第八章 单片机接口技术
单片机原理及其接口技术
单片机原理及其接口技术
单片机是一种能够实现控制、数据采集、运算处理等功能的微处理器
技术，是拥有最广泛应用范围的控制芯片之一、单片机中主要包括由编程
器芯片（CPU）、内存、外围电路元器件以及相关的接口技术组成，正是
由于单片机的优势，其在智能家居、智能物联网、汽车电子等领域得到了
广泛的应用。
单片机接口技术是一种实现硬件和软件之间通信的技术，它确保系统
的稳定性和可靠性。
接口技术主要有I/O接口、传输接口、外设接口、模
拟量接口、通用接口、串行接口和无线接口等。
I/O接口是单片机的核心技术，它是用来实现硬件和软件间的任务交
互的接口，通过I/O接口，可以实现软件和外围设备之间的信息传输，它
由多种I/O接口技术，如串口口、并口、中断口和DMA（Direct Memory Access）组成，用于实现与外部设备的连接。
外设接口是一种实现单片机与外设之间的接口技术，它要求使用特定
的接口类型来连接数据。
外设一般包括存储设备、显示器、键盘、投影仪、打印机等，外设接口可以用来控制外设，传输数据，收集外边设备的信息。
外设接口主要有USB接口、SCSI接口、GPIO接口、I2C接口、SPI接口等。
微机原理与接口技术课件全 (9)
（2）键的识别 通常有两种方法可识别被按之键：一种是“行扫描”法； 一种是“反转”法。 1）行扫描法 依次对每一行进行扫描，选使被扫描的行为低电平，其它 所有的行均为高电平，接着检测各列线的状态（称为“列”）。 若各列码均为高电平（即列码为全1），则被按之键不在这行。 继续扫描下一行；若列线不全为高电平（即列码为非全1），则 被按之在此行。根据行扫描码及列码就可知被按之键的坐标值 （即位置码）。再根据位置码通过查表可得到它的键值。查表 法的扫描子程序流程图如图7-6所示。
四、输入/输出寻址方式
当主机执行I/O操作时，应先对I/O接口中的端口进行寻址， 其寻址方式有如下两种： 此时，I/O端口单独编址。CPU指令系统中有专门用于I/O操 作的指令——I/O指令，CPU访问I/O端口时发出I/O读命令或写 命令，访问内存时发存储器读或写命令。因此，端口地址与存 储单元地址可重叠。此时，I/O端口不占用存储空间且与访问 I/O设备指令有别。 这种寻址方式中，将I/O端口与存储单元统一编址，即CPU 把I/O端口作为存储单元对待，I/O端口占用一定的存储空间。 采用这种寻址方式的CPU指令系统中没有专门的I/O指令，
微型机中常外设有LED显示器、CRT显示器、键盘、打印机、软 磁盘存储器等。单片机应用系统中常设置LED显示器、拔盘、键 盘、点阵式打印机等外设。
§8-2 键盘及其接口
返回
在微型机系统中，键盘是最常用的输入设备，键盘通常由 数字键和功能键组成，其规模取决于系统的要求。
键盘可分为编码键盘和非编码键盘两种，前者有检测键闭 合，去抖动及产生相应键编码的硬件电路，而后者则没有这些 硬件，上述功能在有少量的硬件支持下由软件来完成。由此可 见编码键盘产生键编码的速度快且基本上不占用CPU时间，但硬 件开销大，电路复杂，成本高；非编码键盘则硬件开销省，电 路简单，成本低，但占用CPU时间较长。
单片机原理及接口技术(C51编程)(第2版)-习题答案 - 第8章习题解答
第8章思考题及习题8参考答案一、填空1、AT89S51的串行异步通信口为 (单工/半双工/全双工）。
答：全双工。
2。
串行通信波特率的单位是 .答：bit/s3。
AT89S51的串行通信口若传送速率为每秒120帧，每帧10位，则波特率为答：12004．串行口的方式0的波特率为。
答：fosc/125．AT89S51单片机的通讯接口有和两种型式。
在串行通讯中，发送时要把数据转换成数据。
接收时又需把数据转换成数据。
答:并行，串行，并行，串行,串行，并行6．当用串行口进行串行通信时，为减小波特率误差,使用的时钟频率为 MHz。
答:11.05927．AT89S51单片机串行口的4种工作方式中，和的波特率是可调的，与定时器/计数器T1的溢出率有关,另外两种方式的波特率是固定的。
答:方式1，方式38．帧格式为1个起始位,8个数据位和1个停止位的异步串行通信方式是方式。
