MAX7219及单片机的SPI接口设计

串行显示驱动器PS7219及单片机的SPI接口设计

在单片机的应用系统中，为了便于人们观察和监视单片机的运行情况，常常需要用显示器显示运行的中间结果及状态等等。因此显示器往往是单片机系统必不可少的外部设备之一。常用的显示器有很多种，其中LED（发光二极管显示器）是应用较多的一种，它特别适用于强光和光线极弱的场合。

要使LED显示，必须提供段选码和位选码。传统的硬件译码显示接口广泛采用由中央处理器CPU（如：Intel 8031）扩展I／O口（如：8255），然后再使用逻辑门驱动芯片（如7407等）驱动相应的位码和段码。这种设计，芯片间连线十分复杂，系统工作可靠性不高，已越来越不适应单片机系统集成化、小型化的发展要求。特别是系统并行扩展I／O，其缺点十分明显

（1）连线太多，系统连线复杂，印制板布线不方便；

（2）并行总线上挂靠的器件太多，系统工作的稳定性和可靠性低；

（3）体积较大，集成度不高。

正是由于上述原因，近年来，各厂家相继开发出了集成度较高、驱动能力较强、驱动位数较多、功能齐全的LED显示驱动器。

本文介绍一种低价位、高性能的多位LED显示驱动器PS7219芯片，以及它与单片机89C51具体的SPI接口设计与应用软件。

1PS7219简介

PS7219是一种新型的串行接口的8位数字静态显示芯片。它是由武汉力源公司新推出的24脚双列直插式芯片，采用流行的同步串行外设接口（SPI），可与任何一种单片机方便接口，并可同时驱动8位LED （或64只独立LED），其引脚图如图1所示。

PS7219内部具有15×8RAM功能控制寄存器，可方便选址，对每位数字可单独控制、刷新、不需重写整个显示器。显示数字亮度可由数字进行控制，每位具有闪烁使能控制位。当引脚CON（13脚）置高电平，可禁止所有显示，达到降低功耗的效果，但同时并不影响对控制寄存器的修改。PS7219还有一个掉电模式、一个允许用户从1位数显示到8位数显示选择的扫描界限寄存器和一个强迫所有LED接通的测试模式。另外，PS7219A型内置一个可靠的uP监控电路，可为外部提供一个脉宽140ms，触发门限典型值为4．63V的高电平复位信号。

如果N个PS7219级联，可实现N×8位LED显示。

2PS7219引脚功能

PS7219引脚功能如表1所示。

3PS7219工作过程

图2为PS7219工作时序图。由图2可行，DIN是串行数据输入端，在CLK的上升沿，一位数据被加载到内部16位移位寄存器中，CLK端最高输入频率可达500kHz，在输入时钟信号的每个上升沿，均有1位数据由DIN移入到内部寄存器中，LOAD用来装载数据，在LOAD的上升沿，16位串行输入数据被锁存到数字或控制寄存器中。LOAD必须在第16个时钟上升沿的同时或之后，在下一个时钟上升沿之前变高，否则数据将会丢失。

规定一组数据为16位二进制数据包，其格式如下：

其中D15～D12位不用，D11～D8为内部5个控制寄存器和8个LED显示数据寄存器的地址，地址编码如表2。D7～D0为5个控制寄存器命令字或8个LED数码管待显示的数据。因为控制寄存器与显示数据寄存器均独立编址，所以可以通过程序单独对每个寄存器进行操作。一般情况下，程序先送控制命令，后向显示寄存器送数据，但必须注意，每16位为一组，从高位地址节最高位开始送起，直到低位数据字最后一位为止。

PS7219按5个控制寄存器规定的方向对待显示的数字自动扫描显示，所以有必要对各控制寄存器的功能有所了解，现分述如下：

（1）译码方式寄存器：对每个数字设置BCD码B（0～9、E、H、L、P和－）或非代码操作。寄存器中的每一位与一个数字对应。逻辑高电平选择代码BCD译码，而低电平选择旁路译码器。

（2）显示亮度寄存器：其中D7～D4位可任意，而D3～D0可选择0000～1111。D3～D0的值越大，LED显示器越亮。

（3）扫描范围寄存器：其扫描范围寄存器设置所显示数据的多少，可从1至8。它们一般以扫描速率1．5kHz、8位数据、多路复用方式显示。

（4）掉电控制寄存器：其中D7～D1位可任意，D0＝0，关闭所有显示器；D0＝1，允许显示。

（5）显示测试寄存器：其中D7～D1位可任意；D0＝00，LED处于正常工作状态；D0＝1，允许显示。LED处于显示测试状态。

在送完控制字后，可根据实际需要调用显示子程序，改变1～8个数据寄存器的内容，完成显示功能。4SPI接口

SPI是同步串行外设接口，主要用于与各种外围器件以串行方式进行通讯、交换信息。这些外围器件可以是简单的TTL移位寄存器、或是复杂的LCD显示驱动器或A／D转换子系统。SPI接口很容易与许多厂家的各种外围器件直接相连。

它使用4条线：串行时钟线（SCK）、主机输入／从机输出线（MISO）、主机输出／从机输入线（MOSI）、低电平有效的使能信号线（CS———）。如图3所示。这样，仅需3－4根数据线和控制线即可扩展具有SPI接口的各种I／O器件。其典型结构如图3。

5．1硬件设计

PS7219的SPI接口是一个高速的同步串行I／O口，它允许1～8位的串行比特流以特定的传输速率移进移出芯片。但这要求微处理器带有SPI接口能力。对不带SPI或相同接口能力的微处理器，需用软件合成SPI操作来和PS7219接口，这里笔者以目前应用广泛的AT89C51为例，进行了电路设计，接口电路图见图4所示。

这里，89C51的P1．6作串行数据输出，连接到PS7219的DIN脚，P1．7和P1．5通过程序分别模拟PS7219的时钟脉冲CLK及数据加载LOAD信号。PS7219的SA～SG、SDP端连接到各LED数码管对应的a～f及dp端，DIG0～DIG3分别接4位LED数码管的共阴极，以实现位选。另外，选用XICOR 公司的X25045作为看门狗监控电路。

