MCS单片机常用接口
10MCS-51单片机常用接口电路
0000H
START
000BH
T0_INT
SP，
#5FH
TMOD， #01H
TH0， #0F8H
TL0，
#30H
TR0
ET0
EA
DISP_W， #00H
DISP_BIT
DISPLAY
LOOP
；复位入口地址。
；跳到主程序。
；定时/计数器0中断入口地址-51使用统一编址的方式每一接口芯片中的 一个功能寄存器（端口）的地址就相当于一个RAM单 元。 10.1.3 I/O数据的几种传送方式
为实现和不同的外设的速度匹配，I/O接口必须 根据不同外设选择恰当的I/O数据传送方式。I/O数据 传送的几种传送方式是：
（1）同步传送 （2）查询传送 （3）中断传送。
；定时/计数器0工作于方式1。 ；设置定时2ms的定时器初值高位。 ；设置定时2ms的定时器初值低位。 ；允许T0计数。 ；允许T0中断。 ；开单片机中断。
；指向显示的第一个数码管。
；清除定时标志DISP_BIT。 ；调显示子程序。
T0_INT： MOV
MOV
SETB RETI
；显示子程序入口： DISPLAY： JB
d
c
b
a
段码如下表所示:
显示字符 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B
共阴极段码 3FH 06H 5BH 4FH 66H 6DH 7DH 07H 7FH 6FH 77FH 7CH
共阳极段码 C0H F9H A4H B0H 99H 92H 82H F8H 80H 90H 88H 83H
显示字符 C D E F P U T y H L
第10章 MCS-51单片机常用接口电路 10.1 扩展I/O接口的设计 ➢MCS-51单片机要通过I/O接口来和外设交换信息。 ➢I/O扩展属于单片机系统扩展的一部分，MCS-51单 片机有P0～P3共4个8位的并行I/O口，由于P0和P2 在很多场合要用作16位的地址总线和8位的数据总 线，真正能用作I/O接口的只有P1口和P3口的部分 引脚。 ➢在具体应用设计中往往需要扩展I/O接口。
MCS51单片机的输入输出通道接口
传感器的发展方向：
传感器已经成为现代信息技术系统三大支柱之一，在工 业、农业、航空航天、军事国防等领域得到了日益广泛的应 用。其发展方向主要有以下几个方面： （1）利用新的物理现象、化学反应、生物效应设计传感器。 （2）引入数据融合技术。 （3）使用新型材料，向微功耗、集成化及无源化发展。 （4）采用新的加工技术。 （5）向微型化发展。 （6）向高可靠性、宽温度范围发展等。 ( 7）器件自身是数字化的，不需要再经过数/模、模/数变换。
5.2.1 D/A转换器的性能指标
（1）分辨率：指D/A转换器能分辨的最小输出模拟增量，即相 邻两个二进制码对应的输出电压之差称为D/A转换器的分辨率。 可用最低位（LSB）表示。如，n位D/A转换器的分辨率为 1/2n。
（2）精度：精度是指D/A转换器的实际输出与理论值之间的误 差，它是以满量程VFS的百分数或最低有效位（LSB）的分 数形式表示。
NOP
MOV A,R1
;从R1中取出低8位到A寄存器
MOV R3,#08H ;循环初值 8次
AA: RLC , A ;最低位送入C寄存器
MOV P1.1,C ;位数据送上DIN
NOP
SETB P1.2 NOP NOP CLR P1.2 DJNZ R3,AA NOV R3,#08H MOV A,R2 BB: RLC A MOV P1.1,C NOP NOP SETB P1.2 NOP NOP CLR P1.2 DJNZ R3,BB SETB P1.3 CLR P1.2 是 CLR P1.1
（5）偏移量误差：偏移量误差是指输入数字量为零时，输出模
拟量对零的偏移值。
5.2.2 D/A转换器的分类
MCS-51单片机的并行接口
1.1 P0口
口结构
P0口
“读-改-写”类指令 先读端口，然后对读入的数据进行修改，最后再写回到端口 不直接读取引脚上的数据而读锁存器Q端内容，是为了消除错
读引脚电平的可能性
P0口
P0既可用作地址/数据总线，又可用作通用I/O端口 用作输出端口时，输出级为开漏电路，在驱动NMOS电路时应
例 某接口电路与单片机使用一条线传送握手信号。双方约定， 单片机先向接口发送一个1和一个0，随后接口电路向单片机回 送一个1
单片机原理与应用
单片机原理与应用
MCS-51单片机的并行接口
MCS-51单片机本身提供了4个8位的并行端口，分别记做P0、 P1、P2和P3，共有32条I/O口线
都是双向端口，每个口包含一个锁存器(即特殊功能寄存器P0、 P1、P2和P3)、一个输出驱动器和输入缓冲器
端口和其中的锁存器都表示为P0、P1、P2、P3 结构不同，功能各异
1.4 P3口
口结构
P3口
作为通用I/O口使用时，工作原理与P1、P2口类似，但第二功 能输出端应保持高电平，使锁存器输出端Q内容能通过与非门
P3口的各位都具有第二功能
P3口
P3口的第二功能输入信号
P3.0——RxD，串行口数据接收 P3.2—— INT0#，外部中断0请求信号输入 P3.3—— INT1#，外部中断1请求信号输入 P3.4——T0，定时器/计数器0外部计数脉冲输入 P3.5——T1，定时器/计数器1外部计数脉冲输入
ORL ANL XRL CPL
P1, #3CH ;将P1中间4位置位
P1, #0C3H ;将P1中间4位清零
P1, #03H ;将P1最低2位取反
P1.5
;取反P1.5
单片机-第8章 单片机的并行接口
1．8155的内部结构
图8-1 8155的内部结构
8155芯片各组成部分的作用：
双向数据总线缓冲器：用于缓冲存储单 片机与8155的RAM之间的读/写数据。 地址锁存器：用于锁存单片机送给8155 的端口地址或RAM单元地址。 地址译码器：用于对地址锁存器送来的 低3位地址进行译码，根据译码输出，选择 命令/状态寄存器、定时器/计数器或A、B 和C 3个I/O寄存器中的某一个工作。
