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  • 串口的电平转换芯片MAX232与单片机的典型连接电路,经验证,可行
  • 这几天开始忙于调试我们自己的STM32主板,2.4G RF模块已经调试成功,然后接着调试串口,也就是如此,问题来了。
  • MAX485典型电路

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    《MAX485典型电路》由会员分享,可在线阅读,更多相关《MAX485典型电路(60页珍藏版)》请在人人文库网上搜索。

    1、第9章 串行接口技术,单片机原理、接口及应用,内 容 提 要, RS-485总线扩展 IIC总线扩展接口及应用 SPI总线扩展接口及应用,9.1 RS485总线扩展,RS485标准接口是单片机系统种常用的一种串行总线之一。与RS232C比较,其性能有许多改进,细节请见表9.1所示。 表9.1 RS232C与RS485性能比较,RS485接口可连接成半双工和全双工两种通信方式。常见的半双工通信芯片有MAX481、MAX483、MAX485、MAX487等,全双工通信芯片有MAX488、MAX489、MAX490、MAX491等。,下面以MAX485为例来介绍RS485串行接口的应用。MAX485。

    2、的封装有DIP、SO和uMAX三种,其中DIP封装的管脚如图9.1所示。 管脚的功能如下:RO:接收器输出端。若A比B大200mV,RO为高;反之为低电平。RE:接收器输出使能端。RE为低时,RO有效;为高时,RO呈高阻状态。DE:驱动器输出使能端。若DE1,驱动器输出A和B有效;若DE0,则它们呈高阻态。若驱动器输出有效,器件作为线驱动器用,反之作为线接收器用。DI:驱动器输入端。DI0,有A0,B1;当DI1,则A1,B0。GND:接地。A:同相接收器输入和同相驱动器输出。B:反相接收器输入和反相驱动器输出。VCC:电源端,一般接+5V。,图9.1 MAX485芯片的DIP封装管脚图,MA。

    3、X485典型的工作电路如图9.2所示,其中平衡电阻Rp通常取100300欧姆。MAX485的收发功能见表9.3。,表9.3 MAX485的收发功能,89C51与MAX485的接口电路如图9.4所示。P1.7用来控制MAX485的接收或发送,其余操作同串口 。,9.2 I2C总线扩展接口及应用,9.2.1 原理 I2C(IIC)总线是Philip公司推出的芯片间串行传输总线。它用两根线实现了完善的全双工同步数据传送,可以极为方便地构成多机系统和外围器件扩展系统。IIC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简单灵活的扩展方法。按照IIC总线。

    4、规范,总线传输中的所有状态都生成相对应的状态码,系统中的主机能够依照这些状态码自动地进行总线管理,用户只要在程序中装入这些标准处理模块,根据数据操作要求完成IIC总线的初始化,启动IIC总线就能自动完成规定的数据传送操作。,IIC总线接口为开漏或开集电极输出,需加上拉电阻。系统中所有的单片机、外围器件都将数据线SDA和时钟线SCL的同名端相连在一起,总线上的所有节点都由器件和管脚给定地址。系统中可以直接连接具有IIC总线接口的单片机,也可以通过总线扩展芯片或I/O口的软件仿真与IIC总线相连。在IIC总线上可以挂接各种类型的外围器件,如RAM/EEPROM、日历/时钟、A/D、D/A、以及由I。

    5、/O口、显示驱动器构成的各种模块。,9.2.2 软件IIC总线 假设单片机所用晶体振荡器的频率为6MHz。用P1.7和P1.6分别模拟SDA和SCL,定义如下: SDAEQUP1.7 SCLEQUP1.6 (1)产生起始位和停止位 如果单片机则每个机器周期为2us,我们可分别写出产生时钟SCL和SDA的发送起始条件和停止条件两段子程序如下。若晶振频率并非 6MHz,则要相应增删各程序段中NOP指令的条数,以满足时序的要求。例如,若fosc=12MHz ,则两条NOP指令应增至4条。,发送起始条件START STA: SETB SDA SETB SCL NOP NOP CLR SDA NOP N。

    6、OP CLR SCL RET,发送停止条件STOP STOP:CLR SDA SETB SCL NOP NOP SETB SDA NOP NOP CLR SCL RET,(2)发送应答位和非应答位子程序 IIC总线上的第9个时钟对应于应答位,相应数据线上“0”为“ACK”和“1”为“”。发送应答位和非应答位的子程序分别如下。,发送应答位ACK MACK: CLR SDA SETB SCL NOP NOP CLR SCL SETB SDA RET,发送非应答位ACK MNACK: SETB SDA SETB SCL NOP NOP CLR SCL CLR SDA RET,(3)应答位检查子程序 。

