微机原理与接口技术后部教案.doc

微机原理与接口教案（下半部）第7章串行通讯及其接口27.1.概述27.2.MCS-51的串行口27.2.1.串行口的结构27.2.2.串行口的工作方式27.3.串行口的控制37.3.1.主从机间的通讯37.3.2.多机通讯接口47.4.习题解答7第8章串行通讯及其接口108.1.键盘及其接口108.1.1.独立式键盘接口108.1.2.行列式键盘118.2.显示器接口148.2.1.LED显示器接口148.2.2.8279键盘/显示器接口178.3.习题解答19第9章MCS-51与D/A及A/D转换器接口219.1.D/A转换器及其接口219.1.1.D/A转换原理219.1.2.集成D/A转换器219.1.3.D/A转换器接口229.2.A/D转换器及其接口249.2.1.双积分型A/D转换器工作原理249.2.2.逐次逼近型A/D转换器接口259.3.习题解答26第10章系统应用实例3010.1.步进电机控制系统3010.1.1.步进电机控制原理3010.1.2.步进电机控制程序设计31接口技术及应用重要章节教案第7章 串行通讯及其接口教学内容7.1.概述7.2.MCS-51的串行口7.2.1.串行口的结构7.2.2.串行口的工作方式7.3.串行口的控制7.3.1.主从机间的通讯7.3.2.多机通讯接口7.4.习题解答 教学安排本章讲授8学时。知识点及其基本要求了解概念：MCS-51串行口的的结构，通讯原理及其通讯编程。重点和难点重点掌握MCS-51串行口的通讯原理及其通讯编程。教学法设计以讲授法较系统的介绍MCS-51串行口的结构，工作方式，串口数据控制，多机通讯等，然后让学生多做练习，自行设计，并通过串口通讯实验加深理解。应用实用串行口硬件设计与软件编程。7.1. 概述7.2. MCS-51的串行口7.2.1. 串行口的结构7.2.2. 串行口的工作方式19.2x1000=2x11.0592x1000000/32x12x(256-TH1)TH1=FDH7.3. 串行口的控制7.3.1. 主从机间的通讯例1：设计一个发送程序，将片内RAM50H5FH中的数据串行发送，串行口设定为方式2状态，TB8作为奇偶校验位。TRT:MOV SCON, #80H; P113MOV PCON, #80HMOVR0, #50HMOVR7,#10H;数据长度LOOP:MOV A, R0MOV C, PMOV TB8, CMOVSBUF, AWAIT:JBCTI, CONTSJMPWAITCONT:INCR0DJNZR7, LOOPRET例2：设计一个接收程序，将接收的16个字节送入片内RAM50H5FH单元中，设串口方式3状态工作，brad为2400。定时/计数器1作为波特率发生器，SMOD=0，计数常数为F4H，此例为查询方式REV:MOVTMOD, #20H；P75MOVTH1, #F4HMOVTL1, #F4HSETBTR1;启动T1MOVR0, #50HMOVR7, #10HMOVSCON,PCON, #00HWAIT:JBCRI,PRISJMPWAITPRI:MOVA, SBUFJNBPSW.0, PNP ;奇偶校验位, ;P25JNBRB8,PERSJMPRIGHTPNP:JBRB8, PERRIGHT:MOVR0, AINCR0DJNZR7, WAITCLRPSW.5RETPER:SETBPSW.5 ;P25RET7.3.2. 多机通讯接口SCON：TMOD：T1T0TCON：IE：回顾：1、 双机通讯的硬件示意图，要求标明通讯脚和公共端连接。2、 波特率的计算晶振6M，SMOD=1，串口在方式1工作，波特率为2400，允许接收，计算TH1。 3、 程序定式单片机复位入口0000H，串口断入口0023H，程序正文起始地址0040H，标号为START，串口断服务程序的正文地址：0200H，标号为COM。写出汇编程序定式。ORG 0000HSJMP STARTORG 0023HSJMP COMORG 0040HSTART:ORG 0200HCOM:4、 串口通讯程序定式写出上述串口设置的初始化程序。步骤：设定T1的工作方式，波特率初值装入，启动T1，设定SCON，允许接收，设定SMODMOV TMOD,#20HMOV TH1,#F3HMOV TL1,#F#HSETB TR1MOV SCON,#50HMOV PCON,#80H允许串口中断时，IE的值，P78,及相应的程序代码IE=90HMOV IE，90H或SETB EASETB ES5、 使用查询法发送一个字节和接收一个字节的子程序，注意子程序的要素。