第11章单片机常用接口.ppt

1、2,第11章 单片机常用接口,3,主要内容,11.1、单片机最小系统 11.2、数据存储器扩展 11.3、输入输出接口扩展 11.4、8255A可编程I/O接口扩展 11.5、单片机与外部A/D、D/A转换电路的接口 11.6、单片机与键盘的接口 11.7、单片机与LED显示器的接口 11.8、单片机与光电耦合器件的接口 11.9、单片机与继电器的接口 11.10、单片机与蜂鸣器的接口,4,11.1 单片机最小系统,概念：单片机最小系统是指能使单片机工作的、由最少器件构成的系统。 作用：作为核心模块使用在不同的设计中。针对设计的要求，在最小系统的基础上扩展多种功能单元就可以完成不同的设计。 构

2、成：一般应该包括单片机、时钟电路、复位电路。,5,使用STC12C5A60S2单片机构成的最小系统：,复位电路,晶振电路,6,最小系统作为应用的核心，可以为用户扩展提供三总线： 地址总线（AB）：输出,传送单片机要访问的外设或者接口的地址信息，决定了单片机的最大寻址能力。 如果单片机提供16条地址总线，可以访问的地址空间为216，即64KB。 数据总线（DB）:双向, 用来传送数据信息。通过数据总线，单片机可以和内存或其它总线器件之间传送数据。数据总线的宽度决定了一次可以操作的数据位数。 控制总线（CB）:用来传送控制信号。每一个控制线上信号的传输方向是确定的、单向的，输入或者输出。,7,51

3、单片机的三总线分配：,地址总线： P2口作为高8位地址线， P0口作为低8位地址线,数据总线： P0口作为8位的数据总线,控制总线： ALE、/RD、/WR,8,11.2 数据存储器扩展,概念：数据存储器即随机访问存储器 （Random Access Memory，RAM） 特点：可以读出或写入数据，属于易失性存储器，断电后存储的数据丢失，经常用于存储程序运行过程中产生的临时数据。,动态RAM（Dynamic RAM，DRAM）,静态RAM（Static RAM，SRAM）,分类：,功耗低、价格相对便宜， 但是需要定时刷新才能维持信息不变,造价比DRAM高，但是不需要动态刷新， 信息一经写定就

4、不会变化，和单片机的连接简单， 无需添加辅助电路，比较常用,9,11.2.1 SRAM芯片,1存储器容量的描述方法： （1）如果数据线有8条，每个存储单元为8位，存储容量可用字节数表示。 存储容量为128KB：表示该芯片有8条数据线，128K个存储单元，每个存储单元可以存储8位二进制数据。 （2）存储容量=存储单元的个数每个存储单元存储的二进制数据位数=2MN，其中M表示该芯片的地址线条数，N表示数据线条数。 容量1K4 的存储器，有1K个存储单元，每个存储单元保存4位二进制数据，所以地址线条数为10条（210=1K），数据线有4条。,10,2SRAM芯片的引脚-IS62C256AL,（1）地

5、址线A0A14：15根地址线，标识为A0A14，也就是有32K（215=32K）个存储单元，即32KB。,（2）数据线D0D7。,（3）控制线：为输出使能引脚，和单片机的引脚相连； /WE是写使能，和单片机的/WR引脚相连； /CS片选引脚，用来选通该芯片工作。,（4）电源VCC和地GND，使用5V电源供电。,11,11.2.2 单片机和SRAM的接口,存储器的三总线分别与系统分离出的三总线对应相连。,74LS373是8位的锁存器芯片。 当LE引脚输入高电平时，D0D7的数据被传送到输出端Q0Q7； 当LE引脚引脚变为低电平，输出端的数据被锁存，输入端数据不影响输出。,引脚为三态输出使能端，低

6、电平有效。,12,【例111】在片外扩展SRAM IS62C256AL中，从713FH7148H地址连续存放一个长度为10字节的无符号数，假设该数据按照低字节存放在高地址单元、高字节存放在低地址单元的顺序存放，请编写程序，将该数据读出，对其加1后写回到原位置。,AUXR寄存器中EXTRAM位需要置1，使用片外扩展的SRAM。 该题目要完成的内容： 首先最低位单元内容加1。 如果有进位，并且10个字节没有处理结束，就要将地址减1，并将该地址单元的内容加1。 重复第2步。,13,汇编语言程序段： AUXR EQU8EH ORLAUXR,#00000010B;设置EXTRAM=1，使用片外RAM M

7、OVDPTR,#7148H ;最低字节地址7148H送DPTR寄存器 MOVXA,DPTR ;将最低字节内容读出 ADDA , #01 ;最低字节加1，并形成Cy标志位 MOVXDPTR ，A ;回写 MOVR2,#9 ;循环次数9次，将高的9个字节加进位位 DECDPL LOOP:MOVXA,DPTR ;将内容读出 ADDC A，#00H ;加进位位 MOVXDPTR,A ;将修改后的内容写回原地址 DECDPL ;修改地址指针 DJNZR2,LOOP ;判断循环是否结束,使用汇编语言编程时，低字节加1后可能会产生进位，影响Cy标志位，需要使用ADDC指令将Cy标志位加入到较高字节的求和运算