    7、在I2C总线数据传送中,接收器收到发送器传送来的一个字节后,必须向SDA线上返送一个应答位ACK,表明此字节已经收妥。本子程序使单片机产生一个额外的时钟(第九个时钟脉冲,在脉冲的高电平期间读ACK应答位,并将它的状态被复制到F0标志中以供检查。若有正常ACK,则F0标志为0,否则为1。 CACK: SETB SDA ;SDA作输入 SETB SCL ;第9个时钟脉冲开始 NOP MOV C,SDA ;读SDA线 MOV F0,C ;转存入F0中 CLR SCL ;时钟脉冲结束 NOP RET,(4)字节数据发送子程序 由于是SDA接在并行口线,无移位寄存器,因此数据通过指令完成移位再从SDA串。

    8、行输出。遵循时序要求,数据在时钟低电平时变化,高电平时稳定,每一个时钟脉冲传送一位,编写字节数据传送子程序。 该子程序的入口条件是待发送的字节位于累加器ACC中。,WRB: MOV R7,#8 ;位计数器初值 WLP: RLC A ;欲发送位移入C中 JC WR1 ;此位为1,转WR1 CLR SDA ;此位为0,发送0 SETB SCL ;时钟脉冲变为高电平 NOP ;延时 NOP CLR SCL ;时钟脉冲变为低电平 DJNZ R7,WLP ;未发完8位,转WLP RET ;8位已发完,返回,WR1: SETB SDA ;此位为 1,发送1 SETB SCL ;时钟脉冲变高电 平 NOP 。

    9、NOP ;延时 CLR SCL ;时钟脉冲变低电 平 CLR SDA DJNZ R7,WLP RET,(5)字节数据接收子程序 该子程序的功能是在时钟的高电平时数据已稳定,读入一位,经过8个时钟从SDA线上读入一个字节数据,并将所读字节存于A和R6中。 RDB:MOV R7,#8 ;R7存放位计数器初值 RLP: SETB SDA ;SDA输入 SETB SCL ;SCL脉冲开始 MOV C,SDA ;读SDA线 MOV A,R6 ;取回暂存结果 RLC A ;移入新接收位 MOV R6,A ;暂存入R6 CLR SCL ;SCL脉冲结束 DJNZ R7,RLP ;未读完8位,转RLP RET。

    10、 ;8位读完,返回,(6)n个字节数据发送子程序 这段子程序的入口条件:假定控制字节已存放在片内RAM的SLA单元中;待发送数据各字节已位于片内RAM以MTD+1为起始地址的n个连续单元中。NUMBYT单元中存有欲发送数据的字节数。接收到数据的存放首址存放在片内RAM的MTD单元。,WRNBYT: PUSH PSW ;保护现场 WRNBYT1: MOV PSW,#18H ;改用第3组工作寄存器 CALL STA ;发起始条件 MOV A,SLA ;读写控制字节 CALL WRB ;发送写控制字节 CALL CACK ;检查应答位 JB F0,WRNBYT ;无应答位,重发 MOV R0,#MT。

    11、D ;有应答位,继而发数据,第一个数据为首址,WRDA: MOV A,R0 ;读一个字节数据 LCALL WRB ;发送此字节 LCALL CACK ;检查ACK JB F0,WRNBYT1 ;无ACK,重发 INC R0 ;调整指针 DJNZ R5,WRDA ;尚未发完n个字节,继续 LCALL STOP ;全部数据发完,停止 POP PSW ;恢复现场 RET ;返回,(7)读、存数据程序 假设数据接受缓冲区为片内RAM以MRD为首址的n个单元。 这段子程序的入口条件: 片内RAM中的SLA单元存有读控制字节; NUMBYT单元中存有欲接收数据的字节数。 出口条件: 所读出的数据将存入片内。

    12、RAM以MRD为首地址的n个连续单元内。 RDNBYT: PUSH PSW RDNBYT1: MOV PSW,#18H LCALL STA ;发送起始条件 MOV A,SLA ;读入读控制字节 LCALL WRB ;发送读控制字节 LCALL CACK ;检查ACK JB F0,RDNBYT1 ;无ACK,重新开始 MOV R1,#MRD ;接收数据缓冲区指针,GO_ON: LCALL RDB ;读一个字节 MOV R1,A ;存入接收数据缓冲区; DJNZ NUMBYT,ACK;未全接收完,转ACK LCALL MNACK ;已读完所有字节,发 LCALL STOP ;发停止条件 POP P。

