单片机课件第七章

1、l7.1 LED显示接口n7.1.1 LED显示器的工作原理 管脚图 共阴极 共阳极 显示 共阴极 共阳极 数字 小数点暗 十六进制 小数点暗 十六进制 Dp g f e d c b a Dp g f e d c b a00 01111113FH1 1000000 C0H10 000011006H1 1111001 F9H20 10110115BH1 0100100 A4H30 10011114FH1 0110000 B0H40 110011066H1 0011001 99H50 11011016DH1 0010010 92H60 11111017DH1 0000010 82H70 00001

2、1107H1 1111000 F8H80 11111117FH1 0000000 80H90 11011116FH1 0010000 90HA0 111011177H1 0001000 99HB0 11111007CH1 0000011 83HC0 011100139H1 1000110 C6HD0 10111005EH1 0100011 A3HE0 111100179H1 0000110 86HF0 111000171H1 0001110 8EH灭0 000000000H1 1111111 FFH小数点1 000000080H0 1111111 7FHn7.1.2 显示器的显示方式LED数码

3、管的显示方式有静态显示和动态显示。1. 静态显示 静态显示是指当显示某个数字或字符时，相应的字段(发光二极管)恒定地导通或关断，直到显示下一个数字或字符为止。特点：公共段直接接地(共阴极)或电源(共阳极)，每个数码管的字段选线直接(ag,dp)与一个8位的并口相连。占有硬件多，一般用于显示器位数较少的场合。2. 动态显示 LED动态显示是将所有数码管的段选线(ag,dp)都并接在一起，接到一个8位的I/O接口上，每个数码管的公共端(称为位选端)分别由相应I/O接口线控制 四位数码管的动态显示图D3D2D1D0I/O(1)I/O(2)l7.2 液晶显示器LCDn7.2.1 LCD显示器的概述1.

4、 LCD显示的工作原理 LCD(Liquid Crystal Display)是液晶显示器的缩写，液晶显示器是基于液晶电光效应的一种被动显示器。被动显示器是因为它通过借助外界光线照射液晶材料实现显示，而非液晶显示器自身发光显示。它的工作原理是利用液晶的物理特性，在通电时使液晶排列变得有秩序，使光线容易通过；在不通电时，排列则变得混乱，阻止光线通过。2. LCD的分类 按电光效应分类：LCD可分为电场效应类、电流效应类电热效应类等三类。电场效应类又可分为扭曲向列型效应(Twisted Nematic TN)型、宾主效应(GH)型和超前扭曲(Super Twisted Nematic STN )型

5、等。 按显示内容分类：LCD可分为字段式(又称为笔画式)、点阵字符型和点阵图形三种。 按采光方式分类：LCD可分为带背光源和不带背光源两类。3. LCD的驱动方式：静态驱动和动态驱动n7.2.2 字符型LCD1602A的应用 1. 主要技术参数：显示容量：216个字符、 芯片工作电压：4.55.5V；反射型EL或者LED背光，其中EL为100VAC400Hz，LED为4.2VDC； 字符尺度：2.954.35mm。2. 接口说明引脚 引脚 编号 名称 状态 功能1 Vss 电源地2 Vcc +5V逻辑电源3 VEE 液晶驱动电源4 RS 输入 寄存器选择：1为数据，0为命令5 R/W 输入 读

6、/写操作选择：1为读。0为写6 E 输入 使能信号714 D0D7三态 数据总线15 LED+ 输入 背光电源的正极16 LED- 输入 背光电源的负极3. 指令说明0 x38 设置16*2显示，5*7点阵，8位数据接口；0 x01 清屏；0 x0F 开显示，显示光标，光标闪烁；0 x08 只开显示；0 x0e 开显示，显示光标，光标不闪烁；0 x0c 开显示，不显示光标；0 x06 地址加1，当写入数据的时候光标右移；0 x02 地址计数器AC=0;（此时地址为0 x80） 光标归原点，但DDRAM中断内容不变；0 x18 光标和显示一起向左移动。；4. LCD1602A程序编写流程及各模块

7、子程序 (1) 头文件，宏定义、管脚定义 (2) LCD1602A初始化子程序 (3) LCD1602A显示初始化子程序(4) 读忙子程序(5) 写指令写数据子程序(6) 显示单个字符子程序(7) 显示字符串子程序l7.3 键盘接口n7.3.1 键盘的工作原理1按键的电路原理 按键电路及波形断开闭合断开 按键的抖动人眼察觉不到，但会对CPU 产生干扰，进而产生误处理。为了识别按键闭合一次，对按键做相应的处理，必须采取措施消除抖动。 硬件消抖电路断开闭合+5V+5V输出2按键抖动的消除按键抖动消除的方法有两种：硬件消除和软件消除。分析可知：当按键闭合时，即输出为0，无论按键是否有跳动，输出仍为0