命令寄存器和状态寄存器：命令寄存器存放 单片机送来的命令字，只能写入；状态寄存器 存放8155的状态字，只能读出。 定时器/计数器：是一个二进制14位的减法 计数器。计数器初值由单片机送入，由TIMER IN引脚上输入的脉冲实现减1计数控制，并根据 不同的计数输出方式从TIMER OUT引脚输出相 应的波形。作为定时器使用时，TIMER IN引脚 应输入频率恒定的周期脉冲。
读写控制器：根据和线上的信号，控制 单片机与8155之间所传信息的 读写。
RAM存储器：容量为256字节，用于存 放实时数据。存储器存储单元地址由地址 锁存器指定。
I/O寄存器：A、B和C 3个端口各有一 个I/O寄存器。其中A、B端口的I/O寄存器 为8位，用于存放外设的输入/输出数据；C 口的I/O寄存器为6位，用于存放输入/输出 数据或命令/状态信息。8155在某一时刻只 能选中某个I/O寄存器工作，这由单片机送 给8155的命令字决定。
PC1、PC2：C口工作方式设置位，设 置方法如表8-2所示。
P3口 的第二功能
P3口引脚 P3.0 名称 RXD 功 能 串行口输入
P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6
P3.7
TXD
INT0
单片机常用芯片引脚图
单片机常用芯片引脚图一、单片机类1、MCS-51芯片介绍：MCS-51系列单片机是美国Intel公司开发的8位单片机，又可以分为多个子系列。
MCS-51系列单片机共有40条引脚，包括32条I/O接口引脚、4条控制引脚、2条电源引脚、2条时钟引脚。
引脚说明：P0.0～P0.7：P0口8位口线，第一功能作为通用I/O接口，第二功能作为存储器扩展时的地址/数据复用口。
P1.0～P1.7：P1口8位口线，通用I/O接口无第二功能。
P2.0～P2.7：P2口8位口线，第一功能作为通用I/O接口，第二功能作为存储器扩展时传送高8位地址。
P3.0～P3.7：P3口8位口线，第一功能作为通用I/O接口，第二功能作为为单片机的控制信号。
ALE/ PROG：地址锁存允许/编程脉冲输入信号线（输出信号）PSEN：片外程序存储器开发信号引脚（输出信号）EA/Vpp：片外程序存储器使用信号引脚/编程电源输入引脚RST/VPD：复位/备用电源引脚2、MCS-96芯片介绍：MCS-96系列单片机是美国Intel公司继MCS-51系列单片机之后推出的16位单片机系列。
它含有比较丰富的软、硬件资源，适用于要求较高的实时控制场合。
它分为48引脚和68引脚两种，以48引脚居多。
引脚说明：RXD/P2.1 TXD/P2.0：串行数据传出分发送和接受引脚，同时也作为P2口的两条口线HS1.0～HS1.3：高速输入器的输入端HS0.0～HS0.5：高速输出器的输出端（有两个和HS1共用）Vcc：主电源引脚（＋5V）Vss：数字电路地引脚（0V）Vpd：内部RAM备用电源引脚（＋5V）RSTINT0/P3.2INT1/P3.3WR/P3.6RD/P3.7V SSV REF：A/D转换器基准电源引脚（＋5V）AGND：A/D转换器参考地引脚XTAL1、XTAL2：内部振荡器反相器输入、输出端，常外接晶振。
CLKOUT：内部时钟发生器的输出引脚，提供频率位晶振频率的1/3的脉冲供外部使用。
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
图7.3 用8031的P1口设计的4×4键盘
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
7.1.2 键盘按键识别方法
首先在键处理程序中将P1.3~P1.0依次按位变低， P1.3~P1.0在某一时刻只有一个为低。在某一位为低时读行线， 根据行线的状态即可判断出哪一个按键被按下。 如9号键按下时，当列线P1.2为低时，读回的行线状态中 P1.4被拉低，由此可知2号键被按下。 一般在扫描法中分两步处理按键，首先是判断有无键按下， 即使列线（P1.3~P1.0）全部为低，读行线，如行线 （P1.4~P1.7）全为高，则无键按下，如行线有一个为低，则 有键按下。当判断有键按下时，使列线依次变低，读行线，进 而判断出具体哪个键按下。
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
7.2.2 LED显示器接口及显示方式
表7.2 段选码、位选码及显示状态表
段选码 （字型） F9H A4H B0H 99H 92H 位选码 P2.4~P2.0 11110 11101 11011 10111 01111 1 2 3 4 5 显示器显示状态
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
7.2.1 LED显示器原理
图7.6为LED显示器的内部结构及外形。
（a）共阴极 （b）共阳极 （c）LED实物 图7.6 LED显示结构及实物
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
7.2.1 LED显示器原理
7段LED显示数字0~F，符号等字型见表7.1，其中a段为最 低位，dp为最高位。
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
单片机原理及应用教程
第 7章 MCS-51单片机常用接口技术
主 编 范立南 谢子殿 副主编 刘 彤 尹授远 李雪飞
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
第5章 MCS–51单片机的接口与应用 99页 5.8M
(1) 用键盘连接的I/O线的二进制组合表示键码。例如用4行、
4列线构成的16个键的键盘，可使用一个8位I/O口线的高、低4 位口线的二进制数的组合表示16个键的编码，如图5.4(a)所示。 各键相应的键值为88H、84H、82H、81H、48H、44H、42H、 41H、28H、24H、22H、21H、18H、14H、12H、11H。这种键 值编码软件较为简单直观，但离散性大，不便安排散转程序的 入口地址。