8、中。,14,C51程序： void main( ) unsigned char i,x; AUXR =AUXR | 0 x02; XBYTE0 x7148=XBYTE0 x7148+1; /将最低字节数据加1。 x=XBYTE0 x7148;/最低字节暂存至x，可以作为是否有进位的判断条件 for(i=0;i9;i+) if (x=0) /当x=0条件成立，一定有进位，否则，无进位。 XBYTE0 x7147-i=XBYTE0 x7147-i+1; / x=0成立，有进位，高字节加1 x= XBYTE0 x7147-i; /暂存该字节数据，作为下次判断进位的条件 else break;/ x=

9、0条件不成立，说明没有进位，退出循环。 while(1) ; ,而使用C51编写该程序时，首先将最低字节数据加1，之后对高的九个字节进行处理。如果较低字节的数值加1后变为0，那么一定会有进位，较高字节需要加1。如果较低字节的数值加1后不为0，较高字节不需要加1。,15,11.3 输入输出接口扩展,概念：I/O接口电路就是处在单片机I/O口和外部设备之间的电路。 作用：对单片机I/O口的信号和外部设备的信号进行协调,11.3.1 I/O接口电路的功能,实现通信速度的匹配。 实现电平匹配。 增强驱动能力。 进行数模转换、模数转换。 ,16,11.3.2 简单的I/O口扩展举例,常用的输入接口可以使

10、用三态缓冲器74LS244、74LS245,74LS245为双向、三态、8位数据缓冲器。DIR为方向控制端，当DIR为高电平时，A端输入的数据从B端输出。,74LS244为单向、三态的数据缓冲器，常用作总线驱动器。内部有8个三态驱动器，分成两组、4位，分别由 和 控制，输入为A端，输出为Y端。,17,常用的输出接口：锁存器74LS373、74LS273、74HC573,74LS373是一个带三态缓冲输出的8D触发器，也是常用的地址锁存器芯片。数据从D0D7引脚输入，从Q0-Q7引脚输出。,为输出使能信号,LE为锁存使能端，低电平锁存有效,74LS273是带有清零端的8D触发器，常用作8位地址锁

11、存器。当清零端 输入低电平时，输出端Q的数据清零。当 保持高电平时，正常工作，在CLK引脚信号的上升沿将输入端1D8D的数据传送并锁存至输出端1Q8Q。,18,【例112】使用74LS244作为输入缓冲接口，74LS273作为输出锁存接口，请编程实现：当按键KEY1按下，LED1灯点亮，其它灯熄灭，同理，当KEYi按键按下，LEDi灯点亮，其它灯熄灭。,单片机P2.0输出为低电平、/RD输出低电平，使得74LS244被选通工作，才能获取按键输入信号。所以输出地址FEFFH。,单片机P2.0输出为低电平、/WR输出低电平，使能74HC273送出LED驱动信号。地址FEFFH。,19,（1）汇编语

12、言程序段： AUXREQU 8EH ORLAUXR,#00000010B ；设置EXTRAM=1，使用片外RAM MOV DPTR,#0FEFFH ；地址送DPTR NEXT:MOVX A, DPTR ；读74LS244的数据 NOP ；延时，等待74LS244的输出恢复高阻态 NOP NOP NOP MOVX DPTR,A ；将读入的数据送出，驱动LED NOP NOP NOP NOP SJMPNEXT,该指令可以使/RD、P2.0引脚为低电平,该指令可以使/WR、P2.0引脚为低电平,20,（2）C51程序： void main( ) unsigned char temp=0; AUXR=

13、AUXR | 02 ; /设置EXTRAM=1，使用片外RAM while(1) temp=XBYTE0 xFEFF; /读入按键状态 _nop_( ); /延时，等待74LS244的输出恢复高阻状态 _nop_( ); _nop_( ); _nop_( ); XBYTE0 xFEFF= temp ; /送出数据驱动LED _nop_( ); /延时 _nop_( ); _nop_( ); _nop_( ); ,21,11.4、8255A可编程IO接口扩展,8255A: Intel公司的通用可编程并行接口芯片。这一类芯片在正常工作前需要通过编程来设置其工作方式，所以称为可编程芯片。 作用：单片

14、机的并行口数量比较少，但是需要并行口的外设比较多，所以经常需要扩展并行口供外设使用。而8255A可以提供3个并行口。,22,11.4.1 8255A内部结构和引脚功能,数据线D0D7，负责传输数据信息、状态信息和控制字，与单片机的P0.0P0.7引脚连接。 有三个8位并行I/O口，A口、B口、C口。分别对应引脚PA0PA7、PB0PB7、PC0PC7。这些引脚通常和外设相连。 3、 、 两个引脚和单片机的同名引脚相连，单片机通过这两个引脚控制数据从8255A中读取或写入8255A。 4、 是片选信号，低电平有效。只有当该引脚为低电平时，单片机与8255A之间才能通信。,RESET是复位信号输入

