第8章常用外围设备接口电路
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•⒉ 主要性能指标
•⑴ 分辨率：D-A转换的位数越多，分辨率越高。 •⑵ 线性度 •⑶ 转换精度 •⑷ 建立时间 •⑸ 温度系数
第8章常用外围设备接口电路
•8.5.2 DAC 0832及其接口电路
•DAC 0832是8位D-A芯片，是目前国内应用较广的8位D-A芯片。
•⑴ 8位数据输入端： DI0～DI7
•I/O端线分为行线和列线，按键跨接在行线和列线上。 •按键按下时，行线与列线连通。 •占用I/O端线较少，编程较复杂，适用于按键较多的场合。
第8章常用外围设备接口电路
•【例8-6】 试按图8-12编制按键掃描子程序。
第8章常用外围设备接口电路
第8章常用外围设备接口电路
•8.3.3 矩阵式键盘及其接口电路
•动态扫描显示电路的特点是占用I/O端线少； •电路较简单，硬件成本低；编程较复杂，CPU要定时扫描刷新显示。 •当要求显示位数较多时，通常采用动态扫描显示方第式8章。常用外围设备接口电路
•【例8-4】 已知电路如图8-5所示， •显示字段码存在以TAB为首址的ROM中， •试编制循环扫描（100次）显示子程序。
第8章常用外围设备接口电路
•8.4.2 并行ADC0809及其接口电路
•ADC 0809是8通道8位CMOS逐次逼近式A-D转换器， •美国国家半导体公司产品，是目前国内应用较广泛的8位通用A-D芯片。
第8章常用外围设备接口电路
•⑴ IN0～IN7：8路模拟信号输入端。
•⑵ ADDA、ADDB、ADDC： 8路模拟信号转换通道地址码输入端。
第8章常用外围设备接口电路
•【例8-8】 按图8-16电路，要求用中断方式对8路模拟信号依次A-D •转换一次，并把结果存入以30H为首址的内RAM中，试编制程序。
第8章常用外围设备接口电路
•查询方式时，0809 EOC端可不必通过反相器与 或 相连， • 直接与80C51 P1口或P3口中任一端线相连， • 不断查询EOC电平，当EOC高电平时，表示0809A-D完成，即可读0809A-D值。 •延时等待方式时，0809 EOC端可不必与80C51相连，而是根据时钟频率计算出 • A-D转换时间，每路每次需64个时钟周期，80C51一机周发出2次ALE信号， • 因此需要32个机器周期，略微延长后直接读A-D转换值。
第8章常用外围设备接口电路
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3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/29
第8章常用外围设备接口电路
•【例8-7】 已知电路如图8-13所示， •要求将闭合键编号存入以30H为首地址的内RAM， •闭合键总数存入40H，试编制键盘扫描程序。
第8章常用外围设备接口电路
•
第8章常用外围设备接口电路
•Proteus ISIS虚拟电路仿真 •见教辅书例9-19。
第8章常用外围设备接口电路
•需要说明的是，图8-13电路在许多单片机教材和技术资料中被介绍， •但实际上该电路连接存在问题，当同一行有多键同时按下， •且该行其中一键所在列又有多键同时按下时，会发生信号传递路径出错。 •例如，K1、K2、K8、K9同时按下，当P1.4行扫描输出低电平时， •按理，仅有P1.2、P1.1会因K2、K1闭合而得到低电平列信号。 •但由于K2与K9同列且K8与K9同行， •P1.4输出的低电平信号会通过K1→K9→K8传递到P1.0， •产生低电平列信号，引起出错。 •同理，当P1.6行扫描输出低电平时， •其低电平信号会通过K9→K1→K2传递到P1.2，产生低电平列信号，引起出错。 •不出错的条件是多键行与多键列不交叉。 •因此，这种矩阵式键盘电路适用于无锁按键并使用中断处理时相对合理。