第5章 MCS–51单片机的接口与应用 JNB ACC.2，K2 JNB ACC.3，K3 JNB ACC.4，K4 JNB ACC.5，K5 JNB ACC.6，K6 ；检测2号键是否按下，按下转 ；检测3号键是否按下，按下转 ；检测4号键是否按下，按下转 ；检测5号键是否按下，按下转 ；检测6号键是否按下，按下转
；0号键功能程序
；0号键功能程序执行完返回 ；0号键功能程序
JMP START
……………………… PROM7： ……………………… JMP START …
；1号键功能程序执行完返回
；7号键功能程序 ；7号键功能程序执行完返回
第5章 MCS–51单片机的接口与应用
5.1.4 行列式键盘
行列式键盘又叫矩阵式键盘。用I/O口线组成行、列结构， 按键设置在行列的交点上。例如4×4的行列结构可组成16个键 的键盘。因此，在按键数量较多时，可以节省I/O口线。 1．行列式键盘的接口 行列式键盘的接口方法有许多，例如直接接口于单片机的 I/O口上；利用扩展的并行I/O接口；用串行口扩展并行I/O口接 口；利用一种可编程的键盘、显示接口芯片8279进行接口等。 其中，利用扩展的并行I/O接口方法方便灵活，在单片机应用系
MOVX @DPTR，A
单片机的输入输出设备接口
单片机的输入输出设备接口1. 简介在嵌入式系统开发中，单片机是最常用的核心处理器之一。
单片机通过输入输出设备接口与外部设备进行通信，实现数据的输入和输出。
本文将介绍常见的单片机输入输出设备接口，包括数字输入输出口、模拟输入输出口、串行通信接口等。
2. 数字输入输出口（GPIO）数字输入输出口（General Purpose Input Output，简称GPIO）是一种常见的单片机输入输出设备接口。
它可以通过程序控制对内部资源的输入和输出。
单片机的GPIO包括多个引脚，每个引脚可以作为输入口或输出口使用。
在使用过程中，我们可以通过将引脚设置为输入模式或输出模式，并通过编程对引脚进行读写操作。
2.1. 输入模式在输入模式下，GPIO可以用作输入接口，接收外部设备的信号。
在单片机中，通常使用输入状态寄存器（Input Status Register）来存储外部信号的状态。
当外部设备产生一个高或低电平信号时，单片机可以通过读取输入状态寄存器来获取该信号的状态。
2.2. 输出模式在输出模式下，GPIO可以用作输出接口，控制外部设备的状态。
在单片机中，通常使用输出数据寄存器（Output Data Register）来存储输出数据。
通过向输出数据寄存器写入高或低电平信号，单片机可以控制外部设备的状态。
3. 模拟输入输出口（ADC和DAC）除了数字输入输出口，单片机还可以提供模拟输入输出口。
模拟输入输出口分为模拟数字转换器（ADC）和数字模拟转换器（DAC）两种。
3.1. 模拟数字转换器（ADC）模拟数字转换器（Analog-to-Digital Converter，简称ADC）可以将模拟信号转换为数字信号。
通过电压分压、采样等方法，单片机的ADC模块可以将外部模拟信号转换为数字量，供单片机进行处理和分析。
3.2. 数字模拟转换器（DAC）数字模拟转换器（Digital-to-Analog Converter，简称DAC）可以将数字信号转换为模拟信号。
MCS51单片机的输入输出通道接口与中断
• 要由编程控制发光二极管发光，ULN2019必须 输出低电平，而ULN2019的输入必须接89S51的P1 口，才能通过软件编程控制二极管发光，所以应借
助短路环将J2中的（1、2）、（4、5）、（7、8）、 （10、11）、（19、20）短接。 • 将J15中的（1、2）、（4、5）用短路环短接。 • 硬件电路检测。线路接好后，用万用表电阻档检 测89S51的P10、P11、P12、P13、P14、P15、P16
13
I/O接口与I/O设备
15
简单的输入接口举例
接口电路图如下：
74LS244
I0 K0
D0-D7
~
DO0
I1
K1
DO7
I2
K2
译码器
I3 K3
IOR
I4
A2
K4
A3 A4
系 统 总
A5 A6
＆
A7
A8
≥1
I5 E1
E2
I6
K5 K6
线
A9
信
A15
83FCH
I7 K7
号
A10
～83FFH
A11
保存外设给CPU和CPU发往外设的数据
⑵ 状态寄存器（端口地址）
保存外设或接口电路的状态
⑶ 控制寄存器（端口地址）
保存CPU给外设或接口电路的命令
(4)接口电路可含有多个端口地址
39
CPU侧引脚信号： 地址信号：选择I/O接口中的不同寄存器；
数据信号：命令或数据写入到相应寄存器，或者从相 关寄存器读取数据或状态；
A12
≥1
A13 A14
+5V 16
简单的输出接口举例
➢ 锁存器：由D触发器构成
单片机接口技术简介
单片机接口技术简介单片机是一种集成了处理器、存储器和各种输入/输出（I/O）接口功能的微型计算机系统。
单片机常用于嵌入式系统中，广泛应用于家电、汽车、医疗设备、通信设备等领域。
而单片机的接口技术则是连接单片机与外部设备之间的桥梁，它是实现单片机与外部环境交互的关键。
单片机接口技术主要包括数字接口和模拟接口两种类型。
数字接口用于数字信号的输入输出，而模拟接口用于模拟信号的输入输出。
下面将依次介绍这两种接口技术。
数字接口技术是单片机与数字设备之间进行数据交换的一种方式。
常见的数字接口技术有并行接口、串行接口和通用串行总线（USB）接口。
1. 并行接口是将数据以并行方式传输的接口技术。
它通过多条数据线同时传输数据，传输速度较快，适用于要求高速数据传输的场景。
常见的并行接口有通用并行接口（GPIO）、外部存储器接口（EMI）等。
2. 串行接口是一种将数据逐位按顺序传输的接口技术。
与并行接口相比，串行接口需要较少的数据线，占用的引脚较少，适用于对引脚数量有限的场景。