15、引脚，高电平有效。8255A在正常工作之前需要进行一次复位。 两位地址线A1、A0选择四个端口：A口、B口、C口、控制端口,23,8255A 的内部结构,外 设,微 处 理 器,24,8255A 端口地址表,25,11.4.2 8255A控制字,两个控制字：方式选择控制字（用来设置8255A的工作方式）和C口置位/复位控制字（设置C口某一位的状态 ） 。 两个控制字的区分标志：控制字的D7位。 当D7位为1，使用的是方式选择控制字; 当D7位为0，使用的是C口置位/复位控制字。 使用：都是写到控制字端口(A1A0=11),26,1方式选择控制字,27,2C口置位/复位控制字,28,11.4.3

16、 8255A的工作方式,8255A有三种工作方式，方式0、方式1、方式2,29,A端口有三种工作方式 方式0、方式1、方式2 B端口有二种工作方式 方式0、方式1 C端口无工作方式选择 工作于方式0，或作为A、B工作于方式1、2时的联络信号 注： 方式0（基本输入/输出）：即无条件输入输出形式 方式1 （选通输入/输出）：查询、单向输入输出方式 方式2（双向数据传送）：查询、双向输入输出方式,30,单向无条件传送端口 A、B、C端口可单独工作于输入或输出 输出可以被锁存，但是输入不能被锁存。,一、方式0（基本输入/输出方式）,31,二、方式 1（选通输入输出）,功能：A、B端口作 8 位数据输

17、入或输出，C端口的特定位为A、B端口服务 应用：查询方式：C端口特定位传送状态 中断方式：C端口特定位发中断请求,32,A口方式1输入时相应的联络信号,B口方式1输入时相应的联络信号,方式1下输入端口的联络信号,对PC4置位, 会使A口的INTEA=1, 允许中断；对PC4复位, 使INTEA=0, 不允许中断,由外设发出，送给8255A 作用是将外设送来的数据锁存到8255A的输入端口,由STB信号置位，由读信号RD的上升沿复位,8255A 发出，用来向CPU发出中断申请,33,例：单片机确定有输入数据后，执行MOVX A，DPTR指令，读取8255A输入缓冲器中的数据，电路连接和时序如下：

18、,外设发来触发信号给PC4引脚,同时外设将数据送到8255数据缓冲区,8255A输入缓冲区满,8255向单片机发出中断请求信号,单片机发出读选通信号读走数据,34,A口方式1输出时相应的联络信号,B口方式1输出时相应的联络信号,方式1下输出端口的联络信号,35,由外设发出，送给8255A。作用是通知 8255A，输出端口的数据已被外设取走，可以传送下一个数据。 INTR：中断申请信号（高电平或上升沿有效） 8255A 发出, 用来向CPU发出中断申请。,方式1下输出端口的联络信号,当数据送至8255A输出缓冲器后，8255A自动发出。 表示CPU送来的数据已进入8255A输出端口，可用来通知外

19、设把数据取走。 由输出WR的上升沿置成低电平，由外设的应答ACK恢复成高电平,36,方式1下输出端口的联络信号, INTE：中断允许控制信号 作用是控制是否允许中断申请信号INTR发出 此信号无引脚引出，通过控制口对C口相应位的置位/复位设置允许或不允许。 对PC6置位, 使A口的INTEA=1, 允许中断；对PC6复位, 使INTEA=0, 不允许中断 对PC2置位, 使B口的INTEB=1, 允许中断；对PC2复位, 使INTEB=0, 不允许中断 在方式1下，作为联络信号的外部引脚PC6、PC2，不受C口按位置位/复位控制字控制,37,例：单片机通过8255A与输出设备相连，使A口工作在

20、方式1、输出方式，单片机执行输出命令MOVX DPTR，A将输出的数据送到PA口的输出锁存器，电路和时序如下：,单片机发出写命令,同时把数据输出到输出数据缓冲区,输出数据缓冲区数据满,外设查到OBFA引脚的低电平后，将数据读走，并回复应答信号,数据被取走了，8255向单片机发出中断请求，指示可以再次输出数据,38,方式2输入/输出端口的联络信号,工作在方式2时，C口有5根引脚作为A口的联络信号，是方式1下A口输入、输出联络信号的组合,39,11.4.4 8255A的应用,【例113】单片机通过8255A和字符打印机连接，编写程序段，将片内RAM地址为BUFFER的单元开始的10个字节数据传送给

21、打印机。,打印机的工作原理是： 当 引脚收到负脉冲时，数据线D7D0上的数据被锁存到打印机内部的数据缓冲区中，打印机将忙信号BUSY置1，表示正在处理输入的数据。当数据处理完毕后，将BUSY清0。,40,分析：数据传输使用8255A的A口，工作在方式0，输出。 8255A的PA7PA0与打印机的数据线D7D0连接，PC2与BUSY引脚相连，单片机可以查询PC2引脚获知打印机的状态。 8255A的端口A地址为F8FFH，C口地址FAFFH，控制字端口地址为FBFFH。,41,汇编语言程序段： APORTEQU0F8FFH CPORTEQU0FAFFH CONPORTEQU0FBFFH AUXR

