C7第七章单片机接口技术.
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DI0-DI7：转换数据输入 CS：片选信号
因此，DAC0832可以 有三种工作形式：直通、 单级锁存、两级锁存。
ILE，WR1：控制输入寄存器
ILE=1，WR1=0时：直通 ILE=1，WR1=1时：锁存
XFER，WR2：控制DAC寄存器
XFER=0，WR2=0时：直通 XFER=1 or WR2=1时：锁存
21 22 23 24 25 26 27 28
PB 0 PB 1 PB 2 PB 3 PB 4 PB 5 PB 6 PB 7
29 30 31 32 33 34 35 36
PC 0 PC 1 PC 2 PC 3 PC 4 PC 5
37 38 39 1 2 5
PB0~PB7
200Ω×8
0
1
7
6
4
PA0~PA7
键按下/释放判断
KS： MOV MOV MOV
MOV CPL ANL
RET
A，#00H P1，A P1，#0FH
A，P1 A A,#0FH
；全扫描字#00H送P1口
；读入P1口状态
；变正逻辑，高电平表示有键按下 ；取低4位 ；返回，A≠0表示有键按下
按键识别——扫描法
原理： 在某一时刻只让一条列线处于低电平，其余列线均
WW:
ORG 0200 MOV DPTR，#0E000H MOV A，#00H MOVX @DPTR，A
；指向输入寄存器地址 ；转换初值 ；WR1有效，启动D/A转换
INC A NOP
；延时
NOP
AJMP WW
产生的锯齿波的过程
255/28 254/28
3/28 2/28 1/28
0
用同样的方法也可以产生三角波、矩 形波、梯形波。
电路的接法决定了必须采用逐位扫描显示方式。
即从段选口送出某位LED的字型码，然后选通该位LED，
并保持一段延时时间。然后选通下一位，直到所有位扫
描完。
要注意的两个问题：
1.字型码通常通过查表指令MOVC来求得.
2.换位显示时通常要加一段程序使所有的LED全灭.
动态显示程序流程图
采用动态扫描方式依次循环点亮各位数码管，构成
STAR：MOV TMOD，#60H ；定时器T1工作在方式2计数
MOV TH1，#00H
；T1置初值
MOV TL1，#00H
MAIN：MOV P1，#0C0H
；数码管显示0
DISP：JB
P3.3，DISP
；监测按键信号
ACALL DELAY
；消抖延时
编
JB
P3.3，DISP
；确认低电平信号
DISP1：JNB P3.3，DISP1
处于高电平，则当这一列有键按下时，该键所在的行 电平将会由高电平变为低电平，可判定该列相应的行 有键按下。
流程：
当第0列处于低电平时，逐行查找是否有行线变低， 若有，则第0列与该行的交叉点按键按下；若无，则表示 第0列无键按下，再让下一列处在低电平，依此循环，这 种方式称为键盘扫描。
键号=行首键号（0、4、8、12）+列号（0、1、2、3）
接口电路：
矩
关键：如何 判断键号？
阵
式 按 键
P1.7
P1.6
P1.5
+5V
P1.4
0123
P1.3
P1.2
45 67
8 9 10 11
P1.1
P1.0
12 13 14 15
MCS-51
特点：按键识别应采用扫描法或线路反转法
编程较为复杂，节省口资源，8键以上使用
键盘扫描子程序一般包括以下内容：
1.判别有无键按下； 2.扫描获取闭合键的行、列值； 3.用计算法或查表法得到键值； 4.判断闭合键释放否，如没释放则继续等待； 5.保存闭合键号。
按键的特点及输入原理
按键的分类： 触点式：机械；无触点式：电气
键输入原理： 通过按键的接通与断开，产生两种相反的逻辑
状态 低电平“0”与高电平“1”。 键功能的实现：
对于一组键或一个键盘，需通过接口电路与单 片机相连。可采用查询或中断方式测试有无键按下， 再确定是哪一个键按下，将该键号送入累加器ACC， 然后判断是数字键还是功能键，若是数字键，则将 键号对应的数字送入相关输入缓冲区；若是功能键， 则通过跳转指令转入执行该键的功能程序，执行完 后再返回主程序。
多位动态数码管显示电路。
1
开始
指向段选口，送字型码
显示缓冲区首地址送R0 显示位数送R2
指向位选口，送位选码 延时
起始显示位送R3
指向显示缓冲区下一个单元
禁止所有位（关显示） 从缓冲区取要显示的数
查表得字型码
1
位选码左移
N
扫描完一遍吗?