答：方式1。
9．在串行通信中，收发双方对波特率的设定应该是的。
答:相同的。
10．串行口工作方式1的波特率是。
答: 方式1波特率=（2SMOD/32)×定时器T1的溢出率二、单选1．AT89S51的串行口扩展并行I/O口时，串行接口工作方式选择。
A. 方式0B.方式1C. 方式2 D。
方式3答：A2. 控制串行口工作方式的寄存器是。
A．TCON B。
PCON C. TMOD D.SCON答:D三、判断对错1．串行口通信的第9数据位的功能可由用户定义.对2．发送数据的第9数据位的内容是在SCON寄存器的TB8位中预先准备好的.对3．串行通信方式2或方式3发送时，指令把TB8位的状态送入发送SBUF中。
错4．串行通信接收到的第9位数据送SCON寄存器的RB8中保存。
对5．串行口方式1的波特率是可变的，通过定时器/计数器T1的溢出率设定.对6. 串行口工作方式1的波特率是固定的，为fosc/32.错7. AT89S51单片机进行串行通信时，一定要占用一个定时器作为波特率发生器。
第8章单片机应用接口技术
P 1 .0 P 1 .1 P 1 .2
P 1 .3
P 1 .4 P 1 .5 P 1 .6
8051
Y0
A
Y1
B
Y2
C
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
74LS138
LE
DCB A
CD4511
GF E DCB A
LE
DCB A
CD4511
GF E DCB A
LE
DCB A
CD4511
GF E DCBA
LE
DCB A
P2.6
WR
P0.0~P0.7
Q0 CLK Q1
Q2
Q3
Q4
D0~D7 Q5 Q6
Q7
74LS273-1
P2.7
Q0
CLK
Q1 Q2
Q3
D0~D7 Q4
Q5
Q6
Q7
74LS273-2
dp g f e d c b a a
fgb
e
c
d dp
COM
dp g f e d c b a a
fgb
e
c
d dp
COM
• 2.LED显示接口
• 在单片机系统中，LED显示一般采用静态显 示和动态扫描两种驱动方式。静态驱动方式的工 作原理是每一个LED显示器用一个I/O端口驱动、 亮度大、耗电也大、占用的I/O端口多，但显示 位多时一般很小采用。
• 动态扫面方式的工作原理是将多个显示器的 段码同名端连在一起，位码分别控制，利用视角 暂留效应，分别进行显示。只要保证显示的频率， 看起来的效果和一直显示是一样的。电路上一般 用一个I/O端口驱动段码，用另一个I/O口实现位 控。因此动态显示占用的I/O口少，耗电也少。
微机原理与单片机接口技术(第2版)李精华 第8章 微处理器控制系统的接口扩展
8.1.2 编址技术
所谓编址，就是通过51单片机地址总线，使片外扩展的存 储器和I/O口中的每个存储单元或元器件，在51单片机的寻址 范围内均有独立的地址，以便51单片机使用该地址能唯一地选 中该单元。51单片机对外部扩展的存储器和I/O设备进行编址 的方法有两种：线选法和译码法。 1、线选法
所谓线选法，就是直接选定单片机的某根空闲地址线作为 存储芯片的片选信号。 2、译码法
由P0口作为地址线低8位，P2口作为地址线高8位，构 成16位地址，寻址范围为64KB。由于P0口分时复用为 地址总线和数据总线，除提供低8位地址之外，又要 作为数据口，地址和数据分时控制输出。为避免地址 和数据的冲突，低8位地址必须用锁存器锁存。也就 是在P0口外加一个锁存器，当ALE为下降沿时，将低8 位地址锁存。
位（LSB）所对应的输入模拟电压的变化量。分辨率定义 为转换器的满刻度电压（基准电压）VFSR与2n的比值，即
分辨率= VFSR 式中，n为A/D转2换n器输出的二进制位数，n越大，分
辨率越高。分辨率取决于A/D转换器的位数，所以习惯上 用输出的二进制位数或BCD码位数表示。
8.2 A/D转换器与D/A转换器简介
2．A/D转换器的主要技术指标 • （2）量化误差：模拟量是连续的，而数字量是断续
