单片机数字输入输出接口扩展设计方法

合集下载

单片机中的数字输入输出接口设计原理

单片机中的数字输入输出接口设计原理数字输入输出（Digital Input Output，简称DIO）是单片机中常用的一种基本接口类型。

单片机通过数字IO口与外部设备进行数据交互，实现控制和通信功能。

本文将介绍数字输入输出接口的设计原理和基本工作原理。

一、数字输入输出接口概述数字输入和输出接口是单片机与外部设备进行数据交互的重要手段。

数字输入主要用于读取外界的状态信息，数字输出则用于控制外部设备。

数字输入/输出接口通常由两部分组成：引脚配置和控制寄存器。

引脚配置：单片机的每一个引脚都可以配置为输入或输出。

当引脚被配置为输入时，它可以读取外部设备的电平或状态信息。

当引脚被配置为输出时，它可以输出控制信号或数据给外部设备。

控制寄存器：控制寄存器用于配置引脚的相关属性和工作模式。

通过写入特定的数值到控制寄存器，可以设置引脚的工作模式、电平状态和其他属性。

控制寄存器的位定义了不同的功能，每个位代表着一个特定的控制信号。

二、数字输出接口设计原理数字输出接口用于向外部设备发送控制信号或数据。

通过配置引脚为输出模式并设置相应的控制寄存器，可以实现数字输出。

数字输出接口的设计原理主要包括以下几个方面：1. 引脚配置：首先需要选择适当的引脚作为输出口。

引脚应具备输出功能，并且能够满足所需的电流和电压要求。

通常情况下，单片机的引脚可配置为不同的输出模式，如推挽输出、开漏输出等。

2. 输出模式选择：根据实际需求，选择适当的输出模式。

推挽输出模式可以提供高的输出电流能力，适用于直接驱动负载；开漏输出模式则适用于需要外接电阻上拉的情况。

对于需要输出PWM信号的情况，可以选择PWM输出模式。

3. 控制寄存器设置：配置输出引脚的相关属性和参数。

控制寄存器包括输出模式、输出状态选择、输出电平控制等。

通过写入相应的数值到控制寄存器，设置输出引脚的工作模式和电平状态。

4. 输出电平控制：根据需要，设置输出引脚的电平状态。

输出引脚可以输出高电平（1）或低电平（0），控制寄存器中的特定位用于选择输出电平。

单片机接口电路的设计和优化技巧探讨

单片机接口电路的设计和优化技巧探讨单片机是现代电子设备中不可或缺的核心控制器件，它在各个领域的应用越来越广泛。

在实际应用中，单片机需要与各种外部设备进行连接，以实现数据的输入和输出。

因此，设计稳定可靠的接口电路是非常重要的，本文将探讨一些单片机接口电路的设计和优化技巧。

一、输入电路的设计和优化输入电路主要用于将外部信号输入到单片机的引脚上，常见的输入电路包括按键输入电路和传感器输入电路。

在设计按键输入电路时，需要考虑按键的稳定性和抗干扰能力。

一种常用的方法是使用稳压二极管和电阻组成的电路，将按键的信号通过二极管和电阻输出到单片机引脚上。

这种电路能够稳定地将按键信号传递给单片机，同时能够有效抵御外部干扰信号的干扰。

传感器输入电路需要考虑信号的放大和滤波问题。

在设计传感器输入电路时，可以使用运算放大器对信号进行放大，并通过RC电路进行滤波，以确保输入信号能够稳定且准确地传递给单片机。

此外，对于一些高频信号的输入，可以使用差分输入电路结构，以提高抗干扰能力和信号质量。

二、输出电路的设计和优化输出电路主要用于将单片机的输出信号驱动外部设备，如LED灯、继电器等。

在设计输出电路时，需要考虑输出电流的大小和稳定性。

对于驱动LED灯等设备，可以使用三极管作为输出驱动器，通过控制三极管的导通和截止，实现LED灯的亮灭控制。

同时，可以通过连接电阻限制输出电流的大小，以保证单片机的输出口和外部设备的安全。

对于一些需要较大电流的外部设备，如继电器等，可以采用驱动芯片或电平转换器来实现驱动功能。

驱动芯片通常具有更大的输出电流能力，并且能够提供更稳定的输出信号。

而电平转换器可以将单片机的逻辑信号转换为与外部设备匹配的电平信号，以实现可靠的驱动功能。

三、通信接口电路的设计和优化通信接口电路用于实现单片机与其他设备之间的数据通信。

常见的通信接口包括串口、I2C总线、SPI总线等。

在设计串口接口电路时，需要选择合适的电平转换芯片，并配合电阻电容等元件实现电平转换和数据发送。

单片机PWM输出接口设计与应用

单片机PWM输出接口设计与应用导言单片机（Microcontroller，简称MCU）作为现代电子科技领域的一个重要组成部分，广泛应用于各个领域，如家电、汽车电子、工业自动化等。