Y
结束
课堂练习
＋5V
P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0
ADC0809和单片机的连接
80 31
&
IN T0
P 1.0 P 1.1 P 1.2 P 1.3
P 1.4 P 1.5 P 1.6 P 1.7
7.2 显示器接口技术
LED的结构和显示原理 静态显示方式 动态显示方式 动态显示的实现
问题引入： LED显示器如何显示出指定数字/字符？
com
com
例：模拟产品计数显示电路
ORG 1000H
定时扫描方式
定时扫描方式就是每隔一段时间对键 盘扫描一次，它利用单片机内部的定时器 产生一定时间（例如10 ms）的定时，当定 时时间到就产生定时器溢出中断。CPU响应 中断后对键盘进行扫描，并在有键按下时 识别出该键，再执行该键的功能程序。
中断扫描方式
为提高CPU工作效率，可采用中断扫描工作方式。 其工作过程如下：当无键按下时，CPU处理自己的工作， 当有键按下时，产生中断请求，CPU转去执行键盘扫描 子程序，并识别键号。
转换精度（分辨率）：决定于输入数字量的位数，位数越多， 精度越高。
典型芯片-DAC0832介绍
DAC0832是一个八位D/A转换器，转换时间1微秒，结构如下：
可输 转出 换为 为模 电拟 压电 。流
，
LE1或LE2=1，当前寄存器的输出跟随输入 LE1或LE2=0，锁存数据
DAC0832功能分析
8031
试编制程序，要求当其中某一按键压下时与 其对应的二极管将被点亮。
7.3 D/A转换器接口
D/A转换器的作用 典型芯片DAC0832 DAC0832的应用
D/A转换器的作用
将数字量转换为模拟量，以便操纵控制对象。
单片机
D/A转换
控制对象
D/A转换器的主要指标
转换速度：一般几十微秒到几百微秒，快速的可达1微秒。
例2：键盘扫描程序
SERCH: MOV R2,#0EFH MOV R3,#00H
LINE0: MOV A,R2 MOV P1,A MOV A,P1 JB ACC.3,LINE1 MOV A,#00H AJMP TRYK
LINE1: JB ACC.2,LINE2 MOV A,#04H AJMP TRYK
LINE2: JB ACC.1,LINE3 MOV A,#08H
AJMP TRYK LINE3: JB ACC.3,LINE4
MOV A,#0CH AJMP TRYK LINE4: INC R3 MOV A,R2 RL A JNB ACC.0,BACK MOV R2,A AJMP LINE0 TRYK: ADD A,R3 BACK: RET
D/A转换产生的锯齿波
若将A的初值改为
FF INC改为DEC?
ORG 0200 MOV DPTR，#0E000H MOV A，#0FFH
WW: MOVX @DPTR，A
；指向输入寄存器地址 ；转换初值
；WR1有效，启动D/A转换
DINECC A NOP
；延时
NOP
AJMP WW
双缓冲方式的接口和应用
原理简单；显示亮度强，无闪烁；占用I/O资源较多。
动态显示方式 连接
所有LED的段选线共同连接在一起共用一个 8位I/O口，而每个LED的位选分别由一根相应 的I/O口线控制。因此必须采用动态扫描显示 方式，每一个时刻只选通其中一个LED，同时 在段选口送出该位LED的字型码。
动态显示基本原理
——两个锁存器都接成受控锁存方式。
WR
8031
锁
P0.7~P0.0
存
器
A7
C
A6
B
A5
A
74LS138
ALE
Y6
EA
Y7
WR1
WR2
Y6 XFER
译 码
Y7 CS
器 +5V
ILE
DAC0832
DI7-DI0
你知道它与第二种 单缓冲方式的区别
吗?
