单片机原理与应用技术.doc

1、电子教案单片机原理与应用技术第九章 课 程 名 称 单片机原理与应用技术所 属 学 校 山东英才职业技术学院 所在院系 计算机电子信息工程学院 课程层次（专） 专 科 （高 职 高 专 课程类型 理论课（含实践）实践(验)课所属一级学科名称 计算机所属二级学科名称 自动化课 程 负 责 人 刘捷联系电话 0531-86865158山 东 英 才 职 业 技 术 学 院第 9 章 常用外围设备接口电路 教学要求1掌握 LED 数码管及编码方式、静态显示方式及其典型应用电路、动态显示方式及其典型应用电路。2了解虚拟 I2C 总线串行显示电路。3熟悉键盘去抖动和连接、控制方式、独立式按键及其接口电路

2、、矩阵式键盘及其接口电路、并行 A/D ADC0809 及其接口电路、串行 A/D ADC0832 及其接口电路。4了解 I2C 串行 A/D 典型应用电路、 DAC0832 及其接口电路、I2C 串行 D/A 典型应用电路、开关量驱动输出接口电路。 教学手段 多媒体课件 教学重点 LED 数码管及编码方式、静态显示方式及其典型应用电路、动态显示方式及其典型应用电路。 教学课时 4 学时 教学内容：9-1 LED 数码管显示接口一、LED 数码管LED 数码管分类：按其内部结构可分为共阴型和共阳型；按其外形尺寸有多种形式，使用较多的是 0.5“和 0.8“；按显示颜色也有多种形式，主要有红色和

3、绿色；按亮度强弱可分为超亮、高亮和普亮。正向压降一般为 1.52V，额定电流为 10mA，最大电流为 40mA。 二、LED 数码管编码方式显示数转换为显示字段码的步骤： 从显示数中分离出显示的每一位数字方法：将显示数除以十进制的权 将分离出的显示数字转换为显示字段码方法：查表【例 9-1】已知显示数存在内 RAM 30H（高位） 、31H 中，试将其转换为 5 位共阴字段码（顺序） ，存在以 30H（高位）为首址的内 RAM 中。解：连续调用下列二个子程序即可。 分离显示数字子程序SPRT: MOV R0,#30H ;置万位 BCD 码间址MOV A,30H ;置被除数MOV B,31H ;

4、MOV R6,#27H ;置除数 10000 = 2710HMOV R5,#10H ;LCALL SUM ;除以 10000,万位商存 30H,余数存 A、BMOV R6,#03H ;置除数 1000 = 03E8HMOV R5,#0E8H ;INC R0 ;指向千位商间址(31H)LCALL SUM ;除以 1000,千位商存 31H,余数存 A、BMOV R6,#0 ;置除数 100MOV R5,#100 ; INC R0 ;指向百位商间址(32H) LCALL SUM ;除以 100,百位商存 32H,余数存 A(B=0)MOV B,#10 ;置除数 10DIV AB ;除以 10INC

5、 R0 ;指向十位商间址(33H)MOV R0,A ;十位商存 33HXCH A,B ;读个位数INC R0 ;指向个位间址(34H)MOV R0,A ;个位存 34HRET ;说明：SUM 是 16 位除以 16 位子程序:(A、B)(R6、R5)=商R0,余数(A 、B)。(参阅例 4-9) 转换显示字段码子程序CHAG: MOV DPTR,#TAB ;置共阴字段码表首址MOV R0,#30H ;置显示数据区首址CGLP: MOV A,R0 ;取显示数字 MOVC A,A+DPTR ;读相应显示字段码MOV R0,A ;存显示字段码INC R0 ;指向下一显示数字CJNE R0,#35H,

6、CGLP ;判 5 个显示数字转换完否 ?未完继续RET ;转换完毕,结束TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H ;共阴字段码表DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH ;三、静态显示方式及其典型应用电路LED 数码管显示分类：静态显示方式和动态显示方式。 静态显示方式，每一位字段码分别从 I/O 控制口输出，保持不变直至 CPU 刷新。特点：编程较简单，但占用 I/O 口线多，一般适用于显示位数较少的场合。 动态显示方式，在某一瞬时显示一位，依次循环扫描，轮流显示，由于人的视觉滞留效应，人们看到的是多位同时稳定显示。特点：占用 I/O 端线少，电路较简单，编程较复杂， C

