《串行通信》PPT课件.ppt

第二章 串行通信,一、通信概念介绍二、简单的单工串行通信举例三、UART异步串行接口应用 四、SPI串行接口应用 五、I2C串行总线应用六、附录-RS-232标准和RS-485标准,一、通信的基本概念,微处理器与外设交换数据的过程中可选择以下两种方式：并行通信：数据的各个数位同时传送；传输速度快，信息率高；占用的引脚资源多，需要的电缆多，成本高；远距离通信时数据的可靠性和抗干扰性下降。串行通信：数据按照位顺序一位一位传送。传输距离长，抗干扰性强；占用的引脚资源少，成本低。,1.1 串行通信方式,通信双方只要约定好通信格式和通信速度即可通信。串行通信方式可分为两类：异步通信：在异步串行通信中没有同步时钟信号。同步通信：在同步串行通信中数据传送受到同步时钟的控制。,1.2 异步通信,异步通信中，微处理器与外设之间必须有两项规定。第一项规定：双方通信时采用怎样的数据格式。例如UART串行通信双方规定：用ASCII编码，字符为7位，加一个偶校验位、一个起始位以及一个停止位，则一个字符总共由10位组成，形成的数据格式如图所示。,第二项规定：即双方通信过程中每发送一个数位需要多长的时间。在有些场合也称之为波特率，即每秒钟传送的二进制位数（bps）。数据传送的速率为120字符/秒，每一个字符是10位，则波特率为1200bps。PC串口：115200bps 921600bpsModem:19200bps工业场合：4800bpsUART和1-Wire通信标准就是常见的异步通信。在异步通信中发送器和接收器不必用同一个时钟，只要求各局部时钟同一标称频率（波特率）。,1.3 同步通信,在大量数据传送时，采用通信双方（发送器、接收器）在同一个时钟控制下传输数据的同步通信。同步通信是先将许多的字符聚集成一字符块，再将每块信息（常称为信息帧）之前加上12个同步字符，接着再加适当的错误检测数据到字符块，最后才传送出去。,注意：在同步通信时，数据上没有字符传输时，必须发送专用的空闲字符或是同步字符。,冗余：把传输的数据位当做被除数，发送器本身产生一个固定的除数，前者除以后者得到的余数即为冗余字符。,1.4 串行通信制式,在单工制式下，数据只能从发送站向接收站传送。如图：在半双工制式下，数据能双向传送，但是不能同时在两个方向上传送。如图：全双工制式下，接收数据和发送数据占用不同的线路。全双工通信可以同时发送和接收。如图：,在串行通信中数据是在两个站之间进行传送的，按照数据传送方向，串行通信可分为单工、半双工和全双工3种制式。,1.5 串行通信分类,串行通信标准有许多，下面仅对部分常见的串行通信标准进行简单介绍。,二、最简单的单工串行通信举例,与外设串行通信过程中，数据是一位一位依次顺序传送的；而在微处理器内部，数据是并行处理和传送的。当微处理器发送数据到外设时，必须要先把并行的数据转换为串行数据再传送；当微处理器接收来自外设的数据时，必须要先把接收到的串行数据转换为并行数据才能处理。这种并/串之间的转换既可用硬件实现也可用软件实现。本小节以74LS164芯片为例，介绍如何用软件方法实现数据的串并转换。（ARM与74LS164之间的串行通信）,1.1 实验目的与内容,实验目的：学会用软件方法模拟串行通信的时序，完成串行通信；深刻理解串行通信的原理，掌握时序分析的基本方法。实验内容：完成ARM芯片与74LS164芯片之间的串行通信，利用LED灯显示传输的数据；在完成基本通信的实验基础上，实现流水灯效果。,1.2.1 实验原理分析,A、B：串行数据输入端。Clock：时钟输入端。Clear：清零端。低电平有效。QAQH：数据输出引脚。,74LS164真值表,74LS164的时钟是由ARM处理器产生，每来1个上升沿74LS164就接收1位数据。假设要使QAQH=10110011，则ARM要发送一串数据10110011给A、B输入端，并产生相应的时钟信号。