[工学]3-人机对话与数据通信

1、第三章第三章 人机对话与数据通信人机对话与数据通信键盘键盘LCD显示器显示器触摸屏技术触摸屏技术串行总线数据通信串行总线数据通信PTR2000无线数据传输无线数据传输3.1 键盘键盘 键盘的种类：键盘上闭合键的识别是由专用键盘的种类：键盘上闭合键的识别是由专用 硬件实现的，称为编码键盘，靠软件实现的称硬件实现的，称为编码键盘，靠软件实现的称为非编码键盘。为非编码键盘。 键盘的接口必须解决下列的一些问题：键盘的接口必须解决下列的一些问题： （1）决定是否有键按下；）决定是否有键按下； （2）如有键按下，决定是哪一个键被按下；）如有键按下，决定是哪一个键被按下； （3）确定被按键的读数；）确定被按

2、键的读数； （4）反弹跳）反弹跳按键抖动的消除。按键抖动的消除。 （5）处理同时按键既同时有一个以上的按键。）处理同时按键既同时有一个以上的按键。3.1.1 非编码键盘非编码键盘1. 独立连接式非编码键盘独立连接式非编码键盘P接口+V10k*42.矩阵式非编码键盘矩阵式非编码键盘识别按键的方法行扫描法线反转法行线x2x1x0y0y1y2y3列线0489512376AB10K*3+5V行 码 列 码0键：1 1 0 1 1 1 0 1键：1 1 0 1 1 0 1 2键：1 1 0 1 0 1 1 3键：1 1 0 0 1 1 1 4键：1 0 1 1 1 1 0 5键：1 0 1 1 1 0

3、1 A键：0 1 1 1 0 1 1 线反转法线反转法并并 行行 接接 口口11010000+5V+5V并并 行行 接接 口口11011011+5V+5VP2.7P2.0WRRDALEP08031CEIO/MWRRDALED0D7PA7PA0PC0PC1PC2PC3+5V 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 315.1K4+5V1K20FRESET8155PA6PA5PA4PA3PA2PA1非编码键盘接口非编码键盘接口3.1.2 键盘信号的获取方法有三种：键盘信号的

4、获取方法有三种： .程序扫描法中断扫描法定时中断法键盘监控程序设计方法有 . 直接分析法 状态矩阵法3.1.3 编码键盘编码键盘 . 编码键盘的基本任务是识别按键，提供按键读数，一个高质量的编码键盘还应具有反弹跳、处理同时按键等功能. . 静态编码器普通编码器如74148可编程键盘/显示接口 如8279 静态式编码器接口静态式编码器接口11101234567101112131234897674148EIA0A1A2A2A1A0A0A1A2键键01234567000011 110011001101010101a）接口电路b）真值表D0D1D2D3D4 D5D6D7P0.0P0.1P0.2P0.3

5、P0.4 P0.5P0.6P0.7ALEP2.7RDINT18051RL7RL6RL5RL4RL3RL2RL1RL0CLKA0WRRDIRQ74LS373RESETSHIFTCNTL20F+5V2KSL0SL1SL2827974LS138Y0Y7VCC+5V1514131211109876543210BIC8708dpBIC8708+5Vfgc edba B0B1B2B3A0A1A2A3CSWR3.2 数码显示技术数码显示技术 液晶显示是一种功耗极低的被动式显示液晶显示是一种功耗极低的被动式显示器件。其优点为：工作电流比器件。其优点为：工作电流比LED小几小几个数量级，尺寸小，厚度约为个数量级

6、，尺寸小，厚度约为LED的的1/3等。等。vLCD的驱动方式的驱动方式:驱动方式由电极引线驱动方式由电极引线的选择确定。既的选择确定。既LCD选定后，其驱动方选定后，其驱动方式也就随之确定了。式也就随之确定了。静态驱动静态驱动迭加驱动迭加驱动(时分驱动时分驱动)3.2.1 LCD数码显示数码显示3.2.13.2.1、七段、七段LCD显示器显示器 静态驱动方式静态驱动方式 VA 1=1LCDABC不显示显 示VB VC VA-VC 迭加驱动方式迭加驱动方式: 迭加驱动方式通常采用电压平均法。其占空比有迭加驱动方式通常采用电压平均法。其占空比有1/2、1/8、1/12、1/16、1/32、1/64

7、等，偏比有等，偏比有1/2、1/3、1/5、1/7、1/9等。等。 硬件译码的LCD驱动接口-ICM7211 七位宽驱动器七位宽锁存器可编程4/7译码器七位宽驱动器七位宽锁存器可编程4/7译码器七位宽驱动器七位宽锁存器可编程4/7译码器七位宽驱动器七位宽锁存器可编程4/7译码器4位锁存使能2位锁存使能2/4译码器1oneshot振荡器128使能检测器背光板驱动器BP输入/输出输入数据DS1DS2振荡器输入CS1CS2第4位段输出第3位段输出第2位段输出第1位段输出ICM7211AM与与8031单片机的接口单片机的接口 BP ICM7211D0 D1 D2 D3 DS1 DS2 CS1 CS2=