发送，查询TI状态，清TI，返回SND：MOV SBUF，ASDW：JNB TI，SDW CLR TI RET查询RI状态，清RI，接收，返回RCV：JNB RI，RCV CLR RI MOV A，SBUF RET6、 使用中断法接收一个字符的中断服务子程序。步骤：首先将程序状态字压栈，再将服务程序中用到的寄存器压栈，判断是否为接收（用JBC），弹出堆栈中内容，返回COM:PUSH PSWPUSH AJBC RI,RCVCLR TIAJMP RETURCV:MOV A,SBUFRETU:POP APOP PSWAJMP END0RETI7、 接收一个字符，并按奇偶校验检查SIO:PUSH PSWPUSH AJBC RI,RCVCLR TIAJMP RETURCV:MOV A,SBUFMOV C,PJNC L1JNB RB8,ERAJMP L2L1:JB RB8,ERL2:MOV R1,ARETU:POP APOP PSWAJMP END0ER:END0:RETI作业：7-5，6，8，107.4. 习题解答7-8ENDFLAG BIT 00HORG 0000HSJMP STARTORG 0023HSJMP SENDORG 0030HSTART：MOV TMOD，20HMOV PCON，00H/80HMOV TH1, #CCH/#98HMOV TL1, #CCH/#98HSETB TR1MOV SCON, #40HMOV IE, #90HMOV R1, #1EH;置数据长度30SEND1:MOV R0/DPTR, #TBLOCKMOV/X A, R0/DPTRMOV C, PCPL CJC SETA1ANL A, #7FH ;将发送数据的第八位置0SJMP SEND2SETA1:ORL A, #80H;将发送数据的第八位置1SEND2:MOV SBUF, A;发送第一个数LOOP1:JNB ENDFLAG，LOOP1MOV IE, #00H;关掉所有中断LOOP:SJMP LOOPSEND:PUSH PSWPUSH ACLR TIDJNZ R1, SEND1SJMP SENDENDSEND1:INC R0/DPTRMOV A, R0MOV C, PCPL C ?JC SETA12；C=1，跳至SETA12ANL A, #7FH ;C=0，将发送数据的第八位置0SJMP SEND22SETA12:ORL A, #80H;C=1将发送数据的第八位置1SEND22:MOV SBUF, A;发送第二个数SJMP RETI1SENDEND：SETB ENDFLAG;置发送结束标志RETI1： POP APOP PSWRETIEND7-11ORG 0000HSJMP STARTORG 0030HSTART:MOV PCON，80H；波特率为1/32MOV SCON, #90H;方式2，允许接收CLR ESCLR EAMOV R0, #RBLOCKMOV R1, #32H;数据长度50BYTRCV：JNB RI, BYTRCVCLR RIMOV A, SBUFMOV C, PJNC L1;C=0JNB RB8, ER;C=1, RB8=0,校验错SJMP L2；数据正确L1：JB RB8，ER ；C=0，RB8=1，校验错L2：MOVX R0/DPTR, AINC R0/DPTRDJNZ R1, BYTRCVSJMP END1ER：END1:SJMP END1END 小结本章主要讲述MCS-51串行通讯的基本概念及软硬件设计。教学后记第8章 串行通讯及其接口8.1. 键盘及其接口 8.1.1. 独立式键盘接口1. 独立式按键结构 （a）中断方式(b)查询方式图8.1 独立式按键电路图8.2 使用8255扩展I/O的独立式键盘2. 独立式按键的软件结构 程序如下：KEY：MOVDPTR，#7FFFH ；指向8255MOVA ，#90H ；8255初始化，设 PA口为方式0基本输入 。MOVXDPTR，AMOVDPTR,#7FFCH ；指向PA口REP： MOVXA ,DPTR ；读入PA口按键状态CJNEA , #0FFH,KY0 ；有键按下先查0号键SJMP REP ； 无键按下返回KY0：CJNEA, #0FEH,KY1；0号键未按下查1号键SJMPFP0 ；0号键按下，转0号功能键入口中转地址KY1：CJNEA，#0FDH，KY3 ；1号键未按下查2号键SJMP FP1 ；1号键按下，转1号功能键入口中转地址KY2：CJNEA ，#0FBH，KY3 ； 2号键未按下查3号键SJMP FP2 ； 2号键按下，转2号功能键入口中转地址KY7：CJNE A，#7FH，END SJMPFP7 END：RETFP0： LJMPPROM0 ；FP1： LJMPPROM1 ； ； 键功能程序入口地址PF7： LJMP PROM7 ；PROM0： ； LJMP END1 PROM1： LJMP END1 PROM7： LJMP END18.1.2. 