第8章常用外围设备接口电路
•8.4 A-D转换接口电路
•在单片机应用系统中，常需要将检测到的连续变化的模拟量， •如电压、温度、压力、流量、速度等转换成数字信号， •才能输入到单片微机中进行处理。
•将模拟量转换成数字量的过程称为A-D转换；
•8.4.1 A-D转换的基本概念
•无论A-D或D-A，其转换关系为：
•LED数码管显示电路在单片机应用系统中可分为 •静态显示方式和动态显示方式。
•在静态显示方式下， •每一位显示器的字段需要一个8位I/O口控制， •而且该I/O口须有锁存功能， •N位显示器就需要N个8位I/O口， •公共端可直接接+5V（共阳）或接地（共阴）。 •显示时，每一位字段码分别从I/O控制口输出， •保持不变直至CPU刷新显示为止，也就是各字段的亮灭状态不变。
第8章常用外围设备接口电路
第8章常用外围设备接口电路
•Keil C51软件调试和Proteus ISIS虚拟电路仿真见例9-17。
第8章常用外围设备接口电路
•8.3 键盘接口电路
•8.3.1 键盘接口慨述
•⒈ 按键开关去抖动问题
•消除抖动不良后果的方法有硬、软件两种方法： •⑴ 硬件去抖动：利用双稳电路、单稳电路和RC滤波电路 •⑵ 软件去抖动：延时10ms后再确认该键是否确实按下。
•静态显示方式编程较简单，但占用I/O端线多， •即软件简单、硬件成本高，一般适用显示位数较少的场合。
第8章常用外围设备接口电路
•⒈ 并行扩展静态显示电路
第8章常用外围设备接口电路
•【例8-2】 已知电路如图8-2所示， •显示数（≤255）存在内RAM 30H（设为234）中，试编制显示子程序。
•⑶ CLK：外部时钟输入端，允许范围为10～1280KHz 。
•⑷ D0～D7： A-D转换数字量输出端。
•⑸ OE：A-D转换结果输出允许控制端，高电平有效。
•⑹ ALE： 8路通道地址锁存控制端。
•⑺ START：A-D转换启动控制端。
•⑻ EOC：A-D转换结束信号输出端。
•⑼ UREF（+）、UREF（-）：正负基准电压输入端。
第8章常用外围设备接口 电路
2020/11/29
第8章常用外围设备接口电路
•第8章 常用外围设备接口电路
•8.1 LED数码管显示接口电路
•8.1.1 LED数码管和编码方式
•⒈ LED数码管
第8章常用外围设备接口电路
•⒉ LED数码管编码方式
第8章常用外围设备接口电路
•8.1.2 静态显示方式及其典型应用电路
•⒉ 按键连接方式 •可分为独立式按键和矩阵式键盘。
•⑴ 独立式按键 •独立式按键是各按键相互独立，每个按键占用一根I/O端线， •每根I/O端线上的按键工作状态不会影响其他I/O端线上按键的工作状态，
•配置灵活，但每个按键必须占用一根I/O端线，电路结构显得繁杂。 •适用于按键数量较少的场合。 •⑵ 矩阵式键盘
•Proteus ISIS虚拟仿真调试见例9-16。
第8章常用外围设备接口电路
•8.1.3 动态显示方式及其典型应用电路
•动态扫描显示电路是将 •显示各位的所有相同字段线连在一起， •每一位的a段连在一起，b段连在一起， •…，g段连在一起，共8段， •由一个8位I/O口控制， •而每一位的公共端（共阳或共阴COM） •由另一个I/O口控制，如图8-4所示。
•UA = D×UREF / 2N （其中：D=D0×20+D1×21+… +DN-1×2N-1）