8、1 =1=1=1P1.1P1.2P1.3P1.4P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P2.7WR单单片片机机3.2.23.2.2、字符式、字符式LCD显示器显示器 LCM-512-01A点阵字符式液晶显示模块点阵字符式液晶显示模块: : 自带驱动自带驱动IC和液晶显示控制和液晶显示控制IC。该模块上的控制。该模块上的控制器是器是H HD44780内部有字符发生器和显示数据存储器，内部有字符发生器和显示数据存储器，可显示可显示96个个ASCII字符和字符和92个特殊字符。个特殊字符。 控控制制器器LCD 显显 示示 屏屏驱驱 动动 器器 ER/WRSDB0DB7VDDVOVSS二.

9、模块各管脚的功能为： Vss： 地线输入端。地线输入端。 VDD： +5V电源输入端。电源输入端。 Vo： 液晶显示面板亮度调节，通过液晶显示面板亮度调节，通过1020K的电的电阻接到阻接到+5V和地之间起调节亮度的作用。图和地之间起调节亮度的作用。图3-13所所示为示为Vo的接法。的接法。 RS： 寄存器选择信号输入线。当其为低电平时，寄存器选择信号输入线。当其为低电平时，选通指令寄存器；为高电平时选通数据寄存器。选通指令寄存器；为高电平时选通数据寄存器。 R/W： 读读/写信号输入线。低电平为写入，高电写信号输入线。低电平为写入，高电平为读出。平为读出。 E： 使能信号输入线。读状态下，高

10、电平有效；使能信号输入线。读状态下，高电平有效；写状态下，下降沿有效。写状态下，下降沿有效。 (14) D0D7： 数据总线。可以选择数据总线。可以选择4位总线或位总线或8位总线操作，选择位总线操作，选择4位总线操作时使用位总线操作时使用D4D7。 HD44780的显示功能：分为DDRAM、CGRAM1.DDRAM: 显示数据RAM，用来寄存待显示的字符地址指针 如果要在LCD屏幕的第一行第一列显示一个“A”字,就要向DDRAM的80H地址写入“A”字的地址值就行了。， 第一行第一行80H81H82H83H84H85H86H87H第二行第二行90H91H92H93H94H95H96H97HHD

11、44780的存储功能：分为DDRAM、CGRAM2. CGRAM :内部的字符集字符内部的字符集字符存储了160个不同的点阵字符图形，如下表所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码。比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，就能看到字母“A”。 )两种方式显示字母“A”：(1)在DDRAM中存入某个内存地址(这个地址中是字符A)；(2)或者在CGRAM中存入41H(表示内部字符集中的字符A) 字符L在内部字符集中 对应的代码是多少？ 高4位： 0100 (列值) 低

12、4位： 1100 (行值) 合起来就是：01001100B=4CH内部字符集1.清显示命令: (执行时间1.64ms) ：功能：清DDRAM和AC值。 2.光标返回命令: 执行时间1.64ms) ：功能：AC= 0， 光标、画面回HOME位 3:输入方式: (执行时间40s) 设置光标、显示画面移动的方向。其中：I/D =1： 数据读、写操作后，AC自动增一； I/D =0： 数据读、写操作后，AC自动减一； S = 1：数据读、写操作，画面平移； S = 0： 数据读、写操作，画面不动。 三、HD44780指令集4.显示开关控制: 。 其中：D表示显示开关：D = 1为开，D = 0为关；

13、C表示光标开关：C = 1为开，C = 0为关； B表示闪烁开关：B = 1为开，B = 0为关。5.光标、显示画面移动： 其中：S/C=1为显示画面位移；S/C=0为光标位移 R/L=1为右移；R/L=0为左移 6.功能设置: 工作方式设置（初始化指令）。 其中： DL = 1：8位数据接口；DL = 0：4位数据接口； N = 1：两行显示；N = 0：一行显示； F = 1：5 10点阵字符；F = 0：5 7点阵字符。7.CGRAM地址设置: 将CGRAM的6位地址码(范围00H-3FH)写入地址计数器AC内，随后CPU的数据读写都是针对CGRAM单元的访问。 8.DDRAM地址设置:

14、 1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 将DDRAM的7位地址码送入地址计数器AC内。随后CPU的数据读写都是针对大DDRAM单元的访问。 DDRAM地址范围80H-97H 9.读BF及AC值: BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0读出忙标志BF的值。如果BF=1，表示系统内部正在进行工作，不能接收下一条指令。同时能够读出AC的值(7位)。AC到底是DDRAM还是CGRAM，取决于上次对AC的读写。10.写数据 。 CPU把数据写入DDRAM或CGRAM。 如果上一次操作的是DDRAM，则写入的是要显示的字符在内存中的地址。 如果上一次操作的是CGRAM，则写入