22、EQU8EH,ORLAUXR,#00000010B ; 设置EXTRAM=1，使用片外RAM MOVA, #81H ; A口方式0输出，C口低4位输入、高4位输出 MOVDPTR,# CONPORT ; 控制口地址送DPTR寄存器 MOVXDPTR,A; 控制字写入控制口，对8255A初始化 NOP NOP NOP NOP NOP MOVA, #0DH ; C口置位/复位控制字，使PC6置1 MOVXDPTR,A; 控制字写入控制口，使打印机引脚为高电平 MOVR2, #10 ; 将字节数送寄存器R2 MOVR0,#BUFFER ; 数据缓冲区首地址送R0寄存器,42,L1: MOVDPTR,

23、 #CPORT; C口地址送DPTR寄存器 L2: MOVXA,DPTR; 读C口数据 ANLA, #04H ; 保留PC2的值， 可判断BUSY引脚状态。 JNZL2 ; BUSY1， 打印机处于忙状态，继续查询；BUSY=0，送出数据 MOVDPTR, #APORT ; A口地址送DPTR寄存器 MOVA,R0 ; 将存储区中数据读到A中 MOVXDPTR,A;数据通过A口输出 NOP ;短暂延时，等待数据输出、状态稳定 NOP NOP NOP NOP MOVA, #0CH; C口置位/复位控制字，使PC6为低电平 MOVDPTR,#CONPORT ; 控制口地址送DPTR寄存器 MOVX

24、DPTR,A; 控制字写入控制口 NOP NOP NOP NOP NOP MOVA, #0DH ; C口置位/复位控制字，使PC6为高电平 MOVXDPTR,A; 控制字写入控制口 INCR0 ;修改数据地址 DJNZR2,L1 ; 判断数据是否传送完毕,43,void main( ) unsigned char i=0,j=0; CONPORT=0 x081; /8255A初始化 CONPORT=0 x0D; /C口置位/复位控制字，使PC6输出高电平 for(i=0;i10;i+) do j=CPORT; /读C口数值，得到打印机状态 while(j ,#define APORT XBYT

25、E0 xF8FF #define CPORT XBYTE0 xFAFF #define CONPORT XBYTE0 xFBFF unsigned char idata BUFFER10;,44,11.5、单片机与外部AD、DA转换电路的接口,A/D转换器（Analog to Digital Converter，ADC）：将模拟信号转换成数字信号的集成电路 D/A转换器（Digital to Analog Converter，DAC）：将数字信号转换成模拟信号的集成电路。 这两类集成电路在单片机测控系统中经常使用。,单片机测控系统框图：,45,11.5.1 A/D转换器的分类和性能指标,1A/

26、D转换器的分类 逐次逼近式A/D（例如ADC0809）、双积分式A/D 、 型A/D、并行比较型A/D（如TLC5510） 2. A/D转换器的性能指标： 转换时间和转换速率：转换时间是完成一次转换所需要的时间。时间的倒数就是转换速率，即每秒转换的次数，常用的单位是KSPS（Kilo Samples per Second）、MSPS（Million Samples per Second）。 分辨率：数字量变化一个最小单位时，模拟量变化的大小。也可以用A/D转换器输出的二进制的位数表示分辨率。 转换精度：A/D转换器的转换精度由模拟误差和数字误差两部分。 模拟误差是由比较器、解码网络中的电阻值以

27、及基准电压波动等引起的误差，由器件质量决定。 数字误差主要有丢失码误差和量化误差，量化误差和A/D转换器输出的数字量的位数有关，位数越多量化误差越小。通常定义量化误差为分辨率的一半。,46,11.5.2高速A/D转换器TLC5510,TLC5510是美国TI（德州仪器）公司生产的8位高速并行模数转换器，采样速率高达20MSPS。在推荐的工作条件下，功耗仅为130mW。该芯片内部带有采样保持电路，大大简化了外围电路的设计。,TLC5510的内部结构,47,引脚的功能,1.AGND：模拟信号地； DGND：数字信号地； 2.ANALOG IN：模拟信号输入端； 3.CLK：时钟输入端； 4.D1D

28、8：数字信号输出端。D1为数据最低位，D8为最高位；,5： 数字量输出使能端。在该引脚输入低电平时，D1D8引脚输出的数据有效；在该引脚输入高电平时，D1D8引脚为高阻态 6.VDDA：模拟电路工作电源；VDDD：数字电路工作电源； 7.REFTS：内部参考电压引出端之一，当使用内部电压分压器产生额定的2V基准电压时，此端短路至REFT引脚； 8.REFT：参考电压引出端之二；REFB：参考电压引出端之三； 9.REFBS：内部参考电压引出端之四，当使用内部电压分压器产生额定的2V基准电压时，此端短路至REFB引脚。,48,TLC5510的工作时序,在时钟信号CLK的每一个下降沿采集模拟输入信

