IO端口及总线接口.ppt

* 第4章 总线接口设计 总线： 器件和器件之间的公共连线，用于数据、命令的传输。 1、通用I/O端口结构（GPIO） 4.1 通用I/O端口 GPIO端口： PORT数据寄存器、DDR数据方向寄存器。 输出：置“1”，输出数据； DDR方向寄存器： 输入：置“0”，输入数据。 117个GPIO端口： 1个23位的Port A； 2个11位的Port B、H； 3个16位的Port C、D、E、G； 1个 8位的Port F。 2、接口电路 通过端口D的GPD1、GPD0控制发光二极管轮流闪烁。 端口D控制寄存器 配置上拉电阻 1：禁止0：使能 0GPDUP 数据寄存器，使用位[15:0] 0GPDDAT 使用位[31:0]，分别对端口D的16个引脚进行配置。 00：输入； 01：输出 0GPDCON 描述 地址 寄存器 GPDCON= GPDCON0xfffffff0 | 0 GPDDAT= GPDDAT0xfffffffC | 0 4.2 I2C总线 I2C总线：一根数据线SDA，另一根时钟线SCL。 1、结构 2、I2C总线的4种操作模式： ①主发送器模式——输出时钟信号SCL，发送数据； ②主接收器模式——输出时钟信号SCL，接收数据； ③从发送器模式——输入时钟信号SCL，发送数据； ④从接收器模式——输入时钟信号SCL，接收数据。 MPU 器件 SCL SDA MPU 器件 SCL SDA 主机 主机 从机 从机 1）起始信号和终止信号 3、 I2C总线协议 起始信号（S）： SCL线为高电平期间，SDA线由高电平变为低电平； 终止信号（P）： SCL线为高电平期间，SDA线由低电平变为高电平。 2）数据传送格式 字节传送： 每一个字节必须保证是8位长度； 数据传送时，先传送最高位（MSB）。 应答信号为低电平 应答位：在SCL高电平期间，从机SDA保持低电平； 每一个被传送的字节后面都必须跟随1位应答位(共有9位)。 3）数据帧内容格式 广义传送的数据信号是地址信号或者数据信号。 在起始信号后必须传送一个从机的地址（7位）， 第0位是数据的传送方向位（R/W）： 用“0”表示主机发送数据（W）； 用“1”表示主机接收数据（R）。 A、主机向从机发送数据 有阴影部分表示数据由主机向从机传送， 无阴影部分表示数据由从机向主机传送。 A表示应答，/A表示非应答（高电平）。 S表示起始信号，P表示终止信号。 主机：提供时钟信号； 从机：接收时钟信号。 B、主机在第一个字节(寻址字节)后，立即由从机读数据。 首先，主机发送寻址字节，从机产生响应后，主机由发送变成接收，从机由接收变成发送。 然后，数据由从机发送、主机接收，每个应答由主机产生。 若主机要终止本次传输，则发送一个非应答信号(A)，接着主机产生停止条件。 4、I2C接口电路 1）电路 2）微处理器的I2C总线结构图 IICCON（ I2C总线控制寄存器） 未定义 设置I2C总线发送时钟前置分频器， Tx 时钟 = IICCLK/（IICCON[3:0]+1） [3：0] 确定发送时钟频率 0 写0：清除中断标志并重新启动写操作； 读1：中断标志置位 [4] 中断标记清除/置位 0 0：禁止Tx/Rx中断； 1：使能Tx/Rx中断 [5] Tx/Rx中断使能 0 0：IICCLK＝fPCLK／16； 1：IICCLK＝fPCLK／512 [6] Tx时钟源选择 0 0：禁止产生ACK信号； 1：允许产生ACK信号 [7] ACK使能 初始状态 描述 位 功能 IICSTAT（I2C总线控制/状态寄存器） 0 IIC总线主／从Tx/Rx模式选择位 00：从接收模式； 01：主接收模式； 10：从发送模式； 11：主发送模式 [7：6] 模式选择 0 0：禁止Tx/Rx信号传输； 1：使能Tx/Rx信号传输 [4] 串行输出使能 0 读0：I2C总线不忙； 写0：产生I2C总线停止信号； 读1：I2C总线忙； 写1：产生I2C总线启动信号 [5] 忙信号状态／启动/停止条件 初始 状态 描述 位 功能 0 0：接收到最后数据位后，接收到ACK应答信号； 1：接收到最后数据位后，没有接收到ACK应答信号 [0] 接收到的最后数据位状态标志 0 作为从设备时， 0：当检测到启动或停止信号时清零； 1：接收到从地址 [1] 零地址状态标志 0 作为从设备时， 0：当检测到启动或停止信号时清零； 1：接收到的从地址与在IICADD中的匹配 [2] 从设备状态标志与地址