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1、嵌入式系统-使用HCS12微控制器的设计与应用1第7章SPI和I2C模块及其应用实例嵌入式系统-使用HCS12微控制器的设计与应用2本章目录7.1 SPI的基本工作原理7.2 SPI模块的编程基础7.3 SPI的进一步讨论7.4 IIC模块7.5 IIC总线工作原理 7.6 IIC模块的编程基础7.7 IIC模块的进一步讨论嵌入式系统-使用HCS12微控制器的设计与应用37.1 SPI的基本工作原理7.1.1 功能描述 移位寄存器 移位寄存器 MISO MISO 主MCU MOSI MOSI 波特率发生器 从MCU SPSCK SPSCK SPISPI全双工主全双工主- -从连接从连接嵌入式系
2、统-使用HCS12微控制器的设计与应用47.1 SPI的基本工作原理7.1.2 SPI模块的I/O引脚 从机选择引脚 主出从入引脚MOSI 主入从出引脚MISO SPI串行时钟引脚SPSCK嵌入式系统-使用HCS12微控制器的设计与应用57.2 SPI模块的编程基础7.2.1 SPI模块的寄存器 地址地址寄存器名称与缩写寄存器名称与缩写访问访问权限权限基本功能基本功能SPI0SPI1$00D8$00F0控制寄存器控制寄存器1(SPICR1)读读/写写设置传输格式、中断使能设置传输格式、中断使能$00D9$00F1控制寄存器控制寄存器2(SPICR2)只读只读中断标志、发送与接收状态中断标志、发
3、送与接收状态$00DA$00F2波特率寄存器波特率寄存器(SPI0BR)读读/写写设置波特率设置波特率$00DB$00F3状态寄存器状态寄存器(SPISR)只读只读读取各个状态标记位读取各个状态标记位$00CD$00F5数据寄存器数据寄存器(SPIDR)读读/写写收发的数据收发的数据说明：由于有两个串行外设接口说明：由于有两个串行外设接口(SPI0/SPI1)(SPI0/SPI1)，使用，使用SPIxSPIx时，时，寄存器名称中寄存器名称中SPISPI改为改为SPIxSPIx，x=0 x=0，1 1。嵌入式系统-使用HCS12微控制器的设计与应用67.2 SPI模块的编程基础7.2.2 SPI
4、7.2.2 SPI编程基本方法编程基本方法 SPISPI初始化初始化第第1 1步：写控制字到步：写控制字到SPICRSPICR，确定是否允许，确定是否允许SPISPI接接收中断、收中断、SPISPI的工作方式、时钟极性、时钟相的工作方式、时钟极性、时钟相位、是否允许位、是否允许SPISPI等。等。第第2 2步：写控制字到步：写控制字到SPISCRSPISCR，确定，确定SPISPI的波特率。的波特率。 发送与接收发送与接收1 1字节数据字节数据 通过通过SPISPI发送发送1 1字节数据字节数据 void SPISend1(INT8U void SPISend1(INT8U SendDataS
5、endData) ) 通过通过SPISPI接收接收1 1字节数据字节数据 INT8U SPIRev1(void)INT8U SPIRev1(void)嵌入式系统-使用HCS12微控制器的设计与应用77.3 SPI的进一步讨论 & SPISPI接口对一些扩展芯片如接口对一些扩展芯片如ADAD采集芯采集芯片片TLC2543TLC2543等应用比较广泛。等应用比较广泛。& TLC2543TLC2543与具有与具有SPISPI或相同接口能力的或相同接口能力的MCUMCU可以直接连接可以直接连接. .& 对于没有对于没有SPISPI接口的接口的MCUMCU可以通过软件可以通过软件编程合成编程合成SPIS
6、PI操作。操作。 嵌入式系统-使用HCS12微控制器的设计与应用87.4 IIC模块 7.4.1 IIC7.4.1 IIC总线特点总线特点二线制二线制 支持多主控支持多主控 位速率位速率100kbit/s 100kbit/s 3.4Mbit/s3.4Mbit/s。连接到相同总线的连接到相同总线的ICIC数量数量7.4.2 IIC7.4.2 IIC总线标准的发展历史总线标准的发展历史 19921992年年19981998年年20012001年年嵌入式系统-使用HCS12微控制器的设计与应用97.4 IIC模块 7.4.3 IIC7.4.3 IIC总线的相关术语总线的相关术语 主机主机( (主控器
7、主控器) )从机从机( (被控器被控器) )地址地址发送器发送器接收器接收器SDA(SerialSDA(Serial DAtaDAta) )SCL(SerialSCL(Serial CLockCLock) )嵌入式系统-使用HCS12微控制器的设计与应用107.5 IIC总线工作原理 3IICIIC总线的典型连接总线的典型连接嵌入式系统-使用HCS12微控制器的设计与应用117.5 IIC总线工作原理 7.5.1 7.5.1 总线上数据的有效性总线上数据的有效性 数据线稳定 数据有效 允许改变 数据期 IICIIC总线上数据的有效性总线上数据的有效性嵌入式系统-使用HCS12微控制器的设计与应
8、用127.5 IIC总线工作原理 7.5.2 7.5.2 总线上的信号总线上的信号 开 始 信 号 /重 新 开 始 信 号 停 止 信 号 开始、重新开始和停止信号开始、重新开始和停止信号嵌入式系统-使用HCS12微控制器的设计与应用137.5 IIC总线工作原理 7.5.2 7.5.2 总线上的信号总线上的信号 非应答信号 应答信号 应答时钟周期 主机产生的SCL信号 接收器 输出信号 发送器 输出信号 开始信号 IICIIC总线的应答信号总线的应答信号嵌入式系统-使用HCS12微控制器的设计与应用147.5 IIC总线工作原理 7.5.3 7.5.3 总线上数据传输格式总线上数据传输格式