其中，PWM （Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）技术是单片机中重要的功能之一，通过对固定频率的方波的占空比调节，实现对输出信号的精确控制。

本文将介绍单片机PWM输出接口的设计与应用，包括PWM原理、接口设计步骤以及常见应用案例。

一、PWM原理PWM技术是一种将模拟信号转换为数字信号的调制技术，通过调整数字信号的脉冲宽度来控制输出信号的电平。

实现PWM的关键在于控制器对方波的占空比进行调节。

PWM信号的频率是固定的，周期为T，通常单位为微秒。

占空比（Duty Cycle）是指方波中高电平部分所占的时间比例，通常用百分比来表示。

占空比的改变决定了输出信号的高低电平持续时间的变化，从而控制被驱动设备的工作状态。

二、单片机PWM输出接口设计步骤1. 确定单片机型号：选择适合的单片机芯片，具有PWM功能的引脚或专用PWM模块。

2. 确定输出电平及频率：根据实际需求确定输出信号的高低电平以及频率。

不同的应用场景对电平和频率的要求可能不同。

3. 确定占空比调节方式：PWM信号的占空比调节方式有多种，包括软件调节和硬件调节。

软件调节可以通过对PWM寄存器进行编程来实现，而硬件调节一般是通过外部模块或电位器进行调节。

4. 连接外部电路：根据选定的单片机型号和引脚，将单片机的PWM引脚与外部电路（如LED、电机等）进行连接。

5. 编写程序：根据选定的单片机型号和开发环境编写相应的PWM输出程序。

在程序中设置PWM的频率、占空比以及相关参数。

6. 调试与测试：将单片机连接至供电电源，并通过示波器或其他测试工具观察PWM信号的波形，确保输出正常。

三、单片机PWM输出接口的应用1. LED亮度控制：通过PWM技术可以实现对LED灯的亮度控制。

单片机输入输出接口设计及其在工业自动化系统中的应用研究

单片机输入输出接口设计及其在工业自动化系统中的应用研究概述随着工业自动化技术的发展，单片机作为一个重要的控制核心，广泛应用于各种自动化设备中。

单片机的输入输出接口设计是工业自动化系统中的核心环节之一，它对于系统的功能实现和性能提升具有重要影响。

本文将探讨单片机输入输出接口的设计原理以及在工业自动化系统中的应用研究。

一、单片机输入输出接口设计原理单片机的输入输出接口设计涉及到外部设备与单片机之间的数据传输和控制。

在设计该接口时，需考虑接口类型、信号电平、数据处理等多方面因素。

1. 接口类型常见的单片机输入输出接口类型包括并行口、串行口、模拟输入输出等。

其中，并行口适用于大容量数据传输，串行口适用于远距离传输，而模拟输入输出适用于连续变化的信号处理。

根据不同的应用需求选择合适的接口类型。

2. 信号电平单片机输入输出接口的设计中需要考虑信号电平的匹配问题，当外部设备与单片机接口工作时，其电平匹配与兼容性对于成功传输数据起着至关重要的作用。

需要考虑到信号电平的高低电平范围、低电平电流、驱动能力等参数，以确保信号的稳定传输。

3. 数据处理在单片机输入输出接口设计中，数据的处理是关键环节之一。

通过对输入信号的采集、处理和输出信号的生成，实现单片机与外部设备之间的数据交互。

需要根据具体的应用需求选择合适的数据处理算法和相关技术，以提高系统的响应速度和精度。

二、单片机输入输出接口在工业自动化系统中的应用研究单片机输入输出接口在工业自动化系统中具有广泛的应用，涉及到工业控制、仪表检测、数据采集等方面。

1. 工业控制在工业自动化系统中，单片机输入输出接口设计是实现各种工业控制的基础。

通过与传感器、执行器、人机界面等设备的连接，单片机可以实现对温度、压力、流量等工艺参数的采集和控制。

通过合理的输入输出接口设计，可以实现对设备的实时监测和控制，提高工业生产的效率和质量。

2. 仪表检测单片机输入输出接口设计在仪表检测领域也有重要应用。

单片机中数字量输入与接口设计方法研究