常见的串行接口有串行外设接口（SPI）、I2C接口、异步串行通信接口（UART）等。
3. 通用串行总线（USB）接口是一种广泛应用于计算机和外部设备之间的接口技术。
USB接口具有热插拔、高速传输、兼容性好等特点，广泛应用于各种外部设备，如键盘、鼠标、打印机等。
模拟接口技术是单片机与模拟设备之间进行数据交换的一种方式。
常见的模拟接口技术有通用模拟接口（ADC/DAC接口）和PWM（脉宽调制）接口。
1. 通用模拟接口（ADC/DAC接口）用于将模拟信号转换为数字信号（ADC）或将数字信号转换为模拟信号（DAC）。
ADC（模数转换器）将模拟信号转换为数字信号，以便单片机进行处理，而DAC（数模转换器）则将数字信号转换为模拟信号，以便控制外部模拟设备。
2. PWM（脉宽调制）接口是一种通过调节脉冲信号的高电平时间来控制模拟设备的接口技术。
PWM接口广泛应用于电机控制领域，通过改变脉冲的占空比可以控制电机的转速和转向。
单片机系统常用接口电路、功能模块和外设(一)
单片机系统常用接口电路、功能模块和外设（一）引言概述：本文将介绍单片机系统常用的接口电路、功能模块和外设。
单片机是一种集成了处理器、内存和一系列输入输出设备的微型计算机系统，它在各种电子设备中被广泛应用。
接口电路、功能模块和外设是为单片机系统提供数据输入和输出，扩展功能的重要组成部分。
本文将从以下5个方面详细介绍单片机系统中常用的接口电路、功能模块和外设。
正文：1. 并行口：- 数据线接口：用于传输数据的并行口接口，可以实现与其他设备的数据通信。
- 控制线接口：用于控制其他设备的并行口接口，可实现对其他设备的操作和控制。
- 状态线接口：用于传输设备状态信息的并行口接口，可用于监测和反馈设备状态。
2. 串行口：- USART接口：用于在单片机与外设之间进行异步和同步数据传输的串行口接口。
- SPI接口：用于在单片机与外设之间进行高速的串行数据传输的串行口接口。
- I2C接口：用于在单片机与外设之间进行低速的串行数据传输的串行口接口。
3. 定时器/计数器模块：- 定时器模块：用于生成固定时间间隔的定时信号，可用于定时任务和计时功能。
- 计数器模块：用于计数外部事件的频率或脉冲数，可用于测量和计数功能。
4. ADC/DAC模块：- ADC模块：用于将模拟信号转换为数字信号的模数转换器，可用于测量和采集模拟信号。
- DAC模块：用于将数字信号转换为模拟信号的数字模数转换器，可用于控制和输出模拟信号。
5. 中断控制器：- 外部中断：用于处理外部事件触发的中断请求，可用于实现对外设的即时响应。
- 内部中断：用于处理单片机内部事件触发的中断请求，可用于实现系统模块的即时响应。
总结：本文简要介绍了单片机系统常用的接口电路、功能模块和外设。
并行口和串行口用于数据通信和控制；定时器/计数器模块用于定时和计数功能；ADC/DAC模块用于模拟信号的输入和输出；中断控制器用于及时响应外部和内部事件。
这些接口电路、功能模块和外设为单片机系统提供了强大的扩展性和适应性，使其能够适应不同的应用领域和需求。
MCS-51与DA、AD的接口
程序如下：
#include <reg51.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit P1_0=P1^0; uint count,period; bit rflag=0; void control (void) { TMOD=0X09; IT0=1; TH0=0; TL0=0; P1_0=0; P1_0=1; TR0=1; EX0=1; EA=1; }
IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 START EOC D3 OE CLOCK VCC VREF+ GND D1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 2 IN2 IN1 IN0 ADDA ADDB ADDC ALE D7 D6 D5 D4 D0 VREFD2
三．D/A转换器与单处机的连接 1．数据线的连接 D/A转换器与单片机的数据线的连接主要考虑两个问题：一是 位数，当高于8位的D/A转换器与8位数据总线的MCS-51单片机接 口时，MCS-51单片机的数据必须分时输出，这时必须考虑数据分 时传送的格式和输出电压的“毛刺”问题；二是D/A转换器有无输 入锁存器的问题，当D/A转换器内部没有输入锁存器时，必须在单 片机与D/A转换器之间增设锁存器或I/O接口。 2．地址线的连接 一般的D/A转换器只有片选信号，而没有地址线。这时单片机 的地址线采用全译码或部分译码，经译码器输出来控制D/A转换器 的片选信号，也可由某一位I/O线来控制D/A转换器的片选信号。 3．控制线的连接 D/A转换器主要有片选信号、写信号及启动转换信号等，一 般由单片机的有关引脚或译码器提供。
常用芯片引脚图
您的数字ID 是：463099您的密码是：1.8667附录三常用芯片引脚图一、 单片机类1、MCS-51芯片介绍：MCS-51系列单片机是美国Intel 公司开发的8位单片机，又可以分为多个子系列。
MCS-51系列单片机共有40条引脚，包括32条I/O 接口引脚、4条控制引脚、2条电源引脚、2条时钟引脚。
引脚说明： P0.0～P0.7：P0口8位口线，第一功能作为通用I/O 接口，第二功能作为存储器扩展时的地址/数据复用口。
P1.0～P1.7：P1口8位口线，通用I/O 接口无第二功能。
P2.0～P2.7：P2口8位口线，第一功能作为通用I/O 接口，第二功能作为存储器扩展时传送高8位地址。
P3.0～P3.7：P3口8位口线，第一功能作为通用I/O 接口，第二功能作为为单片机的控制信号。
ALE/ PROG ：地址锁存允许/编程脉冲输入信号线（输出信号）PSEN ：片外程序存储器开发信号引脚（输出信号）EA/Vpp ：片外程序存储器使用信号引脚/编程电源输入引脚RST/VPD ：复位/备用电源引脚2、MCS-96芯片介绍：MCS-96系列单片机是美国Intel 公司继MCS-51系列单片机之后推出的16位单片机系列。
