单片机串行外围接口电路的三线式结构设计

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1 w& b" R- `) U2 f' U+ t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
3 w0 h1 e7 w0 Q; h7 r8 }, N& }' q. \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。
* F( d+ J& p7 Q. f7 ]- _, M. P
, @* R; _+ P! o7 z$ N' l/ y' u关键词:AT89C51;三线方式;串行接口
! J" t9 p( c2 \  E
SPI总线接口芯片为完成单片机的常规外围电路扩
& a. b, J1 p# m6 o1 M: {/ P: X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
利用国内目前较为流行的rC, SPI串行通信协议实现单
, f3 X+ P+ M  B6 `2 C片机外围电路的A/D转换、D/A转换、时钟、I/O扩展、
+ B& ]$ s3 M0 `* ]. {1 `EPROM以及LED驱动器件的扩展功能,实现了单片机
4 o- Q2 d' x# o6 M. ^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
9 |5 D1 _4 {/ \( N$ O, W- y1 c1.1 A/D转换器
! S6 @) x) P6 J  O单片机应用系统中典型的应用模式是通过传感器采
集现场的微弱信号参数,经过滤波放大处理后再通过A/D
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
/ w; C8 N; d& B+ f! d: |+ w换器与CPU接口- -般采用并行总线方式,新型A/D转换
9 H/ \# ^6 Y5 q( F' E器采用IC,SPI总线方式可节省CPU的I/O资源，使产
0 c& ~- [4 r2 B' g品小型化。本文中选用的A/D转换器为SPI串行总线接
& `0 f% A- z9 G. F0 z口的10位模数转换器TLC1549。
1.2 D/A转换器
7 ?% X: m/ e) L" ~# x+ ZD/A转换器的种类繁多,从接口形式而言,有串口和
并口之分。目前新型的D/A转换器大都采用了串行总线
" c0 \4 ?5 k; T5 d协议。D/A芯片的输出形式有电流型和电压型两种,由
于电流输出形式在实际电路中必须将输出转换成电压输
6 j5 O6 q: e; {8 X. \: p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。
* k* v( C% F5 m* d8 ~! m1.3 驱动显示器接口芯片
! h* l+ O; w' d5 V目前广泛使用的显示器件主要有LED(二极管显示
& P$ e, |; Z: j9 q管)、LCD(液晶显示器)和VFD(真空荧光管)等。LCD和
. R4 a2 E8 {$ A+ R+ G0 U/ FVFD显示器显示成本较高,而LED显示器造价低廉,与单
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
; f- r# M  w1 e* ?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
1 ]4 h! L6 ^& P设计中采用了SPI串行接口显示驱动芯片MAX7219。
* W3 m, Z3 D' c* M+ m: q) k1 F. q1.4 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
( m" k# R- x, U9 H的干扰,导致系统内部数据出错或严重影响程序的运行。
因此，单片机应用系统的开发要考虑系统的可靠性设计。
& `8 a4 L/ W& p( }. o' b, t“看门狗”是系统可靠性设计中的重要一环。所谓“看门
& v' D' o& A# G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
) i, j7 u& l- j2 s4 D过采取一定的软硬件措施使程序脱离死循环或重新运行。
2 o" o5 |2 F5 u9 M+ e+ ?; j, z/ b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。