/写标志(R/W)。总线上所有设备都接收并比较这个地址，只有地址匹配的从设备会响应，其他设备保持静默。这种寻址机制支持选择性通信，无需额外片选线。数据传输地址确认后，开始数据传输。数据位在SCL高电平时必须稳定，只能在SCL低电平时改变。每传输8位数据后，接收方发送1位应答信号(ACK)。数据传输可以持续多个字节，直到主设备决定结束通信。停止条件通信结束于停止条件(STOP)：当SCL为高电平时，SDA从低变为高。停止条件释放总线，允许其他主设备接管通信。主设备也可以发送重复起始条件(RepeatedSTART)而不是停止条件，直接开始新的通信周期。I2C的地址和数据传输设备寻址I2C采用地址寻址方式，每个从设备都有唯一地址：标准寻址：7位地址空间，支持最多128个设备扩展寻址：10位地址空间，支持最多1024个设备地址分配方式：固定地址：由硬件设计决定，无法更改可配置地址：通过外部引脚设置部分地址位软件可编程：通过特殊命令配置设备地址地址冲突是I2C系统设计中的常见问题，需谨慎规划。数据传输模式I2C支持四种基本传输模式：1.主发送模式(写操作)：主设备发送起始条件发送从设备地址+写位(0)等待从设备应答连续发送数据字节，每字节后等待应答发送停止条件结束传输2.主接收模式(读操作)：主设备发送起始条件发送从设备地址+读位(1)等待从设备应答接收数据字节，除最后一字节外主设备都应答接收最后一字节后不应答，发送停止条件特殊情况下还可能使用组合模式，如写后