如下图：,1.3 电路原理图,#define LS164_DATA(125)/LS164_DATA=0 x0200 0000#define LS164_CLK(129)/LS164_CLK=0 x2000 0000#define LS164_CLR(117)/LS164_CLR=0 x0002 0000,74LS164通过ARM的3个I/O脚：P1.17、P3.29、P0.25，分别控制74LS164芯片的清零端口(CLR)、时钟端口(CLK)和数据端口(DATA)，引脚定义如下：,程序清单-初始化子程序,/*名称:void LS164_Init(void)*功能:初始化子程序。*入口参数:无*出口参数:无*/void LS164_Init(void)PINSEL1=PINSEL1/设置P1.17为输出,1.4.2 程序清单-发送数据子程序,void LS164_SendData(uint8 data)uint8j;/定义一个8位无符号整型变量jIO1CLR=LS164_CLR;/74LS164输出清零IO1SET=LS164_CLR;/-模拟时钟信号，循环8次完成数据传送-for(j=0;j=1;/data右移一位IO3SET=LS164_CLK;/向74LS164发送一个高电平时钟信号IO3CLR=LS164_CLK;,程序清单-主程序,uint8 const LS164_TAB32=0 x00,0 x01,0 x03,0 x07,0 x0F,0 x1F,0 x3F,0 x7F,0 xFF,0 x7F,0 x3F,0 x1F,0 x0F,0 x07,0 x03,0 x01,0 x00,0 x81,0 x42,0 x24,0 x18,0 x3c,0 x7e,0 xff,0 x00,0 xff,0 x00,0 x55,0 xaa,0 x55,0 xaa,0 x00;/*名称：main（）*功能：通过64LS164控制LED灯，实现流水灯*/int main(void)uint8 i;LS164_Init();/引脚初始化 while(1)/-发送数据-for(i=1;i32;i+)LS164_SendData(LS164_TABi);DelayMS(100);/大约延时100毫秒，详见第一章蜂鸣器控制程序 return(0);,1.5 实验结果,观看实验板，每次由ARM处理器向74LS164芯片发送一个8位数据，LED的开关会发生相应的变化。当程序连续运行时，实验板上会出现各种灯闪烁的效果。,三、UART异步串行接口应用,UART通信标准就有专门的硬件UART，即异步接收发送器。UART有2个对外连接的引脚：RxD、TxD：RxD是输入引脚，用于串行数据接收；TxD是输出引脚，用于串行数据发送。,1.1 硬件UART的结构框图,UART数据的接收过程示意图,UART数据的发送过程示意图,1.2 UART的功能,1传输转换功能 UART既能发送，把并行数据转换成串行数据输出；又能接收，把接收的串行数据转换成并行数据输入。,2奇偶校验功能 UART在发送时，检查每个要传送的字符中的“1”的个数，自动在奇偶校验位上添“l”或“0”，使之满足要求；UART在接收时，检查每个字符的各位及奇偶校验位，“1”的个数是否满足要求。,3出错标识功能常用的有以下三种：奇偶错误帧错误溢出错误,1.3 UART通信协议,UART异步串行通信协议需要定义以下5个内容：1起始位 2数据位3奇偶校验位 4停止位5波特率设置,范例如图：,1.4 UART的应用,UART一般可以应用到如下一些场合：1.芯片间的近距离通信 2.与PC机之间的通信 3.模块之间的远距离通信,1、芯片间的近距离通信,同一块板卡上的芯片需要通信时，我们可以采用UART异步串行通信。连接示意图 如下：,2、与PC机的通信,RS-232-C接口是PC机目前最常用的一种串行通讯接口。芯片利用UART可以与PC机进行通讯，由于接口不同从而电流不同，需要使用RS232转换器对通讯信号进行转换,芯片接RS232转换器与PC机通讯图,3、模块之间的远距离通信,RS-485接口的最大传输距离可达3000米，最高传输速率10Mbps，且抗噪声干扰性好。RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+2V+6V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-2V-6V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接。