8-MCS-51单片机系统应用扩展技术教学课件

8MCS-51单片机系统应用扩展技术1、舟遥遥以轻飏，风飘飘而吹衣。2、秋菊有佳色，裛露掇其英。3、日月掷人去，有志不获骋。4、未言心相醉，不再接杯酒。5、黄发垂髫，并怡然自乐。8MCS-51单片机系统应用扩展技术8MCS-51单片机系统应用扩展技术1、舟遥遥以轻飏，风飘飘而吹衣。2、秋菊有佳色，裛露掇其英。3、日月掷人去，有志不获骋。4、未言心相醉，不再接杯酒。5、黄发垂髫，并怡然自乐。单片机原理与接口技术第9章MCS-51单片机

系统应用扩展技术本章教学要求(1)熟悉常用ADC和DAC芯片工作原理。(2)掌握含ADC和DAC芯片的单片机应用系统的硬件设计和程序设计方法。(3)了解高于8位的ADC和DAC芯片工作原理及其单片机应用系统设计过程。(4)了解I2C总线工作原理，熟悉软件模拟I2C总线时序的程序设计方法。(5)熟悉日历时钟芯片、IC卡、串行EEPROM存储器接口设计方法。----第9章MCS-51单片机系统应用扩展技术D/A转换器是一种将数字信号转换成模拟信号的器件，为计算机系统的数字信号和模拟信号环境的连续信号之间提供了一种接口。9.1D/A转换器及其与单片机接口技术

D/A转换器（DAC）根据其内部是否具有锁存器可以分为两类：一类是芯片内部有数据锁存器、片选信号和写信号，数据输入引脚可以直接和单片机的总线进行连接，不需要中间接口器件；另一类是芯片内部没有锁存器，不能直接与单片机的总线连接，中间必须加锁存器，或者通过并行接口或串行接口与单片机进行连接。从分辨率角度看，D/A转换器有8位分辨率器件和高于8位分辩率器件。单片机与D/A转换器接口时，以上两方面内容都必须兼顾。9.1D/A转换器及其与单片机接口技术9.1.18位D/A转换器与单片机接口技术--8位D/A转换器芯片DAC0832DAC0832的主要技术特性：

转换时间为1μs。

数据输入可以采用单缓冲、双缓冲或直通方式。

分辨率为8位。

逻辑电平输入与TTL电平兼容。

采用单一正电源供电。---DAC0832与单片机的接口电路9.1.1常用DAC芯片简介图9-2DAC0832与MCS-51单片机的接口电路---DAC0832与单片机的接口电路9.1.1常用DAC芯片简介【例9-1】根据图9-2所示DAC0832与单片机的接口电路，编写程序，实现在VOUT端输出锯齿波形。---DAC0832与单片机的接口电路9.1.1常用DAC芯片简介分析：DAC0832工作在单缓冲方式，并且其端口地址为7FFFH。程序如下。P0832：MOVDPTR,#7FFFH;DPTR指向DAC0832 MOVA,#0LOOP:MOVXDPTR,A;数据送到DAC0832 NOP;延时,调整该时间可改变输出波形斜率 INCA LJMPLOOP9.1.2高于8位的D/A转换器与单片机接口技术图9-3DAC1210引脚及内部结构【例9-2】设计DAC1210与MCS-51单片机的接口电路并编写完成一次D/A转换的程序。9.1.2高于8位的D/A转换器与单片机接口技术

