单片机常用数据总线 -new

I2C器件： 24lc01 1Kbit 128byte*8bit 24lc02 2Kbit 256byte*8bit 24lc64 64Kbit 8Kbyte*8bit

其他类似自定义串口器件 TLC5615 D/A TLC1549 A/D
二
来自百度文库
SPI总线
SPI 是MOTOROLA推出的一种芯片间四线 同步接口，SPI总线通过串行数据线 （MISO、MOSI）、串行时钟线（SCK） 和低电平片选线(CS)实现芯片间的数据传 输。其数据传输率最高可达1.05Mbps。
单片机常用数据总线
Intel 总线（MCS-51）

地址总线（16位） 数据总线（8位） 控制总线

由I/O口和其他控制信号对其他外设编码、选择 数据总线由P0口提供，与存储器、I/O扩展芯片等 进行数据交换
• Motorola总线与Intel总线类似，有些可以直接相连
常用串行总线

SCK
MOSI MISO 外围器件2 CS
外围器件扩展结构图
CS
SCK
DATA
MSB
LSB
SPI时序图
SPI时序软件模拟

写总线子程序

读总线子程序
write_spi: mov r7,#08H Spi_loop: clr SCLK rlc a mov MOSI,c setb SCLK djnz r7,spi_loop clr MOSI ret
总线上每个器件有唯一的地址（主器件 可以不需要器件地址），由主器件初始化总 线，产生允许传输的时钟信号。主从器件的 关系并不是固定的，发起本次数据传输的是 主机。SDA、SCL均需通过上拉电阻接至电 源；总线空闲时释放总线，这两条线保持高 电平；SDA线上的状态只有在SCl线为低电 平时才可以改变，SCl为高时改变SDA状态 认为是启停信号；8位数据位，一位应答位。
I2C总线上数据的有效性
I2C总线的信号连接示意图
主机向从机发送1 个字节数据的时序图
主机从从机接收1 个字节数据的时序图
若是接收多个字符，第一个应答由从机发出，此后应答由主机发出， 接收最后一个字符时，主机发送一个非应答信号（及SDA为高）
I2C总线优点

总线仅由2 根信号线组成 由此带来的好处有：节省芯片 I/O、节省PCB 面积、节省线材成本，等等。 总线协议简单 I2C ，比较易掌握I2C 总线协议的要领。 协议容易实现，得益于简单的协议规范，在芯片内部，以 硬件的方法实现I2C 部件的逻辑是很容易的。对应用工程 师来讲，即使MCU 内部没有硬件的I2C 总线接口，也能 够方便地利用开漏的I/O（如果没有，可用准双向I/O 代 替）来模拟实现。

HighSpeedConfigDscr: db DSCR_CONFIG_LEN ;; Descriptor length db DSCR_CONFIG ;; Descriptor type db (HighSpeedConfigDscrEnd-HighSpeedConfigDscr) mod 256 ;; Total Length (LSB) db (HighSpeedConfigDscrEnd-HighSpeedConfigDscr) / 256 ;; Total Length (MSB) db 1 ;; Number of interfaces db 1 ;; Configuration number db 0 ;; Configuration string db 10100000b ;; Attributes (b7 - buspwr, b6 - selfpwr, b5 rwu) db 50 ;; Power requirement (div 2 ma)


I2C总线优点

支持的器件多 NXP 半导体最早提出I2C 总线协议，目前 包括半导体巨头德州仪器（TI）、美国国家半导体 （National Semi）、意法半导体（ST）、美信半导体 （Maxim-IC）等都有大量器件带有I2C 总线接口，这为 设计产品时选择合适的I2C 器件提供了广阔的空间。 总线上可同时挂接多个器件 同一条I2C 总线上可以挂接 很多个器件，一般可达数十个以上，甚至更多。器件之间 是靠不同的编址来区分的，而不需要附加的I/O 线或地址 译码部件。


每次发起传输的第一字节是由7位从机地址 和一位方向位组成，方向位为0表示主机将 向从机写入数据，方向位为1表示主机将从 从机读入数据；传输时高位在前，低位在 后；每次传输的字节数量没有严格限制； 每次传输一个字节后要跟随一个应答位。 若传输中需改变传输方向，需重新发送起 始条件和从机地址。
I2C起始条件和停止条件

中断传输
传输少量数据，且数据延迟时间有限制，可由设备在任何时间发送。

同步传输
同步数据的建立传输和使用是连续且实时的，以稳定的速率发送和接收， 传输带宽确定，但不保证数据的正确性。



帧：全速标准每1ms一帧数据，可以用来检测、 传送是否有中断数据（保证带宽），能保证中断 及时得到处理，也可用来进行批量传送，但不保 证带宽。 微帧：高速下将每一帧分为3个微帧（125us一 个微帧），每个微帧最大可传输三个同步包（保 证带宽，无纠错）。 对于批量传输，有带宽可用时分配尽可能大的带 宽（带宽不保证，但有纠错）。如cypress的 FX2端口1的FIFO深度64字节，在批量传输下速 率可超过4MBps，端口2在同步方式下可达 24MBps。
SPI接口芯片通常都同时兼容Microwire/Plus 外围接口

