单片机精品课件第八章单片机的接口技术-华中科技大学.ppt

1、8.1 I/O接口技术概述接口技术概述l数字计算机系统CPU对外设的控制、处理，或者CPU与各种外设之间交换数据信息，往往是通过挂在系统总线上的接口电路实现的。在单片机诞生之前就有接口电路的概念，早期专指外部设备与CPU总线相连的电路。l接口技术指的就是这部分电路相应的硬件和软件技术。 8.2 单片机与单片机与LED显示器的接口技显示器的接口技术术 1）单个）单个LED的控制的控制 2）多个）多个LED的控制的控制 l例8.1利用图8-2电路实现“跑马灯”功能，使8个指示灯循环点亮。 LIGHTEQU62H ORG0000HAJMPSTARTORG0030H START：MOVSP，#30HC

2、LRP1.0CLRP1.1CLRP1.2CLRP1.3MOVLIGHT，#01HNOP MAIN：LCALLFLY_LEDLCALLDELAYAJMPMAIN FLYLED：MOVA，LIGHTCLRCRLCACPLCMOVP1.0，CSETBP1.1NOPCLRP1.1 SETBP1.2NOPCLRP1.2CJNEA，#0，FLYCONMOVA，#01H FLYCON：MOVLIGHT ，ARET8.2.2 单片机与单片机与LED数码管显示器数码管显示器的接口的接口 LED显示器的串行静态控制电路显示器的串行静态控制电路 l例8.2假定需输出显示的数据存储在内部RAM以LEDDATA命名的2

3、个存储单元中，试基于图8-4所示的控制电路编写数码管显示程序。 nLEDO:MOVR0,#LEDDATAnMOVR1,#2nOUT1:MOVA,R0nMOVR2,#8nOUT2:RLCAnMOVP1.0,CnSETB P1.1nNOPnCLRP1.1nDJNZ R2,OUT2nINCR0nDJNZ R1,OUT1nSETB P1.2nNOPnCLRP1.2nRETLED显示器的并行动态控制电路显示器的并行动态控制电路 nD_DAT0EQU6AHnD_DAT1EQU6BHnD_DAT2EQU6CHnD_DAT3EQU6DH ORG0000HnAJMPSTART ORG0030H START：MO

4、VSP，#30H MOVD_DAT0，#0 MOVD_DAT1，#1 MOVD_DAT2，#2 MOVD_DAT3，#3 MOVD_DAT2，#4 MOVD_DAT3，#5MOVP0，#0CLRP1.1CLRP1.2MOVR0，#D_DAT0MOVR1，#01HNOP MAIN：LCALLDISPLCALLDELAYAJMPMAIN DISP：MOVA，R1 MOVP0，ASETBP1.1NOPCLRP1.1 MOVA，R0MOVDPTR，#DISPDMOVCA，A+DPTRMOVP0，ASETBP1.2NOPCLRP1.2INCR0 MOVA，R1CLRCRLCAMOVR1，AJNBACC.

5、4，DISP1 MOVR0，#D_DAT0MOVR1，#1DISP1：RET；数字笔画代码表；数字笔画代码表l； 0 1 2 3lDISPD：DB 3FH，06H，5BH，4FH，8.4 单片机与按键的接口技术单片机与按键的接口技术 l例8.5将3个按键设计为一个实用的温度控制系统的按键功能，通过按键设定一个上限值和一个下限值。 lKBMEQU63HlD_MAXEQU64HlD_MINEQU65HlT_DAT0EQU66HlT_DAT1EQU67Hl l MOVKBM，#0lMOVD_MAX，#80lMOVD_MIN，#70lMOVT_DAT0，#66lMOVT_DAT1，#0lMOVH_DA

6、T0，T_DAT0lMOVH_DAT1，T_DAT1lLCALLHTDlMAIN：LCALLDISPLCALLDELAY l JBP1.7，KEY1lLCALLDISPlLCALLDELAYlJBP1.7，KEY1lINCKBMlMOVA，KBMlCJNEA，#3，KEY01lMOVKBM，#0lKEY01：NOPlAJMPKEND lKEY1：JBP1.6，KEY2LCALLDISPlLCALLDELAYlJBP1.6，KEY2lMOVA，KBMlCJNEA，#1，KEY11lINCD_MAXlAJMPKENDlKEY11：CJNEA，#2，KEY12lINCD_MINlKEY12：AJMP