实际上，数码管的位数可在1～8位之间任意选择，这可由写入的扫描界线寄存器的命令字决定。注意，为了使由峰值数字驱动器电流引起的纹波减到最小，需要在V＋和GND之间尽可能靠近芯片的地方外接一个10μF的电解电容和一个0．1μF的瓷片电容。PS7219应放在紧靠LED显示器的地方，且连线尽可能短，两个GND引脚都必须连接到地线上。

PS7219只需一组＋5V电源和89C51的三个输出口，且无附加电路，可驱动1～8个LED显示器，显示亮度可调，工作可靠。

在89C51的程序存储器区开辟一些存储单元，专门用来定义控制命令字，这些命令字的具体数值根据你要选择的工作方式、显示内容、显示位数等等来定义。

由于PS7219的控制寄存器和显示寄存器均独立编址，显示程序实际上就是89C51在P1．7（CLK），P1．5（LOAD）时序的配合下不断通过P1．6（DIN）向PS7219的相应控制寄存器和数据显示寄存器写入16位二进制数据包的过程。所以问题的关键在于编写一个通用的写入子程序，将VWO的内容从高位到低位在P1．7（CLK）的作用下依次移入移位寄存器，最后由P1．5的上升沿（LOAD信号）锁存到相应的内部控制寄存器和数据显示寄存器中去。写入子程序的程序流程图如图5所示。

无论初始化PS7219的控制寄存器，还是在相应的数码管显示数字，均可通过调用上述通用写入子程序完成。

SPI接口设计与实现

SPI接口设计与实现 SPI(SerialPeripheralInterface)总线是一种同步串行外设接口,它 可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。SPI总线应用广泛,已经成为很多器件的标准配置,可以直接和各个厂家生产的 多种标准外围器件直接接口。其它常用的串行接口还有I2C、UART这 两种接口,这三种接口互有优缺点。与I2C接口相比,SPI接口速度更快、协议更简单、并且是全双工的,但连线也相对多一些。与UART接口相比,SPI更灵活,因为其使用主设备的时钟进行同步,所以两个比特之间 的时间间隔可以是任意的。在点对点的通信中,SPI接口不需要进行寻 址操作,且为全双工通信,显得简单高效。 1SPI总线工作原理 SPI总线一般以主/从模式工作,通常有一个主设备和一个或多个从设备,数据传输由主机控制,典型SPI结构框图如图1所示。SPI总线包含四条信号线,分别是sclk、miso、mosi和cs,其中,sclk为数据传输时钟,由主机产生;miso是从机输出,主机输入数据线;mosi是主机输出, 从机输入数据线;cs是从设备片选信号,由主机控制,当连接多个从设备时,通过该信号选择不同的从设备。SPI总线是按字节发送数据的,主机和从机内部都包含一个8位串行移位寄存器,在时钟信号控制下,寄存 器内的数据由高到低输出至各自的数据线,8个时钟后,两个寄存器内的数据就被交换了。如果只进行写操作,主机只需忽略接收到的字节;反之,若主机要读取从机的一个字节,就必须发送一个空字节来引发从机 的传输。当主机发送一个连续的数据流时,可以进行多字节传输,在这 种传输方式下,从机的片选端必须在整个传输过程中保持低电平。 根据串行同步时钟极性和相位不同,SPI有四种工作方式。时钟极性(CPOL)为0时,同步时钟的空闲状态为低电平,为1时,同步时钟的空闲 状态为高电平。时钟相位(CPHA)为0时,在同步时钟的第一个跳变沿采 样数据,为1时,在同步时钟的第二个跳变沿采样数据。因为主设备时

单片机35个实例

1．闪烁灯 1．实验任务 如图4.1.1所示：在端口上接一个发光二极管L1，使L1在不停地一亮一灭，一亮一灭的时间间隔为秒。 2．电路原理图 图4.1.1 3．系统板上硬件连线 把“单片机系统”区域中的端口用导线连接到“八路发光二极管指 示模块”区域中的L1端口上。 4．程序设计内容 （1）．延时程序的设计方法 作为单片机的指令的执行的时间是很短，数量大微秒级，因此，我们要求的闪烁时间间隔为秒，相对于微秒来说，相差太大， 所以我们在执行某一指令时，插入延时程序，来达到我们的要 求，但这样的延时程序是如何设计呢？下面具体介绍其原理：

如图4.1.1所示的石英晶体为12MHz，因此，1个机器周期为1微秒 机器周期微秒 MOV R6,#20 2个 2 D1: MOV R7,#248 2个 2 2＋2×248＝498 20× DJNZ R7,$ 2个2×248 (498 DJNZ R6,D1 2个2×20＝40 10002 因此，上面的延时程序时间为。 由以上可知，当R6＝10、R7＝248时，延时5ms，R6＝20、R7 ＝248时，延时10ms,以此为基本的计时单位。如本实验要求 秒＝200ms，10ms×R5＝200ms，则R5＝20，延时子程序如下：DELAY: MOV R5,#20 D1: MOV R6,#20 D2: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1 RET

（2）．输出控制 如图1所示，当端口输出高电平，即＝1时，根据发光二极管 的单向导电性可知，这时发光二极管L1熄灭；当端口输出低 电平，即＝0时，发光二极管L1亮；我们可以使用SETB 指 令使端口输出高电平，使用CLR 指令使端口输出低电平。5．程序框图 如图4.1.2所示 图4.1.2 6．汇编源程序 ORG 0 START: CLR LCALL DELAY SETB LCALL DELAY LJMP START DELAY: MOV R5,#20 ;延时子程序，延时秒 D1: MOV R6,#20 D2: MOV R7,#248

