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
5 N5 W0 o% k: L; E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，
2 `4 m( S% q6 i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。
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关键词:AT89C51;三线方式;串行接口

SPI总线接口芯片为完成单片机的常规外围电路扩
- s$ e# g# D2 W$ r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
# v% a5 n' P3 r# i. y# ?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
系统功能模块化,电路集成化的目的。
! ?* W7 P2 _4 A% ]( B# W. O' T1SPI集成接口芯片功能及应用
1.1 A/D转换器
4 `- D  F- {. q9 W' c) m9 f& q* T单片机应用系统中典型的应用模式是通过传感器采
' h2 s0 r7 d0 j" `: b集现场的微弱信号参数,经过滤波放大处理后再通过A/D
% O* k, T* \( Q& G. E: b. r模数转换送至单片机系统实现各种工业调节和控制,在此
/ i& i" e: h! E7 e) \# \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
. J  s$ m5 W" _器采用IC,SPI总线方式可节省CPU的I/O资源，使产
0 z. }' q. G' ~* k4 x; D9 H9 `品小型化。本文中选用的A/D转换器为SPI串行总线接
3 z) U  a8 o' {. t1 Q口的10位模数转换器TLC1549。
! Y3 c0 a8 f( x1.2 D/A转换器
D/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
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
% m1 J# v  t4 R1 {出。为了简化电路和提高可靠性,本文选用电压型的SPI
7 q0 R  E9 S( }串行总线接口TLC5615 D/A转换器。
7 y8 r8 P1 I0 l  a& E) c1.3 驱动显示器接口芯片
$ W9 ?* a, E/ u9 {8 Q, i, V1 y目前广泛使用的显示器件主要有LED(二极管显示
) o0 [2 `4 l. T4 B管)、LCD(液晶显示器)和VFD(真空荧光管)等。LCD和
VFD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
* k; |2 C& E2 b( Z! X  m伯数字和少数字符。本文选用LED作为显示器件。串行
1 j2 l& a: r2 A& r0 X& ]- {总线方式的LED显示器接口芯片与并行方式相比,仅占
$ i! F0 ^# x' W5 T% h) _' a# p有CPU的少数几根I/O口线便可实现LED功能,因此本
设计中采用了SPI串行接口显示驱动芯片MAX7219。
, y2 \3 `! k# l. a% Z" p1.4 看门狗芯片X5045
; w2 B, A4 [6 O单片机应用系统(或产品)在运行中会受到各种各样
; X0 z( \7 f/ r. e7 ], D# s, C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。
“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。