行列式键盘 1. 键盘工作原理 2. 键盘工作方式图8.4 8155扩展I/O口组成的行列式键盘步骤：判断键盘上有无键按下去键的机械抖动影响求按下键的键号 键闭合一次仅进行一次键功能操作 图8.5 键扫描子程序框图3. 定时扫描工作方式 图8.6 定时扫描方式程序框图4. 中断工作方式 图8.7 中断方式原理5. 键盘扫描方式 扫描法扫描法是在判定有键按下后逐列（或逐行）置低电平，同时读入行（或列）的状态，如果行（或列）的状态出现非全1状态，这时0状态的行、列交点的键就是所按下的键。 反转法图8.8 反转法6. 行列式键盘接口 通用并行扩展I/O口键盘接口 8031串行I/O口扩展的键盘接口 图8.9 8031串行I/O口扩展的行列式键盘接口8.2. 显示器接口 8.2.1. LED显示器接口1. LED显示器结构与原理 图8.10 共阴、共阳及管脚图2. LED显示器与显示方式 图8.11 N位LED显示器 （1）LED静态显示方式 图8.12 四位静态LED显示器电路 （2）LED动态显示方式 图8.13八位LED动态显示器电路 3. LED显示器接口实例 （1）硬件译码器LED显示器接口 图8.14 利用硬件译码器的七段LED接口电路 图8.15 通过8155扩展I/O口控制的8位LED动态显示接口（2）软件译码LED显示器接口 对于图示动态显示接口，其动态显示子程序流程图如下：图8.16 动态显示程序流程8.2.2. 8279键盘/显示器接口 8279是专用键盘、显示控制芯片，能对显示器自动扫描，能识别键盘上按下键的键号；可充分提高CPU的工作效率。8279与MCS-51接口方便，由它构成的标准键盘、显示接口在微机应用系统中使用越来越广泛。 1. 8279接口和编程的一般方法8279的键盘、显示电路及与8031接口 2. 8279键盘、显示接口应用特性 8279操作命令 8279的FIFO状态查询 8279的数据输入/输 显示器的填入/移位方式 8279的内部译码与外部译码 键盘键值的给定 3. 8031和8279键盘、显示接口的编程方法 START： MOVDPTR ，#7FFFH；指向命令/状 态口地址， =0MOV A ，#0D1H ； 清除命令 MOVXDPTR，A ；命令数据送入WAIT： MOVX A，DPTR ；读入状态字 JB ACC.7,WAIT ；清除等待MOVA,#2AH；程序时钟分频对ALE10分频得100KHZMOVX DPTR，A ；命令送入 MOV A,#08H ；键盘/显示器工作方式MOVXDPTR，A ；命令送入MOVR0,#30H ；段选码存放单元首址MOV R7,#10H ；显示16位数MOVA,#90H ；写显示RAM命令MOVXDPTR，A；命令送入MOVDPTR,#7EFEH ；指向数据口地址，=0，A0=0LOOP1: MOVA, R0MOVXDPTR，A ；段选码送入8279显示RAMINCR0 ；指向下一个段选码DJNZ R7,LOOP1 ；16个段选码送完？ MOVR0,#40H ；送完转此，40H为键值存放单元首址MOVR7,#10H；有16个键值LOOP2: MOV DPTR,#7FFFH ；指向命令/状态口地址LOOP3: MOVX A, DPTR ；读8279状态字ANL A，#0FH ；取状态字低四位JZ LOOP3 ；FIFO中无键值时等待键输入 MOV DPTR，#7EFFH ；指向为数据口地址 MOVX A，DPTR ；读如键值 ANL A，#3FH ；没有使用CNTL、SHIFT时，屏蔽该 ；两位，保存低6位键值 MOV R0,A ；键值入内存40H4FH INC R0 ；指向下一个键值存放单元 DJNZ R7，LOOP2 ；读完10H个键值HERE： AJMP HERE ；键值读完等待8.3. 