,RS-485通信电路示意图,RS-485接口具有多站能力，能够实现多机间远距离通信。下图是基于RS-485的多机通信系统：,1.5 LPC2220内部UART模块,UART0具有16字节发送FIFO和16字节接收FIFO。UART0内置了波特率发生器。,UART0主要包括3个模块：UART0接收器模块（U0Rx）UART0发送器模块（U0Tx）UART0波特率发生器模块（U0RBG）UART0波特率发生器模块（U0RBG），产生UART0所使用的定时，U0BRG模块时钟源为VPB时钟（pclk），它保存了VPB时钟（pclk）的分频值。时钟源（pclk）与除数锁存LSB寄存器（U0DLL）和除数锁存MSB寄存器（U0DLM）所定义的除数相除得到UART0模块所使用的时钟，该时钟必须为波特率的16倍。波特率计算如下：分频后的时钟=pclk/（U0DLM*256+U0DLL）波特率=分频后的时钟/16,问题：系统时钟（pclk）为64MHz，UART0串行通信所需要的波特率为115200bps，如何设置U0DLL和U0DLM?,除数=64MHz/(16*115200)U0DLM=除数/256=0U0DLL=除数%256=36注意：当U0DLM和UODLL中的值为0 x0000时，系统默认为0 x0001。,1.6 寄存器介绍,UART0包含10个8位寄存器。U0RBR、U0THR、U0SCR、U0DLL、U0DLM、U0IER、U0FCR、U0LCR、U0IIR、U0LSR。,除数锁存访问位DLAB=1时可以设置波特率,U0LCR线控制寄存器,U0LCR决定发送和接收数据字符的格式。,U0LSR线状态寄存器,U0LSR为只读寄存器，它提供UART0的接收和发送模块的当前状态信息。,UART0的初始化设置程序,*名称：UART0_Init(unit32 UART_BPS)*功能：初始化串口0，设置波特率，数据位长度，停止位长度，奇偶校验类型 默认设置为8位数据位，1位停止位，无奇偶校验*入口参数：UART_BPS*出口参数：无*Void UART0_Init(uinit32 UART_BPS)unit16 Fdiv;PINSEL0=0 x00000005;/设置P0.0（Txd）和P0.1(Rxd)连接到UART0/*设置波特率*/U0LCR=0 x83;/DLAB=1，可设置波特率 Fdiv=(Fpclk/16)/UART_BPS;/计算分频值 U0DLM=Fdiv/256;U0DLL=Fdiv%256;/*设置数据格式/*U0LCR=0 x03;/8位数据长度、1个停止位、禁止奇偶校验位,UART0初始化包括三项内容：1引脚连接功能的设置 2波特率的设置 3通信数据格式的设置,1.7 实验目的与内容,实验目的：掌握LPC2220的UART模块中各个控制寄存器的设置，并能使用UART 通信标准与PC机或其他板块进行通信。实验内容1：使用UART0通过RS-232接口向PC机发送数据，并在PC机的超级终端上显示。实验内容2：使用UART1通过RS485接口与另一个板块进行通信，通信数据通过8个LED灯显示。,实验1,PC机一般都会配有12个RS232串行通信接口（简称COM口），利用COM口PC机可以与外部设备实现通信连接。本实验中，我们用ARM实验平台连接PC机。,/*名称：UART0_SendByte(uint8 data)*功能：向串口发送一个字节数据，并等待发送完毕。*入口参数：data要发送的字节数据*/void UART0_SendByte(uint8 data)U0THR=data;/发送数据 while(U0LSR,实验1 程序清单,实验1 程序清单,uint8 const UART0_SEND_TAB=Oh,Succeed!n;/*名称：main()*功能：向串口UART0发送字符串 Oh,Succeed!