单片机中数字量输入与接口设计方法研究数字量输入是单片机中常见的输入方式之一，它能够实现对外部电路信号的检测与采集。

在单片机应用中，数字量输入接口的设计方法对于整体系统的性能和稳定性至关重要。

本文将研究单片机中数字量输入与接口设计方法，探讨其原理与优化方案。

一、数字量输入的原理及特点数字量输入是指将外部电路的高低电平信号转换为数字信号输入到单片机中，其工作原理基于二进制码表示。

常见的数字量输入接口有两种类型，分别为TTL 电平和CMOS电平。

TTL电平是一种基于晶体管的数字电平标准，其特点是高电平为5V，低电平为0V。

CMOS电平则是一种基于MOS管的数字电平标准，其特点是高电平为VCC，低电平为地。

数字量输入的主要特点是采用非连续的离散信号表示，能够判断电路输入的高低电平状态。

具有抗干扰能力强、精度高和可靠性好的优点。

二、数字量输入接口设计方法1.电平转换电路设计数字量输入接口的关键在于实现外部电路信号的电平转换。

常用的电平转换电路有电阻分压电路、电平缓冲电路、比较器电路等。

电阻分压电路是一种简单有效的电平转换方法，通过合适的电阻数值将高电平转换为单片机能够接受的电压范围。

电平缓冲电路则通过使用缓冲器将外部信号进行放大和锁定，增强信号的稳定性和抗干扰能力。

比较器电路则通过比较外部信号与参考电压的大小，输出判断结果。

2.输入端口配置在单片机中，数字量输入通常通过GPIO口（通用输入输出口）实现。

在设计数字量输入接口时，需要首先配置相应的GPIO口的工作模式和电平状态。

通常，可以通过设置GPIO口的输入模式、上下拉电阻和中断模式来实现数字量输入接口的配置。

输入模式分为浮空输入和上下拉输入，其中上下拉输入通过设置内部上拉电阻或下拉电阻，使得GPIO口的电平状态稳定。

中断模式则可以实现在产生相应输入时触发中断服务程序，提高响应速度。

3.消抖技术应用在数字量输入接口设计中，由于外部电路信号可能存在抖动问题，为了确保输入信号的可靠性，需要应用消抖技术。

单片机数字输入输出与IO口编程实践指南

单片机数字输入输出与IO口编程实践指南引言：单片机是一种集成电路芯片，具有微处理器、内存和输入输出设备等功能模块。

在现代电子设备和嵌入式系统中，单片机广泛应用于各种领域。

在单片机编程中，数字输入输出（Digital Input Output，简称DIO）和IO口编程是基础而重要的部分。

本文将介绍单片机数字输入输出基础知识和IO口编程的实践指南。

一、数字输入输出的基本概念1.1 数字输入输出（DIO）的定义数字输入输出（DIO）是单片机进行与外部世界的交互的方式。

通过DIO，单片机可以从外部接收数据（输入）和向外部发送数据（输出）。

1.2 二进制表示在单片机中，数字信号被表示为二进制数值。

通常，0表示低电平（或逻辑低），1表示高电平（或逻辑高）。

1.3 IO口的分类单片机的IO口可分为输入口和输出口。

输入口用于接收外部信号，输出口用于向外部发送信号。

1.4 IO口的引脚编号单片机上的每个IO口都有一个引脚编号，通过这个编号可以确定特定的IO口。

二、数字输入输出的实现方式2.1 接口标准单片机的数字输入输出通常与外部设备通过特定的接口标准连接，如GPIO、UART、SPI、I2C等。

2.2 GPIO（通用输入输出）接口通用输入输出（GPIO）接口是最常见和基础的IO接口。

它提供了通用的数字输入输出能力，并且可以配置为输入口或输出口。

2.3 IO口的配置在单片机的程序中，需要对IO口进行相应的配置，包括输入模式、输出模式、输入电平触发方式、输出电平和驱动能力等。

三、IO口编程实践指南3.1 IO口初始化在进行IO口编程之前，首先需要进行IO口的初始化。

初始化包括设置IO口为输入还是输出、设置输入口的电平触发方式、设置输出口的初始电平等。

3.2 数字输入实践数字输入是指单片机通过IO口接收来自外部的数字信号。