7、KEND 8.7 单片机与单片机与A/D转换器的接口技转换器的接口技术术l工程实际中需要测量的信号，一般都是模拟信号，而计算机系统只能对数字信号进行运算、处理和存储。因此要用计算机系统测量模拟信号，必须先将模拟电压信号转换为数字信号，这一过程称为模/数（A/D）转换。A/D转换原理转换原理 输入模拟信号电压范围比较器输出Q2 Q1 Q0转换结果输出D1 D00（1/4）VREF0 0 00 0（1/4）(2/4）VREF0 0 10 1（2/4）（3/4）VREF0 1 11 0（3/4）（4/4）VREF1 1 11 12、采样/保持电路 3、模拟多路开关 CD405110位位A/D转换器件

8、转换器件TLC1551及应及应用用 TLC1551D0D7MCS51D8D9/CS/RD/WREOCP0.07P2.0P2.1P1.0P1.1P1.2P1.3VDD1VDD2REF- AGNDVrfREF+ VDD3GND1GND2VCC时序图时序图lADC:CLRP1.0lCLRP1.2lNOPlSETBP1.2lSETBP1.0lADCON:JBP1.3,$l CLRP1.0lCLRP1.1lMOVADCL,P0lMOVADCH,P2 lSETBP1.1lSETBP1.0lRET 10位位A/D转换器件转换器件TLC1543及应及应用用 时序图时序图lAD_ADDREQU 21HlAD_D

9、AT0EQU 64HlAD_DAT1EQU 65HlMAIN：lCLRP1.7lCLRP1.5lCLRP1.4lMOVAD_ADDR，#0lLCALLAD_ClLCALLAD_C lAD_C：CLRP1.4l MOVA，#00Hl MOVC，0BHlMOVP1.6，ClSETBP1.7l；第一个时钟信号lMOVC，P1.5lRLCAlCLRP1.7l MOVC，0AHlMOVP1.6，ClSETBP1.7l；第二个时钟信号l MOVC，P1.5lRLCAlCLRP1.7lMOVAD_DAT1，AlMOVA，#00Hl MOVC，09HlMOVP1.6，ClSETBP1.7l；第三个时钟信号lM

10、OVC，P1.5lRLCAlCLRP1.7l MOVC，08Hl MOVP1.6，ClSETBP1.7l；第四个时钟信号l MOVC，P1.5lRLCAlCLRP1.7lCLRP1.6lSETBP1.7l；第五个时钟信号lMOVC，P1.5lRLCAlCLRP1.7lSETBP1.7l；第六个时钟信号l l；第十个时钟信号lMOVC，P1.5lRLCAlCLRP1.7lMOVAD_DAT0，AlSETBP1.4lRET8.8 单片机与单片机与D/A转换器的接口技转换器的接口技术术 l在利用计算机的电气测量与控制系统中，有时只要将测量、计算的结果以数字量的方式显示、存储，或者直接以数字信号输出的

11、方式控制输出开关，起到控制的作用；有时则需将数字信号转换成模拟电压信号输出。将数字信号转换成模拟电压信号的过程称为数/模（D/A）转换。 D/A转换原理l 一个多位二进制数中每一位的1所代表的数值大小称为这一位的权。如果一个n位二进制自然数用l aDn-1Dn-2D1D0 B 表示l从最高位Dn-1（简写作MSB）到最低位D0 (简写作LSB)的权依次为l2n-1、2n-2、21、20。 )2222(2001122334DDDDVuREFol显然上式括号中的值即为输入二进制数值，也就是说输出模拟电压值对应于输入二进制数值。增加权电阻和电子开关的数量，就可以增加输入数据的位数，输出模拟电压值能够

