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将AT89C52用作多功能外围器件使用

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:介绍利用AT89C52单片机作为多功能可编程接口的方法。该接口具有1个键盘/显示接口,2个16位定时/计数器和1个全双工异步串行通信口。其模块化的设计,可以给用户使用带来许多方便。

    关键词:多功能接口 串行通信 软件译码

AT89C52(简称89C52)的广泛使用,使单片机的价格大大下降。目前,89C52的市场零售价已经低于8255、8279、8253、8250等专用接口芯片中的任何一种;而89C52的功能实际上远远超过以上芯片。因此,如把89C52作为接口芯片使用,在经济上是合算的。在本人设计的系统中,将89C52设计为多功能可编程接口,其相关程序固化在片内的Flash ROM中。该芯片(以下简称多功能接口)具有如下功能:①有1个专用的键盘/显示接口;②有1个全双工异步串行通信接口;③有2个16位定时/计数器。这样,1个89C52芯片,承担了3个专用接口芯片的工作;不仅使成本大大下降,而且优化了硬件结构和软件设计,给用户带来许多方便。

1 硬件结构

把89C52当作接口使用,接口自身必须尽可能地少占用硬件资源,与主系统之间的连接线也应尽可能少,这样才能少占主机引脚,把更多的资源留给系统。本设计中,主机与多功能接口之间采用串行通信。主机与多功能接口之间有四根连接线:CE、CLK、DAT、INTR。CE用于作片选信号输入端。此引脚为低电平时,主机能与多功能接口进行数据传送。CLK为时钟输入端,当主机向多功能接口发送指令时,此引脚电平上升表示数据有效。DAT为串行数据输入/输出端。INTR为多功能接口输出端。当多功能接口内的数据准备好时,由INTR向主机发低电平,通知主机,数据已准备就绪,可以进行读操作。该信号可供主机查询,也可用作发向主机的中断请求信号。

89C52的P0、P1、P2口用作键盘/显示接口。用程序扫描的方法进行键盘输入和显示输出。P0口作为字段口,P1口作为键盘的列输入口,P2作为显示器的字位口以及键盘的行扫描输出口。由于显示器字位口电流较大,P2口需进行电流驱动。该多功能接口最多可连接8个LED显示器和1个8×8链盘矩阵。其硬件原理如图1所示。

P3.2、P3.3、P3.6、P3.7分别用作CE、CLK、DAT和INTR信号;而P3.0、P3.1用作异步串行通信数据线RXD和TXD;P3.4、P3.5分别是OUT0/T0和OUT1/T1信号线。该引脚在定时器工作于连续脉冲方式时,可输出通断比与频率可编程的连续脉冲;工作在计数器方式时,该引脚作为外部计数脉冲输入端输入计数脉冲。

图1

2 通信协议

实现多功能接口的关键是主机和多功能接口之间的通信。在本设计中,采用主从方式进行通信,所有的操作都由主机发出操作指令。多功能接口在收到主机发来的操作指令后,对操作码进行软件译码。根据操作码的内容转入相应的工作通道,并从操作数部分获取所需要的数据。

多功能接口采用串行方式与主机通信。串行数据从DAT引脚送入芯片,并由CLK端同步。当片选信号CE变低后,DAT引脚上的数据在CLK引脚的上升沿被写入多功能接口的寄存器中。

串行接口的时序如图2所示。

图2

    由于多功能接口接收指令的工作用软件进行,因此,图中的t1、t2、t3、t4、t5时间较长,要求t1-t4时间在10μs~1000μs。指令有两类:一类写指令,一类是读指令。写指令中不管是操作码还是操作数,其数据传送方向均为从主机到多功能接口;而对读指令来讲,操作码部分的数据方向是从主机到多功能接口,而操作数部分的数据方向是从多功能接口到主机。

t5是读指令中操作码与操作数之间需要的时间间隔,t5应在30μs~1000μs的范围。在读操作时,CLK时钟的上升沿来到时,多功能接口将数据送到DAT引脚上。

3 指令编码

多功能接口共有13条指令。指令长度为1字节、2字节、3字节和4字节不等。

(1)复位指令

机器码为00H。当多功能接口收到复位指令后,所有字符消隐,所有定时器清零,定时中断和

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