15、的是该字符在内部字符集中的编码。 在写数据前，要解决： (1) 希望写入的字符显示在LCD屏的哪个位置上？(即DDRAM地址或 CGRAM地址) (2)写入一个字符扣，LCD是加1还是减1？11.读数据。3.2.3 图形式图形式LCD显示器显示器FM12864F-12 FM12864F-12液晶显示模块:12864全图形点阵液晶显示器 内置8192个中文汉字（16X16点阵）、 128个字符（8X16点阵） 一屏可显示84个(1616点阵)汉字64X256点阵图形显示RAM（GDRAM）。 可与CPU直接接口，提供两种界面来连接微处理机：8-位并行及串行两种连接方式。具有多种功能：光标显示、画

16、面移位、睡眠模式等。 3.2.3 图形式图形式LCD显示器显示器FM12864F-12-一、FM12864F-12外观ITEMNOMINAL DIMENUNIT模块体积937812.5mm视域70.738.8mm行列点阵数12864dots点距离0.520.52mm点大小0.480.48mm二、引出线的功能二、引出线的功能引脚名称方向说明引脚名称方向说明1VSS-GND（0V）11DB4I数据42VDD-Supply Voltage For Logic (+5v)12DB5I数据53VO-Supply Voltage For LCD （悬空）13DB6I数据64RS (CS)OH: Data

17、L: Instruction Code14DB7I数据75R/W (SID)OH: Read L: Write15PSBOH: Parallel Mode L: Serial Mode6E (SCLK)OEnable Signal16NC-空脚7DB0I数据017/RSTOReset Signal 低电平有效8DB1I数据118NC-空脚9DB2I数据219LEDA-背光源正极（LED+5V）10DB3I数据320LEDK-背光源负极（LED-OV）三、与硬件的接口三、与硬件的接口 (可以并口方式接，也可可以并口方式接，也可以串口方式接以串口方式接)并口方式并口方式串口方式串口方式并口方式并口

18、方式四四. FM12864F-12的指令系统的指令系统(基本指令集基本指令集)指令指令码说明执行时间（540KHZ）RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0清除显示0000000001将DDRAM填满“20H”，并且设定DDRAM的地址计数器（AC）到“00H”4.6ms地址归位000000001X设定DDRAM的地址计数器（AC）到“00H”，并且将游标移到开头原点位置；这个指令并不改变DDRAM的内容4.6ms进入点设定00000001I/DS指定在资料的读取与写入时，设定游标移动方向及指定显示的移位72us显示状态开/关0000001DCBD=1：整体显示ONC=1：光标

19、ONB=1：游标位置ON72us游标或显示移位控制000001S/CR/LXX设定游标的移动与显示的移位控制位元；这个指令并不改变DDRAM的内容72us功能设定00001DLX0REXXDL=1 （必须设为1）RE=1： 扩充指令集动作RE=0： 基本指令集动作72us设定CGRAM地址0001AC5AC4AC3AC2AC1AC0设定CGRAM地址到地址计数器（AC）72us设定DDRAM地址001AC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0设定DDRAM地址到地址计数器（AC）72us读取忙碌标志（BF）和地址01BFAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0读取忙碌标志（BF）可以确认内部

20、动作是否完成，同时可以读出地址计数器（AC）的值0us写资料到RAM10D7D6D5D4D3D2D1D0写入资料到内部的RAM（DDRAM/CGRAM/IRAM/GDRAM）72us读出RAM的值11D7D6D5D4D3D2D1D0从内部RAM读取资料（DDRAM/CGRAM/IRAM/GDRAM）72us指令集使用说明指令集使用说明1、当模块在接受指令前，微处理顺必须先确认模块内部处于非忙碌状态，即读取BF标志时BF需为0，方可接受新的指令；如果在送出一个指令前并不检查BF标志，那么在前一个指令和这个指令中间必须延迟一段较长的时间，即是等待前一个指令确实执行完成，指令执行的时间请参考指令表中

21、的个别指令说明。2、基本指令集与扩充指令集的选择控制位是“RE”。当变更“RE”位元后，往后的指令集将维持在最后的状态，除非再次变更“RE”位元，否则使用相同指令集时，不需每次重设“RE”位元。基本指令集基本指令集00000000011、清除显示、清除显示功能：清除显示屏幕，把DDRAM AC计数器调整为“00H”2、位址归位、位址归位功能：把DDRAM AC计数器调整为“00H”，游标回原点，该功能不影响显示DDRAMCODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB000