为了正确读取到外部信号，需要配置IO口为输入模式，并设置电平触发方式。

3.3 数字输出实践数字输出是指单片机通过IO口向外部发送数字信号。

单片机中的模拟输入输出接口设计与应用

单片机中的模拟输入输出接口设计与应用概述单片机是一种集成了处理器、存储器和各种外设功能的集成电路，广泛应用于嵌入式系统中。

在实际应用中，模拟输入输出（Analog Input/Output，简称为AI/AO）是单片机常用的功能之一。

模拟输入输出接口用于将模拟信号转换为数字信号或将数字信号转换为模拟信号，从而实现单片机与外部模拟设备的互联。

本文将介绍单片机中的模拟输入输出接口的设计与应用。

一、模拟输入输出的作用与特点1. 作用：模拟输入输出接口可将模拟量与单片机进行连接，实现模拟量信号的输入和输出，为系统提供更精确的数据。

2. 特点：- 模拟输入输出接口可以实现模拟信号与数字信号之间的转换。

- 模拟输入输出接口通常采用模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）实现模拟信号的采样和重构。

- 模拟输入输出接口的精度和分辨率直接影响系统的测量和控制精度。

二、模拟输入与数字输出接口的设计与应用1. 模拟输入接口设计与应用模拟输入接口常使用模数转换器（ADC）实现。

ADC将外部模拟信号转换为相应的数字信号，单片机可以通过读取数字信号来获取模拟输入量的值。

以下是模拟输入接口的设计与应用步骤：（1）选择合适的ADC型号：根据系统需求，选择合适的ADC型号。

选型时要考虑采样率、分辨率、电平范围和功耗等因素。

（2）接线：将模拟信号与ADC输入引脚相连。

通常，需要使用模拟信号调理电路（如信号调理电路和滤波器）来满足输入要求。

（3）配置寄存器：根据单片机的技术手册，配置ADC寄存器，设置采样频率、参考电压、输入通道等参数。

（4）采样和转换：通过编程，触发ADC进行采样和转换。

读取ADC结果寄存器，获取模拟输入量的数值。

（5）数据处理与应用：根据需要，对获取的模拟输入量进行进一步处理，如信号滤波、数据补偿等。

可以将模拟输入量用于系统的测量、控制、报警等功能。

2. 数字输入与模拟输出接口的设计与应用数字输入与模拟输出接口通常使用数模转换器（DAC）来实现。

单片机原理及接口技术(C51编程)单片机的开关检测、键盘输入与显示的接口设计

5.2.1 开关检测案例1
图5-3 开关、LED发光二极管与P1口的连接
5.2.1 开关检测案例1
参考程序如下： #include <reg51.h> #define uchar unsigned char void delay( ) {
uchar i,j; for(i=0; i<255; i++) for(j=0; j<255; j++); }
5.1.2 I/O端口的编程举例
03 用循环左、右移位函数实现
OPTION
使用C51提供的库函数，即循环左移n位函数和循环右
移n位函数，控制发光二极管点亮。参考程序：
#include <reg51.h> #include <intrins.h> 函数的头文件 #define uchar unsigned char void delay( ) {
5.1.2 I/O端口的编程举例
#include <reg51.h> #define uchar unsigned char uchar tab[ ]={ 0xfe , 0xfd , 0xfb , 0xf7 , 0xef , 0xdf , 0xbf , 0x7f , 0x7f , 0xbf , 0xdf , 0xef , 0xf7 , 0xfb , 0xfd , 0xfe }; /*前8个数据为左移点亮数据，后8个为右移点亮数据*/ void delay( ) {
// P1口为输入 // 读入P1口的状态，送入state // 屏蔽P1口的高6位
5.2.2 开关检测案例2
switch (state) {
// 判P1口低2位开关状态