29、号。 第N次采集的数据经过2.5个时钟周期的延迟之后送到内部数据总线上。 CLK的最小周期为50ns，所以TLC5510的最高采样速率可以达到20MSPS。,49,11.5.3单片机与高速A/D转换器TLC5510的接口,50,【例114】在TLC5510的ANALOG IN引脚输入一个载有信息的模拟电压信号。为了对信号所载信息进行分析，需要先连续采集1000次，存于片内扩展RAM 0000H03E7H单元中，为便于分析，每两次采样之间的时间间隔必须相同。请编写子程序完成数据的采集。,分析：这里要求采集1000次数据，将循环次数放在寄存器Rn中，因为Rn的最大值为256，所以将1000个数据分

30、为4个循环采集，每一个循环采集250次数据，由R4R7四个寄存器控制循环次数。,51,READ_AD:ANLAUXR, #11111101B ;设置使用内部扩展RAM MOVDPTR, #0000H ;存放数据的初始地址 MOVR7, #250 ;采集次数，2504=1000次。 MOVR6, #250 MOVR5, #250 MOVR4, #250 SETBP1.7;启动三次A/D转换。 CLRP1.7 SETBP1.7 CLRP1.7 SETBP1.7 CLRP1.7 R_AD1:SETBP1.7 ; CLK信号，再一次启动A/D转换 CLRP1.7 MOVA,P0 ;读取数据 MOVXD

31、PTR,A ;存入片内扩展RAM缓冲区 INCDPTR ;修改地址指针 DJNZR7, R_AD1 ;判断250次采集是否完成,第四次启动AD转换后读回的数据是第一次采集到的数据，依次类推。 后面三个循环和R_AD1大同小异，控制循环次数的寄存器不同而已。,52,11.5.4 D/A转换器,1.D/A转换器的技术指标 分辨率：D/A转换器能分辨的最小输出模拟增量，也就是单位数字量输入引起的模拟量的变化。对于n位D/A转换器来说，分辨率应等于满量程值除以2n。当n越大，分辨能力越强。 转换精度：满量程时D/A转换器的实际输出值与理论值的接近程度。通常转换精度为分辨率的一半，但是温度漂移等不可估量

32、的因素也会对转换精度构成影响。 建立时间：将一个数字量转换成模拟量所需要的时间。这个指标可以用来描述D/A转换的速度。一般电流输出型的D/A转换器建立时间较短，电压输出型的D/A转换器建立时间相对较长。,53,2.D/A转换器的选型 选择D/A转换器的时候，首先需要考虑基本指标是否满足需求 芯片是电流型输出还是电压型输出，如果是电流型输出，需要外接IV转换电路将电流转换成电压。 芯片是否有锁存功能。D/A转换需要花费一定的时间，输入的数字量在转换过程中一定不能变化，如果发生了变化，输出的模拟量就不稳定，所以需要有锁存器将输入的数字量锁存，使其在转换过程中保持不变。如果D/A转换器片内没有锁存器

33、，就需要外接锁存器。,54,11.5.5 D/A转换器TLC5620,TLC5620是TI公司推出的带有高阻抗缓冲输入的数模转换器芯片。 特点： 4通道、8位、电压输出型， 采用+5V单电源供电。 数字信号在时钟CLK的控制下串行移位输入 每一通道均有输入锁存器和DAC锁存器两级缓冲， 内部有上电复位功能， 功耗低， 通过编程选择，可以使产生的输出电压范围为参考电压的12倍。,55,1.内部结构,56,当LOAD引脚为高电平时，在每个CLK下降沿，一位数据送入DATA引脚并移入串行移位寄存器，最高有效位（MSB）在前。 当11位数据全部移入后，LOAD拉低，将数据进行一级锁存，即LOAD信号下

34、降沿可以将输入的8位数字量锁存到输入锁存器Latch。 LDAC为低电平时，第二级锁存器直通，输入直接进行D/A转换并输出。当LDAC由高电平变为低电平时，数据锁存到DAC锁存器，这就是第二级锁存。 锁存后的数据进行D/A转换后输出，每一通道的输出电压V为： 其中Vref是参考电压，CODE是输入的数字量，范围0255，RNG是可编程增益倍数，取值为0或1，由输入的控制字配置。,工作原理：,57,2引脚功能,1.VCC、GND：电源端、地端。 2.REFA、REFB、REFC、REFD：4个参考电压输入端，限定了模拟输出电压的范围。 3.DACA、DACB、DACC、DACD：4个模拟电压输出

35、端 4.DATA：串行数据输入端。输入的每一位数字信号在时钟信号CLK的下降沿移入串行移位寄存器。,5.CLK：时钟信号输入端。时钟频率最大为1MHz。 6.LOAD：串行加载控制端。LOAD的下降沿将串行移位寄存器的数据锁存到输入锁存器。 7.LDAC：装载DAC控制端。LDAC信号从高电平变为低电平时，输入锁存器的数据被装载到DAC锁存器，经D/A转换后输出。,58,11.5.6 单片机与TLC5620的接口,TLC5620与单片机、微控制器等连接可以通过三线或者四线的串行总线实现，只需控制DATA、CLK、LOAD、LDAC四个引脚就可以。 控制字为11位的结构，包括8位数据位D0D7，