的，当A/D转换器的位数固定后，数字量不能把模拟 量所有的值都精确地表示出来，这种由A/D转换器有 限分辨率所造成的真实值与转换值之间的误差称为量 化误差。一般量化误差为数字量的最低有效位所表示 的模拟量，理想的量化误差容限是±1/2LSB。
三、教学难点
I2C总线接口的程序设计。
四、教学方式
8.1 单片机的外部并行总线
8.1.1 并行总线结构 51单片机具有外部并行总线，分为地址总线（AB）
单片机的接口技术ppt课件
代码位 D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
显示段 dp
g
f
e
d
c
b
a
按照上述格式，显示各种字符的8段LED数码管的段码如表102所示。
2019/8/29
5
显示各种字符的8段LED数码管的段码如表9-2所示
表9-2 8段LED段码
2019/8/29
ED数码管结构
2019/8/29
图9-1 8段LED数码管结构及外形4
8段LED数码管的字型码
为了使数码管显示不同的符号或数字，要把某些段发光二极管点亮，就 要为LED数码管提供段码（字型码）。
LED数码管共计8段。正好是一个字节。习惯上是以“a”段对应段码字 节的最低位。各段与字节中各位对应关系如表9-1所示。
2. 按键的识别
• 键的闭合与否，行线输出电压上就是呈现高电平或低电平。高电平，表示 键断开，低电平则表示键闭合，通过对行线电平的高低状态的检测，可确 认按键按下以及按键释放与否。
• 为了确保对一次按键动作只确认一次按键有效，必须消除抖动期t1和t3的 影响。通常t1和t3小于10ms。按键闭合时的电压抖动波形见图9-8。
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1. 键盘输入的特点
• 常见键盘：触摸式键盘、薄膜键盘和按键式键盘，最常用的是按键式键盘。 按键实质上就是一个开关。如图9-7（a）所示，按键开关的两端分别连接 在行线和列线上，通过键盘开关机械触点的断开、闭合，其行线电压输出 波形如图9-7（b）所示。
2019/8/29
图9-7 键盘开关及其行线波形 16
；有键按下，跳去抖动
单片机原理及接口技术
单片机原理及接口技术
单片机原理及接口技术是当今电子设备常用的一种技术，它的原理及接口技术
的运用非常的重要。
单片机原理是由外部设备、单片机芯片、内部外设和软件构成的。
它的特点主
要有多种编程模式、多指令集，不仅可以直接执行指令，还能擅长控制、解决问题、动态反应等。
单片机接口技术主要涉及到I/O接口、中断模式、外设控制、中断服务程序等，它利用串行通信、并行通信、外部设备控制等技术来连接计算机以及其他外部设备，实现数据传输、程序模式以及各种设备的控制等功能。
另外，单片机接口技术还能进行数据编码/解码、数据包处理、数据逻辑处理、数据可靠性保障和去除干扰等工作。
总之，单片机原理及接口技术的运用非常重要，它的技术知识覆盖面广，运用
范围也比较广泛，熟悉它是很有必要的。
单片机原理及接口技术(C51编程)(第2版)-习题答案 - 第8章习题解答
第8章思考题及习题8参考答案一、填空1、AT89S51的串行异步通信口为（单工/半双工/全双工）。
答：全双工。
2. 串行通信波特率的单位是。
答：bit/s3. AT89S51的串行通信口若传送速率为每秒120帧，每帧10位，则波特率为答：12004．串行口的方式0的波特率为。
答：fosc/125．AT89S51单片机的通讯接口有和两种型式。
在串行通讯中，发送时要把数据转换成数据。
接收时又需把数据转换成数据。
答：并行，串行，并行，串行，串行，并行6．当用串行口进行串行通信时，为减小波特率误差，使用的时钟频率为 MHz。
答：11.05927．AT89S51单片机串行口的4种工作方式中，和的波特率是可调的，与定时器/计数器T1的溢出率有关，另外两种方式的波特率是固定的。
答：方式1，方式38．帧格式为1个起始位，8个数据位和1个停止位的异步串行通信方式是方式。
答：方式1。
9．在串行通信中，收发双方对波特率的设定应该是的。
答：相同的。
10．串行口工作方式1的波特率是。
答：方式1波特率=（2SMOD/32）×定时器T1的溢出率二、单选1．AT89S51的串行口扩展并行I/O口时，串行接口工作方式选择。