*/int main(void)uint8*str,data;UART0_Init(115200);while(1)str=UART0_SEND_TAB;while(*str!=0)UART0_SendByte(*str+);/向PC机发送数据data=UART0_RcvByte();/等待PC发送数据 return(0);,实验1结果,在AXD调试软件中全速运行程序，串口调试助手，将会显示一串字符“Oh,Succeed!”。,当PC台式机向实验板发送任何字符后，串口调试助手的接收窗口会再多一串字符“Oh，Succeed！”。,实验2,当设备间需要远距离通信时可以考虑采用RS485通信。,Max483是一款半双工的芯片,板卡1用于数据发送（客户端）板卡2用于数据接收（服务器端）,实验2 程序清单-服务端程序,#define DERE(110)/连接 P0.10/*名称：UART1_Init(uint32 UART_BPS)*功能：ARM处理器UART1相关引脚与功能模块的初始化*入口参数：UART_BPS 串口的波特率*/void UART1_Init(uint32 UART_BPS)uint16 Fdiv;PINSEL0=(PINSEL0/8位字符长度、1个停止位、禁止奇偶效验,/*名称:uint8 UART1_RcvByte(void)*功能:通过RS-485接收一字节数据。*出口参数:data接收到的数据*/uint8 UART1_RcvByte(void)uint8rcv_data;IO0CLR=DERE;/RE引脚置低，使其处于接收状态while(U1LSR,实验2 参考程序清单-客户端程序,void UART1_SendData(uint8 data)IO0SET=DERE;/DE引脚置高，使Max483处于发送状态 U1THR=data;/发送数据 while(U1LSR,四、SPI串行接口应用,SPI是由Motorola公司提出的一种同步串行外围接口。它在速度要求不高、低功耗、需保存少量参数的智能化传感系统中得到了广泛应用。SPI是一个全双工的同步串行接口。在数据传输过程中，总线上只能是一个主机和一个从机进行通信。,在数据传输中，主机总是向从机发送1字节的数据（MOSI）,同时从机向主机发送1字节的数据（MISO）。,1.1 SPI接口的信号描述,1MISO（Master In Slave Out）主机输入、从机输出信号。2MOSI（Master Out Slave In）主机输出、从机输入信号。3SCK（Serial Clock）串行时钟信号。4SS（Slave Select）从机选择信号。低电平有效。,注意：1、主设备必须为微处理器，从设 备可以是微处理器也可以是其他带有SPI接口的芯片。2、主设备的SS应接高电平。3、先发送MSB，在发送LSB。4、SCK由主设备产生。主设备和从设备必须在相同的时序下工作。,1.2 基于SPI接口的系统组成,SPI总线可在软件的控制下构成各种简单或复杂的系统。,SPI总线与多从机连接示意图,1.3 SPI接口的工作原理,SPI的基本结构相当于两个8位移位寄存器的首尾相接，构成16位的环形移位寄存器。从而实现了主机与从机的数据交换。,SPI接口的基本结构图,1.4 LPC2220内部SPI模块,LPC2220中具有两个完全独立的SPI控制器：SPI0和SPI1。其中SPI0模块有4个引脚：SCK0、SSEL0、MISO0、MOSI0，其功能如下：,一个SPI总线可以连接多个主机和多个从机，但是在同一时刻只允许有一个主机操作总线。可通过SSEL引脚设置LPC222为SPI主机或从机。,1.5 SPI数据传输,SPI接口可由CPOL和CPHA设定4种不同传输格式的时序。CPOL决定时钟脉冲SCK的有效脉冲方式（正脉冲、负脉冲）。CPHA决定数据线MOSI什么时候输出数据或采集数据。根据CPOL和CPHA的组合数目，一共有4种设置情况。,4种时序下的数据传输，其中“第一位数据的输出”和“其他位数据的输出”栏是表示数据在什么时候更新输出。还需注意数据采样是上升沿还是下降沿有效。数据与时钟的相位关系如图：,1.6 SPI寄存器,LPC的SPI内部结构框图如表所示。