摘 要： 介紹了具有串行接口的I/O擴展器EM83010的性能和特點，利用EM83010實現(xiàn)了對MCS51單片機的I/O擴展。
關(guān)鍵詞： I/O擴展 串行接口 MCS51單片機
單片機I/O口的擴展，過去常常采用門電路或可編程邏輯器件等來實現(xiàn)，比較麻煩。本文介紹具有串行接口的I/O擴展器EM83010及其應(yīng)用，從而為設(shè)計者提供一種新的I/O口擴展方法。使用EM83010進行I/O擴展，不僅非常簡便，而且具有強大的功能。
１ EM83010簡介
EM83010是EMC公司生產(chǎn)的帶串行接口的I/O擴展器，它具有以下功能及特點：
· 14個雙向I/O口線
· 2個I/O寄存器，2個I/O控制寄存器
· 144×8bit片內(nèi)RAM
· 與MCU通過2線串行接口相連
·2線最多可同時接8片EM83010（此時擴展I/O數(shù)量為112個，RAM容量為1152×8bit）
· 工作電壓寬：2.5V～5.5V
· 低功耗，工作電流0.5mA，靜態(tài)電流15μA
· 18DIP／SOIL封裝形式
1.1 管腳定義
對于18DIP封裝的EM83010而言，其管腳功能如表1所示。
1.2 內(nèi)部功能框圖
EM83010內(nèi)部功能框圖如圖1所示。EM83010內(nèi)部主要包括I/O控制邏輯、存儲控制邏輯、地址指針、144字節(jié)的RAM、狀態(tài)及控制寄存器、兩個端口及其對應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器和控制寄存器。
1.3 2線串行接口
EM83010支持雙向2線串行接口，其中由SCK提供串行同步時鐘，SDT收發(fā)數(shù)據(jù)，并且最多可以有8個EM83010同時共享該總線。
串行總線上數(shù)據(jù)傳送的時序如圖2所示。
數(shù)據(jù)傳輸依次為：START、GRP位、DATA（控制字節(jié)、數(shù)據(jù)或地址，高位在前，低位在后）、ACK位、STOP。其中START定義為SCK= “1”時SDT的下降沿；STOP定義為SCK=“1”時SDT的上升沿；若GRP=“0”，表示下面的字節(jié)是控制字節(jié)，否則表示下面的字節(jié)是數(shù)據(jù)或地址；ACK的產(chǎn)生方法是在ACK周期（回應(yīng)時鐘）的高電平期間將SDT拉低。STOP產(chǎn)生之后，SCK、SDT保持高電平狀態(tài)。
串行總線上定義了三種數(shù)據(jù)格式：
（ａ) 控制字節(jié)的傳送
（ｂ） 隨機地址的數(shù)據(jù)讀寫
（ｃ） 連續(xù)地址的數(shù)據(jù)讀寫