7个基于STM32单片机的精彩设计实例

7个基于STM32单片机的精彩设计实例，附原理图、代码等相关资料 STM32单片机现已火遍大江南北，各种教程资料也是遍布各大网站论坛，可谓一抓一大把，但大部分都差不多。今天总结了几篇电路城上关于STM32的制作，不能说每篇都是经典，但都是在其他地方找不到的，很有学习参考意义的设计实例。尤其对于新手，是一个学习stm32单片机的“活生生”的范例。 1、STM32与FPGA强强联合，实现完整版信号发生器 话说之前看过作者的另外一个作品，是STM32和FPGA实现的示波器，当然感觉不做。现在作者又推出了信号发生器。重点是TFT触屏来控制波形，相当于一个终端，STM32用来通信，起到了FPGA和TFT之间的纽带作用。最后波形输出作者使用了巴特沃斯滤波器，让输出的波形更加干净。虽然以高端的信号发生器无法比拟，但是用于平时信号输出使用时足够了。 2.采用STM32单片机基于uCOS II系统控制VS1053B语音芯片制作的MP3播放器 一看到uCOS II，就觉得是个高级货，绝对不是一般的小打小闹。该制作耗时半年能完成制作，不得不佩服作者的坚持。这个使用了VC1053B音频模块，TFT液晶显示，还是用了NRF24L01无线模块（暂时没明白这个无线如何使用的），最后作者还很细心的提供了理论指导，方便大家制作。 3.使用OV7670让STM32转身变成照相机（附原理图、代码源文件） 经常使用STM32的同学有没有做过照相机呢？虽说在智能手机遍布的时代，正经相机也要束之高阁了。但是能使用STM32做个相机，拿出去拍个照也是非常拉风的。这个相机使用了ST32F103C8T6（ST32F103C8T6数据手册），摄像头用的是OV7670，带SD卡和触摸屏2.4寸，整体尺寸和卡片机差不多。 4.基于STM32的手机WIFI 控制四轴飞行器设计 我们平时看到的四轴飞行器多是遥控手柄控制的，给你推荐的这个是手机通过wifi就可以控制了，重点在作者还提供了安卓版本的app，直接安装就可以控制飞行器了，当然前提是要根据作者提供的原理图、pcb、代码做出个飞行器了。对APP感兴趣的朋友不妨写写ios 版本的。 5、使用STM32F103RC实现数字万用表设计，具备常用功能 作为电子工程师，最经常用到的就是万用表，可以很少人知道万用表里面的结构、测电压的过程。现在就有人用STM32F103（STM32F103数据手册）做了个数字万用表，只有三个常用功能：测电压（0-50v），测电阻（1k-390k），短路档，使用了LCD5110显示数据，大家不妨动动手开发其他功能。 6、基于RFID技术、以STM32为终端的智能小区管理系统 话说现在高档小区越来越多，对小区的智能化管理也在日渐智能化。这个设计就使用了当下很火的wifi智能控制。系统由多个智能服务终端和系统服务器所组成。智能服务终端就是一个基于STM32的完备系统，涵盖了室内环境监测、高温火警GSM报警、A卡管理助手、天气助手、用户电子账单、万年历、小区意见反馈等功能。

基于CPLD的SPI接口设计

基于CPLD 的SP I 接口设计 D esign i ng SP I I n terface ba sed on CPLD 何永泰 (楚雄师范学院　楚雄　675000) 【摘　要】　根据SP I 同步串行接口的通信协议,介绍了在X ilinx Coo lR unnct XPLA 3CPLD 中利用V HDL 语言实现SP I 接口的设计原理和编程思想,通过用此接口,使得那些没有SP I 接口功能的微处理器和微控制器,也能通过SP I 接口与外围设备进行数据交换。 【关键词】　SP I 接口,CPLD ,接口扩展,接口设计,串行接口 ABSTRACT A cco rding to comm un icati on p ro toco l of SP I synch ronou s serial in terface ,th is paper p resen ts the design theo ry and p rogramm ing idea of i m p lem en ting SP I in terface w ith V HDL language in X ilinx Coo lR unner XPLA 3CPLD .T h is in terface can be u sed to data exchange w ith peri pheral apparatu s fo r m icrop rocesso r and m icrocon tro ller w h ich have no t SP I in terface functi on .KEYWOR D S SP I in terface ,CPLD ,in terface expan si on ,in terface design ,serial in terface 1　SP I 总线接口协议 SP I (Seri on Perp heral In terface )总线接口是一个 全双工,同步串行数据接口。许多微处理器,微控制器和外部设备具有这个接口。它能够实现在微控制器之间或微控制器与外部设备之间通信。SP I 总线通常有4条线组成,即:串行时钟线(SCK )、主机输出从机输入 线(M O S I )、 主机输入从机输出线(M ISO )和从机选择线SS N 。SCK 靠主机和数据流来驱动。M O S I 数据线从主机输出数据作为从机的输入数据。M ISO 数据线传送从机输出的数据作为主机的输入数据。在大多数情况下,使用一个SP I 作为主机,它控制数据向1个或几个从机传送。主机驱动数据从它的SCK 和M O S I 端到各从机的SCK 和M O S I 端,被选择的从机驱动数据从它的M ISO 端到主机的M ISO 端。SS N 控制线用于从机选择控制。 SCK 的相位和极性能改变SP I 的数据格式,时钟极性CPOL =‘0’,串行数据的移位操作由时钟正脉冲触发,时钟极性CPOL =‘1’,串行数据的移位操作由负脉冲触发;时钟相位CPHA =‘0’, 串行数据的移位 图1　CPHA =‘0’时SP I 的数据转换时序图 操作由时钟脉冲前沿触发,时钟相位CPHA =‘1’,串行数据的移位操作由时钟脉冲后沿触发。时钟相位CPHA =‘0’时SP I 的数据转换时序图如图1所示。 在图1中SCK 信号在第一个SCK 周期中的前半周期无效,在这种模式中,SS 的下降沿示意数据传送的开始,因此,SS 在连续串行字节之间必须被取反和重新申明。时钟相位CPHA =‘1’时SP I 的数据转换时序图如图2所示。 在图2中SCK 信号从无效电平到有效电平的第一边沿意味着在这种模式下数据传送的开始,SS 信号能保持有效的低电平在连续串行字节之间,这种模式用于只有一个主机和一个从机的系统中。 在SP I 传送数据时,8位数据从一个SP I 接口移出时,另一个SP I 接口也开始移出8位数据,这样主机的8位移位寄存器和从机的8位移位寄存器可以被看作是16移位寄存器,16位移位寄存器移动8个位置就实现了在主机和从机之间交换数据。基于CPLD 的SP I 接口设计中,从SP I 总线上接收的数据被保存在一个接收寄存器中,发送的数据被写到一个发送寄存器中 。 图2　CPHA =‘1’时SP I 的数据转换时序图 3 20040414收到,20040724改回 33　何永泰,男,1970年生,讲师,在读硕士,研究方向:电子工程设计。 ? 72?第17卷　第10期 电脑开发与应用 (总497)

