具有串行接口的I/O扩展器EM83010及其应用

发布时间:2007/9/8 0:00:00 访问次数:508

摘要：介绍了具有串行接口的I/O扩展器EM83010的性能和特点，利用EM83010实现了对MCS51单片机的I/O扩展。

关键词： I/O扩展串行接口 MCS51单片机

单片机I/O口的扩展，过去常常采用门电路或可编程逻辑器件等来实现，比较麻烦。本文介绍具有串行接口的I/O扩展器EM83010及其应用，从而为设计者提供一种新的I/O口扩展方法。使用EM83010进行I/O扩展，不仅非常简便，而且具有强大的功能。

１ EM83010简介

EM83010是EMC公司生产的带串行接口的I/O扩展器，它具有以下功能及特点：

· 14个双向I/O口线

· 2个I/O寄存器，2个I/O控制寄存器

· 144×8bit片内RAM

· 与MCU通过2线串行接口相连

·2线最多可同时接8片EM83010（此时扩展I/O数量为112个，RAM容量为1152×8bit）　

· 工作电压宽：2.5V～5.5V

· 低功耗，工作电流0.5mA，静态电流15μA

· 18DIP／SOIL封装形式

1.1 管脚定义

对于18DIP封装的EM83010而言，其管脚功能如表1所示。

1.2 内部功能框图

EM83010内部功能框图如图1所示。EM83010内部主要包括I/O控制逻辑、存储控制逻辑、地址指针、144字节的RAM、状态及控制寄存器、两个端口及其对应的数据寄存器和控制寄存器。

1.3 2线串行接口

EM83010支持双向2线串行接口，其中由SCK提供串行同步时钟，SDT收发数据，并且最多可以有8个EM83010同时共享该总线。

串行总线上数据传送的时序如图2所示。

数据传输依次为：START、GRP位、DATA（控制字节、数据或地址，高位在前，低位在后）、ACK位、STOP。其中START定义为SCK=“1”时SDT的下降沿；STOP定义为SCK=“1”时SDT的上升沿；若GRP=“0”，表示下面的字节是控制字节，否则表示下面的字节是数据或地址；ACK的产生方法是在ACK周期（回应时钟）的高电平期间将SDT拉低。STOP产生之后，SCK、SDT保持高电平状态。

串行总线上定义了三种数据格式：

（ａ) 控制字节的传送

（ｂ）随机地址的数据读写

（ｃ）连续地址的数据读写

在以上数据格式中，S：开始（START）；P：停止（STOP）；D：数据（8位）；1：（GRP）高电平；0：（GRP）低电平；A：地址（8位）；K：读数据时有回应（ACK）；C：控制字节（8位）；NK：读数据时无回应（No ACK）。

1.4 控制字节

控制字节的位定义如表2所示。

注：（T1 T0 A2 A1 A0）=（1 1 0 0 0）被保留，

用于R－option地址。

1.5 寄存器（I/O端口及RAM）

1.5.1 寄存器（I/O端口、RAM）分配表