它含有比较丰富的软、硬件资源，适用于要求较高的实时控制场合。
它分为48引脚和68引脚两种，以48引脚居多。
引脚说明：RXD/P2.1 TXD/P2.0：串行数据传出分发送和接受引脚，同时也作为P2口的两条口线HS1.0～HS1.3：高速输入器的输入端HS0.0～HS0.5：高速输出器的输出端（有两个和HS1共用）Vcc ：主电源引脚（＋5V ）Vss ：数字电路地引脚（0V ）Vpd ：内部RAM 备用电源引脚（＋5V ）V REF ：A/D 转换器基准电源引脚（＋5V ）AGND ：A/D 转换器参考地引脚XTAL1、XTAL2：内部振荡器反相器输12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST RXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1V SS V CC P0.0/AD 0P0.1/AD 1P0.2/AD 2P0.3/AD 3P0.4/AD 4P0.5/AD 5P0.6/AD 6P0.7/AD 7EA/V PP ALE/PROG PSENP2.7/A 15P2.6/A 14P2.5/A 13P2.4/A 12P2.3/A 11P2.2/A 10P2.1/A 9P2.0/A 8803180518751入、输出端，常外接晶振。
单片机中常见的接口类型及其功能介绍
单片机中常见的接口类型及其功能介绍单片机（microcontroller）是一种集成了中央处理器、内存和各种外围接口的微型计算机系统。
它通常用于嵌入式系统中，用于控制和监控各种设备。
接口是单片机与外部设备之间进行数据和信号传输的通道。
本文就单片机中常见的接口类型及其功能进行介绍。
一、串行接口1. 串行通信口（USART）：USART是单片机与外部设备之间进行串行数据通信的接口。
它可以实现异步或同步传输，常用于与计算机、模块、传感器等设备进行数据交换。
2. SPI（串行外围接口）：SPI接口是一种全双工、同步的串行数据接口，通常用于连接单片机与存储器、传感器以及其他外围设备。
SPI接口具有较高的传输速度和灵活性，可以实现多主多从的数据通信。
3. I2C（Inter-Integrated Circuit）：I2C接口是一种面向外部设备的串行通信总线，用于连接不同的芯片或模块。
I2C接口通过两条双向线路进行数据传输，可以实现多主多从的通信方式，并且占用的引脚较少。
二、并行接口1. GPIO（通用输入/输出）：GPIO接口是单片机中最常见的接口之一，用于连接与单片机进行输入输出的外围设备。
通过设置相应的寄存器和引脚状态，可以实现单片机对外部设备进行控制和监测。
2. ADC（模数转换器）：ADC接口用于将模拟信号转换为数字信号，常用于单片机中对模拟信号的采集和处理。
通过ADC接口，单片机可以将外部传感器等模拟信号转化为数字信号，便于处理和分析。
3. DAC（数模转换器）：DAC接口用于将数字信号转换为模拟信号。
通过DAC接口，单片机可以控制外部设备的模拟量输出，如音频输出、电压控制等。
三、特殊接口1. PWM（脉冲宽度调制）：PWM接口用于产生特定占空比的脉冲信号。
通过调节脉冲的宽度和周期，可以控制外部设备的电平、亮度、速度等。
PWM接口常用于控制电机、LED灯、舵机等设备。
2. I2S（串行音频接口）：I2S接口用于在单片机和音频设备之间进行数字音频数据传输。
MCS51单片机的IO接口部件
第2章MCS51单片机的I/O接口部件单片机芯片内还有一项主要内容就是并行I/O口。
MCS-51共有四个8位的并行I/O口，分别记作P0、P1、P2、P3。
每个口都包含一个锁存器，一个输出驱动器和输入缓冲器。
实际上它们已被归入专用寄存器之列，并且具有字节寻址和位寻址功能。
在访问片外扩展存储器时，低8位地址和数据由P0口分时传送，高8位地址由P2口传送。
在无片外扩展存储器的系统中，这4个口的每一位均可作为双向的I/O端口使用。
MCS-51单片机的四个I/O口都是8位双向口，这些口在结构和特性上是基本相同的，但又各具特点，以下分别介绍。
2.1 P0口P0口的口线逻辑电路如图2-1所示。
图2-1 P0口某位结构由图可见，电路中包含有1个数据输出锁存器、2个三态数据输入缓冲器、1个数据输出的驱动电路和1个输出控制电路。
当对P0口进行写操作时，由锁存器和驱动电路构成数据输出通路。
由于通路中已有输出锁存器，因此数据输出时可以与外设直接连接，而不需再加数据锁存电路。
考虑到P0口既可以作为通用的I/O口进行数据的输入输出，也可以作为单片机系统的地址/数据线使用。
为此在P0口的电路中有一个多路转接电路MUX。
在控制信号的作用下，多路转接电路可以分别接通锁存器输出或地址/数据线。
当作为通用的I/O口使用时，内部的控制信号为低电平，封锁与门将输出驱动电路的上拉场效应管（FET）截止，同时使多路转接电路MUX接通锁存器Q端的输出通路。
当P0口作为输出口使用时，内部的写脉冲加在D触发器的CP端，数据写入锁存器，并向端口引脚输出。
当P0口作为输入口使用时，应区分读引脚和读端口两种情况。
为此在口电路中有两个用于读入驱动的三态缓冲器。
所谓读引脚就是读芯片引脚的数据，这时使用下方的数据缓冲器，由“读引脚”信号把缓冲器打开，把端口引脚上的数据从缓冲器通过内部总线读进来。
使用传送指令（MOV）进行读口操作都是属于这种情况。
而读端口则是指通过上面的缓冲器读锁存器Q端的状态。
第章MCS单片机常用接口00002
设CE1、CE2、CE3 D0～7 分别连接微型机 R/W
D0～7 R/W Ⅰ
的高位地址总线 A13、A14、A15。
CE1 (A13) A0～12
CE2
确定各存储器芯 (A14)
CE
A0～12
D0～7
R/W CE
Ⅱ
A0～12