9、 IICIIC总线的数据传输格式总线的数据传输格式 开始或重新开始信号 停止或重新开始信号 在从机中断时,时钟线保持低 字节传送完成后, 从机产生中断 D7 D6 D1 D0 D7 D6 A A A 嵌入式系统-使用HCS12微控制器的设计与应用157.5 IIC总线工作原理 7.5.4 7.5.4 IICIIC总线寻址约定总线寻址约定 &起始信号后的第一个字节为寻址字节 &寻址字节由被控器的七位地址位和一位方向位组成&任意两个从机的地址都不相同 嵌入式系统-使用HCS12微控制器的设计与应用167.5 IIC总线工作原理 7.5.5 7.5.5 主机向从机读写主机向从机读写1 1个字节数据的
10、过程个字节数据的过程 主 机 写 数 据 S T A R T 从 机 地 址 0 A 访 问 地 址 A 数 据 A S T O P W 应 答 信 号 应 答 信 号 应 答 信 号 主机向从机写数据主机向从机写数据 STOP 应答信号 W START 从机地址 0 A 访问地址 A 重新开始 从机地址 1 A 数据 A 应答信号 应答信号 R 主机读数据 非应答信号 主机从从机读数据主机从从机读数据 嵌入式系统-使用HCS12微控制器的设计与应用177.6 IIC模块的编程基础 7.6.1 DG1287.6.1 DG128芯片芯片IICIIC的模块的模块允许多主机模式，符合允许多主机模式，
11、符合IICIIC总线协议；总线协议；可软件编程选择可软件编程选择256256个串行时钟频率；个串行时钟频率；软件编程实现软件编程实现ACKACK信号；信号；位与位之间的中断传输方式；位与位之间的中断传输方式；仲裁丢失中断的同时，自动从主机模式切换仲裁丢失中断的同时，自动从主机模式切换到从机模式；到从机模式；具有从地址识别中断；具有从地址识别中断；起停信号的产生和检测，并可以重复产生开起停信号的产生和检测，并可以重复产生开始信号；始信号；信号的产生和检测；信号的产生和检测；总线繁忙检测。总线繁忙检测。 嵌入式系统-使用HCS12微控制器的设计与应用187.6 IIC模块的编程基础 7.6.2 I
12、IC7.6.2 IIC模块寄存器介绍模块寄存器介绍寄存器名称寄存器名称缩写缩写地址地址访问权限访问权限基本功能基本功能地址寄存器地址寄存器IBADIBAD$00E0$00E0读读/ /写写设置从机地址设置从机地址分频寄存器分频寄存器IBFRIBFR$00E1$00E1读读/ /写写设置设置IICIIC模块的工作模块的工作频率等频率等控制寄存器控制寄存器IBCRIBCR$00E2$00E2读读/ /写写设置传输格式、中断设置传输格式、中断使能使能状态寄存器状态寄存器IBSRIBSR$00E3$00E3只读只读表明表明IICIIC模块的工作模块的工作状态状态数据寄存器数据寄存器IBDRIBDR$0
13、0E4$00E4读读/ /写写收发数据收发数据嵌入式系统-使用HCS12微控制器的设计与应用197.6 IIC模块的编程基础 7.6.3 IIC7.6.3 IIC模块编程模块编程&IICIIC模块初始化函数模块初始化函数void void IICInit(voidIICInit(void) )&接收与发送接收与发送1 1字节数据字节数据接收接收1 1字节数据的函数字节数据的函数INT8U IICread1(INT8U INT8U IICread1(INT8U DeviceAddrDeviceAddr, INT8U , INT8U AccessAddrAccessAddr, INT8U , IN
14、T8U * *Data)Data)发送发送1 1字节数据的函数字节数据的函数INT8U IICwrite1(INT8U INT8U IICwrite1(INT8U DeviceAddrDeviceAddr, INT8U , INT8U AccessAddrAccessAddr, INT8U Data), INT8U Data)&接收与发送接收与发送N N字节数据字节数据接收接收N N字节数据的函数字节数据的函数INT8U IICreadN(INT8U INT8U IICreadN(INT8U DeviceAddrDeviceAddr, INT8U , INT8U AccessAddrAcces
15、sAddr, INT8U Data, INT8U N), INT8U Data, INT8U N)发送发送N N字节数据的函数字节数据的函数INT8U IICwriteN(INT8U INT8U IICwriteN(INT8U DeviceAddrDeviceAddr, INT8U , INT8U AccessAddrAccessAddr, INT8U Data, INT8U N), INT8U Data, INT8U N)嵌入式系统-使用HCS12微控制器的设计与应用207.7 IIC模块的编程基础 7.7.1 7.7.1 仲裁程序仲裁程序 7.7.2 7.7.2 时钟同步时钟同步7.7.3 7.7.3 握手握手7.7.4 7.7.4 时钟周期延长时钟周期延长嵌入式系统-使用HCS12微控制器的设计与应用21谢谢 谢谢Ver 1.0
第07章 SPI和I2C模块及其应用实例