分析：根据图9-3及其功能描述，DAC1210与MCS-51单片机的接口电路如图9-4所示。从图中连接关系可以看出，高8位数据写入地址为E000H（P2.7=1，P2.6=1，P2.5=1），低4位数据的写入地址为C000H（P2.7=1，P2.6=1，P2.5=0），12位DAC寄存器的写入地址为2000H（P2.7=0，P2.6=0，P2.5=1）。设：R2中为D/A转换高8位数据，R3中为D/A转换低4位数据。9.1.2高于8位的D/A转换器与单片机接口技术9.1.2高于8位的D/A转换器与单片机接口技术DA1210:PUSHDPL PUSH DPH MOV DPTR,#0E000H;DPTR指向8位输入缓冲器 MOV A,R2 MOVX DPTR,A ;送出高8位数据 MOV DPTR,#0C000H;DATR指向4位输入缓冲器 MOV A,R3 MOVXDPTR,A ;送出低4位数据 MOV DPTR,#2000H;DPTR指向12位DAC寄存器 MOVX DPTR,A ;选通12位DAC寄存器 POP DPH POP DPL RETD/A转换程序9.2A/D转换器与单片机接口技术A/D转换器是单片机应用系统进行数据采集的重要器件，它是将连续的模拟信号转换成二进制数的器件。从工作原理上看，常用A/D器件有双积分型、逐次逼近型等；从分辨率角度看，有8位A/D器件及分辨率高于8位的A/D器件。9.2.18位A/D转换器与单片机接口技术1．8位A/D转换器芯片ADC0809图9-5ADC0809内部结构2．ADC0809与单片机的接口电路9.2.18位A/D转换器与单片机接口技术图9-7ADC0809的控制时序9.2.18位A/D转换器与单片机接口技术【例9-3】根据图9-8所示ADC0809与MCS-51的硬件连接，要求采用中断方法，编写进行8路A/D转换的程序。9.2.18位A/D转换器与单片机接口技术

分析：由图9-8连接关系可知，8个A/D通道的地址范围是7FF8H～7FFFH，将IN0～IN7转换结果分别存入片内RAM的30H～37H地址单元中。

;******主程序******ORG0000HLJMPMAIN ;转主程序ORG0003H ;中断服务程序入口地址LJMPINT0F ;中断服务程序ORG0100HMAIN:MOVR0,#30H ;内部数据指针指向30H单元 MOVDPTR,#7FF8H ;指向P2.7口,且选通IN0 ;(低3位地址为000) SETBIT0 ;设置外部中断0为下降沿触发 SETBEX0 ;允许中断 SETBEA ;开总中断允许MOVXDPTR,A ;启动A/D转换 LJMP$ ;等待转换结束中断9.2.18位A/D转换器与单片机接口技术;******中断服务程序******INT0F:MOVXA,DPTR ;取A/D转换结果 MOVR0,A ;存结果 INCR0 ;内部指针下移 INCDPTR ;外部指针下移,指向下一路 CJNER0,#38H,NEXT ;未转换完8路,继续转换 CLREX0 ;关中断允许 RETI ;中断返回NEXT:MOVXDPTR,A ;启动下一路A/D转换 RETI ;中断返回 END9.2.18位A/D转换器与单片机接口技术9.2.2高于8位的A/D转换器与单片机接口技术1．12位A/D转换器芯片AD574图9-9AD574的引脚9.2.2高于8位的A/D转换器与单片机接口技术表9-2AD574的控制信号组合表9.2.2高于8位的A/D转换器与单片机接口技术2．AD574与单片机的接口电路9.2.2高于8位的A/D转换器与单片机接口技术AD574:MOVR1,#30H;R1指向数据缓冲区 MOVR0,#0FCH ;R0指向启动地址 MOVXR0,A ;启动A/D转换LOOP:JBP1.0,LOOP ;等待转换结束 INC R0 ;指向读高8位数据地址 INC R0 MOVXA,R0 ;读高8位数据 MOVR1,A ;存高8位数据 INC R0;指向读低4位数据地址 INC R1 ;指向缓冲区下一字节地址 MOVXA,R0 ;读低4位数据 MOVR1,A ;保存低4位数据 RET9.3串行EEPROM与单片机接口技术

为了简化集成电路之间的互连，Philips公司开发出一种标准外围总线互连接口，称为“集成电路间总线”或“内部集成电路总线”I2C（Inter-IC），I2C总线是一个两线双向串行总线接口标准。采用这种接口标准的器件只需要使用两条信号线与单片机进行连接，就可以完成单片机与接口器件之间的信息交互。9.3.1I2C串行总线概述I2C总线运用主/从双向通信。器件发送数据到总线上，则定义为发送器，器件接收数据则定义为接收器。主控器件和被控器件都可以工作于接收和发送状态。总线必须由主控器件控制，主控器件产生串行时钟控制总线的传输方向，并产生起始和停止条件。串行数据线（SDA）上的数据状态仅在串行时钟线（SCL）为低电平期间才能改变，SCL为高电平期间，SDA状态的改变被用来表示起始和停止条件。I2C总线数据传输过程如图9-11所示。9.3.1I2C串行总线概述图9-11I2C总线数据传输过程9.3.224CXXEEPROM存储器1．串行EEPROM引脚功能图9-1224CXX封装2．串行EEPROM寻址3．串行EEPROM操作9.3.324C01与单片机接口技术图9-13MCS-51单片机与24C01EEPROM的硬件接口电路9.4日历时钟芯片与单片机接口技术