基于单片机的扩展8个输入端口的设计

基于单片机的扩展8个输入端口的设计一、引言单片机是一种集成电路，具有处理和控制功能。

它在各个领域中得到广泛应用，使得人们的生活更加方便和智能化。

扩展输入端口是在单片机的基础上，通过外部电路来扩展输入的数量，从而满足更多的需求。

本文将详细介绍基于单片机的扩展8个输入端口的设计。

二、设计原理1.单片机基本原理单片机是由中央处理器、存储器、输入/输出接口和时钟电路等组成。

它通过输入接口接收外部信号，并通过处理器进行相关的计算和判断，最后通过输出接口将结果反馈给外部设备。

2.扩展输入端口原理通过添加外部电路，将外部的输入信号转换为单片机可以处理的信号格式。

常见的扩展输入端口电路包括开关电路、传感器电路等。

通过这些电路，可以将外部的输入信号通过中间转换装置，如模数转换器等，转换成单片机可以处理的数字信号。

三、设计实施1.硬件设计本设计采用与IC喷墨打印机中常用的扩展输入端口设计电路。

该电路采用74LS138译码器芯片，共8个输入端口。

其引脚接法如下：-输入端口：将外部输入信号通过触发器输入至74LS138译码器的3个地址输入端口，将其他2个地址输入引脚接地。

-使能端口：使用其中一个地址输入引脚作为使能端口，接单片机的使能端口。

-输出端口：将74LS138译码器的3个输出端口接至单片机的GPIO端口，实现将输入信号通过单片机处理后的输出。

2.软件设计本设计采用C语言进行单片机编程，以ATmega328P为例。

设计的软件主要包括以下几个方面：-初始化：对单片机的GPIO端口进行初始化，设置为输入端口。

- 读取输入信号：通过GPIO端口读取外部输入信号，判断外部输入信号的状态（高电平or低电平）。

-信号处理：根据读取到的输入信号，进行相关的计算和判断，例如闹钟设置等。

-输出处理结果：将处理的结果通过GPIO端口输出，例如驱动LED灯亮起。

四、实验测试与结果分析通过实验，可以验证扩展输入端口的设计是否成功。

将8个外部输入信号接入扩展输入端口，通过程序读取外部输入信号的状态，并进行相应的处理，最后将处理结果通过单片机的输出端口输出。

MAX7219及单片机的SPI接口设计[教育]

串行显示驱动器PS7219及单片机的SPI接口设计在单片机的应用系统中，为了便于人们观察和监视单片机的运行情况，常常需要用显示器显示运行的中间结果及状态等等。

因此显示器往往是单片机系统必不可少的外部设备之一。

常用的显示器有很多种，其中LED（发光二极管显示器）是应用较多的一种，它特别适用于强光和光线极弱的场合。

要使LED显示，必须提供段选码和位选码。

传统的硬件译码显示接口广泛采用由中央处理器CPU（如：Intel 8031）扩展I／O口（如：8255），然后再使用逻辑门驱动芯片（如7407等）驱动相应的位码和段码。

这种设计，芯片间连线十分复杂，系统工作可靠性不高，已越来越不适应单片机系统集成化、小型化的发展要求。

特别是系统并行扩展I／O，其缺点十分明显（1）连线太多，系统连线复杂，印制板布线不方便；（2）并行总线上挂靠的器件太多，系统工作的稳定性和可靠性低；（3）体积较大，集成度不高。

正是由于上述原因，近年来，各厂家相继开发出了集成度较高、驱动能力较强、驱动位数较多、功能齐全的LED显示驱动器。

本文介绍一种低价位、高性能的多位LED显示驱动器PS7219芯片，以及它与单片机89C51具体的SPI接口设计与应用软件。

1PS7219简介PS7219是一种新型的串行接口的8位数字静态显示芯片。

它是由武汉力源公司新推出的24脚双列直插式芯片，采用流行的同步串行外设接口（SPI），可与任何一种单片机方便接口，并可同时驱动8位LED （或64只独立LED），其引脚图如图1所示。