,SPI内部包括控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器、时钟计数寄存器、中断标志寄存器。具体描述见表：,SPI控制寄存器（SPCR）,SPI状态寄存器（SPSR）,SPI数据寄存器（SPDR）,SPI时钟寄存器（SPCCR）,SPI中断标志寄存器（SPINT）,1.7 SPI的使用,1主机操作SSEL0引脚接高电平，数据传输步骤为：设置S0PCCR寄存器，确定分频值。设置S0PCR寄存器，控制SPI0为主机。当有多个从机情况下，控制片选信号，选择要通信的从机。将要发送的数据写入S0PDR寄存器，即启动SPI传输。读取S0PSR寄存器，等待SPIF位置位。从SPI数据寄存器中读出接收到的数据（可选）。如果还有数据要传送，则重复第46步骤，否则取消对从机选择。第46步骤。,通过SSEL引脚的电平可以配置LPC2220为SPI主机或为SPI从机，LPC2220内部SPI支持主机操作和从机操作。下面以SPI0模块为例分别介绍。,1.7 SPI的使用,2从机操作SSEL0引脚接低电平，数据传输步骤为：设置S0PCR寄存器，控制SPI0为从机。不需要设置S0PCCR寄存器。将要发送的数据写入S0PDR（可选）。读取S0PSR寄存器，等待SPIF位置位。从SPI数据寄存器中读出接收到的数据（可选）。如果还有数据要传送，则跳到第2步。,74HC595芯片介绍,当SCLR为低电平时，输出端Q清零；当SCLR=1,SCK出现上升沿时，内部寄存器移位并接收SER端发来的数据；当RCK出现上升沿时，74HC595内部寄存器的数据输出到QAQH。74HC595在SCK上升沿进行数据采样，因此CPOL=0，CPHA=0。,真值表,74HC595引脚图,1.8 电路原理图分析,74HC595的控制端口和SPI串行通信端口连接LPC2220的相关引脚。,并行输出端口QAQH连接到数码管上，数码管输出显示的内容完全取决于SPI0模块所传输的内容。,1.9 程序清单,/*名称：SPI0_SendData()*功能：向SPI总线发送数据，并接收从机发回的数据。*入口参数：data 待发送的数据*出口参数：返回值为接收到的数据*/uint8 SPI0_SendData(uint8 data)S0PDR=data;while(0=(S0PSR,/*名称:void HC595_Init(void)*功能:初始化引脚与SPI0模块。*入口参数:无*出口参数:无*/void HC595_Init(void)/-引脚初始化-PINSEL0=(PINSEL0/设置SPI接口模式，MSTR=1，主模式/CPOL=0，CPHA=0，LSBF=1，LSB在前,#define smgA1(122)/p2.22连接数码管的第一个位选端uint8 const TAB10=0 xC0,0 xF9,0 xA4,0 xB0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xF8,0 x80,0 x98;/-int main(void)uint8 i;HC595_Init();/HC595初始化/-打开数码管-IO2DIR=IO2DIR|smgA1;IO2CLR=smgA1;while(1)/-向74HC595发送数据-for(i=0;i10;i+)HC595_SendData(TABi);DelayMS(1);,五、I2C串行总线应用,I2C BUS 是Philips公司推出的一种基于两线的芯片间串行传输总线。I2C总线采用了器件地址的硬件设置方法，通过软件寻址完全避免了器件的片选线寻址方法，从而使硬件系统具有最简单而灵活的扩展方法。I2C总线在标准模式下，数据传输率可达100kbps，高速模式下可达400kbps。目前I2C总线被广泛应用于消费类电子产品、通信产品、仪器仪表及工业测控系统中。,1.1 基于I2C总线的系统组成,在I2C总线上只需要串行数据SDA线和串行时钟SCL线两条线。每个器件都有一个唯一的地址以供识别，并工作在主模式或者从模式下，而且各器件都可以作为一个发送器或接收器。