SPI接口详细说明

SPI 串行外设接口总线，最早由Motorola提出，出现在其M68系列单片机中，由于其简单实用，又不牵涉到专利问题，因此许多厂家的设备都支持该接口，广泛应用于外设控制领域。 SPI接口是一种事实标准，并没有标准协议，大部分厂家都是参照Motorola的SPI接口定义来设计的。但正因为没有确切的版本协议，不同家产品的SPI接口在技术上存在一定的差别，容易引起歧义，有的甚至无法直接互连（需要软件进行必要的修改）。 虽然SPI接口的内容非常简单，但本文仍将就其中的一些容易忽视的问题进行讨论。 SPI ( Serial Peripheral Interface ) SPI接口是Motorola 首先提出的全双工三线同步串行外围接口，采用主从模式（Master Slave）架构；支持多slave模式应用，一般仅支持单Master。 时钟由Master控制，在时钟移位脉冲下，数据按位传输，高位在前，低位在后（MSB first）；SPI 接口有2根单向数据线，为全双工通信，目前应用中的数据速率可达几Mbps的水平。 SPI接口信号线 SPI接口共有4根信号线，分别是：设备选择线、时钟线、串行输出数据线、串行输入数据线。 设备选择线SS-（Slave select，或CS-）

SS-线用于选择激活某Slave设备，低有效，由Master驱动输出。只有当SS-信号线为低电平时，对应Slave设备的SPI接口才处于工作状态。 SCLK：同步时钟信号线， SCLK用来同步主从设备的数据传输，由Master驱动输出，Slave设备按SCK的步调接收或发送数据。 串行数据线： SPI接口数据线是单向的，共有两根数据线，分别承担Master到Slave、Slave到Master的数据传输；但是不同厂家的数据线命名有差别。 Motorola的经典命名是MOSI和MISO，这是站在信号线的角度来命名的。 MOSI：When master, out line; when slave, in line MISO：When master, in line; when slave, out line 比如MOSI，该线上数据一定是Master流向Slave的。因此在电路板上，Master的MOSI引脚应与Slave的MOSI引脚连接在一起。双方的MISO也应该连在一起，而不是一方的MOSI连接另一方的MISO。 不过，也有一些产家（比如Microchip）是按照类似SDI,SDO的方式来命名，这是站在器件的角度根据数据流向来定义的。 SDI：串行数据输入 SDO：串行数据输出 这种情况下，当Master与Slave连接时，就应该用一方的SDO连接另一个方的SDI。 由于SPI接口数据线是单向的，故电路设计时，数据线连接一定要正确，必然是一方的输出连接另一方的输入。 其实这个问题本来很简单的，但由于不同厂家产品的命名习惯可能不同，因此还需小心，以免低级出错。 数据传输的时序模式

单片机设计实例

应用程序设计实例 浙江海洋学院楼然苗6.1 闪烁LED小灯的设计 6.2 六位数码管时钟电路的设计 6.3 LED广告显示电路的设计 6.4 8路输入模拟信号的数值显示电路 6.5 单键学习型遥控器的设计 6.6 十六路遥控电路的设计 6.7 遥控码的仿真应用设计 6.8 自行车里程\速度计的设计 6.9 自动往返行驶小汽车的设计 6.10 遥控小汽车的设计 6.11 汽车行驶信息的发送与接收

;************; ;亮灯控制程序; ;************; ; ;************; ;中断入口程序; ;************; ; ORG 0000H LJMP START ORG 0003H RETI ORG 000BH RETI ORG 0013H RETI ORG 001BH RETI ORG 0023H RETI ; ;************; ; 初始化程序 ; ;************; ; CLEAR: RET ; ;************; ; 主程序 ; ;************; ;

START:ACALL CLEAR STAR1:MOV P3,#0FFH JNB P3.0,FUN0 JNB P3.1,FUN1 JNB P3.2,FUN2 JNB P3.3,FUN3 ;关闭按纽 JNB F0,STAR1 ;曾经有键按下F0置1 RET ; FUN0:LCALL DL10MS ;消岸抖动 JB P3.0,STAR1 WAITL0:JNB P3.0,WAITL0 ;等待键释放 SETB F0 FUN01:LCALL FUN00 LCALL STAR1 LJMP FUN01 ; FUN1:LCALL DL10MS ;消岸抖动 JB P3.1,STAR1 WAITL1:JNB P3.1,WAITL1 ;等待键释放 SETB F0 FUN10:LCALL FUN11 LCALL STAR1 LJMP FUN10 ; FUN2:LCALL DL10MS ;消岸抖动 JB P3.2,STAR1 WAITL2:JNB P3.2,WAITL2 ;等待键释放 SETB F0 FUN20:LCALL FUN22 LCALL STAR1 LJMP FUN20 ; FUN3:LCALL DL10MS ;消岸抖动 JB P3.3,STAR1 WAITL3:JNB P3.3,WAITL3 ;等待键释放 CLR F0 MOV P1,#0FFH ;关显示 LJMP STAR1 ; FUN00:MOV A,#0FEH FUN000:MOV P1,A LCALL DL05S JNB ACC.7,OUT

单片机及通信接口设计课程设计报告

单片机及通信接口设 计课程设计报告 题目：基于STC89S52单片机开发板的功能设计与应用 撰写日期：2011年11月 一、设计要求 二、设计电路及功能说明 三、编程思路及框架 四、调试结果及分析（1、这里写出题目实现结果；2、调试中出现的问题及解决的方