22、0000001X00000001I/DS3、位址归位、位址归位CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0功能：把DDRAM AC计数器调整为“00H”，游标回原点，该功能不影响显示DDRAM功能：执行该命令后，所设置的行将显示在屏幕的第一行。显示起始行是由Z地址计数器控制的，该命令自动将A0-A5位地址送入Z地址计数器，起始地址可以是0-63范围内任意一行。Z地址计数器具有循环计数功能，用于显示行扫描同步，当扫描完一行后自动加一。基本指令集基本指令集4、显示状态、显示状态 开开/关关功能： D=1；整体显示ON C=1；游标ON B=1；游标位置ON

23、 5、游标或显示移位控制、游标或显示移位控制功能：设定游标的移动与显示的移位控制位：这个指令并不改变DDRAM的内容CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0000000S/CR/OXX00001D0XREXX6、功能设定、功能设定CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0功能：D0=1（必须设为1） RE=1；扩充指令集动作 RE=0：基本指令集动作0000001DC B基本指令集基本指令集0001AC5AC4AC3AC

24、2AC1AC07、设定、设定CGRAM AC的值的值功能：设定CGRAM位址到位址计数器（AC） 8、设定、设定DDRAM AC的值的值功能：设定DDRAM位址到位址计数器（AC）CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0001AC6AC5AC4AC3AC2AC1AC001 BFAC6AC5AC4 AC3AC2AC1AC09、读取忙碌状态（、读取忙碌状态（BF）和位址）和位址CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0功能：

25、读取忙碌状态（BF）可以确认内部动作是否完成，同时可以读出位址计数器（AC）的值基本指令集基本指令集10、写资料到、写资料到RAM功能：写入资料到内部的RAM（DDRAM/CGRAM/TRAM/GDRAM）11、读出、读出RAM的值的值功能：从内部RAM读取资料（DDRAM/CGRAM/TRAM/GDRAM）CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB011D7D6D5D4D3D2D1D010D7 D6 D5D4 D3 D2 D1 D70五五. FM12864F-12的

26、指令系统的指令系统(扩充指令集扩充指令集)指令指令码说明执行时间（540KHZ）RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0待命模式0000000001将DDRAM填满“20H”，并且设定DDRAM的地址计数器（AC）到“00H”72us卷动地址或IRAM地址选择000000001SRSR=1：允许输入垂直卷动地址SR=0：允许输入IRAM地址72us反白选择00000001R1R0选择4行中的任一行作反白显示，并可决定反白与否72us睡眠模式0000001SLXXSL=1：脱离睡眠模式SL=0：进入睡眠模式72us扩充功能设定000011X1REG0RE=1： 扩充指令集动作RE

27、=0： 基本指令集动作G=1 ：绘图显示ONG=0 ：绘图显示OFF72us设定IRAM地址或卷动地址0001AC5AC4AC3AC2AC1AC0SR=1：AC5AC0为垂直卷动地址SR=0：AC3AC0为ICON IRAM地址72us设定绘图RAM地址001AC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0设定CGRAM地址到地址计数器（AC）72us X坐标坐标第一行第一行80H81H82H83H84H85H86H87H第二行第二行90H91H92H93H94H95H96H97H第三行第三行88H89H8AH8BH8CH8DH8EH8FH第四行第四行98H99H9AH9BH9CH9DH9EH9FH

28、 六、FM12864F-12显示屏的显示屏的汉字汉字显示坐标显示坐标 七、FM12864F-12程序示例程序示例/初始化液晶界面函数,作用是清屏void inilcd() unsigned char i;unsigned char code a4=0 x30,0 x01,0 x02,0 x0e; psb=0;delay(75);psb=1;lcd_rst = 0;delay(2);lcd_rst = 1;for(i=0;i4;i+) wcd(0,ai);其中：unsigned char code a4=0 x30,0 x01,0 x02,0 x0e;/DDRAM初始化的指令格式 七、FM128

29、64F-12程序示例程序示例/写指令函数与写数据函数wcd(i,n) /当i为的时候为写指令n,i为时候为写数据nvoid wcd(unsigned char i,unsigned char n) rbf(); /读忙 switch(i) case 0: rs=0;rw=0;P0=n;break; /设置写指令时的状态 case 1: rs=1;rw=0;P0=n;break; /设置写数据时的状态 e=1; delay(10); /将要写入的值设置为P0的状态 e=0; /关使能 七、FM12864F-12程序示例程序示例/读忙标志函数读忙标志函数void rbf(void) do rs=0

30、; /设置读忙时的状态设置读忙时的状态 rw=1; /P0=0 xff; delay(1); /延迟一会儿延迟一会儿 e=1; /开使能端开使能端 while(bf); /不忙则跳出不忙则跳出 e=0; /关使能关使能 七、FM12864F-12程序示例程序示例void jiemian() unsigned char code b420=Voltage Sample 1, Digital Input 2,Digital Output 3,Write USB 4 ; unsigned char *pm; pm=b0; wcd(0,0 x80); /写入首地址 do wcd(1,*pm); /依次