7、PU 要定时扫描刷新显示。一般适用于显示位数较多的场合。并行扩展静态显示电路【例 9-2】按图 9-3 编制显示子程序，显示数（255）存在内 RAM 30H 中。解：DIR1: MOV A,30H ;读显示数MOV B,#100 ;置除数DIV AB ;产生百位显示数字MOVC A,A+DPTR ;读百位显示符MOV DPTR,#0DFFFH ;置 74377(百位)地址MOVX DPTR,A ;输出百位显示符MOV A,B ;读余数MOV B,#10 ;置除数DIV AB ;产生十位显示数字MOV DPTR,#TAB ;置共阳字段码表首址MOVC A,A+DPTR ;读十位显示符MOV D

8、PTR,#0BFFFH ;置 74377(十位) 地址MOVX DPTR,A ;输出十位显示符 MOV A,B ;读个位显示数字MOV DPTR,#TAB ;置共阳字段码表首址MOVC A,A+DPTR ;读个位显示符MOV DPTR,#7FFFH ;置 74377(个位) 地址MOVX DPTR,A ;输出个位显示符RET ;TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H;共阳字段码表DB 92H,82H,0F8H,80H,90H;2、串行扩展静态显示电路例 9-3】按图 9-4 编制显示子程序，显示字段码已分别存在 32H30H 内 RAM 中。DIR2: MOV SCON

9、,#00H ;置串口方式 0CLR ES ;串口禁中SETB P1.0 ;“与”门开,允许 TXD 发移位脉冲MOV SBUF,30H ;串行输出个位显示字段码JNB TI,$ ;等待串行发送完毕CLR TI ;清串行中断标志MOV SBUF,31H ;串行输出十位显示字段码JNB TI,$ ;等待串行发送完毕CLR TI ;清串行中断标志MOV SBUF,32H ;串行输出百位显示字段码JNB TI,$ ;等待串行发送完毕CLR TI ;清串行中断标志CLR P1.0 ;“与”门关,禁止 TXD 发移位脉冲RET ;BCD 码输出静态显示电路【例 9-4】按图 9-5 试编制显示子程序（小数

10、点固定在第二位） ，已知显示数存在内 RAM 30H32H 中。解：编程如下：DIR3: MOV P1,#11100000B ;选通个位ORL P1,30H ;输出个位显示数MOV P1,#11010000B ;选通十位ORL P1,31H ;输出十位显示数MOV P1,#10110000B ;选通百位ORL P1,32H ;输出百位显示数RET ;四、动态显示方式及其典型应用电路动态显示电路连结形式： 显示各位的所有相同字段线连在一起，共 8 段，由一个 8 位 I/O 口控制； 每一位的公共端（共阳或共阴 COM）由另一个 I/O 口控制。1、共阴型 8 位动态显示电路【例 9-5】按图

11、9-7，试编制循环扫描（10 次）显示子程序，已知显示字段码存在以30H（低位）为首址的 8 字节内 RAM 中。解：编程如下：DIR4:MOV R2,#10 ;置循环扫描次数MOV DPTR,#7FFFH ;置 74377 口地址DLP1:ANL P1,#11111000B ;第 0 位先显示MOV R0,#30H ;置显示字段码首址DLP2:MOV A,R0 ;读显示字段码MOVX DPTR,A ;输出显示字段码LCALL DY2ms ;调用延时 2ms 子程序(参阅例 4.13)INC R0 ;指向下一位字段码INC P1 ;选通下一位显示CJNE R0,#38H,DLP2 ;判 8 位

12、扫描显示完否?未完继续DJNZ R2,DLP1 ;8 位扫描显示完毕,判 10 次循环完否?CLR A ;10 次循环完毕,显示暗MOVX DPTR,A ;RET ;子程序返回共阳型 3 位动态显示电路【例 9-6】根据图 9-8 电路，试编制 3 位动态扫描显示程序 (循环 100 次),已知显示字段码存在以 40H(低位 )为首址的 3 字节内 RAM 中。解：编程如下：DIR5: MOV DPTR,#0BFFFH ;置 74377 地址MOV R2,#100 ;置循环显示次数DIR50: SETB P1.2 ;百位停显示MOV A,40H ;取个位字段码MOVX DPTR,A ;输出个位