输入寄存器地址：00E0H DAC寄存器地址：00C0H
第
Single Chip Microcomputer
章
本章பைடு நூலகம்容
单
人机接口 键盘接口
片
显示器接口
机
模拟量输入/输出接口
接
D/A转换接口
口
A/D转换接口 通信接口
技
术
PC机除了主 机以外还需要 哪些部分呢？
单片机电路有时候也需要键盘、显示等外设。
7.1 键盘接口
按键的特点及输入原理 独立式按键 矩阵式按键
键盘接口需要解决的问题
按键识别： 是否有键按下 求键号
键抖动及消除： 机械按键抖动时间在 5ms～10ms之间 消除方法： 硬件方案——双稳态去抖电路
软件方案——延时10ms～20ms后再次判断
独立式按键
接口电路：
特点：一线一键，按键识别（编程）简单；但占用 较多口线，适合8键以下使用。
例1：用P1口检测三个按键的状态并完成相应的功能
ADC0809是一个8位8通道的AD转换器。
ADC0809功能分析
转换有以下几步：
1. ALE信号上升沿有 效，锁存地址并 选中相应通道。
2. ST信号有效，开 始转换。A/D转换 期间ST为低电平。
3. EOC信号输出高电 平，表示转换结 束。
4. OE信号有效，允 许输出转换结果。 CLK：时钟信号，可由单片机ALE信号分 频得到。
对一个数字量的转换，需 两步完成，程序如下：
MOV DPTR，#00E0H
MOVX @DPTR,A
MOV DPTR,#00C0H
MOVX @DPTR,A
7.4 A/D转换器接口
A/D转换器的作用 典型芯片ADC0809 ADC0809的应用
A/D转换器的作用
将模拟量转换为数字量，以便计算机接收处理
单缓冲方式的接口（1）
——一个处于直通方式，另一个处于受控的锁存方式
译码器输出
单缓冲方式的接口（2）
——两个输入寄存器同时受控的方式
“同时”做何解释?
单缓冲方式的应用
——产生锯齿波
假定采用接口（1）方式，即输入寄存器受控，而DAC寄存器直通， 输入寄存器地址为E000H，产生锯齿波。
源程序清单如下：
解： 资源分配： 用P1口的低3位检测3个按键的输入，为1则表 示按键没有按下，为0则表示相应按键被按下。 流程图：
编程：按三个按键中 的任一键都对应一个 特定功能。
若判断键释 放应如何修 改？
ORG 0000H KB: MOV P1,#0FFH
MOV A,P1 CPL A ANL A,#0FH JZ KB LCALL D10MS MOV A,P1 CPL A ANL A,#0FH JZ KB CJNE A,#01H,KB01 LCALL PGM1 SJMP KB KB01:CJNE A,#02H,KB02 LCALL PGM2 SJMP KB KB02:CJNE A,#04H,KB LCALL PGM3 SJMP KB END
；监测按键信号
程
ACALL DELAY JNB P3.3，DISP1
；消抖延时 ；确认高电平信号
SETB TR1
；启动计数器
DISP2：MOV A，TL1
MOVC A，@A+DPTR ；查表获取数码管显示值
MOV P1，A
；数码管显示计数值
CJNE A，#8E，DISP2
LJMP STAR
TAB：0C0H，0F9H，0A4H … …
传感器
A/D转换
单片机
•双积分式A/D转换器 •逐次逼近式A/D转换器。
A/D转换器概述
逐次逼近式典型A/D转换器芯片有： (1)ADC0801~ADC0805型8位MOS型A/D转换器 (2)ADC0808 / 0809型8位MOS型A/D转换器 (3) ADC0816 / 0817
典型芯片—ADC0809介绍
a 5
b
c
d
f 3
e
g
dp 2
12 13 14 15 16 17 18 19
AD0 AD1 AD2 AD3 AD4 AD5 AD6 AD7
8 9 10 7 11
CE RD WR IO/M AL E
8155
6
T MROUT
3
T MRIN
4
RE SE T
PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7
DELAY：MOV R2，#14H
DELAY1：MOV R3，#0FAH
DJNZ R3，$
DJNZ R2，DELAY1
RET
END
静态显示方式 连接