36、2位DAC通道选择位A1、A0和1位输出范围选择位RNG。 TLC5620内部的两个锁存器，分别受控于LOAD和LDAC引脚。根据两个锁存器是否需要锁存，可以将TLC5620与单片机连接为单缓冲方式或双缓冲方式。,59,1单缓冲方式 TLC5620内部的两个锁存器有一个处于直通状态，另一个受单片机控制。通常用单片机控制三个引脚CLK、DATA、LOAD，将LDAC引脚接地。,60,2.双缓冲方式 增加一个I/O口控制LDAC引脚。当LDAC引脚输入的信号由高到低变化时，TLC5620进行第二级锁存，然后进行D/A转换并送出结果,61,【例115】如图，选择TLC5620的A通道进行D/A转换，

37、请编程使DACA引脚输出锯齿波信号，电压范围0V5V。,分析： 模拟电压信号从0V到5V为一个周期。取Vref=5V ，RNG=0，当模拟量输出为0V时对应的数字量输入应为0;当模拟量输出为5V时对应的数字量输入应为255即FFH。 所以如果将数字量的输入从0开始逐步增大到FFH，对应输出的模拟量也从0开始逐渐增大到5V。 送出数据的格式：A1A0=00、RNG=0、8位的数字量。,62,汇编语言程序 DAT BITP1.0 CLK BITP1.1 LOAD BITP1.2 ORG 0000H MOV R6,#00000000B ;R6的高3位分别为A1、A0、RNG MOV R7,#0000

38、0000B ;发送的数据保存于R7 SETB LOAD START:LCALL SEND1 ;发送A1、A0、RNG LCALL SEND2 ;发送8位数据位 INC R7 ;将要转换的数字量递加 CLR LOAD ;LOAD的下降沿，将数据送入锁存器 LCALL DELAY_1s SETB LOAD SJMP START,63,SEND1:MOV A,R6 ;发送地址A1、A0和RNG MOV R5,#3 ;循环3次送出 LCALL SENDBIT ; RET SENDBIT: RLCA ;将要发送的数据位移位到Cy中 MOVDAT,C ;将数据按位发出 SETBCLK ;CLK的一次下降沿

39、，将一位数据锁存 LCALL DELAY _1s CLRCLK LCALL DELAY _1s DJNZR5, SENDBIT RET SEND2: MOV A,R7 MOV R5,#8;将要发送8位数据 LCALL SENDBIT RET DELAY _1s: MOV R2,#2 ;延时1s的子程序 DL0: DJNZ R2,DL0 RET END,SENDBIT入口参数在A、R5中，意为：将A中的高R5位一位一位的发送出去。,64,sbit CLK=P11; / 串行时钟，下降沿有效 sbit DAT=P10; /串行数据发送端 sbit LOAD=P12;/串行数据装载控制端，下降沿有效

40、 *函数声明部分* void send(unsigned char x , unsigned char n); / x：要发送的数据 ，n为发送数据的位数 void send_strobe( ); /发送LOAD选通信号的函数 void delay_1s( );/延时1s的函数 *主程序* void main( ) unsigned char pre_dat=0,send_data=0; LOAD=1; /初始化 while (1) send(pre_dat , 3);/ 送出A1、A0、RNG三位 send(send_data,8); / 送出8位数据位 send_data+; /要发送的数

41、字量加1 send_strobe( ); / 送出LOAD引脚的选通信号 ,A1、A0、RNG依次在pre_dat字节的高三位；send_data为送出的8位数字量。,65,void send(unsigned char x , unsigned char n) do if (x ,66,11.6、单片机与键盘的接口,键盘与单片机的连接方法有两种： 当按键个数比较少时，可以使用独立连接的键盘，其特点是：一个按键占用一根I/O口线，原理简单。 当按键个数比较多时，可以使用矩阵键盘，节约I/O口线，但是读取键码的程序比较复杂。,67,11.6.1按键的原理,1脚和2脚内部相连，3脚和4脚内部相连。

42、在按键按下或者弹起的时候，1、2引脚和3、4引脚接通或者断开，一般使用两个引脚即可。 每一个按键都是相同的，在使用时会被赋予不同的含义，这由程序的设计决定。,68,按键去抖动： 原因： 按键就是弹性开关，闭合和断开都利用了机械弹性实现，所以在闭合和断开的瞬间，必然有抖动现象，抖动的时间一般在5ms10ms左右，完成一次按键的时间大约为200ms左右 去抖动方法： 硬件方法或软件方法 。软件方法是检测到按键之后延时15ms左右，再次检查是否有按键信息。两次检测到有按键信息，才确认是有按键按下。,69,11.6.2独立键盘,【例116】STC12C5A60S2单片机的P3.2口连接一个按键，命名为