D0～7
片的地址空间： CE3
R/W CE Ⅲ
字节扩展
(A15)
A0～12
存储器扩展：
1、扩充存储器字长：
2、扩充存储器容量：
二、存储器扩展的一般方法
不论何种存储器芯片，其引脚都呈三总线结构， 与单片机连接都是三总线对接。
另外，电源线接电源线，地线接地线。
1、控制线：程序存储器: /OE----与单片机/PSEN相连 数据存储器: /OE----与单片机/RD相连 /WE----与单片机/WR相连
R/W CE
A0～10
共用片选
位扩展
D0～7 R/W
CE
A0～10
D0～7· R/W
CE
A0～10
地址、片选和读写引线并联后引出，数据线并列引出。
存储器的字扩展
字扩展即容量(单元数)扩展 方法： 1 片选线并列输出 2 地址线并连 3 读写控制线并连 4 数据线并连
例：三片8KB的存储器芯片组成 24KB 容量的存储器。
第7章 MCS-51单片机常用接口
7.1 MCS-51单片机的最小系统 7.2 存储器扩展 7.3 输入/输出口扩展
MCS-51单片机系统扩展包括： 1、程序存储器扩展； 2、数据存储器扩展； 3、I/O口扩展； 4、定时/计数器扩展； 5、中断系统扩展； 6、串行口扩展。 在本章中只介绍应用较多的程序存储 器扩展、数据存储器扩展和I/O口扩展。
单片机常用接口(一)
单片机常用接口（一）引言：单片机是嵌入式系统中常用的一种微型计算机，它通过各种接口与外围设备进行通信和控制。
本文将详细介绍单片机常用接口的相关知识，帮助读者理解和应用单片机系统。
概述：单片机常用接口是单片机系统中重要的组成部分，它包括数字接口和模拟接口两部分。
数字接口用于数字信号的输入输出，而模拟接口用于模拟信号的输入输出。
在设计单片机系统时，合理选择和使用接口是实现各种功能的关键。
正文：一、数字接口数字接口是单片机与数字设备通信的关键，它包括并口、串口、时序接口等几种常见的接口类型。
1. 并口接口a. 并口接口的工作原理b. 并口接口的应用场景c. 并口接口数据传输的方式d. 并口接口的优缺点e. 并口接口的发展趋势2. 串口接口a. 串口接口的工作原理b. 串口接口的应用场景c. 串口接口数据传输的方式d. 串口接口的优缺点e. 串口接口的发展趋势3. 时序接口a. 时序接口的工作原理b. 时序接口的应用场景c. 时序接口数据传输的方式d. 时序接口的优缺点e. 时序接口的发展趋势4. SPI接口a. SPI接口的工作原理b. SPI接口的应用场景c. SPI接口数据传输的方式d. SPI接口的优缺点e. SPI接口的发展趋势5. I2C接口a. I2C接口的工作原理b. I2C接口的应用场景c. I2C接口数据传输的方式e. I2C接口的发展趋势二、模拟接口模拟接口是单片机与模拟设备通信的关键，它包括模拟输入接口和模拟输出接口两部分。
1. 模拟输入接口a. 模拟输入接口的工作原理b. 模拟输入接口的应用场景c. 模拟输入接口的工作方式d. 模拟输入接口的优缺点e. 模拟输入接口的发展趋势2. 模拟输出接口a. 模拟输出接口的工作原理b. 模拟输出接口的应用场景c. 模拟输出接口的工作方式d. 模拟输出接口的优缺点e. 模拟输出接口的发展趋势3. ADC接口a. ADC接口的工作原理b. ADC接口的应用场景c. ADC接口的工作方式e. ADC接口的发展趋势4. DAC接口a. DAC接口的工作原理b. DAC接口的应用场景c. DAC接口的工作方式d. DAC接口的优缺点e. DAC接口的发展趋势5. PWM接口a. PWM接口的工作原理b. PWM接口的应用场景c. PWM接口的工作方式d. PWM接口的优缺点e. PWM接口的发展趋势总结：本文介绍了单片机常用接口的基本原理、应用场景、数据传输方式、优缺点以及发展趋势。
单片机常用芯片资料
附录三常用芯片引脚图一、 单片机类1、MCS-51芯片介绍：MCS-51系列单片机是美国Intel 公司开发的8位单片机，又可以分为多个子系列。
MCS-51系列单片机共有40条引脚，包括32条I/O 接口引脚、4条控制引脚、2条电源引脚、2条时钟引脚。
引脚说明： P0.0～P0.7：P0口8位口线，第一功能作为通用I/O 接口，第二功能作为存储器扩展时的地址/数据复用口。
P1.0～P1.7：P1口8位口线，通用I/O 接口无第二功能。
P2.0～P2.7：P2口8位口线，第一功能作为通用I/O 接口，第二功能作为存储器扩展时传送高8位地址。
P3.0～P3.7：P3口8位口线，第一功能作为通用I/O 接口，第二功能作为为单片机的控制信号。
ALE/ PROG ：地址锁存允许/编程脉冲输入信号线（输出信号）PSEN ：片外程序存储器开发信号引脚（输出信号）EA/Vpp ：片外程序存储器使用信号引脚/编程电源输入引脚RST/VPD ：复位/备用电源引脚2、MCS-96芯片介绍：MCS-96系列单片机是美国Intel 公司继MCS-51系列单片机之后推出的16位单片机系列。
它含有比较丰富的软、硬件资源，适用于要求较高的实时控制场合。
它分为48引脚和68引脚两种，以48引脚居多。
引脚说明：RXD/P2.1 TXD/P2.0：串行数据传出分发送和接受引脚，同时也作为P2口的两条口线HS1.0～HS1.3：高速输入器的输入端HS0.0～HS0.5：高速输出器的输出端（有两个和HS1共用）Vcc ：主电源引脚（＋5V ）Vss ：数字电路地引脚（0V ）Vpd ：内部RAM 备用电源引脚（＋5V ）V REF ：A/D 转换器基准电源引脚（＋5V ）12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST RXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1V SS V CC P0.0/AD 0P0.1/AD 1P0.2/AD 2P0.3/AD 3P0.4/AD 4P0.5/AD 5P0.6/AD 6P0.7/AD 7EA/V PP ALE/PROG PSENP2.7/A 15P2.6/A 14P2.5/A 13P2.4/A 12P2.3/A 11P2.2/A 10P2.1/A 9P2.0/A 8803180518751AGND：A/D转换器参考地引脚XTAL1、XTAL2：内部振荡器反相器输入、输出端，常外接晶振。