•D为N位二进制数字量，UA为电压模拟量，UREF为参考电压。
•⒈ A-D转换器的主要性能指标：
•① 分辨率。分辨率 = UREF / 2N •② 量化误差。•③ 转换时间。
•⒉ A-D转换器分类
•⑴ 逐次逼近式 •⑵ 双积分式 •⑶ V-F变换式
第8章常用外围设备接口电路
•8.5 D-A转换接口电路
•将数字量转换成模拟量的过程称为D-A转换。
•8.5.1 D-A转换的基本概念
•⒈ 基本概念
•由于数字量不是连续的，且每次输出数据和D-A转换需要一定的时间， •因此D-A转换器输出的模拟量随时间的变化曲线不是连续的，而是呈阶梯状。 •但若⊿T很短，1LSB也很小，曲线的台阶就很密， •则模拟量曲线仍然可以看作是连续的。
•在某一瞬时，只让某一位的字位线处于选通状态（共阴极LED数码管为低电平， •共阳极为高电平），其他各位的字位线处于开断状态， •同时字段线上输出该位要显示的相应字符的字段码。 •在这一瞬时，只有这一位在显示，其他几位暗。 •同样，在下一瞬时，单独显示下一位，这样依次循环扫描，轮流显示， •由于人视觉的滞留效应，人们看到的是多位同时稳定显示。
第8章常用外围设备接口电路
•Proteus ISIS虚拟电路仿真见例9-15。
第8章常用外围设备接口电路
•⒉ 串行扩展静态显示电路
第8章常用外围设备接口电路
•【例8-3】 已知电路如图8-3所示，P1.0控制串行输出， •显示字段码已分别存在32H～30H内RAM中，试编制显示子程序。
第8章常用外围设备接口电路
•⑵ D-A控制端：ILE、 、 、 、 •⑶ IOUT1、IOUT2：电流输出端 •⑷ RFB：反馈电流输入端 •⑸ UREF：基准电压输入端
பைடு நூலகம்
第8章常用外围设备接口电路
•⒊ 工作方式
•⑴ 直通工作方式: 5个控制信号均预置为有效 •⑵ 单缓冲工作方式: 5个控制端由CPU一次选通 •⑶ 双缓冲工作方式: 5个控制端分二次选通
•⑴ 分辨率：D-A转换的位数越多，分辨率越高。 •⑵ 线性度 •⑶ 转换精度 •⑷ 建立时间 •⑸ 温度系数
第8章常用外围设备接口电路
•8.5.2 DAC 0832及其接口电路
•DAC 0832是8位D-A芯片，是目前国内应用较广的8位D-A芯片。
•⑴ 8位数据输入端： DI0～DI7
•I/O端线分为行线和列线，按键跨接在行线和列线上。 •按键按下时，行线与列线连通。 •占用I/O端线较少，编程较复杂，适用于按键较多的场合。
第8章常用外围设备接口电路
•【例8-6】 试按图8-12编制按键掃描子程序。
第8章常用外围设备接口电路
第8章常用外围设备接口电路
•8.3.3 矩阵式键盘及其接口电路
•动态扫描显示电路的特点是占用I/O端线少； •电路较简单，硬件成本低；编程较复杂，CPU要定时扫描刷新显示。 •当要求显示位数较多时，通常采用动态扫描显示方第式8章。常用外围设备接口电路
•【例8-4】 已知电路如图8-5所示， •显示字段码存在以TAB为首址的ROM中， •试编制循环扫描（100次）显示子程序。
第8章常用外围设备接口电路
•8.4.2 并行ADC0809及其接口电路
•ADC 0809是8通道8位CMOS逐次逼近式A-D转换器， •美国国家半导体公司产品，是目前国内应用较广泛的8位通用A-D芯片。
第8章常用外围设备接口电路
•⑴ IN0～IN7：8路模拟信号输入端。
•⑵ ADDA、ADDB、ADDC： 8路模拟信号转换通道地址码输入端。
第8章常用外围设备接口电路
•【例8-8】 按图8-16电路，要求用中断方式对8路模拟信号依次A-D •转换一次，并把结果存入以30H为首址的内RAM中，试编制程序。