习题解答8-1ORG 0000HAJMP STARTORG 0013HAJMP INT1ORG 0030HSTART:/SETB IT1MOV IE, #84HINT1:PUSHMOV A, #F0;高位输入，低位输出MOV P1, AMOV A, P1ANL A, #F0HCJNE A, #F0H, KY0POPRETIKY0:ACALL T12ms;P148, 去抖MOV A, P1ANL A, #F0HCJNE A, #F0H, KY1POPRETIKY1:MOV R2, #FEH;首行MOV R4, #00HLK:MOV A, R2MOV P1, AMOV A, P1ANL A, #F0HJB ACC.4, LONEMOV A, #00HAJMP LKPLONE:JB ACC.5 LTWOMOV A, #01HAJMP LKPLTWO:JB ACC.6 LTHRMOV A, #02HAJMP LKPLTHR:JB ACC.5 NEXTMOV A, #03HAJMP LKPLKP:ADD A, R4POPRETINEXT:MOV A, #04HADD A, R4MOV R4, AMOV A, R2JNB ACC.4, KND ;4列完成?RL AMOV R2, AAJMP LKKND:POPRETI第9章 MCS-51与D/A及A/D转换器接口9.1. D/A转换器及其接口9.1.1. D/A转换原理可以总结为“按权展开，然后相加”。解码网络通常有两种：二进制加权电阻网络和T型电阻网络。图9.1 T型电阻网络型D/A转换器9.1.2. 集成D/A转换器1. 内部结构2. 引脚功能图9.2 DAC0832原理框图 9.1.3. D/A转换器接口1. DAC的应用(1) DAC用作单极性电压输出(2) DAC用作双极性电压输出(3) DAC用作控制放大器2. MCS-51与8位DAC的接口(1)直通方式 直通方式下工作的DAC0832常用于不带微机的控制系统。 (2)单缓冲器方式图9.3 DAC0832单缓冲器方式原理框图 单缓冲器方式应用举例例：产生锯齿波的参考程序列出如下： ORG 1000HSTART： MOV R0 ，#0FEH MOVX R0 , A INC A SJMP START END(3)双缓冲器方式双缓冲方式是指DAC0832内部“8位输入寄存器”和“8位DAC寄存器”都不在直通方式下工作。 图9.4 8031和两片DAC0832的接口（双缓冲方式）3. 双缓冲器方式应用举例例 设8031内部RAM中两个长度为30的数据块，其始址分别为DA1和DA2， 请根据图9-1-4 编写能把DA1和DA2中数据分别从1#和2#DAC0832输出的程序。 解：根据图9-1-4接线，DAC0832各端口地址为： FDH 1#DAC0832数字量输入控制口 FEH 2#DAC0832数字量输入控制口 FFH 1#和2#DAC0832启动D/A口 ORG 1200HDA1: DATA 20HDA2: DATA 40H MOV R0, #20H ; 0#区R0指向DA1 MOV R1, #40H ; 0#区R1指向DA2MOV R2, #30HNEXT: MOV DPTR , #0FDH MOV A , R0 MOV DPTR ,A ;写入1#片 INC DPTR MOV A，R1 MOV DPTR ,A ;写入2#片 INC R0 INC R1 MOV DPTR,#0FBH MOVX DPTR , A ;产生写信号 DJNE R2, NEXT END9.2. A/D转换器及其接口9.2.1. 双积分型A/D转换器工作原理双积分型A/D转换是一种间接A/D转换技术。双积分型A/D 转换器虽然转换时间较长，但其外接元件少使用方便，性能/价格比高，故在一些非快变信号的采集通道中使用十分广泛。1. MC14433与MCS-51单片机的接口图9.5 MC14433与8031直接连接的接口方法2. MC14433应用举例根据图9.6的接口，若将A/D转换结果由8031控制采集后送入片内RAM中的2EH、 2FH单元，并给定数据存放格式为图9.6 数据存放格式初始化程序：INT1 ：SETB IT1 ；选择INT1边沿触发方式 MOV IE, #10000100B ；开中断，INT1外部中断允许外部中断服务程序：PINT1: MOV A, P1 JNB ACC.4, PINT1JB ACC.0, PE1JB ACC.2, PL1SETB 77H AJMP PL2PL1:CLR 77HPL2:JB ACC.3, PL3SETB 74HAJMP PL4PL3:CLR 74HPL4:MOV A, P1JNB ACC.5,PL4MOV R0,#2EHXCHD A,R0PL5: MOV A,P1 JNB ACC.6,PL5 SWAP A INC R0 MOV R0,APL6: MOV A,P1 JNB ACC.7,PL6 XCHD A,R0 RETIPE1: SETB 10H RETI 9.2.2. 