43、S1，P2.7引脚接发光二极管D1。如果按一次S1按键，让D1熄灭，再一次按下S1，让D1点亮，如此循环，请编程实现。,P3.2=0？,CPL P2.7,P3.2=0？,延时15ms去抖动,Y,Y,70,（1）汇编语言程序段： KEY： SETB P3.2 KEY0: JBP3.2,KEY0 ;查询P3.2引脚的状态，如果为高，则重新查询。 LCALL DELAY_15ms;延时15ms去抖动 JB P3.2,KEY ;重新查询P3.2引脚的状态 CPL P2.7 ;有键按下，改变D1的状态 KEY1: JNB P3.2,KEY1 ;查询P3.2引脚的状态，等待按键释放 LCALL DELAY

44、_15ms SJMP KEY DELAY_15ms:MOV R6,#177 ; 时钟频率12MHz时，延时15ms的子程序 DL0: MOV R5,#0 DJNZ R5,$ DJNZ R6,DL0 RET,71,（2）C51程序： #include sbit KEY1 = P32; sbit LED1 = P27; void delay_15ms( ); /15 ms 延时函数的声明 * void main( ) KEY1=1; while (1) while(KEY1=1); /查询，等待按键按下 delay_15ms( ); /延时15ms，去抖动 if (KEY1=0) LED1=!LE

45、D1;/有按键按下，D1状态改变 while(KEY1!=1) ; /等待按键释放 delay_15ms( ); /调用延时15ms的函数 ,72,【例117】8个按键分别连接到单片机P1口的每一个引脚，请编程使每个按键完成相应的任务。,73,MAIN:MOVSP,#0AFH MOVP1,#0FFH NOP ;短暂延时，等待输出稳定 LOOP:MOVA,P1 ;读P1口各个引脚状态 CJNEA, #0FFH, LOOP1 SJMPLOOP ;没有按键信号，循环查询 LOOP1:LCALL DELAY_15ms; 延时15ms去抖动 MOV A ,P1 ;重新读取P1口状态，确定是否有按键 CJ

46、NEA, #0FFH, LOOP2; SJMPLOOP LOOP2:MOVR1,A ; 将P1的状态保存到R1 LOOP3:MOVA,P1 CJNEA, #0FFH, LOOP3 ;等待按键释放 MOVA,R1 ;判断是哪一个按键被按下 JNBACC.0,KEY0;如果按键K0按下，去执行KEY0 JNBACC.1,KEY1 。 JNBACC.7,KEY7 LJMPLOOP KEY0:. ；K0按键按下后要执行的任务KEY0 AJMPLOOP;执行完KEY0任务后，重新读按键信息 。,74,void main( ) P1=0 xFF; while(1) temp=P1; /读P1口状态 if(

47、temp!=0 xFF) /如果条件成立，则有键按下 delay_15ms( ); /延时去抖动 temp=P1; if (temp!=0 xFF) /如果条件成立，表明已有按键按下 temp1= temp; /临时保存从P1口获取到的按键状态 do temp=P1; while (temp!=0 xFF); /等待按键释放 switch(temp1) /确定是哪一个按键按下，调用相关的函数 case 0 xFE:KEY0( );break; case 0 xFD:KEY1( );break; case 0 xFB:KEY2( );break; case 0 xF7:KEY3( );break

48、; case 0 xEF:KEY4( );break; case 0 xDF:KEY5( );break; case 0 xBF:KEY6( );break; case 0 x7F:KEY7( );break; ,75,11.6.3矩阵键盘,矩阵键盘又叫行列式键盘，是在I/O口线组成的行列矩阵的交叉点上连接按键。,关键任务：1、确定是否有键按下 2、确定是哪一个键按下,76,行线H0-H3作为输入，列线L0-L3作为输出。如果有按键按下，该按键所在的列线和行线短路。令行线输出为1，列线输出为0，无按键按下时，读行线的状态都应为高电平；有键按下后，读行线的状态就不再全为高。,如何确定是否有键按下

49、？,如何确定按下的键的键码？,令列线L0输出低电平，其它列输出高电平，再读H0-H3，如果有一条行线是低电平，则该行线和L0交叉点上的按键已被按下；如果四条行线都为高电平，即该列无按键按下。同样的方法，依次将L1、L2、L3输出低电平，其它列输出高电平，读回四行的状态以判断按键所在的行和列。 假设定义按键的键值=行号4+列号，根据按键所在的行和列获取到键值。,77,【例118】44矩阵键盘与单片机连接，编写程序，使不同按键按下时能执行相应的任务。,分析：P1.0P1.3作为H0H3行，输入，P1.4P1.7作为L0L3列，输出。键值=行号4+列号。,78,K_CODEEQU 30H;键码存放在

50、30H单元 S_CODEEQU 31H;扫描到的行号放在31H单元 C_CODEEQU 32H;输出的列码放在32H单元 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 1000H MAIN:MOV SP,#0AFH START:LCALL KEY MOV A,K_CODE CJNE A,#0FFH,KEY_T LJMP START,获取键码，键码值在K_CODE中,K_CODE初值为0FFH，如果不是这个值，说明有按键按下。,79,KEY_T:RL A ADD A,K_CODE ; MOV DPTR,#KEY_TAB JMP A+DPTR KEY_TAB:LJMP KEY0 LJMP KEY