    13、SW RET ACK: LCALL MACK ;发ACK INC R1 ;调整指针 SJMP GO_ON ;继续接收,9.2.3 典型IIC串行存储器的扩展,9.2.3.1 串行IIC总线EEPROM AT24CXX的扩展,1)基本原理 AT24CXX的特点是:单电源供电,工作电压范围宽1.8V5.5V;低功耗CMOS技术(100KHz(2.5 V)和400KHz(5V)兼容),自定时写周期(包含自动擦除)、页面写周期的典型值为2ms,具有硬件写保护。,图9.6 AT24CXX的结构和引脚。(a)内部结构图;(b)引脚图。,器件型号为AT24CXX的结构和引脚如图9.6所示,其中 SCL 串行。

    14、时钟端。 SDA 串行数据端。 WP 为写保护,当WP为高电平时存贮器只读;当WP为低电平时存贮器可读可写。 A0、A1、A2 片选或块选。 SDA为漏极开路端,需接上拉电阻到Vcc。数据的结构为8位。信号为电平触发,而非边沿触发。输入端内接有滤波器,能有效抑制噪声。自动擦除(逻辑“1”)在每一个写周期内完成。 AT24CXX采用IIC规程,运用主/从双向通讯。器件发送数据到总线上,则定义为发送器 ,器件接收数据则定义为接收器。主器件(通常为微控制器)和从器件可工作于接收器和发送器状态。总线必须由主器件控制,主器件产生串行时钟(SCL),控制总线的传送方向,并产生开始和停止条件。串行EEPRO。

    15、M为从器件。无论主控器件,还是从控器件,接收一个字节后必须发出一个确认信号ACK。,2)控制字节要求 开始位以后,主器件送出8位控制字节。控制字节的结构(不包括开始位)如下所示: 说明: 控制字节的第14位为从器件地址位(存贮器为1010)。控制字节中的前4位码确认器件的类型。此四位码由飞利浦公司的IIC规程所决定。1010 码即为从器件为串行EEPROM的情况。串行EEPROM将一直处于等待状态,直到1010码发送到总线上为止。当1010码发送到总线上,其它非串行EEPROM从器件将不会响应。,控制字节的第57位为18片的片选或存贮器内的块地址选择位。此三个控制位用于选片或者内部块选择。标准。

    16、的IIC规程允许选择16K位的存贮器。通过对几片器件或一个器件内的几个块的存取,可完成对16K位存贮器的选择,如表9-6所示。 表9-6 AT24CXX的A2A1A0 ,控制字节的A2、A1、A0的选择必须与外部A2、A1、A0引脚的硬件连接或者内部块选择匹配,A2、A1、A0引脚无内部连接的,则这三位无关紧要;作器件选择的,可接高电平或低电平。 AT24CXX的存贮矩阵内部分为若干块,每一块有若干页面,每一页面有若干个字节。内部页缓冲器只能写入一页字节数据,对24LC32和24LC64一次可以存8页(每页8个字节)。 控制字节第8位为读、写操作控制码。如果此位为1,下一字节进行读操作(R);。

    17、此位为0,下一字节进行写操作(W)。 当串行EEPROM产生控制字节确认位以后,主器件总线上将传送相应的字地址或数据信息。,3)确认要求 在每一个字节接收后,接收器件必须产生一个确认信号位ACK。主器件必须产生一个与此确 认位相应的额外时钟脉冲。在此时钟脉冲的高电平期间拉SDA线为稳定的低电平,为确认信号(ACK)。若不在从器件输出的最后一个字节中产生确认位,主器件必须发一个数据结束信 号给从器件。在这种情况下,从器件必须保持数据线为高电平(用表示),使 得主器件能产生停止条件。 注意:如果内部编程周期(烧写)正在进行,AT24CXX不产生任何确认位。,4)写操作 字节写 在主器件发出开始信号。

    18、以后,主器件发送写控制字节即1010A2A1A00(其中R/W读写控制位为低电平“0”)。这指示从接收器被寻址,由主器件发送的下一个字节为字地址 ,将被写入到AT24CXX的地址指针。主器件接收来自AT24CXX的另一个确认信号以后,将发送数据字节,并写入到寻址的存贮器地址。AT24CXX再次发出确认信号,同时主器件产生 停止条件P。启动内部写周期,在内部写周期内AT24CXX将不产生确认信号(见图9.7)。,图9.7 AT24CXX字节写,页面写 如同字节写方式,先将写控制字节、字地址发送到AT24CXX,接着发n个数据字节,主器件发送不多于一个页面字节的数据字节到AT24CXX,这些数据字。

    19、节暂存在片内页面缓存器中,在主器件发送停止信号以后写入到存贮器。接收每一字节以后,低位顺序地址指针在内部加1。高位顺序字地址保持为常数。如果主器件在产生停止条件以前要发送多于一页字的数据,地址计数器将会循环,并且先接收到的数据将被覆盖。象字节写操作一样,一旦停止条件被接收到,则内部写周期将开始(见图9.8)。,图9.8 AT24CXX页面写,写保护 当WP端连接到Vcc,AT24CXX可被用作串行ROM,编程将被禁止,并且整个存贮器写保护。,5)读操作 当从器件地址的R/W位被置为“1”,启动读操作。存在三种基本读操作类型:读当前地址内容,读随机地址内容,读顺序地址内容。 读当前地址内容 AT。

