AT89S51单片机串行扩展技术详解：I2C与1-Wire接口应用

本章节主要探讨了单片机的串行扩展技术，特别是以AT89S51单片机为例，介绍了串行总线接口在现代电子系统设计中的重要性。串行扩展技术与传统的并行总线扩展相比，具有以下显著优势： 1. **接口线需求少**：串行接口通常只需要1到4条I/O线，相比于并行接口，大大减少了硬件资源占用。 2. **占用空间小，成本降低**：由于串行接口器件尺寸较小，它们占用的电路板空间只有并行接口的10%左右，有助于节省空间和降低制造成本。 3. **电压宽，抗干扰强**：串行接口设计通常具有更宽的工作电压范围和更好的电磁兼容性，使得系统在不同环境下表现更稳定。 4. **功耗低，数据可靠性高**：串行通信方式降低了能耗，特别是在处理大量数据时，串行传输比并行传输更节能。数据在传输过程中不易丢失，提高了系统的可靠性和稳定性。 12.1 单总线串行扩展（1-Wirebus）： 单总线是一种由DALLAS公司开发的串行接口标准，其核心特点是只有一条数据线DQ。所有设备共享这条线路进行通信，并且电源也可以通过DQ线提供。每个器件都有一个独特的64位ROM编码，作为其身份标识，通过激光烧录的方式确保唯一性。单总线器件如DS18B20温度传感器具有以下特性： - **应用广泛**：可用于分布式温度监测系统和狭小空间设备的数字测温。 - **封装形式多样**：如图12-2所示，其中DS18B20支持多种工作范围和精度，如-55~+125°C，±0.5°C的精度。 - **优点**：体积小巧，结构简单，便于集成；64位编码确保唯一性；低功耗，工作在总线供电模式下。 **实例分析**： 在例12-1中，单片机通过一根I/O口线连接多个DS18B20温度传感器，通过单总线寻址来读取各个传感器的数据。由于DQ线是漏极开路的，需要外部拉电阻以确保信号完整性。单总线技术的应用展示了其在简化系统设计和节省资源方面的实用价值。 总结来说，本章介绍了串行扩展技术，特别是I2C、1-Wire等标准，它们在现代单片机应用中扮演着关键角色，通过减少引脚需求、优化空间利用和提高系统性能，成为电子系统设计中不可或缺的一部分。