主模式用于初始化总线的数据传输并产生允许传输时钟信号SCL，从模式则被主器件寻址，并被动的接受和发送数据；微控制器包含的I2C发送/接收器都可以选择作为主模式(Master)或从模式(Slave)工作。但任一时刻I2C总线上只允许一个微控制器工作在主模式下，作为主控器；而另一个微控制器必须工作在从模式下，作为被控器。,1.2 I2C总线的特点,1二线传输2无中心主机3软件寻址4应答式数据传输过程5节点可带电接入或撤出,1.3 I2C信号描述与数据传输,1起始信号和终止信号I2C总线的时钟线SCL与数据线SDA均为双向传输线。时钟线SCL高电平时，数据线出现由高电平向低电平变化的启动信号，启动I2C总线；时钟线SCL高电平时，数据线上出现由低到高的电平变化，此信号即为I2C总线的停止信号，结束I2C总线的数据传输。起始信号和终止信号均有主机发出。,I2C总线的启动信号与停止信号,2数据信号I2C总线在进行数据传输时，在时钟线为高电平期间，数据线上必须保持稳定的逻辑电平状态。只有在时钟线为低电平时，才允许数据线上的电平状态发生变化。,数据位的传输,3应答信号数据发送方每发送一个字节数据后，需要得到数据接收方的一个应答信号。应答信号通过数据线（SDA）传输，与应答信号相对应的时钟（第9个时钟）由主控器产生。如图所示,I2C总线的数据传输格式,传输的第一个8位数据为寻址字节，包括7位的被控器地址和1位方向位，接着被控器发出A（应答位），紧接着的是主控器与被控器之间数据传输和应答。在数据传输完成后，主控器要发出停止信号。数据传输格式如图：,读写位：1读 0写,1.4 LPC2220内部I2C模块,LPC2220内部具有I2C总线接口模块，可与连接外部标准I2C部件接口。LPC2220的I2C模块可配置为主机、从机或主/从机。LPC2220的I2C接口包含7个寄存器如表所列：,I2C控制置位寄存器I2CONSETI2CONSET寄存器的某一位写入1，相应位将置1；对该寄存器写入0，相应位不会置0，必须向I2CONCLR寄存器写入1来实现某一位的清零操作。,I2C状态寄存器I2STAT主发送模式下的状态寄存器。,I2C状态寄存器I2STAT主接收模式下的状态寄存器。,I2C数据寄存器I2DAT,I2C从地址寄存器I2ADR,I2C的SCL时钟寄存器I2SCLH I2CSCLL,I2DAT中的数据移位总是从右至左进行：第一个发送的位是MSB，第一个接收的位也是MSB。,在主模式下，I2ADR无效。,位频率=Fpclk/(I2SCLH+I2SCLL),I2SCLH和I2SCLL的值必须大于4,在从模式下，I2SCLH和I2SCLL无效。,1.5 I2C模块的使用,LPC2220系列可配置为I2C主机和从机具有2种模式：,主/从模式下的操作包括：1、初始化操作2、数据发送操作3、数据接收操作,主模式下的初始化操作,先设置I/O口功能选择，然后设置总线的速率，再配置好I2CONSET寄存器和I2CONCLR寄存器。配置I2CONSET寄存器和I2CONCLR寄存器主要完成以下一些任务：1、选择主机模式（AA=0）2、使能主I2C(I2EN=1)3、清零某些位(SI=0，STA=0)具体操作：向I2CONSET寄存器写入Ox40会将I2EN置1，即使能I2C接口。向I2CONCLR写入Ox2C 会将AA、STA和SI置0。,I2C主模式设置程序,/*名称:I2C_Init(unit32 F_I2C)*功能:I2C模块初始化为主模式，未打开中断。*入口参数:F_I2C初始化I2C总线速率，最大值为40K*出口参数:无*/void I2C_Init(unit32 F_I2C)PINSELO=(PISELO&OxFFFFFOF)|Ox50；/设置I2C控制口有效if(F_I2C 400000)F_I2C=40000；I2SCLH=(Fpclk/F_I2C+1)/2；/设置I2C时钟为F_I2CI2SCLL=(Fpclk/F_I2C)/2；I2CONCLR=Ox2C；I2CONSET=Ox40；/使能主I2C,主模式下的数据发送,主模式I2C的数据发送格式见图所示，起始信号S和停止信号P用于指示串行传输的起始和结束。