MCS-51单片机的输入输出通道接口(精)

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5.1.2 单片机应用系统的输入/输出通道
过程I/O通道：单片机系统和被控对象之间信息的交互通道（输 入通道、输出通道）称为过程I/O通道，过程I/O通道的一般结构 如下图所示。
1．输入通道
特点： （1）要靠近拾取对象采集信息； （2）传感器、变送器的性能和工作环境因素严重影响通道的
方案设计； （3）一般是模拟、数字等混杂电路； （4）常需要放大电路； （5）抗干扰设计非常重要。 输入通道的结构类型：
输入通道结构形式取决于被测对象的环境、输出信号的 类型、数量、大小等。其结构如下页图所示。
2．输出通道 特点:
（1）小信号输出，大功率控制； （2）输出伺服驱动控制信号； （3）电磁和机械干扰较为严重。 通道结构：
第5章 MCS-51单片机的输入/输出通道 接口
主要内容： 输入/输出通道的组成与配置，A/D、D/A转换器及其
接口技术。通过本章的学习，使读者了解输入/输出通道设 计的基本原理和方法，掌握常用A/D、D/A芯片及其与 MCS-51单片机的接口电路与程序设计。重点和难点在于 不同方式的A/D、D/A芯片与MCS-51的接口及其程序设计。
例如：我们用电视机的遥控器作为单片机的键盘使用，通过红外线遥 控装置来代替在单片机实验板上的键盘（复位键除外），这样设计 的键盘又多又好。
万能红外线接收模块
; [例题]红外遥控实验程序如下:
;;yaokong.asm 遥控器测试程序
; 按任意键试验板数码管指示灯闪烁。任意遥控器均可！
;
万能红外接收头0038 1-GND 2-VCC 3-(P3.7)
（3）隔离放大技术
在某些要求输入和输出电路彼此隔离的情况下，必须使 用隔离放大器。常用隔离放大器有变压器耦合隔离放大器和 光耦合隔离放大器两种。
5.2 D/A转换器及接口技术
D/A转换器（Digit to Analog Converter）：将数字量转换 成模拟量的器件称为D/A转换器，通常用DAC表示。 D/A转换接口器设计中主要考虑的问题：D/A转换芯片的选择、 数字量的码输入、精度、输出模拟量的类型与范围、转换时 间、与CPU的接口方式等。
直接采用数字传感器是计算机专业学生的最佳选择！
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。
ORG 0000H
START:MOV P0,#0FFH ;开机初始化
MOV P1,#0FFH
MOV P2,#0FFH
MOV P3,#0FFH
JB P3.7,$ ;等待遥控信号出现
MOV P1,#0F0H
MOV p2,#0F0H
MOV P0,#0F0H
JNB P3.7,$ ;如果是低电平就原地等待，高电平就退出
成可供测量的信号。
传感器的分类：
（1）按传感器的用途可以将传感器分为：压敏和力敏传感器、位置传 感器、液面传感器、能耗传感器、速度传感器、热敏传感器、加速度传 感器、射线辐射传感器、振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏 传感器、真空度传感器和生物传感器等。 （2）按传感器输出信号标准可将传感器分为： 模拟传感器、数字传感 器、开关传感器等。
（1）开关量输入
被控对象的一些开关状态可以经开关量输入通道输入到 单片机系统，这些开关信号根据实际情况需要经过电平匹配、 电气隔离或互感器后才能够通过单片机接口，接入到单片机 系统。
（2）小信号放大技术
输入通道中，对小信号需要经过测量放大器、可编程增 益放大器及带有放大器的小信号双线发送器等电路进行放大 调节。
在输出通道中，单片机完成控制处理后的输出，总是以数 字信号或模拟信号的形式，通过I/O口或者数据总线传送给被控 对象。输出通道的结构如下页图所示。
3．信号wenku.baidu.com理电路
输入通道中，信号处理的任务是可由硬件实现能够完成小 信号放大，信号变换，滤波、零点校正、线性化处理、温度补 偿、误差修正和量程切换等任务。可由硬件实现，有些也可由 软件实现。
适合自己的经济的测温系统。
DS18B20外形和封装如图： 18B20演示 程序设计由A0315班余锡钱同学完成。
2、红外线传感器
家中许多的电器产品都有遥控的功能，例如电视机、录像机、 VCD、空调等家电产品，它们都是以红外遥控的方式进行遥控。
（一）、 红外遥控系统
通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专 用集成电路芯片来进行控制操作，如图1所示。发射部分包括键 盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换 放大器、解调、解码电路。
5.1 输入/输出通道概述
输入通道（前向通道）：被测对象与单片机联系的信号通道。包括
传感器或敏感元件、通道结构、信号调节、A/D转换、电源的配置、抗 干扰等。
输出通道（后向通道）：单片机与被控对象联系的信号通道。包括
功率驱动、干扰的抑制、D/A转换等。
5.1.1 传感器
传感器：传感器是测量系统中的一种前端部件，它将各种输入变量转换
•常用传感器的简介：
1、温度传感器DS18B20特性介绍 DS18B20是DALLAS公司的最新单线数字温度传感器。 ·是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器，仅需要一个 端 口引脚就可以与单片机进行通信。无须别的外围器件。 ·多个18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功能。 ·测量温度范围为-55～+125℃，在-10～+85℃范围内，精度为±0.5℃。 ·可通过数据线供电，电压范围为3.0～5.5伏。 ·可以程序设定9～12位的分辨率，精度为±0.5℃。 ·用户设定的报警温度存储在E2PROM中，掉电后依然保存。 ·负电压特性，电源极性接反时，温度计不会烧毁，但不能正常工作。 DS18B20的性能是新一代产品中最好的，性能价格比也非常出色， 继“一线总线”的早期产品后，DS18B20开辟了温度传感器技术的 新概念，18B20使电压、特性及封装有更多的选择，让我们可以构建