课件：CH并行IO口.ppt

4 MCS-51并行I/O口的扩展,1. 借用外部RAM地址扩展I/O端口 外部RAM与外设共用同一存储空间，地址不能重复。芯片、设备较少时，常用线选法。 e.g. 外接打印机（见P265图726），占用外部RAM的部分地址。 说明：本416译码器输出为高有效（一般为低有效）；,/ACK1 打印机忙,利用写外部RAM指令时/WR为低，则/RD为高这一特性产生选通（写打印机）信号（非常规方法，不提倡使用）； 选中外部RAM（地址：00H？H）与选中打印机（重叠地址：F0H？H），互锁（不能同时选中）； 查询打印机是否完成打印检测/ACK引脚（接P1.0）, 读8031引脚P1.0前要先对端口寄存器写“1”。 打印程序见书P266，注意R0、R1和R2的作用。注意语句： ORL P1，01H 和 JB Acc.0, LOOP的作用（若接P1.1脚呢）。,2采用8255A扩展I/O端口 电路见P266图727。 工作原理：/CS为8255A的片选信号，低有效。这里接地址线A7选中8255A, 基本地址是：003H，只要D70则选中8255A；,A口工作于选通模式，产生的选通信号不符合打印机要求，采用软件在PC0口产生负脉冲选通信号。 8255A与8031之间以中断方式传送数据，注意电平匹配。,3采用8155扩展I/O端口,见P268269，图728。图中8155片内RAM地址为08HFFH（A7A3中只要有一个为1时，或门输出为0，选中RAM；若全为0，则输出为1，选中I/O寄存器或端口），07H被端口地址占用。 注意：8155的口地址和RAM地址由/CE及IO/M决定。 程序中8155命令字01含义为A口出，其它口为入，计数器不工作。 参考：线选法寻址方式P2.7与IO/M相连。,5 MCS-51对LED/键盘的接口,1LED 数码管 结构：共阴，共阳，见P271图729。,掌握：管脚定义，限流电阻计算，字符译码（共阴译码与共阳译码的字型码不同，取反），见P271表75，字型较全。,静态显示： 优点：字稳定，亮度高（同时都亮），CPU工作效率高， 缺点：但硬件开销大，电路复杂。 动态显示： 优点：电路简单，体积小，成本低， 缺点：亮度较暗（某一时刻只有一个数码管点亮）。注意段、位的区别。需要扫描方式工作，编程较复杂。 解决暗的方法： 增加电流，减少数码管数目，采用高亮度数码管。,251对LED的接口,e.g. 动态显示，P272图730，采用8155扩展I/O口，6位动态显示，PB口段码输出，PC口位码输出。,本例采用共阳数码管，位接高电平（PC口相应位为低）、段（LED）接低电平时亮。,说明：位必须要有驱动器（最大电流时为八段LED同时亮，8155端口无法直接驱动，一般用三极管或功率门电路如75452或74LS07等驱动；段电流较小，可用74LS06（反相器）或74LS07（缓冲驱动器）等TTL电路驱动。本例可改为74LS07或HC245（无反相）。 段要接限流电阻。一般LED工作电流5mA左右，电阻可取300560。 动态显示要安排显示缓冲区，本例为70H75H，共6位。 内容：06 13 05 09 09 01, 显示：1995. 6 查表法字形显示译码，共阳译码表，有21种字型，见表75。,程序阅读： 8155方式控制字06H：C口出，B口出，A口入； 8155命令口基本地址：8000H；PB口：8002H；PC口：8003H；,R0：显示缓冲区地址指针，首址70H； (R0)：待显示字形代码（字形码地址偏移量），送PB口； R3：显示数码管位地址，同时只能有一位数码管点亮，送PC口。每位数码点亮1ms。,DISPLY1: MOV R0, #70H; MOV R3， #11111110B; MOV A， R3 LD0：MOV DPTR, #8003H; 显示位码送PC口 MOVX DPTR, A; PC0为低，LED0选中显示。以下语句为用查表法查出欲显示字符字形码后，送PB口显示。 注意：偏移量的修正值13(0DH)（距字形码表头地址差值）； JNB ACC.5, LD1; LED5是否已显示（0）？是：结束返回。 RL A；（11111110B11111101B11011111B）,3. 51对键盘的接口,键盘由一组常开的按键开关组成，每个键都被赋予一个代码，称为键码。 编码键盘：通过硬件编码电路识别闭合键码。电路复杂。 非编码键盘：通过软件识别键码。电路简单，由按键开关组成，只产生通、断（0、1）信号。 单片机、微机常用非编码键盘 。,按键电路： 1) 独立试按键 直接使用I/O口线，每个按键占用一条，适用于按键较少的单片机系统。 当某键闭合时，相应的I/O线变成低电平，由程序查询。,e.g. 见P282图738，,通过读P1口的状态判断是否有键按下。 程序结构：多路分支跳转，键盘处理程序。 本例缺点，未考虑键盘抖动和多键同时按下的问题。,上述2种独立式键盘电路中，各按键均采用了上拉电阻，这是为了保证在按键断开时，各IO口有确定的高电平，当然如果输入口线内部已有上拉电阻，则外电路的上拉电阻可省去。,2) 按键的抖动和窜键处理,抖动：输出电平的不稳定（波动） 按键按下与抬起的瞬间，会产生抖动，如上图所示。