飞思卡尔8位单片机MC9S08第08章_串行通信接口SCI与串行外设接口SPI.pdf

### 飞思卡尔8位单片机MC9S08之串行通信接口SCI与串行外设接口SPI #### 串行通信基本知识概要 串行通信是一种常见的数据传输方式，尤其是在嵌入式系统中。在串行通信中，数据按位顺序传输，与并行通信相比，它只需要较少的信号线，因此特别适合于长距离的数据传输。 ##### 异步串行通信格式 - **NRZ数据格式**：SCI通常采用NRZ（Non-Return-to-Zero）数据格式，即标准非归零传号/空号数据格式。其中，“不归零”的含义是指使用正、负电平表示二进制值，不使用零电平；“传号/空号”分别表示两种状态的物理名称，逻辑名称记为“1/0”。 - **数据帧格式**：如上图所示，在8位数据、无校验的情况下，传送格式包括一位起始位、8位数据位、一位停止位。起始位用于标识数据帧的开始，停止位用于标识数据帧的结束。 ##### 波特率 - **定义**：波特率指的是每秒内传送的位数，单位为位/秒（bps）。常用的波特率有300、600、900、1200、1800、2400、4800、9600、19200、38400等。 ##### 奇偶校验 - **定义**：奇偶校验是一种简单的错误检测方法，通过在每个字符后添加一个校验位来实现。如果选择奇校验，则确保每个字符中“1”的个数为奇数；如果选择偶校验，则确保每个字符中“1”的个数为偶数。 ##### 串行通信的传输方式 - **单工**：数据只能单向传输，一端为发送端，另一端为接收端。 - **全双工**：数据可以双向同时传输，需要两根数据线，一端负责发送，另一端负责接收。 - **半双工**：数据可以双向传输，但同一时刻只能有一个方向的数据传输，一般只需要一根数据线。 #### RS-232C总线标准 - **定义**：RS-232C是一种广泛使用的串行物理接口标准，由美国电子工业协会EIA制定。它采用负逻辑，-3V～-15V为逻辑“1”，+3V～+15V为逻辑“0”。最大传输距离为30米，通信速率一般不超过20Kbps。 - **接口**：大多数计算机上的串行口都是9芯接口。9芯串行接口各引脚的功能如下： - 引脚2：接收数据线（RXD） - 引脚3：发送数据线（TXD） - 引脚5：信号地（SG） #### SCI的外围硬件电路与基本编程原理 ##### SCI的外围硬件电路 - **电源供给与滤波**：为了保证系统的稳定运行，需要提供稳定的电源，并进行适当的滤波处理。 - **晶振电路**：晶振电路提供稳定的时钟信号，对于单片机的时间基准非常重要。 - **复位电路**：复位电路确保单片机能够正常启动。 - **SCI电平转换电路**：由于SCI通常使用TTL电平，而在实际应用中可能需要使用其他电平标准（如RS-232C），因此需要进行电平转换。 ##### SCI模块的编程结构 - **初始化设置**：配置SCI的工作模式、波特率等参数。 - **发送与接收**：通过编程控制SCI进行数据的发送与接收操作。 - **中断管理**：利用中断机制提高通信效率，减少CPU的负担。 #### SPI模块的编程结构及应用实例 SPI（Serial Peripheral Interface）是一种高速的全双工同步串行接口，广泛应用于各种微控制器和外围设备之间。 ##### SPI模块的编程结构 - **初始化设置**：配置SPI的工作模式（主模式或从模式）、时钟极性、时钟相位等。 - **数据交换**：通过编程实现SPI接口的数据发送与接收。 - **中断管理**：利用中断机制实现高效的数据传输。 ##### SPI应用实例：高位A/D扩展接口 - **原理**：利用SPI接口实现高位A/D转换器与单片机之间的数据交换。 - **配置**：配置SPI接口的工作参数，如波特率、数据长度等。 - **数据采集**：通过SPI接口读取A/D转换结果，并进行相应的数据处理。 通过对上述知识点的学习，我们可以更好地理解飞思卡尔8位单片机MC9S08中的串行通信接口SCI与串行外设接口SPI的工作原理及其应用场景。这些知识对于从事嵌入式系统设计与开发的专业人士来说是非常宝贵的资源。