在单片机应用系统中经常用到与日期、时间有关的控制操作，如在收费系统、计量系统中有许多与日期、时间有关的操作。这时在系统中加入一个日历时钟芯片，将给编程及操作带来很大的方便。9.4.1日历时钟芯片8563的工作原理

8563的内部组成包括：一个可自动产生增量的地址寄存器，一个内置的32.768kHz的振荡器（带有一个内部集成的电容），一个分频器（用于给实时时钟RTC提供源时钟），一个可编程时钟输出，一个定时器，一个报警器，一个掉电检测器和一个400kHzI2C总线接口。图9-148563引脚定义9.4.1日历时钟芯片8563的工作原理

8563有16个寄存器。16个寄存器被设计成可寻址的8位并行寄存器：两个控制/状态寄存器的地址是00H和01H；秒-年寄存器的地址是02H～08H；报警寄存器的地址是09～0CH，用于定义报警条件；地址是0DH的寄存器用于控制CLKOUT引脚的输出频率；定时器控制寄存器的地址是0EH；定时器寄存器的地址是0FH。秒、分钟、小时、日、月、年、分钟报警、小时报警、日报警寄存器的编码格式为BCD，星期和星期报警寄存器不以BCD格式编码。9.4.2日历时钟芯片8563与单片机接口技术【例9-6】

设计8563与MCS-51单片机的接口电路并编写读写操作程序代码。分析：根据8563工作原理，其接口方法和24C01与单片机接口方法相同，接口电路如图9-15所示。9.4.2日历时钟芯片8563与单片机接口技术;读8563时间参数至单片机内部RAM的30H～36H单元。 DTEQUB DATA0EQU0 ;R0 ADDREQU1 ;R1READTIME: MOV A,#2 MOV ADDR,A MOV A,#30H MOV DATA0,A MOV A,#0A3H MOV DT,A CALLREADN ;该子程序在 例9-5中给出 RET9.4.2日历时钟芯片8563与单片机接口技术;将内部RAM的30H～36H单元的时间参数写入8563。WTIME:MOV A,#2 MOV ADDR,A MOV A,#30H MOV DATA0,A MOV A,#0A2H MOV DT,A CALLWRITEN;该子程序在例9-5中给出 RET9.5IC卡与单片机接口技术IC卡是将集成电路芯片镶嵌于塑料基片中、封装成卡的形状，外形与磁卡相似。IC卡是一种电路卡，它在读写性能上优于磁卡和光卡，在使用上更容易进行操作，因而得到了广泛应用。IC卡可以分成下列3类。(1)存储卡：卡中的集成电路仅是EEPROM芯片，是较简单的IC卡。(2)逻辑加密卡：卡中的集成电路除具有EEPROM芯片外，还有加密逻辑。(3)CPU卡：卡中的集成电路包括CPU，RAM，ROM，EEPROM和固化在ROM中的片内操作系统。9.5.1SLE4442IC卡图9-16SLE4442IC卡触点分布表9-9SLE4442IC卡触点的定义和功能1．EEPROM主存储器2．32位PROM型保护存储器3．4×8位EEPROM型加密存储器9.5.2SLE4442IC卡数据传送协议1．复位和复位响应图9-18SLE4442IC卡复位响应时序图2．命令模式9.5.2SLE4442IC卡数据传送协议图9-20SLE4442IC卡命令模式的时序3．输出数据模式4．处理数据模式9.5.3SLE4442IC卡操作命令表9-10SLE4442IC卡命令格式表9-11SLE4442IC