1、1,单片机实用接口技术,键盘接口技术LED接口技术A/D转换器与单片机的接口设计D/A转换器与单片机的接口设计,2,键盘接口设计,几种设计方法 1. 利用并行口设计 2. 利用8279芯片设计,键的识别 1. 行扫描法 2. 线反转法,消除键的抖动延时扫描,键的保护多键同时按下,3,独立式按键接口电路,+5V,P1.0,P1.1,P1.2,P1.3,8031,4,5,线反转法设计要点,将行线编程为输入线，列线编程为输出线，并使输出线输出为全零电平，则行线中电平由高到低所在行为按键所在行。同前面相反，将行线编程为输出线，列线编程为输入线，并使输出线输出为全零电平，则列线中电平由高到低所在列为按键
2、所在列。综合上两步的结果，可确定按键所在行和列，从而识别出所按的键,6,键盘扫描方式,CPU对键盘的扫描分为编程扫描，定时扫描，中断扫描三种,7,8,编程扫描方式8255的口地址：PA口：0700H PC口：0702H 控制寄存器：0703H（）判断有无键按下：A口输出全，读C 口低位，若4位为全 1， 则表示无键按下。 否则有键按下。（2）去抖处理：软件延时10ms 再读PC口，判断有无键按 下。,开始,返回,有键闭合吗？,软件延时ms,有键闭合吗？,确定按键位置,闭合键释放？,按键值存,N,Y,N,N,Y,Y,9,（3）PA口依次逐列输出扫描信号， PC口低4位输入4位行信 号，均为低电平
3、有效。由此确定出按键的行，列位置。（4）键闭合一次仅进行一次按键处理。待按键释放以后，才 能进行下一次按键处理。BEGIN：ACALLKEY_ON ；判断有无键按下JNZDELAY ；有键按下AJMPBEGINDELAY：ACALLDL10MS ；去抖延时ACALLKEY_ON ；再判断有无键按下JNZKEY_NUM ；有键按下，确定按键位置AJMPBEGINKEY_NUM:ACALLKEY_P ANLA, #0FFHJZBEGINACALLKEY_CODE ；编码PUSHAKEY_OFF:ACALLKEY_ON ；等待按键释放JNZKEY_OFF,10,POPARET; 判断有无键按下子程序
4、, 有键按下时，A的值不为0KEY_ON:MOV A, #00HMOVDPTR, #0700H ；PA口MOVXDPTR, A MOVDPTR, #0702H MOVXA，DPTRCPLAANLA，#0FHRET;延时10ms子程序(时钟6MHZ）DL10MS:MOVR7, #05HLOOP1:MOV R6, #0F9HLOOP2:NOPNOPDJNZR6, LOOP2DJNZ R7, LOOP1RET,11,;扫描按键位置的子程序KEY_P:MOVR7, #0FEHMOV A, R7L_LOOP:MOVDPTR, #0700HMOVXDPTR, AMOVDPTR, #0702HMOVXA,
5、DPTRANLA，#0FHMOVR6, A ；R6中保存行号XRLA，#0FH ；低4位取反JZNEXT ; 此行无键按下AJMPKEY_CNEXT:MOVA, R7 RLAJNBACC.0, ERRORMOVR7, A ；R7保存扫描码 AJMPL_LOOPERORR:MOVA, #00H ; 置出错码00HRET,12,; 确定按键的行列位置子程序KEY_C:MOVR2, #00H ；R2用于行计数MOVR3, #00H ； R3用于列计数MOV R5, #04HMOV A, R6 ; 行号AGAIN1:JNBACC.0, OUT1INCR2 RRADJNZR5, AGAIN1OUT1:I
6、NCR2MOVR5, #08HMOVA, R7 ; 列号AGAIN2:JNBACC.0, OUT2INC R3RRADJNZR5, AGAIN2OUT2:INC R3MOVA, R2SWAPAADDA, R3 ;行号在高4位，列号在低4位RET,13,；编码子程序，键码=行号*8+列号KEY_CODE:PUSHAANLA,#0FHMOVR7, A ;R7=列号DECR7POPASWAPAANLA，#0FHDECAMOVB，#08HMULABADDA，R7RET中断方式必须用硬件形成中断信号,14,15,编程要点：P1.0, P1.1, P1.2作为输出口输出扫描码000111，经译码后产生列扫