数据的发送每次为8位，即一字节，每发送完一个字节，主机都接收到一个应答位(是由从机回发的)。,操作步骤如下：1、置位STA进入I2C主发送模式，I2C逻辑在总线空闲后，立即发送一个起始条件；2、当发送起始条件后，等待SI置位（只有当SI=1时，I2DAT才能访问并保持稳定状态），此时I2STAT的状态为08H；3、把从地址和读写操作位装入I2DAT，清零SI位，开始发送从地址和读写操作位；4、当把从地址和读写操作位已发送并且接受到从机应答位后，SI位再次置位，现在的状态码可能为18H、20H、38H；5、如果状态码为18H，表明主机已经接收到应答位，则可以将数据装入I2DAT寄存器，然后清零SI位，开始发送数据；6、正确发送数据后，SI位再次置位，可能的状态码为28H，30H，此时可以根据状态码进行下一个操作。,主模式下的数据发送,/*名称:I2C_Send()*功能:主发送模式，与从器件进行数据交互。*入口参数:SlaveAddr从器件地址pSendData待发送的数据指针Num发送的数据长度*出口参数:1 代表发送成功；0 代表发送失败*/uint8 I2C_Send(unit8 SlaveAddr,uint8*pSendData,uint32 Num)uint32 i;I2CONSET=0 x20;/发送起始位while(I2CONSET/等待SI置位,if(I2STAT!=0 x18)/未接收到应答，则发送停止位，数据传输中止。I2CONSET=0 x10;return 0;/*发送Num个字节数据数据*/for(i=0;iNum;i+)I2CONCLR=0 x08;/SI位清零I2DAT=*(pSendData+i);while(I2CONSET,主模式下的数据接收,主机所接收的数据字节来自从发送器(即从机)，起始和停止条件用于指示串行传输的起始和结束。第一个发送的数据包含接收器件的从地址(7位)和读写操作位(1位)。,操作步骤如下：1、置位STA进入I2C主接收模式，I2C逻辑在总线空闲后，立即发送一个起始条件；2、当发送起始条件后，等待SI置位（只有当SI=1时，I2DAT才能访问并 保持稳定状态），此时I2STAT的状态为08H；3、清零SI位，把从地址和读写操作位装入I2DAT，开始发送从地址和读写操作位；4、当把从地址和读写操作位已发送并且接受到从机应答位后，SI位再次置位，现在的状态码可能为38H、40H、48H；5、如果状态码为40H，表明主机已经接收到应答位，设置AA位，用来控制接收数据后产生应答位还是非应答位，然后清零SI位，开始接收数据；6、正确发送数据后，SI位再次置位，可能的状态码为50H、58H，此时可以根据状态码进行下一个操作。,从模式下的初始化操作,LPC2220系列器件配置为I2C从机时，I2C主机可以对它进行读/写操作。要初始化从接收模式，并向I2CONSET写入0 x44实现I2C使能和AA位置1，向I2CONCLR写入0 x28清零起始位和中断标识，即可等待主机访问。通常初始化程序中加入了中断的初始化。I2C总线时钟信号是由主机产生，所以从机不用初始化I2SCLH和I2SCLL寄存器。,I2C从模式初始化设置,/*名称:I2C_SlaveInit()*功能：从模式I2C初始化，包括初始化其中断为向量IRQ中断。*入口参数:adr 本从机地址*出口参数：无*/void I2C_Slavlnit(uit8 adr)PINSELO=(PINSELO&OxFFFFFFOF)|Ox50；/设置I2C控制口有效I2ADR=adr&OxFE；/设置从机地址I2CONCLR=0 x28；I2CONSET=Ox44；/I2C配置为从机模式/*设置I2C中断允许*/VICIntselect=OxOOOOOOOO；/设置所有通道为IRQ中断VICVectCntl0=Ox29；/I2C通道分配到IRQ slot 0，即优先级最高VICVectAddr0=(int)IRQ_I2C；/设置I2C中断向量地址VICIntEnale=Ox0200；/使能I2C中断,从模式下的数据发送,当主机访问从机时，若读写操作位为1（读操作），则从机进入从发送模式，向主机发送数据，并等待主机的应答信号。