所有LED的位选均共同连接到+VCC或GND，每个LED的8 根段选线分别连接一个8位并行I/O口，从该I/O口送出 相应的字型码显示字型。
特点
因此，DAC0832可以 有三种工作形式：直通、 单级锁存、两级锁存。
ILE，WR1：控制输入寄存器
ILE=1，WR1=0时：直通 ILE=1，WR1=1时：锁存
XFER，WR2：控制DAC寄存器
XFER=0，WR2=0时：直通 XFER=1 or WR2=1时：锁存
21 22 23 24 25 26 27 28
PB 0 PB 1 PB 2 PB 3 PB 4 PB 5 PB 6 PB 7
29 30 31 32 33 34 35 36
PC 0 PC 1 PC 2 PC 3 PC 4 PC 5
37 38 39 1 2 5
PB0~PB7
200Ω×8
0
1
7
6
4
PA0~PA7
键按下/释放判断
KS： MOV MOV MOV
MOV CPL ANL
RET
A，#00H P1，A P1，#0FH
A，P1 A A,#0FH
；全扫描字#00H送P1口
；读入P1口状态
；变正逻辑，高电平表示有键按下 ；取低4位 ；返回，A≠0表示有键按下
按键识别——扫描法
原理： 在某一时刻只让一条列线处于低电平，其余列线均
WW:
ORG 0200 MOV DPTR，#0E000H MOV A，#00H MOVX @DPTR，A
；指向输入寄存器地址 ；转换初值 ；WR1有效，启动D/A转换
INC A NOP
；延时
NOP
AJMP WW
产生的锯齿波的过程
255/28 254/28
3/28 2/28 1/28
0
用同样的方法也可以产生三角波、矩 形波、梯形波。
电路的接法决定了必须采用逐位扫描显示方式。
即从段选口送出某位LED的字型码，然后选通该位LED，
并保持一段延时时间。然后选通下一位，直到所有位扫
描完。
要注意的两个问题：
1.字型码通常通过查表指令MOVC来求得.
2.换位显示时通常要加一段程序使所有的LED全灭.
动态显示程序流程图
采用动态扫描方式依次循环点亮各位数码管，构成
STAR：MOV TMOD，#60H ；定时器T1工作在方式2计数
MOV TH1，#00H
；T1置初值
MOV TL1，#00H
MAIN：MOV P1，#0C0H
；数码管显示0
DISP：JB
P3.3，DISP
；监测按键信号
ACALL DELAY
；消抖延时
编
JB
P3.3，DISP
；确认低电平信号
DISP1：JNB P3.3，DISP1
处于高电平，则当这一列有键按下时，该键所在的行 电平将会由高电平变为低电平，可判定该列相应的行 有键按下。
流程：
当第0列处于低电平时，逐行查找是否有行线变低， 若有，则第0列与该行的交叉点按键按下；若无，则表示 第0列无键按下，再让下一列处在低电平，依此循环，这 种方式称为键盘扫描。
键号=行首键号（0、4、8、12）+列号（0、1、2、3）
接口电路：
矩
关键：如何 判断键号？
阵
式 按 键
P1.7
P1.6
P1.5
+5V
P1.4
0123
P1.3
P1.2
45 67
8 9 10 11
P1.1
P1.0
12 13 14 15
MCS-51
特点：按键识别应采用扫描法或线路反转法
编程较为复杂，节省口资源，8键以上使用
键盘扫描子程序一般包括以下内容：
1.判别有无键按下； 2.扫描获取闭合键的行、列值； 3.用计算法或查表法得到键值； 4.判断闭合键释放否，如没释放则继续等待； 5.保存闭合键号。
按键的特点及输入原理
按键的分类： 触点式：机械；无触点式：电气
键输入原理： 通过按键的接通与断开，产生两种相反的逻辑
状态 低电平“0”与高电平“1”。 键功能的实现：
对于一组键或一个键盘，需通过接口电路与单 片机相连。可采用查询或中断方式测试有无键按下， 再确定是哪一个键按下，将该键号送入累加器ACC， 然后判断是数字键还是功能键，若是数字键，则将 键号对应的数字送入相关输入缓冲区；若是功能键， 则通过跳转指令转入执行该键的功能程序，执行完 后再返回主程序。
多位动态数码管显示电路。
1
开始
指向段选口，送字型码
显示缓冲区首地址送R0 显示位数送R2
指向位选口，送位选码 延时
起始显示位送R3
指向显示缓冲区下一个单元
禁止所有位（关显示） 从缓冲区取要显示的数
查表得字型码
1
位选码左移
N
扫描完一遍吗?