7、描信号，此时8列中只有1列为0电平。其余各都为高电平。行状态由P1.3, P1.4读入,16,LED显示器接口设计,LED的结构LED静态显示LED动态显示,17,18,1. LED静态显示方式 各数码管的共阴极（或共阳极）连接在一起并接地（接+5V），每个数码管的各段分别与一个8位的锁存器输出相连，这样当锁存器存入一个数据后，数码管将始终显示此数据。特点： 硬件电路多。 编程简单。,19,20,START:SETBP1.7MOVR1, #06HMOVR0, #00HMOVDPTR, #TABLOOP:MOVA, R0MOVCA, A+DPTRMOVSBUF, AWAIT:JNBT1, WAI
8、T ；串行输出完成否CLRT1INCR0DJNZR1, LOOPCLRP1.7TAB:DB06H,4FH,3FH,7FH,40H,73H软件译码格式：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 dp g f e d c b a,21,2.LED动态显示方式 将各个数码管对应的段选线并联在一起，由一个8位的I/O口控制，形成段选线的多路复用。而各位的公共极（共阳或共阴）分别由相应的I/O口线控制，实现各位的分时选通。特点： 硬件电路简单。 程序设计复杂。,22,23,DISP:ORLP1, #80H ; 选择8155的I/O口(P1.7=1)MOVR1, #0F8H ; 8155命令口地址M
9、OVA, #0F3H ；8155方式命令字MOVXR1, ASTART:MOVDPTR, #TABMOVR0, #00HMOVR2, #80H ；位码SCAN:MOVR1, #0FAH ；PB口地址MOVA, #00HMOVXR1, A ；全暗MOVA, R0MOVCA, A+DPTR ；取段码DECR1 ；指向PA口MOVXR1, A ；段码送PA口MOVA, R2INCR1 ；指向PB口MOVXR1, A ；位码送PB口ACALLDL1MSINCR0MOVA, R2 ；改变位码，指向下一位,24,CLRCRRCAMOVR2, A XRLA, #00H ；改变标志寄存器JNZSCANAJMP
10、STARTDL1MS:SETBD3H ；PS0（D3H）= 1MOVR2, #83H ；使用第1组工作寄存器LL0:NOPNOPDJNZR2, LL0CLRD3H ；恢复第0组工作寄存器RETTAB:DB0C6H,8CH,0C1H,0CEH,86H,88H,0A1H,91H,25,LED显示器驱动技术 发光二极管工作电流在10ma左右，而一般I/O接口不能提供这么大的电流，需要使用驱动电路。常用的有 ULN2003A，7段驱动， ULN2803 8段驱动。特点： 1。 最大驱动电流可达500ma 2。反相驱动 3。需要限流电阻，数码管越多，限流电 阻的阻值越小。,26,27,A/D转换器的接口
11、设计 1。根据要求的精度选择位数。8，12，16位 2。根据信号性质选择转换速度。 低速：直流和缓变信号，如温度， 压力， 流量 中速：工业多通道控制系统，声频信号 高速：雷达信号，视频信号 3。选择采样保持器 除直流和变化非常缓慢的信号外， 都应使用采样保持器,28,29,延时等待方式：MAINMOVR1,#DATAMOVDPTR,#7FF8HMOVR7,#08HLOOP:MOVXDPTR,A ;启动A/DMOVR6,#0AHDLAY:NOPNOPNOPNOPNOPDJNZR6,DLAYMOVXA,DPTRMOVR1,AINCDPTR ；指向下一通道INCR1DJNZR7,LOOP.,30,
12、31,中断方式：INADC:SETBIT1 ；外部中断1设为下降沿触发中断SETBEA ；开总中断SETBEX1 ；开INT1中断MOVDPTR, #0FEFFH ;选择ADC0809IN7 (P2.0=0)MOVA, #00HMOVX DPTR, A ; 启动A/D转换PINT1:MOVDPTR, #0FEFFHMOVX A, DPTR ; 读转换数据MOV50H, AMOVA, #00H ; 启动下一次A/D转换MOVX DPTR, ARETI,32,33,ADC0809A/D转换器与单片机的接口设计一、ADC0809A/D转换器的接口设计 下面以ADC0809为例来介绍A/D转换器的接口