第8章常用外围设备接口电路
•查询方式时，0809 EOC端可不必通过反相器与 或 相连， • 直接与80C51 P1口或P3口中任一端线相连， • 不断查询EOC电平，当EOC高电平时，表示0809A-D完成，即可读0809A-D值。 •延时等待方式时，0809 EOC端可不必与80C51相连，而是根据时钟频率计算出 • A-D转换时间，每路每次需64个时钟周期，80C51一机周发出2次ALE信号， • 因此需要32个机器周期，略微延长后直接读A-D转换值。
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第8章常用外围设备接口电路
•【例8-7】 已知电路如图8-13所示， •要求将闭合键编号存入以30H为首地址的内RAM， •闭合键总数存入40H，试编制键盘扫描程序。
第8章常用外围设备接口电路
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第8章常用外围设备接口电路
•Proteus ISIS虚拟电路仿真 •见教辅书例9-19。
第8章常用外围设备接口电路
•需要说明的是，图8-13电路在许多单片机教材和技术资料中被介绍， •但实际上该电路连接存在问题，当同一行有多键同时按下， •且该行其中一键所在列又有多键同时按下时，会发生信号传递路径出错。 •例如，K1、K2、K8、K9同时按下，当P1.4行扫描输出低电平时， •按理，仅有P1.2、P1.1会因K2、K1闭合而得到低电平列信号。 •但由于K2与K9同列且K8与K9同行， •P1.4输出的低电平信号会通过K1→K9→K8传递到P1.0， •产生低电平列信号，引起出错。 •同理，当P1.6行扫描输出低电平时， •其低电平信号会通过K9→K1→K2传递到P1.2，产生低电平列信号，引起出错。 •不出错的条件是多键行与多键列不交叉。 •因此，这种矩阵式键盘电路适用于无锁按键并使用中断处理时相对合理。
第8章常用外围设备接口电路
•8.4 A-D转换接口电路
•在单片机应用系统中，常需要将检测到的连续变化的模拟量， •如电压、温度、压力、流量、速度等转换成数字信号， •才能输入到单片微机中进行处理。
•将模拟量转换成数字量的过程称为A-D转换；
•8.4.1 A-D转换的基本概念
•无论A-D或D-A，其转换关系为：
•LED数码管显示电路在单片机应用系统中可分为 •静态显示方式和动态显示方式。
•在静态显示方式下， •每一位显示器的字段需要一个8位I/O口控制， •而且该I/O口须有锁存功能， •N位显示器就需要N个8位I/O口， •公共端可直接接+5V（共阳）或接地（共阴）。 •显示时，每一位字段码分别从I/O控制口输出， •保持不变直至CPU刷新显示为止，也就是各字段的亮灭状态不变。
第8章常用外围设备接口电路
第8章常用外围设备接口电路
•Keil C51软件调试和Proteus ISIS虚拟电路仿真见例9-17。
第8章常用外围设备接口电路
•8.3 键盘接口电路
•8.3.1 键盘接口慨述
•⒈ 按键开关去抖动问题
•消除抖动不良后果的方法有硬、软件两种方法： •⑴ 硬件去抖动：利用双稳电路、单稳电路和RC滤波电路 •⑵ 软件去抖动：延时10ms后再确认该键是否确实按下。
•静态显示方式编程较简单，但占用I/O端线多， •即软件简单、硬件成本高，一般适用显示位数较少的场合。
第8章常用外围设备接口电路
•⒈ 并行扩展静态显示电路
第8章常用外围设备接口电路
•【例8-2】 已知电路如图8-2所示， •显示数（≤255）存在内RAM 30H（设为234）中，试编制显示子程序。