    20、24CXX片内包含一个地址计数器,此计数器保持被存取的最后一个字的地址,并在片内自动加1。因此,如果以前存取(读或者写操作均可)的地址为n,下一个读操作从n+1地址中读出数据。在接收到从器件的地址中R/W位为1的情况下,AT24CXX发送一个确认位并且送出8位数据字。主器件将不产生确认位(相当于产生ACK),但产生一个停止条件。AT24CXX不再继续发送(见图9.9)。,图9.9 AT24CXX读当前地址内容,读随机地址内容 这种方式允许主器件读存贮器任意地址的内容,操作如图9.10所示。,图9.10 AT24CXX读随意地址的内容,主器件发1010A2A1A0后发0位,再发读的存贮器地址,在。

    21、收到从器件的确认位ACK后 产生一个开始条件S,以结束上述写过程,再发一个读控制字节,从器件AT24CXX在发ACK信号后发出8位数据,主器件发后,发一个停止位,AT24CXX不再发后续字节。 读顺序地址的内容 读顺序地址内容的方式与读随意地址内容的方式相同,只是在AT24CXX发送第一个字节以后,主器件不发和STOP,而是发ACK确认信号,控制AT24CXX发送下一个顺序地址的8位数据字,直到x个数据读完(见图9.11)。 图9.11 AT24CXX读顺序地址的内容,防止噪声 AT24CXX使用了一个Vcc门限检测器电路。在一般条件下,如果Vcc低于1.5V,门限检测器对内部擦/写逻辑不使能。

    22、。 SCL和SDA输入端接有施密特触发器和滤波器电路,即使在总线上有噪声存在的情况下,它们也能抑制噪声峰值以保证器件正常工作。,6)串行EEPROM和AT89C51接口 图9.12为8XX51微控制器与4K位的AT24C04串行EEPROM的典型连接。图中P1.6、P1.7提供AT24C04的时钟SCL、SDA和AT24C04进行数据传送,A2、A1、A0内部无连接,为无关位。WP为EEPROM的写保护信号,高电平有效。因为我们要进行写入操作,所以只能把它接低电平。 利用上面的子程序,将8XX51单片机内部RAM 6067H存放的“1”“8”LED显示器的字形 码写入24C04存贮器的2027。

    23、H单元,为检查写入效果,再将24C04的2027H单元的内容读出 存入8XX51内部RAM的40H47H单元,同时送LED显示器显示。,9.2.4 IIC总线接口的串行A/D、D/A扩展,PCF8591是一款典型的IIC总线接口的串行8位A/D、D/A转换器,该器件为单一电源供电(2.56V),CMOS工艺。PCF8591有4路8位A/D输入,属逐次比较型,内含采样保持电路;1路8位D/A输出,内含有DAC的数据寄存器。A/D、D/A的最大转换速率约为11kHz,转换的基准电源需由外部提供。PCF8591的内部结构和外部引脚分别如图9.18所示。,图9.18 PCF8591的内部结构(a)的外。

    24、部引脚(b),PCF8591引脚功能描述见表9.7。 表9.7 PCF8591的引脚功能表,PCF8591的工作字有两个,地址选择字和转换控制字。地址选择字的格式如表9.8所示。表9.8 PCF8591的地址选择字格式,PCF8591的转换控制字存放在控制寄存器中,用于实现器件的各种功能。总线操作时,为主发送的第二个字节。其格式如表9.9所示。 表9.9 PCF8591的转换控制字格式,PCF8591的包括D/A转换和A/D转换两个部分,下面分别介绍之。1)PCF8591的D/A转换D/A转换器是PCF8591的关键单元,除作为D/A转换使用外,还用于A/D转换中。D/A转换使用IIC总线的写。

    25、入操作完成的,其数据操作格式如下:,其中data 1data n为待转换的二进制数字。CONBYT为PCF8591的控制字节。图中灰底位由主机发出,白底位由PCF8591产生。 D/A转换时,控制字中的输出允许位(D6)应为1,写入PCF8591的数据字节存放在DAC数据寄存器中,通过D/A转换器转换成相应的模拟电压通过AOUT引脚输出,并保持到输入新的数据为止。 由于片内DAC单元还用于A/D转换,在A/D转换周期里释放DAC单元供A/D转换用,而DAC输出缓冲放大器的采样、保持电路在这期间将保持D/A转换的输出电压。,2)PCF8591的A/D转换 PCF8591的A/D转换为逐次比较型A。