PS7219内部具有15×8RAM功能控制寄存器，可方便选址，对每位数字可单独控制、刷新、不需重写整个显示器。

显示数字亮度可由数字进行控制，每位具有闪烁使能控制位。

当引脚CON（13脚）置高电平，可禁止所有显示，达到降低功耗的效果，但同时并不影响对控制寄存器的修改。

PS7219还有一个掉电模式、一个允许用户从1位数显示到8位数显示选择的扫描界限寄存器和一个强迫所有LED接通的测试模式。

单片机的输入／输出接口设计与实现方法

单片机的输入／输出接口设计与实现方法单片机的输入/输出接口设计与实现方法概述：单片机作为嵌入式系统的核心组件，用于控制和处理外部设备的输入和输出。

输入/输出接口的设计和实现是单片机应用中的重要环节。

本文将介绍单片机输入/输出接口的设计原理与实现方法，包括数字输入/输出接口和模拟输入/输出接口两个方面。

一、数字输入/输出接口设计与实现方法：1. 输入接口设计：数字输入接口主要包括开关输入和按键输入。

开关输入一般采用继电器或者开关电路进行连接，可以通过读取端口的电平状态来获取开关的状态信息。

按键输入通常采用矩阵按键的方式，通过扫描矩阵按键的行列，可以实现多个按键的输入。

2. 输出接口设计：数字输出接口可以用于控制各种外部设备，如LED灯、继电器等。

通过设置端口的电平状态，可以实现对外部设备的控制。

常用的数字输出方式包括推挽输出、开漏输出和PWM输出。

3. 实现方法：数字输入/输出接口的实现方法主要有两种：基于端口操作和基于中断。

基于端口操作一般通过读写特定的端口来实现输入和输出功能。

基于中断的实现方法可以通过设置中断触发条件来实现对输入信号的响应，提高系统的实时性和效率。

二、模拟输入/输出接口设计与实现方法：1. 模拟输入接口设计：模拟输入接口主要用于接收模拟量信号，如电压、电流等。

常用的模拟输入接口包括模数转换器（ADC）和电压比较器。

ADC将模拟信号转换为数字信号，可用于采集传感器信号等。

电压比较器常用于判断电压信号是否超过某一门限值。

2. 模拟输出接口设计：模拟输出接口主要用于输出模拟量信号，如驱动电机、显示器等。

常用的模拟输出接口包括数字模拟转换器（DAC）和电流输出接口。

DAC将数字信号转换为模拟信号，可用于驱动各种模拟设备。

电流输出接口可以通过改变电流值来实现对设备的控制。

3. 实现方法：模拟输入/输出接口的设计与实现通过模数转换器和数字模拟转换器来实现。

可以根据具体需求选择合适的模数转换器和数字模拟转换器，通过编程设置相关参数，实现对模拟信号的采集和输出。

单片机《输入输出口》实验报告

实验一I/O口输入输出实验一、实验目的1. 掌握单片机的并行I/O口的接口结构、驱动能力特点和应用处理方法；2. 掌握单片机I/O引脚作为输出引脚的使用方法；3. 掌握单片机I/O口配置方法4. 掌握利用单片机I/O口设计单片机应用程序用输入控制输出的方法；5. 掌握单片机控制程序的结构。

二、实验原理及实验内容实验要求：利用单片机并行口做不规则花样流水灯，流水花样不低于16个。

实验原理：1.LED原理图2.STC15的IO口原理P6m0为0时,P6m1为0时，IO口模式为准双向口（传统8051 I/O口模式，弱上拉）灌电流可达20mA,拉电流为270微安，由于制造误差，实际为270~150微安* P6m0为0时,P6m1为1时，为推挽输出（强上拉输出，可达20mA,要加限流电阻）* P6m0为1时,P6m1为0时，（为高阻输出电流既不能流入也不能流出）P6m0为1时,P6m1为1时，为开漏（Open Drain）,内部上拉电阻断开。

开漏模式即可读取外部状态也可以对外输出（高低电平）。

按照表格寄存器内容，我们对8个LED1，也就是P6口进行配置，当P6输出低电平时LED被点亮。

所以配置如下：P6M1 &= 0x00;P6M0 &= 0x00; //作为普通IO口，为弱上拉sbit KEY1=P2^0;sbit KEY2=P2^1;//定义两个按键由于STC15F2K60S2寄存器初始化时默认是：P6M1=0x00;P6M0 = 0x00;3.程序流程图主循环程序流程图三、实验程序#include <STC15.h>#include <intrins.h>#define Uchar unsigned char#define Uint unsigned intint LED[]={0xfc,0xf3,0xcf,0x3f,0xe7,0xdb,0xbd,0x7e,0x7e,0xbd,0xdb,0xe7, 0xfe,0xfb,0xef,0xbf,0xfd,0xf7,0xdf,0x7f};void P6Init()//IO口初始化函数{P6M0=0X00;P6M1=0X00;}void delay3s(void) //误差0us{unsigned char a,b,c;for(c=189;c>0;c--)for(b=230;b>0;b--)for(a=33;a>0;a--);}void main(){Uchar i=0;P0Init();while(1){for(i=0;i<20;i++){P6=LED[i];delay3s();}}}四、实验仪器和设备4.使用了keil软件Proteus 8 Professional软件。

单片机多串口扩展

单片机多串口扩展07计本三班汪庆0704013005设计要求：选定具体单片机，利用IO口模拟单片机的串口时序，该软串口具有修改波特率、设定串口通信数据格式等功能，对外提供串口电平。

报告要求：选定单片机和所有器件具体型号，报告需有设计过程、原理图、程序流程图和源程序。

功能分析: 针对大多数单片机都只有一个串口的局限,在多数情况下限制它们的应用。

利用单片机串口扩展技术,以MCS51 系列单片机8751 为例进行串行接口扩展,包括扩展两个独立的串口、一点对多点分时串口、单片机与RS232/ RS422/RS485 的串行通信接口。