13、字段码CLR P1.0 ;个位显示LCALL DY2ms ;调用延时 2ms 子程序(参阅例 4.13)DIR51: SETB P1.0 ;个位停显示MOV A,41H ;取十位字段码MOVX DPTR,A ;输出十位字段码CLR P1.1 ;十位显示LCALL DY2ms ;延时 2msDIR52: SETB P1.1 ;十位停显示MOV A,42H ;取百位字段码MOVX DPTR,A ;输出百位字段码CLR P1.2 ;百位显示LCALL DY2ms ;延时 2msDJNZ R2,DIR50 ;判循环显示结束否? 未完继续ORL P1,#00000111B ;3 位灭显示RET ;五、虚

14、拟 I2C 总线串行显示电路1、SAA1064 引脚功能 VDD、VEE ：电源、接地端。电源 4.515V； P1P16：段驱动输出端。分为两个 8 位口：P1P8；P9 P16。P8、P16 为高位。口锁存器具有反相功能，置 1 时，端口输出 0。 MX1、MX2：位码驱动端。静态显示驱动时，一片 SAA1064 可驱动二位 LED 数码管；动态显示驱动时，按图 9-10 连接方式，一片 SAA1064 可驱动四位 LED 数码管； SDA 、SCL：I2C 总线数据端、时钟端； CEXT：时钟振荡器外接电容，典型值 2700pF ADR：地址引脚端。SAA1064 引脚地址 A1、A0

15、采用 ADR 模拟电压比较编址。当ADR 引脚电平为 0、3VDD/8 ，5VDD/8、VDD 时，相应引脚地址 A2、A1、A0 分别为000、001、010、011；硬件电路设计3、片内可编程功能CO: 静动态控制，C0=1 ，动态显示，动态显示时， data1、data2 轮流从 P8P1 输出，data3、 data4 轮流从 P16P9 输出；C1: 显示位 1、 3 亮暗选择， C1=1，选择亮；C2: 显示位 2、 4 亮暗选择， C2=1，选择亮；C3: 测试位， C3=1，所有段亮；C4、C5、C6: 驱动电流控制位，C4、C5 、C6 分别为 1 时，驱动电流分别为3mA、

16、6mA、12mA；C4、C5、C6 全为 1 时，驱动电流最大，可达 21mA。 写数据操作格式 4、程序设计【例 9-7】已知 8 位显示符(共阴编码)已依次存入内 RAM 51H58H 中,试按图 9-10 编程将其输入 SAA1064(1),(2)动态显示,驱动电流为 12mA。设 VIIC 软件包已装入ROM,VSDA.VSCL.SLA.NUMB.MTD.MRD 均已按 8.3.2 软件包小结中协议定义。VSAA: MOV MTD,#00H ;置 SAA1064 控制命令寄存器 COM 片内子地址MOV 31H,#01000111B;置控制命令字,动态显示,驱动电流 12mAMOV N

17、UMB,#6 ;置发送数据数:SADR+COM+data14=6SAA1: MOV RO,#51H ;将 51H54H 显示符数据移至 32H35HLCALL MOVB ;MOV SLA,#01110000B;置 SAA1064(1)写寻址字节 SLAWLCALL WRNB ;发送给 SAA1064(1)SAA2: MOV R0,#55H ;将 55H58H 显示符数据移至 32H35H LCALL MOVB ;MOV SLA,#01110110B;置 SAA1064(2)寻址字节 SLAWLCALL WRNB ;发送给 SAA1064(2)RET ;MOVB: MOV R1,#32H ;显示

18、符数据移至 32H35H 子程序MOVB1:MOV A,R0 ;读出MOV R1,A ;存入INC RO ;指向下一读出单元INC R1 ;指向下一存入单元CJNE R1,#36H,MOVB1 ;判 4 个数据移完否?未完继续RET ;9-2 键盘接口一、键盘接口概述1、按键开关去抖动问题键盘的抖动时间一般为 510ms，抖动现象会引起 CPU 对一次键操作进行多次处理，从而可能产生错误。消除抖动不良后果的方法： 硬件去抖动 其中 RC 滤波电路去抖动电路简单实用，效果较好。 软件去抖动检测到按键按下后，执行延时 10ms 子程序后再确认该键是否确实按下，消除抖动影响。2、按键连接方式 独立式按键独立式按键是每个按键占用一根 I/O 端线。特点：各按键相互独立，电路配置灵活；按键数量较多时，I/O 端线耗费较多，电路结构繁杂；软件结构简单。适用于按键数量较少的场合。 矩阵式键盘I/O 端线分为行线和列线，按键跨接在行线和列线上，按键按下时，行线与列线发生短路。特点：占用 I/O 端线较少；软件结构教复杂。