13、设计。ADC 0809是一种常用的8位逐次比较式AD转换器，其特点 如下： 可直接与微处理机接口，无需另加接口逻辑。l具有三态锁存输出，可与微处理机总线接口。l 具有锁存控制逻辑的8通道模拟开关可输入8个模拟信号。l 单一电源 +5V。,34,主要指标如下： 1分辨率 8位 2转换时间 100s 3绝对误差 1LSB 4功耗 15mW 引脚功能： IN0IN7：8通道模拟量输入 A、B、C：通道选择信号,35,ALE：通道地址锁存信号。该信号上升沿把A、B、C上的 通道号锁存在地址锁存器中。D0D7：数字量输出。OE： 输出允许。OE为1时，D0D7输出转换后的数据， OE为0时，D0D7呈高
14、阻态。START：启动信号，下降沿启动。EOC：转换结束信号。该信号从启动信号上升沿开始经1、8个 时钟周期后由高电平变为低电平，表征AD转换正在 进行；64个时钟周期后(每位转换需8个时钟周期)由低 变高，表征转换结束,36,CLK：时钟输入。时钟频率640kHz。 、：基准电压输入基准电压必须满足： 0Vcc Vcc： 数字电源电压输入。 范围： +45V6V。 GND：数字、模拟公共地。例：ADC 0809接口技术ADC 0809带有三态输出锁存器，可以和51系列单片机的总线直接接口，后面的图示出了ADC 0809与51系列单片机的接口电路,37,ADC 0809与8031单片机的接口电
15、路,38,P2.3=0时，选中ADC 0809 (允许启动各通道转换与读取相应的 转换结果)转换结束信号EOC经反相后，接至单片 机的外部中断INT1,由外部中断1的中断服务程序读取 转换结果。外部中断INTl采用边沿触发方式 启动各通道进行AD转换的程序段如下: CLR P2.3 ；0809的端口地址，P2.3=0 MOV A，#N ；通道号N MOVX DPTR，A ；启动N通道，此指令用来产生 ALE和START信号 N=07，对应于IN0，IN1，IN7。,39,中断服务程序中读转换结果的程序段如下： CLR P2.3 ；选中ADC0809，P2.3=0 MOVX A，R0 ；读转换结
16、果到A中按照前面的电路图设计一个由ADC0809构成的八通道数据采集系统，要求：采样周期T=2秒，在每个采样周期内巡回采集八通道模拟量输入并存放在以DATA为首地址的8个连续单元中。软件设计如下： ORG 0000H AJMP START ；跳转主程序 ORG 000BH AJMP CTC0 ；跳转定时中断0服务程序,40,ORG 0013H AJMP INT1 ；跳转外部中断1服务程序START： MOV TMOD，#1 ；T0的初始化 MOV TL0，#0B0H MOV TH0，#3CH MOV IP，#2 ；T0设为高优先级中断（PT0=1） SETB IT1 ；外部中断1设为下降沿触发
17、中断 SETB TR0 ；触发T0工作 SETB ET0 ；开T0中断 SETB EX1 ；开INT1中断 SETB EA ；开总中断,41,MOV TIM，#0ECH ；秒计数单元设初值 ；其他任务（略）CTC0： PUSH A ；T0中断服务程序 MOV TL0，#0B0H MOV TH0，#3CH INC TIM MOV A，TIM JNZ CTC01 ；未到2秒，中断返回 MOV TIM，#0ECH ；已到2秒，秒计数单元设初值 MOV ABM，#0 ; 从通道0开始 ACALL SR ；调用启动A/D子程序,42,CTC01： POP A RETI ；T0中断返回INT1： CLR
18、P2.3 ；外部中断1服务程序 MOV A，#DATA ADD A，ABM MOV R1，A ; R1中是某通道的数据存放地址 MOVX A，R0 SETB P2.3 MOV R1，A CJNE ABM，#7，INT11 RETI,43,INT11： INC ABM ACALL SR RETISR： CLR P2.3 ；启动ADC0809子程序 MOV A，ABM MOVX R0，A SETB P2.3 RETABM： EQU 30H ；通道地址暂存器DATA： EQU 31H ；采样值缓冲区(31H-38H)TIM： EQU 39H ；2秒计时单元,44,D/A转换器与单片机的接口设计1.