实际应用证明,设计可靠, 稳定性好。

用多种方法进行串口扩展, 解决了单片机在串行通信系统中的串口局限问题。

关键词: 单片机; 串行接口; 串口扩展; 串行通信引言随着单片机技术的不断发展, 特别是网络技术在测控领域的广泛应用, 由单片机构成的多机网络测控系统已成为单片机技术发展的一个方向。

单片机的应用已不仅仅局限于传统意义上的自动监测或控制[ 1 ],而形成了向以网络为核心的分布式多点系统发展的趋势[ 2 ] 。

大多数单片机都只有一个串行接口, 在多数情况下限制了这些单片机的进一步应用。

要实现单片机在应用系统中的有效通信, 就必须利用单片机的串口扩展技术对单片机进行串口扩展。

单片机串口扩展是根据应用系统设计的需要, 把一个串口扩展为多个同类型的串口或一个串口扩展为多个不同类型( RS232/ RS422/ RS458) 的串口,或扩展两个独立的串口, 以便与不同接口的计算机或设备进行串行通信。

1 单片机串口扩展的硬件总体设计单片机与PC 机或外设的串行通信一般采用RS232/RS422/ RS485 总线标准接口[ 3 ] 。

为保证通信可靠, 在选择接口时必须注意通信的速率、通信距离、抗干扰能力、电平匹配和通信方式[ 4 ] 。

本文为了解决在单片机串行通信时遇到的串口问题, 以MCS51 系列单片机8751为例, 进行串口扩展, 其串口扩展的逻辑框图如图1 所示, 包括通过通信接口芯片8251 再扩展一个独立串口,通过16 ×1 的多路切换器CD4067 实现一点对多点分时串口通信, 以及通过电平转换器MAX232 , MAX488 ,MAX485 实现单片机与不同类型接口RS232/ RS422/RS458 的计算机或设备的串行通信。

单片机实训模拟量输入输出设计与实现

单片机具有强大的控制功能，广泛应用于智能仪表、工业自动化、智能家居等领域。
单片机可以通过编程实现各种数字和模拟信号的处理和控制，具有灵活性和可编程性。
单片机的应用领域
智能仪表
01
单片机可以用于实现各种仪表的智能化，如温度计、压力计、
流量计等。
工业自动化
02
单片机可以用于控制各种工业设备的运行，如电机、阀门、灯
光等。
智能家居
03
单片机可以用于实现家居智能化，如智能照明、智能安防、智
能家电等。
单片机的发展历程
单片机的起源
单片机的发展可以追溯到20世纪70年代，当时出现了一些简单的集成电路芯片，集成了少量的逻辑门电路，可以用于简单的控制和计算。
8位单片机的普及
8位单片机是目前应用最广泛的单片机类型，它们具有丰富的外设接口和强大的计算能力，可以满足各种应用需求。
02 03
单片机
对数字信号进行处理和控制。
显示模块
将液位值实时显示出来，并设定液位上下限，当液位超过或低于设定值时，触发报警。
05
04
执行机构
根据单片机输出的控制信号，驱动电动阀或水泵等执行机构，调节液位高度。
06 总结与展望
单片机在模拟量输入输出方面的优势与局限性
低成本
单片机价格相对较低，适合于需要大量使用模拟量输入输出功能的项目。
根据单片机型号和需求，设计合适的输出驱动电路，包括功率放大、信号调制等部分。
数字模拟转换
利用DAC（数模转换器）将数字信号转换为模拟信号，满足输出信号的精度和稳定性要求。
输出控制与调节
将转换后的模拟信号进行控制和调节，实现与外部设备的通信和控制。