A. 方式0B.方式1C. 方式2D.方式3答：A2. 控制串行口工作方式的寄存器是。
A．TCON B.PCON C. TMOD D.SCON答：D三、判断对错1．串行口通信的第9数据位的功能可由用户定义。
对2．发送数据的第9数据位的内容是在SCON寄存器的TB8位中预先准备好的。
对3．串行通信方式2或方式3发送时，指令把TB8位的状态送入发送SBUF中。
错4．串行通信接收到的第9位数据送SCON寄存器的RB8中保存。
对5．串行口方式1的波特率是可变的，通过定时器/计数器T1的溢出率设定。
对6. 串行口工作方式1的波特率是固定的，为fosc/32。
错7. AT89S51单片机进行串行通信时，一定要占用一个定时器作为波特率发生器。
《单片机的接口技术》课件
单片机是一种微型计算机系统，它被集成在一个芯片上，包含了计算机的基本 组成部分，如中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ ROM）、输入输出接口（I/O）等。
单片机的历史与发展
总结词
单片机的发展经历了从4位、8位到32位的过程，性能不断提高，应用领域不断扩大。
详细描述
通过串行通信接口，单片机之间可以相互交换数据，实现设备间 的信息交互。
与计算机进行通信
单片机可以通过串行通信接口与计算机连接，实现数据的上传和下 载，如进行程序调试、数据采集等。
实现远程控制
通过将单片机的串行通信接口与调制解调器连接，可以实现远程控 制功能，如远程监控、遥控等。
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THANKS
感谢观看
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单片机与外部设备的接口
单片机与存储器的接口
数据存储接口
用于将数据存储在外部存储器中，如 RAM、ROM或Flash存储器。通过 数据总线、地址总线和控制总线实现 数据传输。
程序存储接口
用于将程序代码从外部存储器加载到 单片机中。通常使用ROM、EPROM 或Flash存储器作为程序存储器。
的时钟线，但数据传输速率相对较低。
单片机并行通信接口的应用
总结词：应用场景
详细描述：单片机并行通信接口广泛应用于各种领域，如工 业控制、智能仪表、数据采集等。它可以实现高速数据传输 ，提高系统的性能和响应速度。
单片机并行通信接口的应用
总结词：应用实例
详细描述：例如，在智能仪表中，单片机通过并行通 信接口与传感器和执行器进行数据交换，实现实时监 测和控制；在数据采集系统中，单片机通过并行通信 接口与多个传感器进行数据传输，实现快速的数据采 集和存储。
单片机原理与接口技术第8章输入通道和输出通道
输入通道的特点如下：
1)输入通道的类型取决于从传感器送入信号的类 型，由于不同的信号需要不同的转换电路，这也 就决定了输入通道的类型。
2)输入通道的主要技术指标是信号的转换精度和 速度，它们是选择转换器件的依据。
3)输入通道往往是模拟电路和数字电路的混合电 路，对于传感器输出的微弱信号必须加以放大。
5） ：DAC寄存器的写信号，低电平有效。
6） ：数据传送控制信号（输入），低电平有效。 和 两个信号控制DAC寄存器是数据直通方式还是数 据锁存方式；当 =0和 =0时，为DAC寄存器直通方 式；当 =1和 =0时，为DAC寄存器锁存方式。
7）OE：输出允许信号。当OE端输入高电平信号时，三态输出 锁存器将A-D 转换结果输出。
8）D0～D7：数字量输出端。D0为最低有效位（LSB），D7 为最高有效位（MSB）。D0～D7的内部电路为三态缓冲输出 形式 ，可以和单片机的数据线直接相连。
9）VREF (+) , VREF (－)：正负基准电压输入端。作为逐次逼 近的基准。基准电压的中心值即1/2 （VREF(+)+VREF(－)）应 接近1/2VCC，其典型值VREF(+)=+5V，VREF (－) =0V。
5）START：A-D 转换信号输入端。有效信号为一正脉冲。在 脉冲上升沿，A-D 转换器内部寄存器均被清零，在其下降沿开 始A-D 转换。