,从模式下的数据接收,当主机访问从机时，若读写操作位为0（写操作），则从机进入从接收模式，接收主机发送 过来的数据，并产生应答信号。,六、附录-RS-232标准,RS-232标准（协议）的全称是EIA-RS-232标准。它是一个全双工的通信标准。这些标准都是在RS-232标准的基础上经过改进而形成的。RS-323C标准是美国EIA(电子工业联合会）与BELL等公司一起开发的1969年公布的通信协议。它适合于数据传输速率在020000b/s范围内的通信。这个标准对串行通信接口的有关问题都作了明确规定。,RS-232C标准它早期被应用在计算机与调制解调器（MODEM）的连接控制，MODEM再通过电话线进行远距离数据传输。但是严格来讲，RS232接口是DTE与DCE之间的接口。RS-232C标准对电器特性、逻辑电平和各种接口信号及功能都作了规定，下面分别进行讲述。,1.1 RS-232标准中定义的信号线,RS-232C规标准接口有25条信号线，但常用的只有9根，它们是2个数据信号，1个信号地线，6个控制信号。如表所示：,DB-9型 RS-232的接口示意图,RS-485与RS-232不一样，数据信号采用差分传输方式，也称作平衡传输，它使用一对双绞线，将其中一线定义为A，另一线定义为B，另有一个信号地C，在某些情况下是可以不用的。,六、附录-RS-485标准,RS-485标准中的信号,1.1 RS-485网络安装注意要点,RS-485支持32个节点，因此多节点构成网络。在构建网络时，应注意如下几点：1）采用一条双绞线电缆作总线，将各个节点串接起来，从总线到每个节点的引出线长度应尽量短，以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。2）注意总线特性阻抗的连续性，在阻抗不连续点就会发生信号的反射。总之，应该提供一条单一、连续的信号通道作为总线。,1.2 思考与练习,1、在ARM微处理器与外设进行数据交互的过程中，有哪两种数据传送方式，分别适合应用在哪些场合？2、在串行通信方式中，除了书上所讲的RS232、RS485、SPI、I2C以外，请你再举出3种以上其他的串行通信方式。3、串行通信方式从整体上来讲可分为两类，其中异步通信过程中，微处理器与外设之间应该有哪些规定，才能有效地完成通信？那么同步通信呢？4、串行通信中有哪3种通信制式，请你对每种通信制式举一个例子。5、常用的74LS164是一个用于串转并的通信芯片，请问芯片中有哪些引脚是用于与微处理器通信的，哪些引脚是用于并行输出的？如果ARM想让74LS164芯片的输出端全为高电平，请画出通信时序图。6、一般的UART异步接收/发送器具备些什么功能？UART异步通信应用在哪些场合？7、UART通信协议包含了哪些内容？,8、LPC2220中的UART0模块包含了哪些子模块？请问如何设置UART0模块的波特率？9、UART0模块如何发送和接收通信数据，U0LSR寄存器有什么作用？10、SPI总线接口使用了哪些接口信号，这些接口信号各自有什么作用？11、LPC2220既可以作为SPI通信主机，又可以作为SPI通信从机，请问如何设置？SPI通信有多种传输格式，请问LPC2220中能否支持？12、配置LPC2220中SPI0模块为主机，然后向SPI总线发送一个字节的数据，请问大致步骤怎样？13、根据节中对74HC595的描述，请你找出74HC595芯片中的SPI通信引脚，并画出该芯片的通信时序图？14、I2C总线接口使用了哪些接口信号，这些接口信号各自有什么作用？15、I2C总线有什么特点？I2C总线上可以同时拥有多个主机吗？16、请问I2C总线上的起始信号、数据信号、应答信号和终止信号是如何描述的？17、如何设置LPC2220中的I2C模块为主发送模式？该模式下，I2C总线上的起始信号、停止信号以及应答信号分别是由谁发送的？18、RS232标准中的逻辑电平是如何定义的？在RS232标准中定义了许多信号线，请问哪几根线涉及到数据传送。19、与RS232相比，RS485标准有什么优势？20、RS485标准中的逻辑电平是如何定义的？,