Y
结束
课堂练习
＋5V
P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0
ADC0809和单片机的连接
80 31
&
IN T0
P 1.0 P 1.1 P 1.2 P 1.3
P 1.4 P 1.5 P 1.6 P 1.7
7.2 显示器接口技术
LED的结构和显示原理 静态显示方式 动态显示方式 动态显示的实现
问题引入： LED显示器如何显示出指定数字/字符？
com
com
例：模拟产品计数显示电路
ORG 1000H
定时扫描方式
定时扫描方式就是每隔一段时间对键 盘扫描一次，它利用单片机内部的定时器 产生一定时间（例如10 ms）的定时，当定 时时间到就产生定时器溢出中断。CPU响应 中断后对键盘进行扫描，并在有键按下时 识别出该键，再执行该键的功能程序。
中断扫描方式
为提高CPU工作效率，可采用中断扫描工作方式。 其工作过程如下：当无键按下时，CPU处理自己的工作， 当有键按下时，产生中断请求，CPU转去执行键盘扫描 子程序，并识别键号。
转换精度（分辨率）：决定于输入数字量的位数，位数越多， 精度越高。
典型芯片-DAC0832介绍
DAC0832是一个八位D/A转换器，转换时间1微秒，结构如下：
可输 转出 换为 为模 电拟 压电 。流
，
LE1或LE2=1，当前寄存器的输出跟随输入 LE1或LE2=0，锁存数据
DAC0832功能分析
8031
试编制程序，要求当其中某一按键压下时与 其对应的二极管将被点亮。
7.3 D/A转换器接口
D/A转换器的作用 典型芯片DAC0832 DAC0832的应用
D/A转换器的作用
将数字量转换为模拟量，以便操纵控制对象。
单片机
D/A转换
控制对象
D/A转换器的主要指标
转换速度：一般几十微秒到几百微秒，快速的可达1微秒。
例2：键盘扫描程序
SERCH: MOV R2,#0EFH MOV R3,#00H
LINE0: MOV A,R2 MOV P1,A MOV A,P1 JB ACC.3,LINE1 MOV A,#00H AJMP TRYK
LINE1: JB ACC.2,LINE2 MOV A,#04H AJMP TRYK
LINE2: JB ACC.1,LINE3 MOV A,#08H
AJMP TRYK LINE3: JB ACC.3,LINE4
MOV A,#0CH AJMP TRYK LINE4: INC R3 MOV A,R2 RL A JNB ACC.0,BACK MOV R2,A AJMP LINE0 TRYK: ADD A,R3 BACK: RET
D/A转换产生的锯齿波
若将A的初值改为
FF INC改为DEC?
ORG 0200 MOV DPTR，#0E000H MOV A，#0FFH
WW: MOVX @DPTR，A
；指向输入寄存器地址 ；转换初值
；WR1有效，启动D/A转换
DINECC A NOP
；延时
NOP
AJMP WW
双缓冲方式的接口和应用
原理简单；显示亮度强，无闪烁；占用I/O资源较多。
动态显示方式 连接
所有LED的段选线共同连接在一起共用一个 8位I/O口，而每个LED的位选分别由一根相应 的I/O口线控制。因此必须采用动态扫描显示 方式，每一个时刻只选通其中一个LED，同时 在段选口送出该位LED的字型码。
动态显示基本原理
——两个锁存器都接成受控锁存方式。
WR
8031
锁
P0.7~P0.0
存
器
A7
C
A6
B
A5
A
74LS138
ALE
Y6
EA
Y7
WR1
WR2
Y6 XFER
译 码
Y7 CS
器 +5V
ILE
DAC0832
DI7-DI0
你知道它与第二种 单缓冲方式的区别
吗?