6）EOC：A-D 转换结束信号。在START信号上升沿之后0～ （2μs+8个时钟周期）时间内，EOC变为低电平。这一点在启 动A-D 转换后查询EOC信号时须加注意。当A-D 转换结束后， EOC立即输出一正阶跃信号，可用来作为A-D 转换结束的查询 信号或中断请求信号。
单片机原理及接口技术讲解
单片机原理及接口技术讲解单片机（Microcontroller）是一种集成电路芯片，内含有中央处理器（CPU）、存储器、输入输出端口、定时器计数器、串行通信接口等核心模块，可用于控制、计算、存储和通信等多种功能。
单片机的工作原理是通过处理器执行存储在存储器中的指令来实现各种功能。
它的内部包含一个由晶体管、逻辑门等构成的微处理器，负责执行计算和控制指令。
单片机的芯片上还集成了存储器，用于存储程序指令和数据。
输入输出端口可以与外部设备进行数据交互，定时器计数器可以实现精确的定时和计数功能。
通过串行通信接口，单片机可以与其他设备进行数据传输和通信。
单片机的接口技术是指单片机与外部设备进行数据传输和通信的技术。
常见的接口技术包括并行接口、串行接口、模拟接口等。
并行接口是通过多个并行数据线同时传输数据的接口技术。
常见的并行接口有通用并行接口（GPIO）、地址总线、数据总线等。
通用并行接口（GPIO）是一组可编程的并行输入输出线，可以被程序员控制来进行数据的输入输出。
地址总线用于传输内存或外设的地址信息，数据总线用于传输数据信息。
串行接口是通过单个数据线按照一定的时间顺序传输数据的接口技术。
常见的串行接口有串行通信接口（UART）、串行外设接口（SPI）、I²C接口等。
串行通信接口（UART）是一种通用的串行数据通信接口，用于将数据转换为串行格式进行传输。
串行外设接口（SPI）是一种高速串行接口，用于在单片机与其他外设之间进行数据传输和通信。
I²C接口是一种双线制的串行接口，用于在多个设备之间进行数据传输和通信。
模拟接口是通过模拟信号进行数据传输和通信的接口技术。
模拟接口包括模数转换接口、数字模拟转换接口等。
模数转换接口用于将模拟信号转换为数字信号，数字模拟转换接口用于将数字信号转换为模拟信号。
单片机接口技术的选择取决于具体应用的需求。
并行接口适合需要大量数据同时进行传输的场景，串行接口适合需要高速传输的场景。
单片机与接口技术复习大纲
单片机与接口技术〔第3版〕复习大纲第一章：1、单片机由CPU 、RAM 、ROM 、定时/计数器、多功能I/O 口等五部分组成。
计算机由控制器、运算器、存储器、输入接口、输出接口等五部分组成。
其中运算器和控制器集成在一个芯片上，称之为CPU 。
假设将这五部分集成在一个芯片上，那么称之为单片机。
2、51系列单片机内包含了以下几个部件：● 一个8位CPU ；● 一个片内振荡器及时钟电路；● 4KB ROM 程序存储器；● 128B RAM 数据存储器；● 可寻址64KB 外部数据存储器和64KB 外部程序存储器的控制电路；● 32条可编程的I/O 线〔4个8位并行I/O 端口〕；● 两个16位的定时/计数器；● 一个可编程全双工串行口；● 5个中断源、两个优先级嵌套中断构造。
注：MCS —51系列单片机有8031、8051、8071三种根本型号。
注：1、2可能考填空题。
3、时钟工作方式电路图：〔1C 、2C 一般为5—30pF ，晶振一般为6MHz 、12MHz 、24MHz 〕 P244、复位工作方式电路图：〔一般选择C=10—30uF ，R=10kΩ。
在RST 引脚上加高电平，单片机进入复位状态，复位后，SP=07H ，PSW=00H ，P 1—P 3=0FFH ，PC=0000H 。
〕 P25 注：3、4可能考简答题。
5、振荡周期osc f 1=〔osc f 为晶振频率〕——晶振振荡周期，又称时钟周期，为最小的时序单位。
状态周期osc f 2=——振荡频率经单片机内的二分频器分频后提供给片内CPU 的时钟周期。
因此，一个状态周期包含2个振荡周期。
机器周期〔MC 〕oscf 12=——1个机器周期由6个状态周期即12个振荡周期组成，是计算机执行一种根本操作的时间单位。
指令周期=〔1—4〕机器周期——执行一条指令所需的时间。