31、写入数据 delay(10); /字与字之间延迟一会儿 pm+; /数据地址自增一 while(*pm!=0); pm=b1; wcd(0,0 x90); /写入首地址 do wcd(1,*pm); /依次写入数据 delay(10); /字与字之间延迟一会儿 pm+; /数据地址自增一 while(*pm!=0); /. /. 七、FM12864F-12程序示例程序示例void jiemian() / unsigned char code b420=Voltage Sample 1,/ Digital Input 2,Digital Output 3,Write USB 4 ; / unsi

32、gned char *pm; /./. pm=b2; wcd(0,0 x88); /写入首地址 do wcd(1,*pm); /依次写入数据 delay(10); /字与字之间延迟一会儿 pm+; /数据地址自增一 while(*pm!=0); pm=b3; wcd(0,0 x98); /写入首地址 do wcd(1,*pm); /依次写入数据 delay(10); /字与字之间延迟一会儿 pm+; /数据地址自增一 while(*pm!=0); 3.3 触摸屏简介 一、触摸屏的类型一、触摸屏的类型 1.按触摸屏的结构进行分类按触摸屏的结构进行分类 嵌入式嵌入式(内置式内置式)结构结构 外挂式

33、外挂式 2.按触摸屏的检测手段进行分类按触摸屏的检测手段进行分类 红外式红外式 电阻式电阻式 电容式电容式 表面声波式表面声波式电阻触摸屏电阻触摸屏电阻触摸屏的主要部分是一块多层的复合电阻薄膜电阻触摸屏的主要部分是一块多层的复合电阻薄膜.它最大的特点是不怕油污，灰尘，水。电阻触摸屏它最大的特点是不怕油污，灰尘，水。电阻触摸屏共同的缺点是因为复合薄膜的外层采用塑胶材料共同的缺点是因为复合薄膜的外层采用塑胶材料, ,不知道的人太用力或使用锐器触摸可能划伤整个不知道的人太用力或使用锐器触摸可能划伤整个 触摸屏而导致报废。常用在触摸屏而导致报废。常用在PDAPDA等手持设备或其它等手持设备或其它. .

34、 红外触摸屏以光束阻断技术为基本原理，不需要在原来的显示器表面覆盖任何材料.其主要优点是价格低廉、安装方便、可以用在各档次的计算机上。缺点:发光二极管寿命比较短，影响了整个触摸屏的寿命;红外线触摸屏由于依靠感应红外线运作，外界光线变化会影响其准确性,且红外线触摸屏不防水不防污物，甚至非常细小的外来物体也会导致误差，影响性能。近来红外触摸技术有较大突破.主要应用在较大尺寸上. 电容屏在原理上把人体当作一个电容器元件的一个电极使用，是利用人体的电流感应进行工作的. 电容式触摸屏是众多触摸屏中最可靠、最精确的一种,但价钱也是众多触摸屏中最昂贵的一种。缺点是反光严重,最大缺点是漂移. 表面声波触摸屏是

35、众多触摸屏中较可靠、较精确的一种且其价格比适中，是现时触摸屏市场很畅销的产品。它具有低辐射、不耀眼、不怕震、抗干扰强等特点；抗刮伤性良好，不受温度、湿度等环境因素影响，寿命长透光率高，能保持清晰透亮的图像质量；没有漂移，只需安装时一次校正；有第三轴（即压力轴）响应。 灰尘、油污等对其表面影响较大。 性能类别红外四线电阻电容表面声波五线电阻价格低低高高较高清晰度 字符图象模糊字符图象模糊很好较好透光率100%90%90%98%95%色彩失真 有有 分辨率1000*7204096*40964096*40964096*40964096*4096防刮擦 主要缺陷一般，怕硬物敲击非常好且不怕硬物一般，怕

36、锐器野蛮使用外框易碎差一般不怕好但锐器反应速度50-300ms10-20ms15-24ms10ms10ms材料塑料框架或透光外壳多层玻璃或塑料复合膜四层复合膜纯玻璃多层玻璃或塑料复合膜多点触摸左上角中心点中心点智能判断中心点 ADS7843是一个内置12位模数转换、低导通电阻模拟开关的串行接口芯片。 四线电阻触摸屏是由两个透明电阻膜构成的. 在它的水平和垂直电阻网上施加电压.就可通过A/D 转换面板在触摸点测量出电压. 从而对应出X、Y坐标值触摸屏控制器ADS7843ADS7843与单片机的连接ADS7843的控制字其中其中: S为数据传输起始标志位，该位必为为数据传输起始标志位，该位必为1。