法；3、老师的提问及解决的方法）五、总结（心得体会）

目录 目录 第一章课程设计要求及功能说明 (1) 1.1课程设计要求 (1) 1.2课程设计电路及功能说明 (1) 第二章程序设计及结果分析 (2) 2.1程序设计思想 (1) 2.2调试结果分析及问题解答 (1) 单片机及通信接口设计课程设计总结 (4)

第一章课程设计要求及功能说明 1.1 课程设计要求 跑马灯。设计要求：“123456”6个数字由右边进入1602 液晶显示器模块，再由左边走出LCD模块，连续不断。 1.2课程设计电路及功能说明 1.2.1设计电路 1602 液晶显示器电路 LCD1602 引脚排列

LCD1602 属于字符型显示器件，可显示2 行16 个字符，字符显示尺寸为5×7 个像素点。在显示模块的ROM 中存放ASCII 码字符字模等，输出时只需提供字符编码和显示位置即可。LCD1602 引脚排列如上图所示。其中，D0－D7 为数据口，E 为使能信号，RW 为读写信号，RS 为寄存器选择信号，VL 为亮度调节引脚，VCC、VCC1、GND 和GND1 均为电源引脚。 LCD1602 的工作流程图 1.2.2功能说明 “123456”6个数字由右边进入1602 液晶显示器模块，再由左边走出LCD模块，连续不断。单片机的P3.4脚接E执行使能控制，读操作时，高 电平有效；写操作时，下降沿有效。P3.5脚接rs进行寄存器选择，当 rs=1时，指向数据寄存器；当rs=0时，若执行写操作，则指向指令寄存器，若执行读操作，则指向地址计数器。 1

spi_和接口设计

SPI 接口的设计 第二章介绍了模数转换器的可编程控制架构，其中可编程控制功能的实现需要分成两部分：一部分为SPI 接口电路，以及其根据部寄存器存储的数据产生的控制信号；另一部分是具体的电路受控模块。本章将介绍接口与数字逻辑电路的设计，包括应用于本模数转换器的SPI 接口与数字逻辑电路的设计、综合以及仿真验证。 3.1 数据通信接口 3.1.1 串行通信 基本的通信方式有两种：并行通信和串行通信。并行通信是指数据以成组的方式，在多条并行信道上同时进行传输。 串行通信指要传送的数据或信息按一定的格式编码，然后在单根线上，按位的先后顺序进行传送。接收数据时，每次从单根线上按位接收信息，再把它们拼成一个字符，送给CPU （Central Processing Unit ）做进一步的处理。收发双方必须保持字符同步，以使接收方能从接收的数据比特流中正确区分出与发送方相同的一个一个字符。串行通信只需要一条传输信道，易于实现，是目前主要采用的一种通信方式，它具有通信线少以及传送距离远等优点。 串行通信时，按数据的传送的方向可以分为单工、半双工和全双工等三种方式。 （1）单工（Simplex ）：数据线仅能向一个方向传输数据，两个设备进行通信时，一边只能发送数据，另一边只能接收数据。 （2）半双工（Half Duplex ）：数据可在两个设备间向任一个方向传输，但因为只有一根传输线，故同一时间只能向一个方向传输数据，不能同时收发。 （3）全双工（Full Duplex ）：对数据的两个传输方向采用不同的通路，可以同时发送和接收数据， 串行通信有两种基本工作方式：异步方式和同步方式。采用异步方式（Asynchronous ）时，数据发送的格式如图3-1所示。不发送数据时，数据信号线呈现高电平，处于空闲状态。当有数据要发送时，数据信号线变成低电平，并持续一位的时间，用于表示字符的开始，称为起始位。起始位之后，在信号线上依次出现待发送的每一位字符数据，最低有效位0D 最先出现。采用不同的编码方案，待发送的每个字符的位数就不同。当字符用ASCII 码表示时，数据位占7位（60~D D ）。在数据位的后面有一个奇偶校验位，其后有停止位，用于指示字符的结束。停止位可以是一位也可以是一位半或两位。可见，用异步方式发送一个7位的ASCII 码字符时，实际需发送10位、10.5位或11位信息。如

单片机接口设计 上位机

单片机接口设计 上位机 班级：电0901-2 姓名： 学号：20092368 指导老师： 组员： 负责任务：主机硬件部分 实习时间：2012.6.13—6.23

一、设计要求 1．定时呼叫下面每一个下位机（如5秒） 应答则表示通，显示：地址_P（如1_P） 不应答表示不通，显示：地址_E（如3_E） 2．可通过按键决定反复呼叫某个地址 3．通过按键控制要某地址的数据并显示（要数据命令为AAH） 4．通过按键控制修改某地址的数据并显示（修改定值或指示电梯楼层命令为55H） 5．显示下位机报警，如：1：FF 二、硬件系统设计 1、整体电路图 主机仿真图： 从机仿真图：

2说明： 1、单片机的引脚资源分配：18、19脚接12M晶振，9脚接按键复位，20脚接地，40脚接VCC，P1.0、P1.1、 P1. 2、P1. 3、P1. 4、P1. 5、P1.6接7个控制开关和按钮， P1.7接发光二极管，P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0. 6、P0.7接共阴极数码管字形码控制端，P2.0,、P2.1、 P2.2、 P2.3接数码管驱动电路75452，RXD和TXD接口用于通信接口与从机相连。 当从机程序运行时，显示从0号机到3号机反复查询，按住P1.4, 2、主机反复查询从机，查询从机由P1.0和P1.1决定；按住P1.5，主机接收从机发送的数据，如1234并显示；按住P1.6，主机发送修改信息给从机，如1111并显示。从机应答则显示1-PP，无应答则显示0-EE等。 3、整体实物电路图 三、软件系统说明 1、软件流程图

说明：图中只画出了查询过程，还有定时5s后调用M0，并发送非法命令03H。 2、软件清单： 1、工作寄存器分配： R0：用于发送数据寻址，初值：30H R1：用于接收数据寻址，初值：40H R2：用于存放通信地址 R3：用于存放命令 R4：用于存放数据传输个数 R5：用于存放定时器中断次数 R5、R6、R7：用于DELY延时 2、I/O分配 P0：数码管显示的字形码输出 P1：接控制开关和按钮 P2：数码管显示的片选 P3：通行口P3.0、P3.1 3、程序代码