6、PSW ：程序状态存放器；SP ：堆栈指针存放器；DPTR ：数据指针存放器；PC ：程序指针存放器；ALE ：地址锁存信号；P：程序存储器读信号。
《单片机微型计算机原理与接口技术》第八章 80C51单片微机的系统扩展原理与接口技术
②开始数据传送 在串行时钟线（SCL）保持高电平的情况下，串行数据线（SDA ）上发生一个由高电平到低电平的变化作为起始信号（START） ，启动I2C 总线。I2C总线所有命令必须在起始信号以后进行。 ③停止数据传送 在串行时钟线（SCL）保持高电平的情况下，串行数据线 （SDA）上发生一个由低电平到高电平的变化，称为停止信号（ STOP）。这时将停止I2C 总线上的数据传送。 ④数据有效性 在开始信号以后，串行时钟线（SCL）保持高电平的周期 期间，当串行数据线（SDA）稳定时．串行数据线的状态表示数 据线是有效的。需要一个时钟脉冲。 每次数据传送在起始信号（START）下启动，在停止信号 （STOP）下结束。 在I2C总线上数据传送方式有两种，主发送到从接收和从发 送到主接收。它们由起始信号（START）后的第一个字节的最低 位（即方向位R／W）决定。
①串行数据线（MISO、MOSI） 主机输入／从机输出数据线（MISO）和主机输出／ 从机输入数据线（MOSI），用于串行数据的发送和接收。 数据发送时．先传送MSB（高位），后传送LSB（低位）。 在SPI设置为主机方式时，MISO线是从机数据输入线 ，MOSI是主机数据输出线；在SPI设置为从机方式时， MISO线是从机数据输出线，MOSI是从机数据输入线。
8.1.1外部并行扩展原理
单片微机是通过芯片的引脚进行系统扩展的。 80C51系列带总线的单片微机芯片引脚可以构成图8－1所 示的三总线结构．即地址总线（AB）数据总线（DB）和控制总 线（CB）。具有总线的外部芯片都通过这三组总线进行扩展。 （1）地址总线（AB） 地址总线由单片微机P0口提供 低8位地址A0～A7，P2口提 供高8位地址A8～A15。P0口是地址总线低8位和8位数据总线复 用口，只能分时用作地址线。故P0口输出的低8位地址A0～A7必 须用锁存器锁存。 锁存器的锁存控制信号为单片微机ALE引脚输出的控制信 号。在ALE的下降沿将P0口输出的地址A0～A7锁存。P0、P2口 在系统扩展中用做地址线后便不能作为一般I/O口使用。 由于地址总线宽度为16位，故可寻址范围为64 KB。 （2）数据总线（DB） 数据总线由P0口提供，用D0～D7表示。P0口为三态双向
单片机的系统扩展原理及接口技术 第8章习题答案 高锋第二版
第8章思考与练习题解析【8—1】简述单片机系统扩展的基本原则和实现方法。
【答】系统扩展是单片机应用系统硬件设计中最常遇到的问题。
系统扩展是指单片机内部各功能部件不能满足应用系统要求时，在片外连接相应的外围芯片以满足应用系统要求。
80C5 1系列单片机有很强的外部扩展能力，外围扩展电路芯片大多是一些常规芯片，扩展电路及扩展方法较为典型、规范。
用户很容易通过标准扩展电路来构成较大规模的应用系统。
对于单片机系统扩展的基本方法有并行扩展法和串行扩展法两种。
并行扩展法是指利用单片机的三组总线(地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB)进行的系统扩展；串行扩展法是指利用SPI三线总线和12C双线总线的串行系统扩展。
1．外部并行扩展单片机是通过芯片的引脚进行系统扩展的。
为了满足系统扩展要求，80C51系列单片机芯片引脚可以构成图8-1所示的三总线结构，即地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB。
单片机所有的外部芯片都通过这三组总线进行扩展。
2．外部串行扩展80C51．系列单片机的串行扩展包括：SPI(Serial Peripheral Interface)三线总线和12C双总线两种。
在单片机内部不具有串行总线时，可利用单片机的两根或三根I／O引脚甩软件来虚拟串行总线的功能。
12C总线系统示意图如图8—2所示。
【8—2】如何构造80C51单片机并行扩展的系统总线?【答】80C51并行扩展的系统总线有三组。