19、D/A转换器的主要技术指标 （1）分辨率 n 是D/A转换器的位数 （ 2）线性度 （3）转换精度 （4）建立时间 （5）输出电平,45,（6）输入代码设计要点： 1. 参考电源的配置-改变输出模 拟电压的范围、极性 齐纳二极管 精密稳压电源 2. 输出电压极性 单极性 双极性 硬件电路实现,46,47,MOVDPTR, #7FFFHMOVA, #DATAMOVX DPTR, A,48,49,12位D/A转换器DAC1208系列采用双缓冲方式输出12位数据时： 1。先输出高8位D11D4 2。后输出低4位D3D0 3。先后顺序不能反设 高8位数据在内存DIGIT单元， 低4位在DIGIT+1单
20、元。转换程序：,50,MOVDPTR，#4001H ;高8位地址MOVR1，#DIGITMOVA，R1MOVXDPTR，A DECDPTR ; 低4位地址 INCR1MOVA, R1MOVXDPTR, AMOVDPTR, #6000H ;触发12位输出MOVDPTR, A,51,PWM脉宽调制 PWM脉宽调制信号很适合作以下工作： 1 1、 控制电机的转速（串激振流子电机、单相电机、直流 电机）和电热式加热装置。 控制电机转速和电热式加热装置需要较大的功率，PWM脉 宽调制信号必须经过变换装置才能提供足以驱动电机的功 率或加热装置需要的功率，常用的变换装置是固态继电器。,Tp,Tc,52,固态
21、继电器的主要特点如下：（1） 光电耦合器作为输入级，完善的隔离使其具有高 抗干扰能力。（2） 输入端与DTL、TTL、HTL电平兼容，可采用直 流或脉冲触发方式。（3） 无触点、无火花、无机械运动部件，无动作噪声， 耐振动，长寿命。（4） 小的死区电压，小射频干扰。（5） 内部具有RC过电压吸收电路。（6） 高于2KV的输入、输出间及底壳间的安全绝缘电 压，UL认可的安全部件。,53,使用固态继电器作为功率变换装置的电路图如下： 负载为电机（调速） 或电阻加热器（调温）,+-,54,1 2、 作D/A转换器使用积分电路就可以把PWM脉冲变成D/A转换器输出的电压信号。使用PWM实现DA转换的积
22、分电路如图所示。,55,在图中，输出端Vout的平均电压与PWM脉冲的占空比成正比。 实际的Vout输出是在平均电压的基础上叠加上一定的纹波。积分电路中电容、电阻值和PWM的频率将影响纹波的幅度和频率，也影响响应速度。,56,应用实例,汽车转弯信号灯控制系统高压泵站监控器,57,汽车转弯信号灯控制系统 1。汽车转弯时，左右尾灯和仪表板的 左转右转指示灯相应边应发出闪烁 信号。 2。当应急开关合上时，所有6个信号灯 都应闪烁。 3。汽车刹车时，2个尾灯发出不闪烁信 号。 4。如刹车时正在转弯，相应的转弯闪 烁信号不受影响。,58,59,高频闪烁：信号灯以30Hz频率闪烁，产生低亮度。 用于PAR
23、K（停靠）信号有效时。低频闪烁：信号灯以1Hz频率闪烁，产生闪烁效果。低频闪烁用T0和软件计数器SUB_DIV实现。,当TH0= -16，TL0=0 ，晶振频率=12MHz 时则T0每隔4096微秒中断一次。当SUB_DIV=244（初始值），每次中断减1，减至0历经时间为244*4096微秒=0.9999414秒SUB_DIV.7=0 占0.5秒, SUB_DIV.7=1 占0.5秒。类似地，根据SUB_DIV.0的变化可得高频闪烁,60,输入部分,+12V,P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4,刹车板紧急开关停靠灯转弯开关,左,右,8051,61,输出部分,62,开始,置软件计数器初值
24、,PSW入栈,PSW出栈,计算输出右侧灯,计算输出左侧灯,产生快闪信号,故障报警处理,监测故障,SUB_DIV装244,设置T0初值，模式,TH0装-16,中断返回,中断开始,有故障？,1秒到否？,允许T0中断,允许总中断,启动T0,等待,Y,N,主程序流程,中断服务程序流程,63,BRAKEEQUP1.0 ; 刹车EMERGEQUP1.1 ; 应急PARKEQUP1.2 ; 停靠L_TURNEQUP1.3 ; 左转R_TURNEQUP1.4 ; 右转L_FRNTEQUP1.5 ; 左前灯R_FRNTEQUP1.6 ; 右前灯L_DASHEQUP1.7 ; 左仪表板R_DASHEQUP2.0
25、; 右仪表板L_REAREQUP2.1 ; 左后灯R_REAREQUP2.2 ; 右后灯S_FAILEQUP2.3 ; 故障信号SUB_DIVEQU20H ; 软件计数器HI_FREQEQUSUB_DIV.0LO_FREQEQUSUB_DIV.7DIMEQUPSW.1 ; 位操作数暂存位,64,ORG0000H LJMPINIT ORG000BH ；T0中断MOVTH0, #-16PUSHPSWAJAMPUPDATEORG0040HINIT:MOVTL0, #0MOVTH0, #-16MOVTMOD, #01100001B ；T0方式1MOVSUB_DIV, #244 SETBET0SETBE