逐次逼近型A/D转换器接口1. 逐次逼近型ADC基本原理图9.6 逐次逼近ADC原理电路框图 2. ADC 0809/0808ADC 0809/0808为8路输入通道、8位逐次逼近式A/D转换器，可分时转换8路模拟信号。(1) 结构一个8位逐次逼近式A/D转换器、8路模拟转换开关、3-8地址锁存译码器和三态输出数据锁存器。(2) 引脚8路模拟量输入信号端：IN0IN78位数字量输出信号端：D0D7通道选择地址信号输入端：ADDA、ADDB、ADDC3. ADC 0809与单片机连接A/D转换程序： MOV DPTR，#0FE00H ；ADC口地址 MOV A，#00 ；转换IN0 MOVX DPTR，A；启动A/D转换 LCALL DELAY ；等待转换结束图9.7 ADC 0809与单片机连接原理图 MOVX A，DPTR；取转换结果 9.3. 习题解答9-1 (1)P195 双极性接法,没有反向Vout=-（B-128）/128XVref设Vref=5V则B=128/5+128=25+128=19H+80HMov R0, #0FEHSTART:Mov R2,#04HMov A,#80HLOOP1:Movx R0, AACALL DelayADD A, #019H;最后一次为FDHDJNZ R2, LOOP1Mov R2,#02HSubb A, #19HLOOP2: Subb A, #19HMovx R0, AACALL DELAYDJNZ R2, LOOP2AJMP STARTDEALY:Mov R7,#02H；2个字节 1个周期DL1:Mov R6,#0F7H；2个字节 1个周期DL2:DJNZ R6, DL2；3个字节 2个周期DJNZ R7, DL1；3个字节 2个周期RET; 2个周期12M时，每个周期1us P28页1+1+247*2+2+1+247*2+2+2 1ms时 R6=247, #0F7H1+R7*(1+R6*2+2)+2(2)双极性接法 P195Vout=-（B-128）/128XVref设Vref=5V则B=128/5+128=25+128=19H+80H1V对应19H-2V 对应 80H-19H-19H=4E+2V 对应 80H+19H+19H=B2HORG 0080HSTART: MOV A , #4EHMov R0, #0FEHUp: MOVX R0, AINC AACALL DELAYCJNE A, #B2H, UpDown:MOVX R0, ADEC AACALL DELAYCJNE A, #4EH,DownSJMP UpDEALY:Mov R7,#02H；2个字节 1个周期DL1:Mov R6,#0F7H；2个字节 1个周期DL2:DJNZ R6, DL2；3个字节 2个周期DJNZ R7, DL1；3个字节 2个周期RET; 2个周期12M时，每个周期1us P28页1+1+247*2+2+1+247*2+2+2 1ms时 变化1V，1V为19H=25，所以延时时间为40us ，则R6=7, #07H2+R7*(2+R6*2+2)+2END9-8 ORG 0000HAJMP MainORG 0013HAJMP INT1ORG 0030HMain:Mov DPTR,78FFHMov R0,#20HMov R2,#08HSETB IT1;P75下跳沿SETB EX1SETB EASTART:Movx, DPTR, AJNB F0,$CLR F0DJNZ R2,STARTINT1:PUSHMOVX A,DPTRMov R0, AINC R0Mov A, DPHINC AMov DPH, ASETB F0POPRETIEND9-9 设fosc=6M, 最大定时时长为131ms,题目要求1分钟，则通过600次100ms的定时来实惠。实现100ms的计数初值为：2EXP16-100*10EXP(-3)/(2*10EXP(-6)=15536=3CB0HP72: 振荡周期为晶振的倒数:1/fosc 全部以秒为单位统一FLAG Bit 00HORG 0000HAJMP MainORG 000BH;T0中断与口AJMP INT0ORG 0013HAJMP INT1ORG 0030HMain:Mov DPTR,78FFHMov R0,#20HMov R2,#08HMov R6,#0AH ;定时1秒Mov R7,#