37、 A2A0进行通道选择进行通道选择(001采集采集Y坐标，坐标，101坐标坐标X坐标坐标)。MODE用来选择用来选择A/D转换的精度，转换的精度，1选择选择8位，位，0选择选择12位。位。SER/DFR选择参考电压的输入模式选择参考电压的输入模式(为为1表示参考电压非差动输入，为表示参考电压非差动输入，为0表示差动输入表示差动输入)。 PD1、PD0选择省电模式：选择省电模式： 00省电模式允许，在两次省电模式允许，在两次A/D转换之间掉电，且中断允许；转换之间掉电，且中断允许； 01同同00，只是不允许中断；，只是不允许中断；10保留；保留；11禁止省电模式。禁止省电模式。为了完成一次电极电

38、压切换和为了完成一次电极电压切换和A/D转换，需要先通过串口往转换，需要先通过串口往ADS7843发送控制字，转换完成后再通过串口读出电压转换值。发送控制字，转换完成后再通过串口读出电压转换值。3.4 3.4 串行总线数据通讯串行总线数据通讯 3.4.1、RS-232C总线标准及应用引脚号信号名称方 向信 号 功 能1DCDPC机仪器PC机收到远程信号（载波检测）2RXDPC机仪器PC机接收数据3TXDPC机仪器PC机发送数据4DTR PC机仪器PC机准备就绪5GND- 信号地6DSRPC机仪器仪器准备就绪7RTSPC机仪器PC机请求发送数据8CTSPC机仪器仪器已切换到接收状态（清除发送）9

39、RIPC机仪器通知PC机，线路正常（振铃指示）计算机9芯串口引线功能电平转换芯片介绍电平转换芯片介绍 (1)RS-232驱动器的电平： 输出电平 逻辑0：+5V+15V； 逻辑1：-5V -15V 输入检测电平逻辑0：+3V ； 逻辑1：-3V故可知：RS-232C使用的是负逻辑。(2) 单片机、PC机使用的是TTL电平(正逻辑,)输出电平 逻辑0，0 0.8VCC； 逻辑1，2.4 5VCC输入检测电平： 逻辑0，2.4VCC (3)因此，需要有将RS-232电平转换成TTL电平的转换芯片(MAX232A) 电平转换芯片介绍电平转换芯片介绍( (两个单片机通讯两个单片机通讯) ) TXDRX

40、DTXDRXDT1INR1OUTT1OUTR1INR2INT1OUTT1INR2OUTTTL电平80518051MAX232AMAX232ATTL电平RS-232电平RS-232电平TTL电平TTL电平电平转换芯片介绍电平转换芯片介绍( (单片机和单片机和PCPC机通讯机通讯) ) TXDRXDT1INR1OUTT1OUTR1INRXDTXDTTL电平8051MAX232APC机TTL电平RS-232电平RS-232电平PC机的串口，输出的是RS-232电平单片机和单片机和PC机通讯机通讯3.4.23.4.2、RS-422/485RS-422/485标准总线及其应标准总线及其应用用 RS-44

41、9RS-449与与RS-232CRS-232C的主要差别是信号的传输方式不同。的主要差别是信号的传输方式不同。RS-449RS-449接口是利用信号导线之间的电位差，可在接口是利用信号导线之间的电位差，可在1200m1200m的双绞线上进的双绞线上进行数字通信，速率可达行数字通信，速率可达90kb/s90kb/s。由于。由于RS-449RS-449系统用平衡信号系统用平衡信号差电路传输高速信号，所以噪声低，又可以多点或者使用公差电路传输高速信号，所以噪声低，又可以多点或者使用公用线通信。用线通信。 RS-422RS-422是是RS-449RS-449标准的子集，规定了电气方面的要求。标准的子集

42、，规定了电气方面的要求。 RS-422ARS-422A的传输率最大为的传输率最大为10Mb/s10Mb/s，在此速率下，电缆允许长度，在此速率下，电缆允许长度为为120m120m。如果采用较低传输速率，如。如果采用较低传输速率，如90kb/s90kb/s，最大距离可达，最大距离可达1200m1200m。 RS-485RS-485是是RS-422ARS-422A的变形。的变形。RS-422ARS-422A为全双工，可同时发送和为全双工，可同时发送和接收；接收；RS-485RS-485则为半双工，在某一时刻，一个则为半双工，在某一时刻，一个RS-485RS-485控制器控制器只能作发送只能作发送(