    26、DC,在A/D转换周期中借用DAC及高增益比较器。A/D转换的时序如图9.21所示,对PCF8591进行读写操作便立即启动A/D转换,并读出A/D转换结果。在每个应答位的后沿触发A/D转换周期,采样模拟电压并读出当前一个转换结果。 A/D转换中,一旦A/D采样周期被触发,所选择通道的采样电压便保存在采样、保持电路中,并转换成8位二进制码(单端输入)或8位二进制补码(差分输入)存放在ADC数据寄存器中等待主器件读出。如果控制字节中自动增量选择位置1,则一次A/D转换完毕后自动选择下一通道。读周期中读出的第一个字节为前一个周期的转换结果。上电复位后读出的第一字节为80H。,PCF8591的A/D转。

    27、换使用IIC总线的读操作,其数据格式如下:,其中data 0data n为A/D的转换结果,分别对应于前一个数据读取期间所采样的模拟电压。上电复位后控制字节状态为00H,如果A/D转换时须设置控制字,须在读操作之前进行控制字节的写入操作。 PCF8591一个典型的应用电路如图9.20所示。假设从A/D的通道0采样数据送至D/A转换输出,利用前面所给出的IIC软件,编程如下:,图9.20 PCF8591的典型应用电路,LCALL STA;启动IIC总线操作 MOV A, #10010001B;访问PCF8591的A/D LCALL WRB LCALL RDB;读上次采样数据,结果存放在R6中 L。

    28、CALL STOP;停止IIC总线操作 LCALL STA;启动IIC总线操作 MOV A, #10010000B;访问PCF8591的D/A LCALL WRB MOV A, #01000000H;设置控制字 LCALL WRB MOV A, R6;从D/A输出采样值 LCALL WRB LCALL STOP;停止IIC总线操作,9.3 SPI总线扩展接口及应用,9.3.1 SPI的原理 SPI(Serial Peripheral Interface 串行外设接口)总线系统是Motorola公司提出的一种同步串行外设接口,允许MCU与各种外围设备以同步串行方式进行通信来交换信息。其外围设备种。

    29、类繁多,从最简单的TTL移位寄存器到复杂的LCD显示驱动器、网络控制器等,可谓应有尽有。SPI总线可直接与各厂家生产的多种标准外围器件直接接口,该接口一般使用4根线:串行时钟线SCK、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输出数据线MISO和低电平有效的从机选择线SS。由于SPI系统总线只需3根公共的时钟数据线和若干位独立的从机选择线(依据从机数目而定),在SPI从设备较少而没有总线扩展能力的单片机系统中使用特别方便。即使在有总线扩展能力的系统中采用SPI设备也可以简化电路设计,省掉很多常规电路中的接口器件,从而提高了设计的可靠性。,图9.21 一个典型的SPI总线系统结构示意图,一。

    30、个典型的SPI总线系统结构如图9.21所示。在这个系统中,只允许有1个做主SPI设备的主MCU和若干做SPI从设备的I/O外围器件。MCU控制着数据向1个或多个从外围器件的传送。从器件只能在主机发命令时才能接收或向主机传送数据,其数据的传输格式是高位(MSB)在前,低位(LSB)在后。当有多个不同的串行I/O器件若要连至SPI上作为从设备,必须注意两点:一是其必须有片选端;二是其接MISO线的输出脚必须有三态,片选无效时输出高阻态,以不影响其它SPI设备的正常工作。,9.3.2 SPI总线的软件模拟及串并扩展应用 9.3.2.1 SPI总线的软件模拟 对于大多的51单片机而言,没有提供SPI接。

    31、口,通常可使用软件的办法来模拟SPI的总线操作,包括串行时钟、数据输入和输出。值得注意的是,对于不同的串行接口外围芯片,它们的时钟时序有可能不同,按SPI数据和时钟的相位关系来看通常有4种情况,它是由片选信号有效前的电平和数据传送时的有效沿来区分的,传送8位数据的时序种类具体如图9.22所示。,现在用软件来模拟一下图9.22中最上面的一种情况。我们假定图9.21中的MCU为51单片机,系统接有两个从器件,用P1.7模拟SCK,P1.6模拟MOSI,P1.5模拟MISO线,P1.4模拟SS1,P1.3模拟SS2。其模拟的程序如下。,图9.22 SPI总线的4种数据/时钟时序图,SCK BIT P。