输入寄存器地址：00E0H DAC寄存器地址：00C0H
第
Single Chip Microcomputer
章
本章பைடு நூலகம்容
单
人机接口 键盘接口
片
显示器接口
机
模拟量输入/输出接口
接
D/A转换接口
口
A/D转换接口 通信接口
技
术
PC机除了主 机以外还需要 哪些部分呢？
单片机电路有时候也需要键盘、显示等外设。
7.1 键盘接口
按键的特点及输入原理 独立式按键 矩阵式按键
键盘接口需要解决的问题
按键识别： 是否有键按下 求键号
键抖动及消除： 机械按键抖动时间在 5ms～10ms之间 消除方法： 硬件方案——双稳态去抖电路
软件方案——延时10ms～20ms后再次判断
独立式按键
接口电路：
特点：一线一键，按键识别（编程）简单；但占用 较多口线，适合8键以下使用。
例1：用P1口检测三个按键的状态并完成相应的功能
ADC0809是一个8位8通道的AD转换器。
ADC0809功能分析
转换有以下几步：
1. ALE信号上升沿有 效，锁存地址并 选中相应通道。
2. ST信号有效，开 始转换。A/D转换 期间ST为低电平。
3. EOC信号输出高电 平，表示转换结 束。
4. OE信号有效，允 许输出转换结果。 CLK：时钟信号，可由单片机ALE信号分 频得到。
对一个数字量的转换，需 两步完成，程序如下：
MOV DPTR，#00E0H
MOVX @DPTR,A
MOV DPTR,#00C0H
MOVX @DPTR,A
7.4 A/D转换器接口
A/D转换器的作用 典型芯片ADC0809 ADC0809的应用
A/D转换器的作用
将模拟量转换为数字量，以便计算机接收处理
单缓冲方式的接口（1）
——一个处于直通方式，另一个处于受控的锁存方式
译码器输出
单缓冲方式的接口（2）
——两个输入寄存器同时受控的方式
“同时”做何解释?
单缓冲方式的应用
——产生锯齿波
假定采用接口（1）方式，即输入寄存器受控，而DAC寄存器直通， 输入寄存器地址为E000H，产生锯齿波。
源程序清单如下：
解： 资源分配： 用P1口的低3位检测3个按键的输入，为1则表 示按键没有按下，为0则表示相应按键被按下。 流程图：
编程：按三个按键中 的任一键都对应一个 特定功能。
若判断键释 放应如何修 改？
ORG 0000H KB: MOV P1,#0FFH
MOV A,P1 CPL A ANL A,#0FH JZ KB LCALL D10MS MOV A,P1 CPL A ANL A,#0FH JZ KB CJNE A,#01H,KB01 LCALL PGM1 SJMP KB KB01:CJNE A,#02H,KB02 LCALL PGM2 SJMP KB KB02:CJNE A,#04H,KB LCALL PGM3 SJMP KB END
；监测按键信号
程
ACALL DELAY JNB P3.3，DISP1
；消抖延时 ；确认高电平信号
SETB TR1
；启动计数器
DISP2：MOV A，TL1
MOVC A，@A+DPTR ；查表获取数码管显示值
MOV P1，A
；数码管显示计数值
CJNE A，#8E，DISP2
LJMP STAR
TAB：0C0H，0F9H，0A4H … …
传感器
A/D转换
单片机
•双积分式A/D转换器 •逐次逼近式A/D转换器。
A/D转换器概述
逐次逼近式典型A/D转换器芯片有： (1)ADC0801~ADC0805型8位MOS型A/D转换器 (2)ADC0808 / 0809型8位MOS型A/D转换器 (3) ADC0816 / 0817
典型芯片—ADC0809介绍
a 5
b
c
d
f 3
e
g
dp 2
12 13 14 15 16 17 18 19
AD0 AD1 AD2 AD3 AD4 AD5 AD6 AD7
8 9 10 7 11
CE RD WR IO/M AL E
8155
6
T MROUT
3
T MRIN
4
RE SE T
PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7
DELAY：MOV R2，#14H
DELAY1：MOV R3，#0FAH
DJNZ R3，$
DJNZ R2，DELAY1
RET
END
静态显示方式 连接
所有LED的位选均共同连接到+VCC或GND，每个LED的8 根段选线分别连接一个8位并行I/O口，从该I/O口送出 相应的字型码显示字型。
特点