43、 (或者接收或者接收) )，另一个作接收，另一个作接收( (或发放或发放) )。 RS485管脚与接线图RS485管脚与接线图RS-232C、RS-422A、RS485性能比较 接接 口口性性 能能RS- -232CRS- -422ARS- -485操作方式操作方式单端单端差动方式差动方式差动方式差动方式最大距离最大距离/ /m15(24kb/s)1200(100kb/s)1200(100kb/s)最大速率最大速率200kb/s10Mb/s10Mb/s最大驱动器数目最大驱动器数目1132最大接收器数目最大接收器数目11032接收灵敏度接收灵敏度3V200mV200mV驱动器输出阻抗驱动器输出阻

44、抗30060k120k接收器负载阻抗接收器负载阻抗37 7k4k12k负载阻抗负载阻抗37 7k10060 对共用点电压范围对共用点电压范围/ / V2525-0.25+6+6-712123.4.33.4.3、USBUSB通用串行总线及应用通用串行总线及应用“Universal Serial Bus” Universal Serial Bus” vUSB具有如下一些特点：具有如下一些特点： USB接口统一了各种接口设备的连接头，接口统一了各种接口设备的连接头， 即插即用即插即用（plug-and-play），并能自动检测与配），并能自动检测与配置系统的资源。置系统的资源。 具有具有“热插拨热插

45、拨“（hot attach &detach）的特性。）的特性。 USB最多可以连接最多可以连接127个接口设备。个接口设备。 USB1.1的接口设备采用两种不同的速度：的接口设备采用两种不同的速度： 12Mbps（全速）和（全速）和1.5Mbps（慢速）。（慢速）。 USB 2.0的传输速度最高可达到的传输速度最高可达到480Mbps，也即是，也即是480Mbit/s. .（一）USB基本特性 USB采用四线电缆，其中两根是用来传送数据的串行通道，另两根为下游设备提供电源 .VBUSDGNDD+VBUSD+DGND USB系统的基本构架可以分为三个主要的部分： USB主机控制器/根集线

46、器； USB集线器； USB设备。主机主机根集线器根集线器Hub端口端口USB设备设备Hub（二）（二）USBUSB的数据传输的数据传输 1传输基础传输基础v配置通信配置通信 (PC机检测新USB设备；或者单片机检测新USB设备)v应用通信应用通信 (传输到缓冲器读取缓冲器中数据等待)v管理总线上的数据管理总线上的数据 (多个USB端口共享一条唯一的传输通道，分时共享CPU时间。将时间分成1ms的帧，每个传输分配得到帧的一部分)。v注意：一个PC机可以和多个RS-232接口通讯；而多个USB接口共享一个PC机上的数据总线（所有USB连接到同一根根集线器）。（二）（二）USBUSB的数据传输的数

47、据传输 2、设备端点：、设备端点：每个每个USBUSB设备有一个唯一的地址设备有一个唯一的地址，这个地址是在设备连上主机时，由主，这个地址是在设备连上主机时，由主机分配的，而机分配的，而设备中的每个端点在设备内部有唯一的端点号设备中的每个端点在设备内部有唯一的端点号。这个端点号是在。这个端点号是在设计设备时给定的。设计设备时给定的。端点是主机与设备之间通信的目的或来源。控制端点可以双向传输数据，端点是主机与设备之间通信的目的或来源。控制端点可以双向传输数据，而其它端点只能在单方向传输数据。主机和设备的通信最终作用于设备上的各而其它端点只能在单方向传输数据。主机和设备的通信最终作用于设备上的各个

48、端点，它是主机与设备间通信流的一个逻辑终端。个端点，它是主机与设备间通信流的一个逻辑终端。每个端点都是一个简单的连接点，或者支持数据流进设备，或者支持其流每个端点都是一个简单的连接点，或者支持数据流进设备，或者支持其流出设备，两者不可兼得。设备被枚举时，它必须向主机报告各个端点的特性，出设备，两者不可兼得。设备被枚举时，它必须向主机报告各个端点的特性，包括端点号，通信方向，端点支持的最大包大小，带宽要求等包括端点号，通信方向，端点支持的最大包大小，带宽要求等(其中端点支持的其中端点支持的最大包大小叫做数据有效负载最大包大小叫做数据有效负载)。每个设备必须有端点每个设备必须有端点0，它用于设备枚

49、举和对设备进行一些基本的控制功，它用于设备枚举和对设备进行一些基本的控制功能能。除了端点除了端点0，其余的端点在设备配置之前不能与主机通信，只有向主机报，其余的端点在设备配置之前不能与主机通信，只有向主机报告这些端点的特性并被确认后才能被激活。告这些端点的特性并被确认后才能被激活。 （二）（二）USBUSB的数据传输的数据传输 3设备连接到主机设备连接到主机( (设备枚举设备枚举) )(1) USB(1) USB描述符描述符(USB(USB的身份证的身份证) ) 设备描述符 (主机向设备请求的第一个描述符，包含设备一般信息和配置此设备需要使用的信息) 配置描述符 (主机给新的USB设备的配置的