7个基于STM32单片机的精彩设计实例,附原理图代码等相关资料

７个基于STM3２单片机的精彩设计实例，附原理图、代码等相关资料 STＭ32单片机现已火遍大江南北，各种教程资料也是遍布各大网站论坛，可谓一抓一大把, 但大部分都差不多。今天总结了几篇电路城上关于STM3２的制作,不能说每篇都是经典,但都是在其他地方找不到的,很有学习参考意义的设计实例。尤其对于新手，是一个学习ｓtｍ32单片机的“活生生”的范例。 1、STＭ32与ＦPGA强强联合,实现完整版信号发生器 话说之前看过作者的另外一个作品,是ＳTM32和FPGＡ实现的示波器，当然感觉不做。现在作者又推出了信号发生器。重点是TFT触屏来控制波形，相当于一个终端,STM32用来通信，起到了FＰGＡ和ＴＦT之间的纽带作用。最后波形输出作者使用了巴特沃斯滤波器,让输出的波形更加干净。虽然以高端的信号发生器无法比拟，但是用于平时信号输出使用时足够了。 it/７80#/details 2.采用SＴM32单片机基于uCＯS ＩI系统控制VS1053B语音芯片制作的MP３播放器 一看到ｕCＯS ＩI,就觉得是个高级货，绝对不是一般的小打小闹。该制作耗时半年能完成制作,不得不佩服作者的坚持。这个使用了ＶＣ1053B音频模块,ＴFT液晶显示,还是用了ＮＲＦ24Ｌ0１无线模块（暂时没明白这个无线如何使用的），最后作者还很细心的提供了理论指导，方便大家制作。 cirｃuit/７9６#/ｄetaｉlｓ ３．使用OV76７0让STＭ３２转身变成照相机(附原理图、代码源文件） 经常使用SＴM32的同学有没有做过照相机呢？虽说在智能手机遍布的时代，正经相机也要束之高阁了。但是能使用STM3２做个相机，拿出去拍个照也是非常拉风的。这个相机使用了ST３2F103Ｃ８Ｔ6，摄像头用的是ＯV76７０,带SＤ卡和触摸屏2.4寸，整体尺寸和卡片机差不多。 ｍaｌl.ｃｏｍ／circｕit/７87＃/detａilｓ 4．基于STＭ32的手机WＩＦＩ控制四轴飞行器设计 我们平时看到的四轴飞行器多是遥控手柄控制的,给你推荐的这个是手机通过wifi就可以控制了,重点在作者还提供了安卓版本的aｐｐ，直接安装就可以控制飞行器了，当然前提是要根据作者提供的原理图、pcb、代码做出个飞行器了。对APP感兴趣的朋友不妨写写ioｓ版本的。 5、使用ＳTM32F103RC实现数字万用表设计，具备常用功能 作为电子工程师，最经常用到的就是万用表,可以很少人知道万用表里面的结构、测电压的过程。现在就有人用stm32F103做了个数字万用表，只有三个常用功能:测电压（0-50v），测电阻(1k-39０k),短路档,使用了LCＤ５110显示数据,大家不妨动动手开发其他功能。 .ｃｏm/ciｒｃuit/58１#/dｅｔails

全功能SPI接口的设计与实现

SPI 串行通信接口是一种常用的标准接口，由于其使用 简单方便且节省系统资源，很多芯片都支持该接口，应用相当广泛[1]。但是现有文献和设计多数仅实现了SPI 接口的基本发送和接收功能，对SPI 接口的时序控制没有进行深入的研究。全功能SPI 接口应具有四种不同的时钟模式，以适应具有不同时序要求的从控制器。文中主要研究SPI 接口的时钟时序，并用具体电路实现具有4种不同极性和相位的时钟，最后通过仿真验证和FPGA 验证[2]。 1SPI 控制器典型结构 SPI 模块中的典型结构是用于通信的主从2个控制器之 间的连接，如图1所示。由串行时钟线（SPICLK ）、主机输入从机输出线（SPISOMI ）、主机输出从机输入线（SPISIMO ）、SPI 选通线（SPISTE ）4条线组成[3]。当CPU 通过译码向主控制器写入要传输的数据时，主控制器通过串行时钟线来启动数据传输，将会在串行时钟线的一个边沿将数据移出移位寄存器，而在串行时钟的另一个边沿将数据锁存在移位寄存器中。 SPI 选通线是SPI 控制器的使能端，可以选择多个从机，实现 一主多从的结构，只要SPI 选通信号将要选的从机处的选通信号变为低电平就能够连接成功。 2 全功能SPI 控制器设计 2.1 SPI 控制器内部结构 SPI 控制器的原理框图如图2所示，其中主要包括：1）SPI 控制器的内部寄存器 SPI 操作控制寄存器（SPICTL ），SPI 状态寄存器（SPISTS ）， SPI 波特率设计寄存器（SPIBRR ），SPI 接收缓冲寄存器 图1 SPI 主从连接Fig.1 Master -slave link 全功能SPI 接口的设计与实现 辛晓宁，孙文强 （沈阳工业大学研究生学院，辽宁沈阳110870） 摘要：SPI （Serial Peripheral Interface ，串行外围接口）是Motorola 公司提出的外围接口协议，它采用一个串行、同步、全双工的通信方式，解决了微处理器和外设之间的串行通信问题，并且可以和多个外设直接通信，具有配置灵活，结构简单等优点。根据全功能SPI 总线的特点，设计的SPI 接口可以最大发送和接收16位数据；在主模式和从模式下SPI 模块的时钟频率最大可以达到系统时钟的1/4，并且在主模式下可以提供具有四种不同相位和极性的时钟供从模块选择；可以同时进行发送和接收操作，拥有中断标志位和溢出中断标志位。关键词：全功能SPI ；时钟极性和相位；串行通信；微处理器；中断控制中图分类号：TP332.3 文献标识码：A 文章编号：1674－6236（2012）23-0153-04 Design and implementation of full featured SPI master interface XIN Xiao -ning ，SUN Wen -qiang （Graduate School ，Shenyang University of Technology ，Shenyang 110870，China ） Abstract:The SPI put forward by Motorola Company is a full-duplex ，synchronous serial date link that is standard across many microprocessors ，microcontrollers ，and peripherals It enables communication between microprocessors and peripherals and inter -processor communication ，The SPI system is flexible enough to interface directly with numerous commercially available peripherals ，and it also has some excellences such as it can be configured flexibly and it has a simply structure ，and so on.This SPI has 16-bit transmit and receive capability.The maximum transmission rate in both slave mode and master mode is now CLKOUT/4.The SPI can provide four different clocking schemes on the SPICLK pin.It can be sending and receiving at same time.It has SPI interrupt flag and TXBUF full flag. Key words:full function of SPI ；polarity and phase of CLK ；serial communication microprocessor ；interrupt control 收稿日期：2012-08-11 稿件编号：201208039 作者简介：辛晓宁（1965—），男，辽宁沈阳人，博士，教授。研究方向：SOC 集成电路设计。 电子设计工程 Electronic Design Engineering 第20卷Vol.20第23期No.23 2012年12月Dec.2012 －153－