抖动时间与按键的机械特性有关，时间为毫秒级。在这段时间内，CPU可能已扫描键盘数次，造成多次读入键值而发生错误。,为了确保CPU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。,a. 软件来消除按键抖动: 软件消除按键抖动：在第一次检测到有键按下时，该键所对应的行线为低电平，执行延时100mS的子程序后，确认该行线电平是否仍为低电平，如果仍为低电平，则确认该行确实有键按下。当按键松开时，行线的低电平变为高电平，执行一段延时如100mS的子程序后，检测该行线为高电平，说明按键确实已经松开。采取以上措施，躲开两个抖动期t1和t3，从而消除按键抖动的影响。 b.采用硬件防抖动： 采用硬件延时（积分电路或双稳态电路）消除抖动。 窜键：同时按下两个或两个以上的键。 消除方法:退出按键取值扫描程序，下次再读。,3) 行列式键盘 通过对键盘阵列扫描检测判断哪个键被按下，由相应的键处理子程序实现该键功能。,上图为1个4X8矩阵键盘通过 8255A 扩展I/O口与8031的接口电路原理图，键盘采用编程扫描方式工作。 8255A的PA口逐行输出扫描信号，PC口低4位输入列信号，均为低电平有效。8255A的A0，A1端分别接地址线A0，A1，片选/CS与P2.7相接，由图可确定8255A各端口地址为：PA口:7F00H；PC:7F02H；控制寄存器:7F03H。 由控制字设置 PA口为工作方式 0输出，PC口低4位工作方式0输入。,4) 键盘的工作方式,键盘工作方式原则是既保证及时响应按键操作，又不过多占用CPU的工作时间。 键盘工作方式有3种，即编程扫描、定时扫描和中断扫描。,a编程扫描方式 这种方式就是只有当单片机空闲时，才调用键盘扫描子程序，反复扫描键盘，等待用户从键盘上输人命令或数据，来响应键盘的输入请求。 b. 程序扫描方式（查询方式）： CPU不断调用键盘处理子程序，对键盘进行扫描，以便及时发现有无键被按下。 c. 中断扫描方式： 增加适当电路，当有键闭合时，产生中断请求信号,4. 键盘/显示系统 一、利用I0芯片8155实现键盘显示接口,下图是 8031单片机用扩展IO接口芯片 8155实现的 6位 LED显和 32键的键盘显示器接口电路。图中的 8155H也可用 8255A来替代。 8031外扩8155的RAM地址为7E00H7EFFH，IO口地址为7F00H7F05H。 8155H的 PA口为输出口，控制键盘列线的扫描，PA口同时又是6位共阴极显示器的位扫描口。 PB口作为显示器的段码（字型码）口，PC口作为键盘的行线状态的输入口，故称为键输入口。图中75452为反相驱动器，7407为同相驱动器。,6位动态显示方式LED数码显示,8031内部RAM中设置6显示缓冲单元79H7EH，存放要显示的6位数据。 8155H的PA口扫描输出总是只有1位高电平，经75452反相，显示器的位中仅有1位公共阴极为低电平, 其它位为高电平。PB口输出显示数据的段码，显示某一字符，其他位为暗。 依次的改变PA口输出为高的位，PB口输出对应的段码，显示器的 6位就动态地显示出由缓冲区中显示数据所确定的字符。 为防止闪烁，显示扫描频率应在20次/秒以上。,b、按键防抖动，软件延时100mS。 c、PA口依次输出某一位为0，其余位都为高。读入PC口，若全为1，该PA口位对应列无键按下，扫描下一列，若不是，有键按下，根据键值判断哪一行键按下。 d、对按键闭合一次仅做一次处理，方法是等待闭合键释放后再再做处理（读PC为全1时）。,扫描键盘： a、判有无键按下:PA口各位逐次输出0，读（PC0PC3），若全为1，无键按下，退出键盘扫描；若不是，有键按下，执行下一步。,作业： 1.写出显示e, q, r的八段共阳/共阴LED发光管的字型码表。 2. 如何完成动态显示？如何保证显示亮度？ 3. 如何防止按键的抖动而引起多次重复执行的误操作？ 4. 如何防止窜键的发生？,二、利用8031的串行口实现键盘显示接口,三、利用专用键盘、显示控制芯片实现键盘显示接口 并行接口芯片：8279，40Pin，速度快，编程简单，接口线多。 串行接口芯片：7279A，7289A，28Pin，,性能： 具有串行接口，可同时驱动 8位共阴式数码管; 同时连接64键的键盘矩阵控制器内含去抖动电路； 内部译码器可直接接受BCD 码或16 进制码，2 种译码方式； 具有多种控制:消隐和闪烁, 循环左移/循环右移； 具有段寻址指令方便控制独立LED。,典型应用：,8031的定时/计数器,MCU应用系统 应用实例：单片机温度控制系统硬件电路：,硬件几大部分：,单片机核心部分：8031，ROM(2732)，接口扩展（8155）； 人机对话：键盘、显示、打印； 前向通道（数据采集）：A/D变换, 信号调理（放大、整形、处理），传感器，多路电子开关等；数字信号输入（I）; 后向通道（控制信号输出、驱动）：D/A，数字信号输出（O）; 可控硅过零触发：降低对电源干扰； 软件编程：系统程序，数据处理（算法）等。 可靠性考虑：增加抗干扰性， 硬件：加强滤波；看门狗电路等； 软件：防程序跑飞。,后面内容直接删除就行 资料可以编辑修改使用 资料可以编辑修改使用,主要经营：网络软件设计、图文设计制作、