8、；当按键断开，输出为1，无论按键是否有跳动，输出仍为1，可消除按键抖动。 软件消除法是在第一次检测到按键闭合时，执行10ms的延迟子程序，避开抖动，待电平稳定后再读入按键的状态信息，确定按键是否闭合，以消除抖动影响。3键盘接口的控制方式 随机方式、中断方式、定时方式n7.3.2 键盘的分类和接口1. 独立式键盘Vccn7.3.3 矩阵式键盘1. 矩阵式键盘的工作原理矩阵式按键的工作过程如下： 1)判断是否有键闭合。 2)判断按键闭合位置 3)键码计算 4)等待键的释放l7.4 A/D转换器与C51单片机的接口n7.4.1 A/D转换器1. A/D转换器的类型：逐次逼近式A/D转换器、双斜率积分

9、式A/D转换器和V/F变换式A/D转换器。2. A/D转换器的主要指标分辨率：一位最小单位的数字量所表示的模拟电压变化量，它与位数有关；量化误差：在量化时造成的有限分辨率与无限分辨率间的最大偏差；转换速度：转换一次的时间，逐次比较型一般为510us；转换精度：它反映实际A/D在量化值上与理想A/D的差值，用绝对或相位误差表示。3. A/D转换器的组成 模拟输入信号和参考电压； 数字输出信号 启动A/D转换信号，输入信号； 转换结束信号或者“忙”信号，输出信号； 数据输出允许信号，输入信号n7.4.2 ADC0809与C51单片机的接口1. ADC0809的概述 ADC0809是采用CMOS工艺

10、制成的逐次逼近式、8位A/D转换器，采用28脚DIP封装，其结构原理框图和引脚分配分别见图7-15和图7-16。它包含有一个8路模拟开关、地址锁存器和译码电路、比较器、256R电阻网络、电子开关逐位比较寄存器SAR、三态输出锁存缓冲器以及控制和定时电路等(1)ADC0809外部引脚功能(2) ADC0809主要功能特点(3) ADC0809的操作时序2. ADC0809与C51单片机的接口n7.4.3 A/D转换器的选择和分析1. A/D转换器的选择原则：转换速率和分辨率、器件功能、模拟输入信号的幅度和极性、器件功耗。2. A/D转换电路设计时注意事项：电路接口、电源电压和参考电压、器件保护、

11、抗干扰。l7.5 D/A转换器与C51单片机的接口n7.5.1 D/A转换器概述1. 内部无锁存器2. 内部带锁存器n7.5.2 DAC0832的C51编程1. DAC0832概述(1) DAC0832的主要特性分辨率：8位，逻辑电平与TTL兼容；电流稳定时间：1us；参考电压工作范围：-10V+10V；可单缓冲、双缓冲或直接输出；单电源供电：+5V+15V；低功耗：200mW。(2) DAC0832内部框图及引脚 在DAC0832内部的8位输入数据寄存器和8位DAC寄器，可以分别选通。因此，可以通过选通输入寄存器的控制端，将单片机输出的数据输入到输入寄存器，在需要D/A转换时，再选通DAC寄

12、存器，实现D/A转换(3) DAC0832的工作方式 直通方式 单缓冲方式 双缓冲方式2. DAC0832与80C51的接口电路 D/A转换芯片除了用于输出模拟量外，也常用于产生各种波形。在MCS-51单片机的控制下，产生三角波、锯齿波、矩形波以及正弦波，且产生各种波形的硬件电路是相同的(1) 阶梯波设定一个8位的变量，该变量从0开始循环增加，每增加一次向DAC0832写入一个数据，得到一个输出电压，这样则可以得到一个阶梯波。如果需要获取任意起始电压或终止电压的波形，则需要先确定起始电压和终止电压对应的数字量。在程序中修改起始和终止数字量。(2) 三角波 将正向阶梯波和反向阶梯波结合起来则可以

13、获得三角波(3) 矩形波矩形波也是一种常用的波形信号，通过增加不同的延迟时间可以获得不同占空波的矩形波，当延时时间相同时，即是方波信号。上限电压和下限电压对应的数字量可计算得到。(4) 正弦波利用DAC0832实现正弦波输出时，首先需要将正弦波模拟电压离散化。对于一个离散化为N点的正弦波，需要计算出这N个离散点的模拟电压对应的数字量，并制成一个表存储。 由于正弦波是对称的，只需计算1/4周期内点的值即可。n7.5.3 串行输入D/A转换器TLC5615 1. TLC5615的结构和原理TLC5615是具有3线串行接口的D/A转换器，其输出为电压型，最大输出电压是基准电压值的两倍，带有上电复位功

14、能，上电时将DAC寄存器复位为零。2. TLC5615与AT89C51单片机的串行接口电路P3.1P3.2/CSTLC5615AT89C51P3.0DINSCLKREFINOUTl7.6 MCS-51单片机与开关器件的接口n7.6.1光电耦合器及驱动接口 光电耦合器是一种以光为媒介传输电信号的一种电光电转换器件。它由发光源和受光源两部分组成。 光电耦合器件在实际工作中使用的比较广泛，主要作用有： 可将输入和输出两部分进行电气隔离，各使用一套电源系统，信息通过光电转换器件进行单向传输。由于光电隔离器的输入端与输出端之间的绝缘电阻比较大，寄生电容小，因此干扰信号很难从输出端反馈到输入端，从而实现隔离作用； 可实现电平转换； 提高驱动能力，微型机的输出信号通过光电耦合器可直接驱动负载。n7.6.2 M