MCS-51单片机原理及接口技术
2 5 6 9 12 15 16 19
19 18 9 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8
1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7Q 8Q
MCS-51
A 1 3 2 74LS32
RD WR PSEN ALE/P TXD RXD
74LS273引脚封装图 引脚封装图
MCS-51与74LS273的接口电路图 与 的接口电路图
ห้องสมุดไป่ตู้
4.3.1简单I/O接口芯片的扩展 4.3.1简单I/O接口芯片的扩展 简单I/O
简单的I/O口扩展通常是采用 电路锁存器、 简单的 口扩展通常是采用TTL或CMOS电路锁存器、三 口扩展通常是采用 或 电路锁存器 态门等作为扩展芯片（ 态门等作为扩展芯片（74LS244、74LS245、74LS273、 、 、 、 74LS373、 74LS377等 ） ， 通过P0口来实现扩展的一种 、 等 通过 口来实现扩展的一种 方案。它具有电路简单、成本低、配置灵活的特点。 方案。它具有电路简单、成本低、配置灵活的特点。 简单的I/O口扩展主要包括： 简单的 口扩展主要包括： 口扩展主要包括 缓冲器扩展输入口（三态门： 缓冲器扩展输入口（三态门： 74LS244、74LS245等） 、 等 锁存器扩展输出口（锁存器： 锁存器扩展输出口（锁存器： 74LS273、74LS373、 、 、 74LS377等） 等
4.3 输入 输出接口扩展 输入/输出接口扩展
• MCS-51系列单片机内部有4个双向的8位并行I/O端 MCS-51系列单片机内部有4个双向的8位并行I/O端 系列单片机内部有 I/O P0、P1、P2和P3口 口：P0、P1、P2和P3口。 • 在实际的应用系统中，P0口分时地作为低8位地址 在实际的应用系统中，P0口分时地作为低 口分时地作为低8 线和数据线，P2口作为高 位地址线。这时，P0口 口作为高8 线和数据线，P2口作为高8位地址线。这时，P0口 和部分或全部的P2口无法再作通用I/O P2口无法再作通用I/O口 和部分或全部的P2口无法再作通用I/O口。 • P3口的一些口线首先要满足第二功能的要求。这 P3口的一些口线首先要满足第二功能的要求 口的一些口线首先要满足第二功能的要求。 时就需要进行单片机I/O口的扩展。 I/O口的扩展 时就需要进行单片机I/O口的扩展。 常用的I/O扩展有以下两种形式： I/O扩展有以下两种形式 常用的I/O扩展有以下两种形式： 简单I/O I/O接口芯片的扩展 简单I/O接口芯片的扩展 可编程I/O接口电路的扩展 可编程I/O接口电路的扩展 I/O
单片机MCSUSB接口
8位 SYNC
8位
PID
PID
0~1023位 DATA
16位 CRC16
④握手（Handshake）封包
握手封包仅包含SYNC和一 个PID数据域，格式如下：
8位
8位
SYNC PID PID
⑤特殊（special）封包
PRE是主机从高速传输变成 低速传输时送来的封包。格式如 下：
8位
8位
SYNC
PRE
主机 DATA(D1…D8)
设备 ACK
设备 NAK
③设备出错时的输入事务处理
主机 OUT (ADDR,EP)
主机 DATA(D1…D8)
设备 STALL
《嵌入式应用技术基础教程》课件
（3）设置（SETUP）事务处理
①正常的设置事务处理
主机
SETUP (ADDR,EP)
主机 DATA(D1…D8)
《嵌入式应用技术基础教程》课件
（4）USB设备的端点
所有的传输都是传送到一个设备端点（device endpoint），或 是由一个设备端点发出。通常设备端点是内存的一个区块，或是控制 器芯片内的一个缓存器，用来作为数据的缓冲区。存储在设备端点的 可能是接收到的数据，或是等待要送出的数据。主机也有接收与传送 数据的缓冲区，不过主机并没有端点，而是当作与设备端点通信的出 发点（starting point）。
《嵌入式应用技术基础教程》课件
14.2.5 设备列举
（1）设备描述符
USB描述符就好像是USB外围设备的“身份证”一样，详细地记 录着外围设备相关的一切信息。为了描述不同的数据，就需以不同类型 的USB描述符来加以描述，它共有以下几种类型：
①设备描述符
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第7章 MCS51单片机常用接口
② 译码法 部分译码法是先将扩展芯片的地址线与单片机的地址总 线从低位到高位顺序相连，剩余的高位地址线的一部分经 译码后连接到扩展的芯片的片选线上。
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第7章 MCS51单片机常用接口
全译码法是先将扩展芯片的地址线与单片机的地址总 线从低位到高位顺序相连，剩余的高位地址线的全部经译 码后连接到扩展芯片的片选线上。
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第7章 MCS51单片机常用接口
●译码器法 译码器法就是利用译码器电路对存储器地址分配的片 外扩展位进行译码，将译码输出与存储芯片的片选端相连。
常用译码器有： 2～4译码器74LS139； 3～8译码器74LS138 4～16译码器74LS154 用 74LS138 译码器
A15 A14 A13
低地址 0 高地址 0 1 1 0/1 0/1
A12～A0 程序存储器的地址线