SPI 串行开展系统中的主器件产生同步时 钟（SCK）控制数据的输入和输出。数据 的传送格式是高位(MSB)在前，低位(LSB) 在后。但对于不同的外围芯片，有可能 SCK上升沿，也有可能是下降沿读写数据。
MCU
SCK
MOSI MISO 外围器件1 CS
read_spi: mov r7,#08H Spi_loop: setb SCLK mov c,MISO rlc a clr SCLK djnz r7,spi_loop ret
SPI器件： GM8142 SPI转4串口 S25FL064A 64Mb串行闪存（Spansion ）
1-wire总线简介

I2C 总线 SPI总线 USB总线 CAN总线
RS232 RS485
一

I2C总线
Inter Integrate Circuit BUS：芯片间总 线，以两根连线（SDA，SCL）实现双向 同步数据传送，是一种多主机总线，可以 方便扩展外围器件，速率：100Kbps（标 准）、400Kbps（快速）、3.4Mbps（高 速）。

1-wire是DALLAS公司推出的一项特有的 单总线技术。该技术采用单根信号线，进 行双向数据传输。单总线技术具有线路简 单、硬件开销少、成本低廉、便于总线扩 展和维护等优点，常用于各种监控系统。 常规模式传输速率为16kbps，高速模式速 率为140kbps。
优势 通过单线接口提供器件控制及操作 每个器件具有唯一的工厂光刻ID 从器件的供电和数据通信都是借助这条1Wire线完成的。供电通过以下方式实现： 在数据传输过程中，总线状态为高时为从 机的内部电容充电，总线状态为低时利用 电容存储的电荷为器件供电。

DeviceDscr: db DSCR_DEVICE_LEN ;; Descriptor length db DSCR_DEVICE ;; Decriptor type dw 0002H ;; Specification Version (BCD) db 00H ;; Device class db 00H ;; Device sub-class db 00H ;; Device sub-sub-class db 64 ;; Maximum packet size dw 4705H ;; Vendor ID dw 0210H ;; Product ID (Sample Device) dw 0000H ;; Product version ID db 1 ;; Manufacturer string index db 2 ;; Product string index db 0 ;; Serial number string index db 1 ;; Number of configurations
通用串行总线（USB）



独立供电：usb设备可使用总线供电，向设 备提供5V、500mA电流 支持多媒体传输，可支持异步及同步数据 传输 Usb具有稳定的传输，可工作在低功耗模式， 性价比高
USB数据流种类

控制传输
用于配置设备、发送命令。

批量传输
用于传输大批量数据，使用错误检测以保证可靠的数据传输。

目前一般厂家都针对自己的器件提供开发 包，开发者可以较方便的开发自己的USB 设备。如FTDI和Cypress都提供开发包和 不同应用下的驱动程序，开发者按自己要 求配置设备工作方式，按格式书写描述符， 即可快速开发出自己的USB设备。
FX2的描述符示例






支持多种通信方式，一主多从是最常见的通信方式。此外 还支持双主机通信、多主机通信以及广播模式等等。
I2C总线优点

通信速率高 I2C 总线标准传输速率为100kbps（每秒 100k 位）。在快速模式下为400kbps。按照后来修订的 版本，位速率可高达3.4Mbps。 兼顾低速通信 I2C 总线的通信速率也可以低至几kbps 以 下，用以支持低速器件（比如软件模拟的实现）或者用来 延长通信距离。 有一定的通信距离 一般情况下，I2C 总线通信距离有几 米到十几米。通过降低传输速率等办法，通信距离可延长 到数十米乃至数百米以上。


单总线属于单主机系统，可以控制一个或 多个从机设备。主机是控制器，从机是单 总线器件，主从机之间通过一根信号线进 行数据交换。 1-wire协议定义了严格的时序，所有单总 线器件都要遵循此时序，以保证数据的完 整性。
Vcc
4.7K
MCU
外围器件1
外围器件2
单总线系统结构图

DS2430A 256位1-Wire EEPROM DS2433 4k位1-Wire EEPROM

I2C总线优点

总线可裁减性好，在原有总线连接的基础上可以随时新增 或者删除器件。用软件可以很容易实现I2C 总线的自检功 能，能够及时发现总线上的变动。 总线电气兼容性好，I2C 总线规定器件之间以开漏I/O 互 联，这样，只要选取适当的上拉电阻就能轻易实现3V/5V 逻辑电平的兼容，而不需要额外的转换。





DeviceQualDscr: db DSCR_DEVQUAL_LEN ;; Descriptor length db DSCR_DEVQUAL ;; Decriptor type dw 0002H ;; Specification Version (BCD) db 00H ;; Device class db 00H ;; Device sub-class db 00H ;; Device sub-sub-class db 64 ;; Maximum packet size db 1 ;; Number of configurations db 0 ;; Reserved
三

通用串行总线（USB）


使用方便，可以连接多个不同设备，支持 热插拔，也不涉及IRQ冲突等问题，不与其 他设备争用pc机有限资源，真正做到即插 即用 传输速率高，支持三种信道速率：低速 1.5Mbps，全速12Mbps，高速480Mbps 多个usb设备可以分享同一信道 Usb接口支持不同设备的串列连接，一个 usb接口理论上可连接127个usb设备
起始、停止信号软件模拟
IIC起始子程序 Void iic_start() { SetSDA(); SetSCL(); ClrSDA(); ClrSCL(); }


IIC停止子程序 Void iic_stop() { ClrSDA(); SetSCL(); SetSDA(); }