①地址总线(A0～A15)：由P0口提供低8位地址A0～A7，P0 口输出的低8位地址A0～A7必须用锁存器锁存，锁存器的锁存控制信号为单片机引脚ALE输出的控制信号。
由P2口提供高8位地址A8～A1 5。
②数据总线(DO～D7)：由P0 口提供，其宽度为8位，数据总线要连到多个外围芯片上，而在同一时间里只能够有一个是有效的数据传送通道。
哪个芯片的数据通道有效则由地址线控制各个芯片的片选线来选择。
③控制总线(CB)：包括片外系统扩展用控制线和片外信号对单片机的控制线。
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等待，定时计数器计满溢出，自动重装初值，然后向CPU 申请中断，（与上例不同，不用查询TF1）转到001B， CPU接受中断TF1自动清零。 单片机原理及应用——自动化系
• 中断扫描方式
为了提高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 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。
软件方案—延时10ms～20ms后再 次判断。
单片机原理及应用——自动化系
独立式键盘接口
特点：
+5v
一线一键，按键识 别（编程）简单；但是 占用较多口线，适合8键 以下使用。
P1.0
P1.1
P1.7
单片机原理及应用——自动化系
例：用P1口检测三个按键的状态完成相应的功能。
解：资源分配：用P1口的低三位检测三个按键 的输入，为1表示按键没有按下，为0表示相应 按键被按下。
显示Βιβλιοθήκη 单片机原理及应用——自动化系
静态显示方式
• 连接：所有LED的位选（公共）端连接到+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。 I/O（2） I/O（1） I/O（3） I/O（4）
GND/+5V
GND/+5V
GND/+5V
GND/+5V GND/+5V
单片机原理及应用——自动化系
8.2显示器接口技术
• LED的结构及显示原理
• 静态显示方式 • 动态显示方式 • 动态显示的实现
单片机原理及应用——自动化系
问题：LED显示器如何显示出指定数字/字符？
g f com a 8
a f b
b 6
10 9
7
g
共 阴 极
共 阳 极
e d
c
.
若用共阴极接法，显示数字“2”应送什么二进制8位数？ D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Dp g f e d c b a 0 1 0 1 1 0 1 1 单片机原理及应用——自动化系
单片机原理及应用——自动化系
例：方法一
TM :MOV R1,#100 TM0 :MOV TMOD,#20H MOV TH1,#9CH MOV TH0,#9CH SETB TR1 LK :JBC TF1,TM1 SJMP LK TM1 :DJNZ R1,TM0 SKEY :LCALL KEY JZ TM LCALL T10MS LCALL KEY JZ TM LCALL SERCH …
流程图： 编程：按三个按键中的任一键都对应一个特定功 能。
单片机原理及应用——自动化系
键分析 读P1口 有键按下吗？
延时10ms
有键按下吗？ Y P1.0=0？ N P1.1=0？ N P1.2=0？ N 读P1口 N 键已释放吗？ Y 延时10ms 分析结束 单片机原理及应用——自动化系 N Y Y Y
7
8 9 A b
07H
7FH 6FH 77FH 7CH
F8H
80H 90H 88H 83H
y
H L “灭” …
6EH
76H 38H 00H …
91H
89H C7H FFH …
单片机原理及应用——自动化系
例：模拟产品计数显示电路
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3
510Ω×8
a b c d f
a b g
P1.4
P1.5 P1.6
e
f g dp e d c
T1
P1.7
+5V
.