51、1 LJMP KEY2 . ;这里省略了跳往KEY3KEY14的分支 LJMP KEY15 ;KEY子程序，返回值在K_CODE变量中，取值为015、0FFH KEY:MOV K_CODE,#0FFH MOV R0,#00H ;R0中存放列号 MOV P1,#0FH;将P1.0-P1.3(H0-H3)置1,P1.4-P1.7(L0-L3)清零 LCALL DELAY_1s MOV A,P1 ;读回P1口的状态 ANL A,#0FH ;保留P1口状态的低四位，对应四行的数值 CJNE A,#0FH,KEY_1 ;如有键按下，跳转到KEY_1处理。 RET ;无键按下，返回主程序,KEY_TAB

52、表中的LJMP指令是三字节指令，所以JMP A+DPTR指令中给出的地址偏移值为3 K_CODE,80,KEY_1:LCALL DELAY_15ms ;延时15ms去抖动 MOV C_CODE,#0EFH;该列码从P1口输出，使L0列输出低电平 COLUWN:MOV P1,C_CODE;每一次循环依次将L0、L1、L2、L3列线输出低电平 MOV A,C_CODE RL A ;列扫描码循环左移,为扫描下一列做准备，借助A完成左移 MOV C_CODE,A MOV A,P1 ;读回P1口的状态 ANL A,#0FH ;保留P1口状态的低四位，对应四行的数值 CJNE A,#0FH,KEY_2;该

53、列有键按下，跳转到KEY_2程序段 INCR0 ;该列没有按键按下，列号加1，准备查询下一列 CJNE R0,#04H,COLUWN RET;4列都没有按键按下，返回主程序 KEY_2:CJNE A,#0EH,K1 MOV S_CODE,#00 ;第0行 SJMP RESULT,81,K1:CJNE A,#0DH,K2 MOV S_CODE,#01 ;第1行 SJMP RESULT K2: CJNE A,#0BH,K3 MOV S_CODE,#02 ;第2行 SJMP RESULT K3: CJNE A,#07H,LEND MOV S_CODE,#03 ;第3行 RESULT:MOV A, S

54、_CODE ;计算键值，并放入K_CODE RL A RL A ;行4 ADD A, R0 ; A中的内容=行4 +列 MOV K_CODE,A LEND:RET,82,#include #include sbit H0=P10; sbit H1=P11; sbit H2 =P12; sbit H3 =P13; sbit L0 =P14; sbit L1 =P15; sbit L2 =P16; sbit L3 =P17; /*函数声明* void delay_15ms( ); /延时15ms的函数 void delay_1s( ); /延时1s的函数 unsigned char key( );

55、 void KEY0( ); void KEY1( ); void KEY15( );,该函数key（）用于获取所按键的键码，返回值为015。,83,void main( ) unsigned char K_CODE; / K_CODE变量值是获取到的键码015 while (1) K_CODE =key( ); / 获取键码 switch(K_CODE) case 0: KEY0( );break; case 1: KEY1( );break; / K_CODE为214时所对应的处理已省略 case 15: KEY15( );break; default: break; ,84,unsign

56、ed char key( ) /* KEY变量的值是计算得到的键码，无键按下时，默认为0 xFF；col为列号*/ unsigned char KEY=0 xFF,col=0,temp, i; P1=0 x0F; /将所有列清零，行置1 temp=0 xEF; /*准备送往P1口的数值暂存temp,该码使P1.4（L0）输出为低，其它行、列输出都为高 */ delay_1s( ); i=P1; /读回P1口数值 if (i ,85,switch(i ,86,case 0 x07: / H3引脚被拉为低电平，在3行有按键按下 KEY=12+col; /KEY=34+col doi=P1; /重新

57、读回P1口数值，等待按键释放 while(i ,11.7、单片机与LED显示器的接口,LED数码管,共阳极：将所有发光二极管的阳极连接在一起做公共端，使用时公共端需要接电源， 共阴极：将所有发光二极管的阴极连接在一起做公共端，使用时公共端需要接地。,图1134 八段数码管,88,驱动多位LED显示的方法： 静态扫描法、动态扫描法 。,静态扫描法：需要用一组I/O口驱动一位LED显示，若显示的内容不变，则I/O口输出的数值就要稳定不变。所以实现N位7段LED的驱动需要使用N7个I/O口。 动态扫描法：各位数码管共用一组数据线，每个数码管的公共端轮流给入信号，使各位轮流点亮。因为人眼有大概40ms的视觉暂留，如果各位LED刷新频率比较快，就会形成同时点亮的视觉假象。,89,11.7.1 LED数码管静态显示,特点：静态显示法原理非常简单，各位数码管可以同时显示，显示亮度大，不闪烁。单片机送出显示段码后，可以处理其它工作，系统的运行效率高。缺点在于数码管占用了太多I/O口。所以静态显示法适合于显示位数少，或者软件负担重而无法承担动态扫描任务的场合。,90,【例119】在两位LED上循环显示0099的数值。从00开始，每延时1