    32、1.7 MOSI BIT P1.6 MISO BIT P1.5 SS DB 0 ;分配片选扩展字单元 PF0 BIT 0;分配片选有效前电平标志位 PF1 BIT 1;分配数据传送有效沿标志位 CLR PF0;初始化电平标志位PF0 CLR PF1;初始化沿标志位PF1 MOV SS, #11101111B ;初始化从器件选择字,数据发送程序: MOV R0, #DATA8;待发送的数据放在R0中 MOV C, PF0 MOV SCK, C;欲设置有效电平 NOP ;延时,均可调整,为匹配时序要求 MOV A, SS ANL P1, A;选中从器件 NOP XCH A, R0 MOV R0, 。

    33、#08H ;置循环次数 SPIOUT: MOV C, PF1 MOV SCK, C;准备有效触发沿 CPL PF1 RLC A ;发送下一位数据(从最高位开始),MOV MOSI, C NOP MOV C, PF1 MOV SCK, C;产生有效沿,以便从器件锁存数据 CPL PF1 NOP DJNZ R0, SPIOUT ;8位数据发送未完成,则继续发送下一位 MOV C, PF0 MOV SCK, C MOV A, SS CPL A ORL P1, A;结束SPI总线操作,关闭从器件 RET,数据接收程序: SPIR: MOV C, PF0 MOV SCK, C;欲设置有效电平 NOP ;。

    34、延时,均可调整,为匹配时序要求 MOV A, SS ANL P1, A;选中从器件 NOP MOV R0, #08H ;置循环次数 SPIIN: MOV C, PF1 MOV SCK, C;准备有效触发沿 CPL PF1 NOP MOV C, PF1 MOV SCK, C;产生有效沿,以便从器件锁存数据,MOV MOSI, C;接收下一位数据(从最高位开始) RRC A ;接收到的数据依次存入A CPL PF1 NOP DJNZ R0, SPIIN ;8位数据未接收完,则继续接收下一位 MOV C, PF0 MOV SCK, C MOV A, SS CPL A ORL P1, A;结束SPI总。

    35、线操作,关闭从器件 RET,其它三种情况只需改变初始相位条件即可模拟实现。,9.3.3 10位串行D/A TLC5615的扩展,TLC5615是带有缓冲基准输入的10位电压输出型D/A转换器。器件可在单5V电源下工作,且具有上电复位功能。TLC5615的控制是通过三线串行总线进行,可使用的数字通信协议包括SPI、QSPI以及Microwire标准。低功耗,在5V供电时功耗仅1.75mW,数据更新速率为1.2MHz,典型的建立时间为12.5us。TLC5615广泛应用于电池供电测试仪表、数字增益调整、电池远程工业控制和移动电话等领域。,9.3.3.1 TLC5615的内部结构和外部引脚,TLC5。

    36、615的内部结构如图9.24所示,其主要由16位移位寄存器、10位D/A寄存器、D/A转换权电阻、基准缓冲器、控制逻辑和2倍程放大器等电路组成。,图9.24 TLC5615的内部结构,TLC5615的管脚与Maxim公司的MAX515完全兼容,如图9.25所示。各管脚的功能介绍如下。 DIN:串行数据输入脚 SCLK:串行时钟输入脚 CS:片选端,低电平有效 DOUT:用于菊花链的串行数据 输出端 AGND:模拟地 REFIN:基准输入端,一般接2V 到VCC2V VCC:电源端,一般接+5V,图9.18 TLC5615的引脚图,9.3.3.2 TLC5615的接口及应用,TLC5615与AT。

    37、89C52的典型接口电路如图9.26所示。 TLC5615通过固定增益为2的运放缓冲电阻网络,把10位数字数据转换为模拟电压。上电时,内部电路把D/A寄存器复位为0。其输出具有与基准输入相同的极性,表达式为,TLC5615最大的串行时钟速率不超过14MHz,10位DAC的建立时间为12.5us,通常更新速率限制至80kHz以内。TLC5615的16位移位寄存器在SCLK的控制下从DIN引脚输入数据,高位在前,低位在后。16位移位寄存器中间的10位数据在上升沿的作用下打入10位的D/A寄存器供给D/A转换。其输入的数据格式位为: SPI和AT89C52的接口传送8位字节形式的数据。因此,要把数据。

    38、输入到D/A转换器需要两个写周期。QSPI接口具有从8位至16位的可变输入数据长度,可以在一个写周期之内装入好转换数据代码。当系统不使用D/A转换器时,最好把D/A寄存器设置为全0,这样可以使基准电阻阵列和输出负载的功耗降为最小。依据图9.16,TLC5615的一个简单的应用编程见下。,DIN BIT P1.4;定义I/O口 SCLK BIT P1.7 CS5615 BIT P1.5 DataH EQU 30H DataL EQU 31H TLC5615: CLR SCLK ;准备操作TLC5615 CLR CS5615 ;选中TLC5615 MOV R7, #08H MOV A, DataH。