50、信息) 接口描述符 (描述每一个设备的接口特性) 端口描述符 (描述端点属性及端点位置)(2) (2) 设备枚举的过程设备枚举的过程 设备插入端口(PC主机的根集线器或USB集线器的端口) 集线器在不停地轮询端口状态，一旦检测到电位改变，就会通知主机 主机得到响应后，以预设的地址(地址0)响应这个新设备，并取回设备描述符，以确定此设备是何种驱动程序 主机配置一个单独的地址给USB设备 主机取回配置描述符（二）（二）USBUSB的数据传输的数据传输 4传输类型传输类型 USB支持四种基本的数据传输模式：控制传输，等时传输，中断传输及数据块传输。每种传输模式应用到具有相同名字的终端，则具有不同的性

51、质。 控制传输类型：支持外设与主机之间的控制，状态，配置等信息的传输，为外设与主机之间提供一个控制通道。每种外设都支持控制传输类型，这样主机与外设之间就可以传送配置和命令/状态信息。双向传输、用于设置设备地址，读取设备描述符与请求 等时传输类型：支持有周期性，有限的时延和带宽且数据传输速率不变的外设与主机间的数据传输。该类型无差错校验，故不能保证正确的数据传输，支持像计算机电话集成系统（CTI）和音频系统与主机的数据传输。 中断传输类型：支持像游戏手柄，鼠标和键盘等输入设备，这些设备与主机间数据传输量小，无周期性，但对响应时间敏感，要求马上响应。本质上不是“中断”，而是由周期性的“轮询”， 批

52、量传输类型：支持打印机，扫描仪，数码相机等外设，这些外设与主机间传输的数据量大，USB在满足带宽的情况下才进行该类型的数据传输。如果总线忙，则等待；如果总线空闲，则快速批量传输。（三）主机如何通信 在在PCPC机上，机上，USBUSB设备与设备与PCPC机的通讯机的通讯 USB系统软件：USB核心驱动程序、USB主控制器驱动程序、USB设备驱动程序。 其中，由PC机的操作系统提供的是USB核心驱动程序、USB主控制器驱动程序； USB设备驱动程序由用户编写。 USB核心驱动程序通过USB主控制器驱动程序与USB设备驱动程序通讯在单片机上，在单片机上，USBUSB设备通过设备通过USBUSB接口

53、芯片与单片机通讯。接口芯片与单片机通讯。（四）（四）USBUSB接口器件及应用接口器件及应用 USB专用接口芯片PDIUSBD12的主要特点： 高性能USB 接口器件集成了SIE FIFO 存储器收发器以及电压调整器 。 可与任何外部微控制器/微处理实现高速并行接口，2M 字节/秒 。 完全自治的直接内存存取DMA 操作 。 集成320 字节多结构FIFO 存储器 。 主端点的双缓冲配置增加了数据吞吐量并轻松实现实时数据传输 。 在批量模式和同步模式下均可实现1M 字节/秒的数据传输速率 。 具有良好EMI 特性的总线供电能力 。SIE (Serial Interface Engine)是 U

54、SB 外设最重要的硬件组成部分之一 EMI（Electromagnetic Interference), 简称电磁干扰）是指电磁波与电子元件作用后而产生的干扰现象 在挂起时可控制LazyClock 输出 。 可通过软件控制与USB 的连接 。 采用GoodLink 技术的连接指示器,在通讯时使LED 闪烁 。 可编程的时钟频率输出 。 符合ACPI OnNOW 和USB 电源管理的要求 。 内部上电复位和低电压复位电路 。 高于8kV 的在片静电防护电路减少了额外元件的费用 。 多中断模式实现批量和同步传输 。 双电源操作3.30.3V 或扩展的5V 电源,范围为3.65.5V 。 ACPI:

55、 (高级配置和电源接口)一种开放的工业规范，定义了对各种可移动、台式以及服务器计算机和外设的电源管理 OnNOW:即时启动 PDIUSBD12的引脚 功能（1）DATA07：双向数据位。（2）ALE：地址锁存使能。下降沿 关闭地址信息锁存。（3）CS-N：片选。低电平有效。（4）SUSPEND：器件处于挂起状态。（5）CLKOUT：可编程时钟输出。（6）INT-N：中断。低电平有效。（7）RD-N：读选通。低电平有效。（8）WR-N：写选通。低电平有效。（9）DMREQ：DMA请求。（10）DMACK：DMA应答。低电平有效。（11）EOT-N：DMA传输结束。低电平有效。EOT-ND仅当DMACK-N和RD-N或WR-N一起激活时才有效。（12）RESET-N：复位。低电平有效且不同步。片内上电复位电路，该管脚可固定接VCC。（13）GL-N：GoodLink LED指示器。低有效。（14）XTAL1，XTAL2：晶振连接端。如果采用外部时钟信号取代