第八章--IO接口扩展设计及应用

本章主要介绍MCS-51系列单片机接口电路、系列单片机接口电路、本章主要介绍系列单片机接口电路简单接口和可编程接口8255、8155、8279的结构原、简单接口和可编程接口、的结构原理及应用。要求重点掌握理及应用。要求重点掌握MCS-51系统单片机接口系统单片机接口电路、简单电路和可编程接口电路、简单电路和可编程接口8255、8155内部结构、内部结构及应用方法。及应用方法。
8 2 5 5 A 芯片介绍
8255A的引脚如图所示。8255A的结构框图如的引脚如图8-1所示的引脚如图所示。的结构框图如所示。图8-2所示。所示
它由以下几个部分组成：它由以下几个部分组成： (1)数据端口、B、C 数据端口A、、数据端口 ①PA口：一个位数据输出锁存器口一个8位数据输出锁存器和缓冲器；一个8位数据输入锁存器位数据输入锁存器。和缓冲器；一个位数据输入锁存器。 ②PB口：一个位数据输出锁存器口一个8位数据输出锁存器和缓冲器；一个8位数据输入缓冲器位数据输入缓冲器。和缓冲器；一个位数据输入缓冲器。位的输出锁存器； ③PC口：一个位的输出锁存器；口一个8位的输出锁存器一个8位数据输人缓冲器位数据输人缓冲器。一个位数据输人缓冲器。
1．“方式”选择控制字．方式” 8255A的工作方式，它可由的工作方式，送出一个控制字到8255A的控制的工作方式它可由CPU送出一个控制字到送出一个控制字到的控制字寄存器来选择。字寄存器来选择。
这个控制字的格式如图8-3所示，可以分别选择端口和端口和端口B的工作方这个控制字的格式如图所示，可以分别选择端口A和端口的工作方所示端口C分成两部分上半部分随端口A，下半部随端口B。分成两部分，式，端口分成两部分，上半部分随端口，下半部随端口。端口A有方式、和三种而端口B只能工作于方式三种，只能工作于方式0和。最高位D7是端口有方式0、1和2三种，而端口只能工作于方式和1。最高位是有方式该控制字的标志位，其状态固定为1，用于表明本字节是方式控制字。该控制字的标志位，其状态固定为，用于表明本字节是方式控制字。

单片机第5章输入输出接口P0～P3讲解

P2口—1.作为输入/输出口。 2.作为高8位地址总线。
P3口—P3口为双功能 1.作第一功能使用时，其功能为输入/输出口。 2.作第二功能使用时，每一位功能定义如下表
所示:
端口引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7
第二功能 RXD （串行输入线） TXD （串行输出线） INT0（外部中断0输入线） INT1 （外部中断1输入线） T0 （定时器0外部计数脉冲输入） T1 （定时器1外部计数脉冲输入） WR （外部数据存储器写选通信号入）
为了节省口线，可将按键接成矩阵的形式。
例如：8×8的形式接64个按键，行列用两个接口表示。每个按键都有行值和列值，行值和列值的组合（称为按键的扫描码）就可以唯一的标识某个按键。矩阵的行线和列线分别通过两个并口与CPU通信。按键的状态用开关量“0/1”表示。
键盘处理程序的任务是：确定有无键按下；判哪一个键按下，键的功能是什么；还要消除按键在闭合或断开时的抖动。
TAB2 : db 78H,79H,38H,38H,3FH ; “HELLO”的字形码
DAY: MOV R6，#20 ; 延时20ms子程序 DL2: MOV R7，#7DH DL1: NOP
NOP DJNZ R7，DL1 DJNZ R6，DL2
RET
END
5.3.2用并行口设计键盘电路
键盘是计算机系统中不可缺少的输入设备，当按键少时可接成线性键盘(一个按键对应一位，如图5.2 中的按键 )，按键较多时，这样的接法占用口线较多。
a
5
EE DE BE 7E ED DD BD 7D EB DB BB 7B E7 D7 B7 77
开始

第八章单片机应用系统扩展

（2）．锁存器74LS573 输入的D端和输出的Q端依次排在芯片的两侧，为绘制印刷电路板时的布线提供了方便。
D7～D0：8位数据输入线。 Q7～Q0：8位数据输出线。 G ：数据输入锁存选通信号，该引脚与74LS373的G端功能相同。 /OE：数据输出允许信号，低电平有效。
8.1 程序存储器扩展
A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
74LS373
2716(2k) EPROM
51单片机
PSEN
2716(2kx8)的地址范围为0000H ~ 07FFH。
例：扩展4KB程序存储器。
+5V VCC PGM VPP P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 EA P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 ALE D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 OE CE GND D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 G OE Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 A11 A10 A9 A8
2．译码法
使用译码器对89C51的高位地址进行译码，将译码
器的译码输出作为存储器芯片的片选信号。是最常用的地址空间分配的方法，它能有效地利用存储器空间，适用于多芯片的存储器扩展。常用的译码器芯片有74LS138（3-8译码器） 74LS139（双2-4译码器）74LS154（4-16译码器）。
表8.1 2716（2K）/2732（4KB）的引脚
VCC PGM VPP A10 A9 A8
A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
A0~A10 （2716） A0~A11 （2732） D0~D7 CE PGM
地址线数据输出线片选程脉冲输入