•⑶ CLK：外部时钟输入端，允许范围为10～1280KHz 。
•⑷ D0～D7： A-D转换数字量输出端。
•⑸ OE：A-D转换结果输出允许控制端，高电平有效。
•⑹ ALE： 8路通道地址锁存控制端。
•⑺ START：A-D转换启动控制端。
•⑻ EOC：A-D转换结束信号输出端。
•⑼ UREF（+）、UREF（-）：正负基准电压输入端。
第8章常用外围设备接口 电路
2020/11/29
第8章常用外围设备接口电路
•第8章 常用外围设备接口电路
•8.1 LED数码管显示接口电路
•8.1.1 LED数码管和编码方式
•⒈ LED数码管
第8章常用外围设备接口电路
•⒉ LED数码管编码方式
第8章常用外围设备接口电路
•8.1.2 静态显示方式及其典型应用电路
•⒉ 按键连接方式 •可分为独立式按键和矩阵式键盘。
•⑴ 独立式按键 •独立式按键是各按键相互独立，每个按键占用一根I/O端线， •每根I/O端线上的按键工作状态不会影响其他I/O端线上按键的工作状态，
•配置灵活，但每个按键必须占用一根I/O端线，电路结构显得繁杂。 •适用于按键数量较少的场合。 •⑵ 矩阵式键盘
•Proteus ISIS虚拟仿真调试见例9-16。
第8章常用外围设备接口电路
•8.1.3 动态显示方式及其典型应用电路
•动态扫描显示电路是将 •显示各位的所有相同字段线连在一起， •每一位的a段连在一起，b段连在一起， •…，g段连在一起，共8段， •由一个8位I/O口控制， •而每一位的公共端（共阳或共阴COM） •由另一个I/O口控制，如图8-4所示。
•UA = D×UREF / 2N （其中：D=D0×20+D1×21+… +DN-1×2N-1）
•D为N位二进制数字量，UA为电压模拟量，UREF为参考电压。
•⒈ A-D转换器的主要性能指标：
•① 分辨率。分辨率 = UREF / 2N •② 量化误差。•③ 转换时间。
•⒉ A-D转换器分类
•⑴ 逐次逼近式 •⑵ 双积分式 •⑶ V-F变换式
第8章常用外围设备接口电路
•8.5 D-A转换接口电路
•将数字量转换成模拟量的过程称为D-A转换。
•8.5.1 D-A转换的基本概念
•⒈ 基本概念
•由于数字量不是连续的，且每次输出数据和D-A转换需要一定的时间， •因此D-A转换器输出的模拟量随时间的变化曲线不是连续的，而是呈阶梯状。 •但若⊿T很短，1LSB也很小，曲线的台阶就很密， •则模拟量曲线仍然可以看作是连续的。
•在某一瞬时，只让某一位的字位线处于选通状态（共阴极LED数码管为低电平， •共阳极为高电平），其他各位的字位线处于开断状态， •同时字段线上输出该位要显示的相应字符的字段码。 •在这一瞬时，只有这一位在显示，其他几位暗。 •同样，在下一瞬时，单独显示下一位，这样依次循环扫描，轮流显示， •由于人视觉的滞留效应，人们看到的是多位同时稳定显示。
第8章常用外围设备接口电路
•Proteus ISIS虚拟电路仿真见例9-15。
第8章常用外围设备接口电路
•⒉ 串行扩展静态显示电路
第8章常用外围设备接口电路
•【例8-3】 已知电路如图8-3所示，P1.0控制串行输出， •显示字段码已分别存在32H～30H内RAM中，试编制显示子程序。
第8章常用外围设备接口电路
•⑵ D-A控制端：ILE、 、 、 、 •⑶ IOUT1、IOUT2：电流输出端 •⑷ RFB：反馈电流输入端 •⑸ UREF：基准电压输入端
பைடு நூலகம்
第8章常用外围设备接口电路
•⒊ 工作方式
•⑴ 直通工作方式: 5个控制信号均预置为有效 •⑵ 单缓冲工作方式: 5个控制端由CPU一次选通 •⑶ 双缓冲工作方式: 5个控制端分二次选通