26、ASETBTR0SIMP$,65,UPDATE:DJNZSUB_DIV, T0SERV ；MOVSUB_DIV, #244 ORLP1, #11100000B ；P1.5,P1.6,P1.7置1 ORLP2, #00000111B ; P1.5,P1.6,P1.7置1 所有灯亮 CLRL_FRNT ; 关左前灯 JBT0, FAULT ;T0输入1,有故障SETBL_FRNT ; 开左前灯CLRL_DASH ; 关左仪表灯 JBT0, FAULT ; T0输入1,有故障SETBL_DASH ; 开左仪表灯CLRL_REAR ; 下面与前类似JBT0, FAULT SETBL_REARCLRR_
27、FRNTJBT0, FAULT,66,SETBR_FRNTCLRR_DASHJBT0, FAULTSETBR_DASHCLRR_REARJBT0, FAULTSETBR_REARJB T0_T0SERVFAULT:CPLS_FAILT0SERV:MOVC, SUB_DIV.1 ; 形成占空比为ANLC, SUB_DIV.0 ; 62.5%的30HzORLC, SUB_DIV.2 ; 频率信号 ANLC, PARK MOVDIM, C,67,MOVC, L_TURNORLC, EMERGANLC, LO_FREQ MOVL_DASH, CMOVF0, CORLC, DIMMOVL_FRNT, C
28、MOVC, BRAKEANLC, /L_TURNORLC, F0ORLC, DIMMOVL_REAR, C,68,MOVC, R_TURNORLC, EMERGANLC, LO_FREQ MOVR_DASH, CMOVF0, C ORLC, DIMMOVR_ FRNT, CMOVC, BRAKEANLC, /R_TURNORLC, F0ORLC, DIMMOVR_REAR, C POPPSWRETI END,69,高压泵站监控器 1。分时地自动巡回检测各台高压泵的 出口压力，并将检测结果送记录仪 2。定时检测高压泵站系统压力，水箱 高低水位的3个电接点的通断状态。 3。高压泵的出口压力超限时，
29、自动切 断相应电源，并发声光报警信号。 故障排除后，由人工“解除”保护“状 态，恢复高压泵的运行。 4。系统压力，水箱高低水位的电接点 闭合时，仅发相应报警信号。,70,71,主程序：,复位入口,系统初始化,调显示设定子程序,显示控制,键识别及键代码生成,调键处理子程序,72,显示设定子程序：DSSUB:MOVR2, #4MOVR0, #DSMEM ;R0指向显示缓冲区DSLP:MOVR0, #0FH ;显示缓冲区DJNZR2, DSLPMOVA, DSWI ;DSWI*3,因为跳转表每项ADDA, DSWI ;占3个字节,DSWI中存放的ADDA, DSWI ;是显示格式编码。MOVDPTR
30、, #DJPTRJMPA+DPTRDJPTR:LJMPDSUB0 LJMPDSUB1 LJMPDSUB2 LJMPDSUB3 LJMPDSUB4 LJMPDSUB5 LJMPDSUB6DSUB0:MOVDSMEM, #10HRET,73,DSUB1:MOVR0, #DSMEM+3MOVR0, #11HSJMPDSUB21DSUB2: MOVR0, #DSMEM+3MOVR0, #0FHDSUB21:DECR0MOVR0, #0SJMPDSUB31DSUB3: MOVR0, #DSMEM+3MOVR0, #12HDECR0MOVR0, #0CHDSUB31:DECR0DECR0MOVR0, NO
31、BRRETDSUB4: MOVR0, #DSMEM+3MOVR0, #13HMOVR2, #3,74,MOVR1, #RECODDSUB41:INCR0MOVA, R1MOVR0, AINCR1DJNZR2, DSUB41RETDSUB5:MOVR0, #DSMEM MOVR0, NOBR MOVA, #STF0-1ADDA, R0 MOVR1, A MOVA, R1JZDSUB54 MOVA, NOBR ADDA, #PMEM-1 MOVR1, A MOVA, R1 MOVR2, #3,75,DSUB52:INCR0MOVR0, #0DJNZR2, DSUB52MOVR2, #8DECR0MOVR0, ADSUB53:MOVA, R0RLCAMOVR0, AMOVA, DSMEM+2ADDCA, DSMEM+2DAAMOVDSMEM+2, AMOVA, DSMEM+1ADDCA, DSMEM+1DAAMOVDSMEM+1, ADJNZR2, DSUB53MOVA, DSMEM+2ADDA, #25H,