12、反映更多位数输入二进制数字的值，从而提高D/A转换的精度。 并行接口8位D/A转换器件DAC0832lDAC0832是采用CMOS工艺制成的电流输出型8位数/模转换器，是一种较早出现，至今仍应用较广泛的一种D/A转换器件。 0832工作原理工作原理P0.07ALEP2.7MCS515730832LE/CSD07/OE/WR1地址译码P2.6P2.5P2.4/WR/WR2+-IOUT1IOUT2RFB电压输出/XFERILEDGNDAGNDVCCVCCVREFVRFl片选信号由高4位地址信号译码产生。假定连接到DAC0832的地址为0A800H，则向该地址写数据，就能够产生相应的D/A输出。例如

13、执行指令：lMOVDPTR,#0A800HlMOVA,#100lMOVXDPTR,Al就能够将数值100转换为相应的电压信号输出。 串行接口10位D/A转换器件TLC5617lTLV5617A 是带有灵活3 线串行接口的双10 位电压输出数/模转换器件。串行接口可与串行外设接口SPI兼容，也可用串行16 位字符方式接口。MCS51没有串行外设接口SPI，只能采用采用字符方式接口的方法。时序图时序图D15D14D13D12D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0R1SPDPWRR0MSB 10 Data bits LSB00lSPD：速度控制位l 1 快速方式 0 慢速方式l当设定为

14、快速方式，转换时间为2.5s，当设定为慢速方式，转换时间为12slPWR：功率控制位，若不进行D/A转换，可以使器件处于关断（不工作）状态以省电l 1 低功耗省电状态 0 正常工作状态l在上电时，SPD和 PWR都被复位为 0（设定为慢速方式和正常工作状态） lR1、R0：寄存器操作选择位l00写数据到DAC B寄存器和缓冲寄存器l01写数据到缓冲寄存器l10写数据到DAC A寄存器并且用缓冲寄 l 存器内容更新DAC B寄存器l11保留 在TLV5617A内部有3个数据寄存器： DAC A数据寄存器用于存放A路D/A转换的数据，当将A路需转换的数据写入DAC A寄存器时，即启动A路D/A转换

15、； DAC B数据寄存器用于存放B路D/A转换的数据，当将B路需转换的数据写入DAC B寄存器时，即启动B路D/A转换； 另外还有一个缓冲寄存器，当先将B路需转换的数据写入缓冲寄存器，再将A路需转换数据写到DAC A寄存器并且同时用缓冲寄存器内容更新DAC B寄存器，就能够实现两路D/A转换同步启动。 例8.11 电路连接如图8-34所示，定义4个变量存储单元DATA_AH、DATA_AL和DATA_BH、DATA_BL，分别存放需D/A转换输出的两个10位数据，其中高位字节只有最低2位有效。将这两个10位数据，通过TLC5617的OUTA、OUTB转换为模拟电压输出，请编写程序实现 。 DA

16、TA_ALEQU60H DATA_AH EQU61H DATA_BL EQU62H DATA_BH EQU63H DA_C：MOVR2,#2 CH1:CLRCMOVA,DATA_ALRLCAMOVDATA_AL,AMOVA,DATA_AHRLCAMOVDATA_AH,ADJNZR2,CH1 MOVR2,#2 CH2:CLRCMOVA,DATA_BLRLCAMOVDATA_BL,AMOVA,DATA_BHRLCAMOVDATA_BH,ADJNZR2,CH2 CLRP3.7 MOVR2,#8 MOVA,DATA_BH ORA,#10H SBYTE1:RLCAMOVP3.4,CSETBP3.5NOPCLRP3.5DJNZR2,SBYTE1 MOVR2,#8 MOVA,DATA_BL SBYTE2:RLCAMOVP3.4,CSETBP3.5NOPCLRP3.5DJNZR2,SBYTE2 SETBP3.7NOP CLRP3.7 MOVR2,#8 MOVA,DATA_AH ORA,#80H SBYTE3:RLCAMOVP3.4,CSETBP3.5NOPCLRP3.5DJNZR2,SBYTE3 MOVR2,#8 MOVA,DATA_AL SBYTE4:RLCAMOVP3.4,CSETBP3.5NOPCLRP3.5DJNZR2,SBYTE4SETBP3.7RET