0～0 1～1 4000H/6000H 5FFFH/7FFFH 6000H～7FFFH
因此1#芯片的地址有两组分别是 4000H～5FFFH
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第7章 MCS51单片机常用接口
②数据总线：P0提供8位数据 ，分时复用地址/数据 ALE：锁存器
RD：外RAM读
③控制总线 WR：外RAM写 PSEN：外ROM读
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片内程序存储器 RAM和ROM不够用 时所进行的扩展
第7章 MCS51单片机常用接口
7.2 存储器扩展
7.2.1 存储器扩展概述
1.MCS51单片机的存储器扩展能力 可扩展的片外最大容量64KB，地址范围：0000H～FFFFH。 通过不同控制信号进行访问。
/CE ：是片选信号。 /OE ：是输出允许信号。
EPROM2764
VPP ：是编程电源。
/PGM：是编程脉冲输入
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2 典型EPROM扩展电路 ① 用线选法扩展2片程序存储器 【例题7.1】利用2片EPROM2764的芯片扩展16KB的外部 程序存储器。试设计连接电路及芯片地址范围？ ●设计要点：
① /PSEN与1#和2#芯片的/OE相 连。 ② P27（A15）选通1#，P26 （A14）选通2#芯片。 ③ P0口作为地址和数据的分时 复用；P2口低5位作为芯片的高5 位地址线。
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第7章 MCS51单片机常用接口
●程序存储器芯片地址的确定 分析：2764程序存储器芯片是8KB*8，其地址线条数=13 条即用单片机P0口8条+P2口的低5条构成。依据设计的电路 图知P27=0时选中芯片1#，P26=1，P25未用。则1#芯片地址 范围是: P27 P26 P25 P24～P0 单片机的P2口和P0口管脚
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第7章 MCS51单片机常用接口
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第7章 MCS51单片机常用接口
7.2.2 程序存储器扩展 1.EPROM2764（8K*8） EPROM2764是28脚双列直插式封装，其管脚配置如下图： A0-A12：是13根地址线。
D0-D7： 是8根数据线。
6264(2)地址：2000H～3FFFH
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连接的电路如图
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第7章 MCS51单片机常用接口
●74LS138译码器功能管脚
① 共有16个引脚。
② C B A 为三个输入引脚接单片 机地址线不同组合选择不同芯片 ③ Y0～Y7为8个输出引脚接扩展 芯片的片选信号 ④ G1G2BG2A为三个控制引脚接线电 平1 0 0 ⑤ 电源正负极
2.存储器扩展的一般方法 程序存储器 掩膜ROM、可编程PROM、光可擦除EPROM 存 电可擦除EEPROM 储 器 数据存储器 静态SRAM和动态DRAM 扩展方法：译码法和线选法。
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第7章 MCS51单片机常用接口
① 线选法 先将扩展芯片的地址线与单片机的地址线从低位开始 顺序相连后，剩余的高位地址线的一根或几根直接连接到 各扩展芯片的片选线上。 依据电路可知： 地址：A12A11～A2A1A0 即13根地址线。 扩展芯片容量为8KB。 控制线ALE地址锁存。 PSEN控制允许输出。 扩展芯片的地址范围： 0000H～1FFFH
⑤ /CE1和/CE2：片选信号。同时有效芯片选通
⑥ VCC：+5V电压；GND：接地； ⑦ NC：空余。
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第7章 MCS51单片机常用接口
【例题7.2】依据下列电路设计计算6264(1)，6264(2)的地 址并分析其工作原理。
6264(1)地址：4000H～5FFFH
第7章 MCS51单片机常用接口
7.1 MCS-51单片机的最小系统
最小系统：指一个真正可用的单片机的最小配置。
单片机最小系统结构 ● 地址总线 ● 数据总线 ● 控制总线
地址锁存器用74LS373
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第7章 MCS51单片机常用接口
①地址总线 系 统 三 总 线 结 构 高8位地址P2 低8位地址P0 P0、P2不能作为I/O口用
8000H
9FFFH
A000H
BFFFH
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第7章 MCS51单片机常用接口
7.2.3 数据存储器扩展 1.6264静态数据存储器芯片结构及管脚功能
6264芯片容量是8KB=213B
① A0-A12：13根地址线。
② I/O0-I/O7：8根双向输入输出数据线。
③ /WE：写允许信号。 ④ /OE：读允许信号。
P27 P26 P25 P24～P0 单片机的P2口和P0口管脚 A15 A14 A13 A12～A0 程序存储器的地址线 低地址 1 0 0/1 0～0 8000H/A000H 高地址 1 0 0/1 1～1 9FFFH/BFFFH 因此2#芯片的地址有两组分别是 8000H-9FFFH；A000HBFFFH 综合计算扩展芯片地址 4000H 5FFFH 16KB 6000H 7FFFH