8051
P3.3
单片机原理及应用——自动化系
编程
来一个脉冲加 一，只要T1内 容变化，显示 就立刻变化。
因为是一位显 DISP2:MOV DPTR,#TAB ORG 0000H 示器，所以最 MOV A,TL1 START:MOV TMOD,#60H 多显示到F MOVC A,@A+DPTR MOV TH1,#00H MOV P1,A MOV TL1,#00H CJNE A,#8E,DISP2 MAIN:MOV P1,#0C0H ；显示0(共阳极） LJMP START DISP:JB P3.3,DISP TAB:0C0H,0F9H,0A4H… DELAY:MOV R2,#14H ACALL DELAY 去抖 DELAY1:MOV R3,$ JB P3.3,DISP DJNZ R3,$ DISP1:JNB P3.3,DISP DJNZ R2,DELAY1 ACALL DELAY 松开了吗？ RET JNB P3.3,DISP1 END SETB TR1
使用时主程序应该为：MAIN:LCALL KS JZ XXXX …
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方法一
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，再让下一列处于低电平，依次循环，这种方 式成为键盘扫描。 键号=行首号（0、4、8、12）+列号（0、1、2、3）
第八章 单片机接口技术
人机接口： 键盘接口 显示接口 模拟量输入/输出接口： D/A转换接口 A/D转换接口 通讯接口
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8.1键盘接口
• 按键的特点及输入原理 • 独立式按键
• 行列式按键
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按键的特点及工作原理
◎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： 1：对于一组键或一个键盘，需要通过接口电路与单片机相连。可 采用查询或中断的方式测试有无按键； 2：再确定那一个键按下，将键号送入累加器A； 3：然后判断是数字键还是功能键，若是数字键，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。
难点在于如何判 断究竟是哪个键 按下？
列号 0 4 8 1 2 3 行线 5 6 7 9 10 11
12 13 14 15 行首号 键号=行号+列号 列线
返回键扫描
单片机原理及应用——自动化系
键盘扫描子程序一般包括以下内容：
判别有无键按下；
扫描获取闭合键的行、列值； 用计算法或者查表法得到键值；
判断闭合键释放否，如果没有释放继续等待；
S0键处理 S1键处理 S2键处理
若判断键是 程序： 否释放将如 何修改？
ORG 0000H KB:MOV P1,#0FFH MOV A,P1 CPL A ANL A,#07H;只用到了低三 位，将其它位屏蔽掉 JZ KB LCALL D10ms;去抖 MOV A,P1 CPL A ANL A,#07H JZ KB
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键盘扫描程序
SERCH: MOV R2,#0EFH MOV R3,#00H LTNE0: 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 ；某一列为低电平（P1.4=0） ；R3作为列号寄存器
单片机原理及应用——自动化系
0 0
0
0
例：方法三
ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP SKEY MAIN:MOV P1,#0F0H; MOV IE,#81H; SJMP $ SKEY:LCALL KEY;有键按下，就申请中断 JZ TM1 LCALL T10MS LCALL KEY JZ TM1 LCALL SERCH; … TM1:MOV IE,#81H RETI
保存闭合键号。
单片机原理及应用——自动化系
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 ；取低四位 ；返回，A≠0表示有键按下
10ms=10000us计数10000次 选择定时器1方式2 初值：X=256-100=156=9CH 循环100次
；调用按键测试程序，看是否有键按下，出口为A ；判断A的内容：（A=0无键按下，转TM） ；去抖
；调用键扫描程序，判断键号
单片机原理及应用——自动化系
因为每隔10ms自动中断，当进行键处理 例：方法二 时就不能再中断了，这里关中断
；ACC.0=1无键按下转查下一列 ；ACC.0=0有键按下，行首号送A ；4行均没有键按下，则转到下一列 ;左移一位查找下一列 ；ACC.0=0查完
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单片机原理及应用——自动化系
键盘工作方式——定时扫描与中断扫描
• 定时扫描工作方式 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 10ms）的定时，当定时时间到就产生定时 器溢出。可通过查询或中断方式对键盘进 行扫描，确定是否有键按下及识别键号。 再根据键号执行该键对应的功能程序。
• 特点：原理简单、显示亮度强，无闪烁、占用I/O口资源较多。
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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位的I/O口 动态显示用分时的方法轮流控制各个数码管的COM端，使每个数码管轮流 线，而每个LED的位选分别由一根相应的I/O口线控制。因此必 点亮。在轮流点亮数码管的扫描过程中，每位数码管的点亮时间极为短暂。但是 须采用动态扫描显示方式，每一个时刻只选通其中一个LED， 由于人的视觉暂留现象和发光二极管的余辉，给人的印象就是一组稳定的显示数 据。 同时在段选口送出该位LED的字型码。 动态显示节省I/O口资源，此外因为是亮灭的形式，还节省能源。但是亮度 不如静态显示。