    39、 ;装入高8位数据 LOOPH: LCALL DELAY ;延时 RLC A ;最高位移向5615 MOV DIN, C SETB SCLK ;产生上升沿,移入一位数据,LCALL DELAY CLR SCLK DJNZ R7, LOOPH MOV R7, #08H MOV A, DataL ;装入低8位数据 LOOPL: LCALL DELAY ;延时 RLC A ;最高位移向5615 MOV DIN, C SETB SCLK ;产生上升沿,移入一位数据 LCALL DELAY CLR SCLK DJNZ R7, LOOPL SETB CS5615 ;结束5615的操作,同时将转换数据代码存。

    40、入10位DA寄存器,启动新一轮的DA转换 RET,9.3.4 AD549 8位串行A/D的扩展,TLC549是以8位开关电容逐次逼近A/D转换器为基础而构造的CMOS A/D转换器。它能通过三态数据输出和模拟输入与微处理器或外围设备串行接口。TLC549仅用输入/输出时钟(CLK)和芯片选择(CS)输入作数据控制,其最高CLK输入频率为1.1MHz。 TLC549的内部提供了片内系统时钟,它通常工作在4MHz且不需要外部元件。片内系统时钟使内部器件的操作独立于串行输入输出的操作,这种独立性使得控制硬件和软件只需关心利用I/O时钟读出先前转换结果和启动转换。TLC549片内有采样保持电路,其转换。

    41、速率可达40kHz。 TLC549的电源范围为36V,功耗小于15mW,总的不可调整误差为0.5LSB,能理想地应用于包括电池供电地便携式仪表的低成本、高性能系统中。,9.3.4.1 器件引脚及等效输入电路,(a)引脚;(b)采样期间等效电路;(c)保持期间等效电路,图9.28 TLC549的器件引脚与等效输入电路,TLC549的管脚与TLC540 8位A/D转换器以及TLC1540 10位A/D转换器兼容,如图9.28a所示。其中,基准端(REF,REF)为差分输入,可以将REF接地,REF接Vcc端,但要加滤波电容。AIN为模拟信号输入端,大于REF电压时转换为全“1”,小于REF电压时转。

    42、换为全“0”。通常为保证器件工作良好,REF电压应高REF电压至少1V。 TLC549在采样期间和保持期间的等效输入电路分别如图9.28b和图9.28c所示。对于采样方式,输入电阻约1k,采样电容约60pF;对于保持方式,输入电阻约5M。,9.3.4.3 TLC549的接口及应用,TLC549与51单片机的接口电路很简单,只要将TLC549的DO、CLK和51单片机的I/O口相接即可,图9.30给出了一种由TLC549和89C51构成的典型的数据采集电路。其中,N1、R1、R2、C2组成一阶低通滤波器;C1、R3可滤除直流;R4、R5是将双极性的模拟输入信号变成05V以适应TLC549的单极性要求。,图9.30 TLC549典型的数据采集电路,利用前面第2节所给出的SPI的模拟子程序,编程如下。 SCK BIT P1.6 ;初始化时钟线 MISO BIT P1.5 ;初始化数据线 CLR PF0 ;初始时钟电平为0 CLR PF1 ;设定上升沿有效 MOV SS, #01111111B ;初始化片选线 LCALL SPIR ;调用SPI总线的模拟读子程序 MOV Buff, A ;保存采样数据。

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  • max485典型电路

    2012-05-04 13:53:50
    max485典型电路
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    The MAX3483,MAX3485, MAX3486, MAX3488,MAX3490, and MAX3491 are 3.3V, low-power transceivers for RS-485 and RS-422 communicaTIon. Eachpart contains one driver and one receiver. TheMAX3483 and MAX3488 feature slew-rate-limited drivers that minimize EMI and reduce reflecTIons causedby improperly terminated cables, allowing error-freedata transmission at data rates up to 250kbps. The parTIally slew-rate-limited MAX3486 transmits up to2.5Mbps. The MAX3485, MAX3490, and MAX3491transmit at up to 10Mbps.

    Drivers are short-circuit current limited and are protected against excessive power dissipaTIon by thermalshutdown circuitry that places the driver outputs into ahigh-impedance state. The receiver input has a fail-safefeature that guarantees a logic-high output if bothinputs are open circuit.

    The MAX3488, MAX3490, and MAX3491 feature fullduplex communication, while the MAX3483, MAX3485,and MAX3486 are designed for half-duplex communication.