51单片机模块化编程设计与实例要点分析

模块化编程设计题 一、简述模块化编程的必要性(模块化的优点) 参考答案： 大多数的编程学习者一开始接触和学习到的程序很小，代码量很少，甚至只有几十行。对于这样短小的程序进行模块化设计不是完全必要的。很多情况下程序模块化设计需要“浪费”很多时间，例如增加了代码的数量，增加了构思的时间。把所有的程序代码都写在一个main()函数中程序完全可以运行。 但是随着学习的深入，代码量的增加，将所有的代码都放在同一个.C文件中的做法越发使得程序结构混乱，虽然可以运行，但是可读性、可移植性变差。即使是自己写的程序，时间长以后对程序的阅读和修改也要花一些时间。模块化编程使得程序的组织结构更加富有层次感，立体感和降低程序的耦合度。 在大规模程序开发中，一个程序由很多个模块组成，很可能，这些模块的编写任务被分配到不同的人。几乎所有商用程序都必须使用模块化程序设计理念。在程序的设计过程中各个开发者分工合作，分别完成某一模块特定的功能，减少开发时间等。 二、模块化编程设计步骤 (1)、创建头文件 在模块化编程中，往往会有多个C文件，而且每个C文件的作用不尽相同。在我们的C 文件中，由于需要对外提供接口，因此还必须有一些函数或者是变量提供给外部其它文件进行调用。对于每一个模块都有相应的.c文件和.h文件，为了阅读调试方便，原则上.c文件和.h文件同名，如和。 (2)防重复包含 例如文件 #ifndef__DELAY_H__ #define__DELAY_H__ void delay（uint t）； #endif 假如有两个不同源文件需要调用delay（uint t）这个函数，他们分别都通过#include “”把这个头文件包含了进去。在第一个源文件进行编译时候，由于没有定义过因此#ifndef__DELAY_H__条件成立，于是定义_DELAY_H_ 并将下面的声明包含进去。在第二个文件编译时候，由于第一个文件包含时候，已经将_DELAY_H_定义过了。因此#ifndef__DELAY_H__不成立，整个头文件内容就没有被包含。假设没有这样的条件编译语句，那么两个文件都包含了delay（uint t）；就会引起重复包含的错误。所以在.h文件中，为了防止出现错误都进行防重复包含。 （3）代码封装 将需要模块化的进行代码封装 头文件的作用可以称其为一份接口描述文件。其文件内部不应该包含任何实质性的函数代码。我们可以把这个头文件理解成为一份说明书，说明的内容就是我们的模块对外提供的接口函数或者是接口变量。同时该文件也包含了一些很重要的宏定义以及一些结构体的信息，离开了这些信息，很可能就无法正常使用接口函数或者是接口变量。但是总的原则是：不该让外界知道的信息就不应该出现在头文件里（不需要外部调用的函数不在头文件中申明），而外界调用模块内接口函数或者是接口变量所必须的信息就一定要出现在头文件里（需要被外部调用的函数一定要在头文件中申明），否则，外界就无法正确的调用我们提供的接口功能。

基于FPGA的SPI接口设计

基于FPGA的SPI接口设计 SPI是一种在FPGA和其他芯片之间传输数据的简单有效的接口方式。 SPI项目 第一部分：什么是SPI 第二部分：SPI的简单实现 第三部分：应用 第一部分：什么是SPI SPI是允许一个器件同其他一个或多个器件进行通讯的简单接口。 SPI是什么样的？ 首先让我们来看看两个芯片之间的ＳＰＩ接口是如何连接的。 在两个芯片时间通讯时，SPI需要4条连线。 正如你所看到的，他们是SCK、MISO、MOSI以及SSEL。其中一个芯片叫做主控芯片，另一个叫从芯片。 SPI基础 基本特点： 1.同步 2.串行 3.全双工 4.非即插即用 5.一主多从 更多细节： 1.同步时钟有主控芯片产生，每个时钟传输一位数据 2.数据在传输前，首先许要进行并转串，才能用一条线传输 3.两条数据线，一条输入、一条输出 4.主从双方有关于SPI传输的先验知识，如比特顺序、数据长度等 5.数据传输有主控芯片发起，每次只与一个从芯片通讯 SPI是一种同步全双工的通讯接口，每个时钟在两条数据线上各传输一比特数据。 简单的传输 假设在主从芯片之间进行的是8位长度的，高位数据在前的SPI传输，则单个字节的传输在波形上看起来是这样的。 MOSI是主输出线，而MISO则是从输出线。由于SPI是全双工的，所以在时钟沿上两条线同时传输数据。MOSI将数据从主控芯片传输至从芯片，MISO则将从芯片的数据传输到主控芯片。 详细的说是这样的： 1，首先主控芯片使能相应的SSEL信号，通知相应的从芯片数据传输要开始了； 2，主控芯片产生8个SPI时钟周期，并将数据在每个时钟沿发送出去，同时从芯片在也每个时钟沿将数据发送到MISO线上。 3，主控芯片撤销SSEL信号，一次SPI传输结束 多个从芯片的情况