    MAX3483,MAX3485,MAX3486,MAX3488,MAX3490以及MAX3491是用于RS-485与RS-422通信的3.3V,低功耗收发器,每个器件中都具有一个驱动器和一个接收器。MAX3483和MAX3488具有限摆率驱动器,可以减小EMI,并降低由不恰当的终端匹配电缆引起的反射,实现最高250kbps的无差错数据传输。MAX3486的驱动器摆率部分受限,可以实现最高2.5Mbps的传输速率。MAX3485,MAX3490和MAX3491则可以实现最高10Mbps的传输速率。

    驱动器具有短路电流限制,并可以通过热关断电路将驱动器输出置为高阻状态,防止过度的功率损耗。接收器输入具有失效保护特性,当输入开路时,可以确保逻辑高电平输出。

    使用MAX3488,MAX3490和MAX3491可以实现全双工通信,而MAX3483,MAX3485与MAX3486则为半双工应用设计。

    1、MAX3485特点

    半双工

    速率:10Mbps

    限摆率:NO

    接收允许控制:YES

    关断电流:2nA

    引脚数:8

    2、MAX3485引脚图及其功能

    引脚图

    引脚功能

    根据上图、上表可知:

    DE和RO为使能管脚。DE为低电平、RE为低电平时为接收;DE为高电平、RE为高电平时为发送;RO和DI为数据管脚。RO为接收,DI为发送;因此我们经常将DE和RE直接连接,用一个IO口控制(见3.2电路实现)。

    3、应用电路

    485是2线式,两个485接口的设备相连通过A、B两根线即可(也就是至少2个485芯片),连接方式如下图所示:

    我们使用MAX3485一般是用下图电路:

    从上图中我们可以看到:RO直接和TTL电平的UART_RX(或模拟串口的RX)相连,DI直接和TTL电平的UART_TX(或模拟串口的TX)相连,R34为1K。

    MAX3485电路图集

    3.3V供电,10Mbps的RS-485/RS-422收发器

    图4.驱动器VOD和VOC

    图5.具有不同共模电压的驱动器VOD

    图6.接收器VOH和VOL

    图7.驱动器差分输出延迟和转换时间

    图8.驱动程序传播时间

    图9.驱动器启用和禁用时间(tPZH,tPSH,tPHZ)

    图10.驱动器启用和禁用时间(tPZL,tPSL,tPLZ)

    图11.接收器传播延迟

    图12.接收器启用和禁用时间

    MAX3485封装尺寸图

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    串口电路采用MAX3232芯片,也可以用MAX323芯片,3232为+3.3v供电,323为+5v供电。电路中的电容值在MAX3232芯片手册上都为0.1uf。在实验时遇到串口不能工作现象,修改电容参数后通讯正常。其中:4、5脚之间加10nf贴片电容,2、6脚之间2个电容值为1uf。用贴片电容也能正常工作,极性电容视空间、需要定。

    DB9头各管脚定义:

    1、载波检测DCD;2、接收数据RXD;3、发送数据TXD;4、数据终端准备好DTR;5、信号地SG;6、数据准备好DSR;7、请求发送RTS;8、清除发送CTS;9、振铃提示RI

    3.3V 的串口驱动器MAX3232数护表

    采用专有低压差发送器输出级,利用双电荷泵在3.0V至5.5V 电源供电时能够实现真正的RS-232性能,器件仅需四个0.1UF的外部小尺寸电荷泵电容。

    max3232 确保在120kbps 数据速率,同时保持RS-232 输出电平。max3232 具有二路接收器和二路驱动器,提供1UA 关断模式,有效降低功效并延迟便携式产品的电池使用寿命。关断模式F,接收器保持有效状态,对外部设备进行监测,仅消耗max3232 的引脚、封装和功能分别与工业标准MAX242 和1UA 电源电流,MAX232 兼容。即使工作在高数据速率下,max3232 仍然能保持RS-232 标准要求只要输入电压在3.0V至5.5V 范围以内,的正负5.0V最小发送器输出电压。即可提供+5.5V (倍压电荷泵) 和-5.5V (反相电荷泵) 输出电压,电荷泵工作在非连续模式,旦输出电压低于5.5V,将开启电荷泵; 输出电压超过5.5V,即可每个电荷泵需要一个飞容器和一个储能电容,产生V+和V-的电压。关闭电荷泵,

    max3232在最差工作条件下能够保证120kbps的数据速率。通常情况下,能够工作于235kbps 数据速率,发送器可并联驱动多个接收器和鼠标。

    MAX3232 应用电路

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    The MAX3488, MAX3490, and MAX3491 feature fullduplex communication, while the MAX3483, MAX3485,and MAX3486 are designed for half-duplex communication.

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    MAX3485电路图集

    3.3V供电,10Mbps的RS-485/RS-422收发器

    图4.驱动器VOD和VOC

    图5.具有不同共模电压的驱动器VOD

    图6.接收器VOH和VOL

    图7.驱动器差分输出延迟和转换时间

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    图9.驱动器启用和禁用时间(tPZH,tPSH,tPHZ)

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