12位AD转换器与单片机的接口电路设计要点

课程设计任务书 2012/2013 学年第 1 学期 学院：电子与计算机科学技术学院 专业： 学生姓名：学号： 课程设计题目：12位A/D转换器与单片机的接口电路设计 起迄日期: 课程设计地点: 指导教师: 系主任： 下达任务书日期: 2012年 12月 19日

课程设计任务书

课程设计任务书

目录 第一章设计任务及功能要求 (5) 1.1摘要 (5) 1.2设计课题及任务 (5) 1.3功能要求及说明 (5) 第二章硬件设计 (6) 2.1 系统设计元器件功能说明 (7) 2.2 硬件电路总体及部分设计 (10) 第三章软件设计 (12) 3.1 基本原理内容设计 (12) 3.2 keil编程调试 (13) 3.3 proteus仿真电路图 (19) 第三章结果分析及总结 (19) 附录 (20)

第一章设计任务及功能要求 1.1摘要近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断的走向深入，单片机对我们的生活影响越来越大，很多工业领域中都用到单片机，日常生活中我们也离不开单片机的应用。当今社会是数字化的社会，是数字集成电路广泛应用的社会，随着电子产业数字化程度的不断发展，逐渐形成了以数字系统为主体的格局。A/D和D/A转换器作为模拟和数字电路的借口，正受到日益广泛的关注。随着数字技术的飞速发展，人们对A/D和D/A 转换器的要求也越来越高，新型模拟/数字和数字/模拟之间的转换技术不断涌现，正是因为这些，高集成度的逻辑器件应运而生，而且发展迅速，它不断地更新换代以满足程序的要求，并尽可能的提高其利用率。本课程设计就对其中AD574模数转换器在微机数据采集系统中的应用加以阐述。

MAX7219及单片机的SPI接口设计

串行显示驱动器PS7219及单片机的SPI接口设计 在单片机的应用系统中，为了便于人们观察和监视单片机的运行情况，常常需要用显示器显示运行的中间结果及状态等等。因此显示器往往是单片机系统必不可少的外部设备之一。常用的显示器有很多种，其中LED（发光二极管显示器）是应用较多的一种，它特别适用于强光和光线极弱的场合。 要使LED显示，必须提供段选码和位选码。传统的硬件译码显示接口广泛采用由中央处理器CPU（如：Intel 8031）扩展I／O口（如：8255），然后再使用逻辑门驱动芯片（如7407等）驱动相应的位码和段码。这种设计，芯片间连线十分复杂，系统工作可靠性不高，已越来越不适应单片机系统集成化、小型化的发展要求。特别是系统并行扩展I／O，其缺点十分明显 （1）连线太多，系统连线复杂，印制板布线不方便； （2）并行总线上挂靠的器件太多，系统工作的稳定性和可靠性低； （3）体积较大，集成度不高。 正是由于上述原因，近年来，各厂家相继开发出了集成度较高、驱动能力较强、驱动位数较多、功能齐全的LED显示驱动器。 本文介绍一种低价位、高性能的多位LED显示驱动器PS7219芯片，以及它与单片机89C51具体的SPI接口设计与应用软件。 1PS7219简介 PS7219是一种新型的串行接口的8位数字静态显示芯片。它是由武汉力源公司新推出的24脚双列直插式芯片，采用流行的同步串行外设接口（SPI），可与任何一种单片机方便接口，并可同时驱动8位LED （或64只独立LED），其引脚图如图1所示。 PS7219内部具有15×8RAM功能控制寄存器，可方便选址，对每位数字可单独控制、刷新、不需重写整个显示器。显示数字亮度可由数字进行控制，每位具有闪烁使能控制位。当引脚CON（13脚）置高电平，可禁止所有显示，达到降低功耗的效果，但同时并不影响对控制寄存器的修改。PS7219还有一个掉电模式、一个允许用户从1位数显示到8位数显示选择的扫描界限寄存器和一个强迫所有LED接通的测试模式。另外，PS7219A型内置一个可靠的uP监控电路，可为外部提供一个脉宽140ms，触发门限典型值为4．63V的高电平复位信号。 如果N个PS7219级联，可实现N×8位LED显示。 2PS7219引脚功能 PS7219引脚功能如表1所示。

SPI及其接口介绍

一、SPI接口简介 SPI(Serial Peripheral Interface--串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。SPI有三个寄存器分别为：控制寄存器SPCR，状态寄存器SPSR，数据寄存器SPDR。外围设备FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D 转换器(如图一所示)和MCU等。 图一、ADC中的SPI 二、SPI接口 一个典型的SPI模块的核心部件是一个8位的移位寄存器和一个8位的数据寄存器SPIDR。通过SPI进行数据传送的设备有主SPI和从SPI之分，即SPI传送在一个主SPI和一个从SPI之间进行。图二给出了两个SPI模块相互连接、进行SPI传送的示意图，图左边是一个主SPI，图右边为一个从SPI。

图二、典型SPI示意图 在AN-877应用笔记中，对spi的接口定义与典型spi接口有所不同，AN-877使用一根线SDIO代替了典型SPI的MISO和MOSI，SS接口用CSB代替。图三和图四分别是双线模式下单器件控制（主从一对一）和双线模式下多器件控制（主从一对多）。 图三：主从一对一控制 图四：主从一对多控制

但是原理都一样。主从机之间一般由3个引脚组成：串行时钟引脚（SCLK）、串行数据输入/输出引脚（SDIO）、片选引脚（CSB）。 1、引脚 数据输入/输出（SDIO）：该引脚用作数据的输入/输出，用作输入还是用作输出具体取决于所发送的指令（读或写）以及时序帧中的相对位置（指令周期或数据周期）。在读或写的第一个阶段，该引脚用作输入，将信息传递到内部状态机。如果该命令为读命令，状态机把该引脚（SDIO）变为输出，然后该引脚将数据回传给外部控制器。如果该命令为写命令，该引脚始终用作输入。 串行时钟（SCLK）：SCLK由外部控制器提供，时钟频率最高为25MHZ。所有数据的输入输出都是与SCLK同步的。输入数据在SCLK的上升沿有效，输出数据在SCLK的下降沿有效。