MCS-51单片机原理教程 第五章 单片机应用系统的设计方法及实例

1、第五章第五章 单片机应用系统的单片机应用系统的 设计方法及实例设计方法及实例 本章内容本章内容： 第一节第一节 显示器、键盘与单片机的连接显示器、键盘与单片机的连接 LED数码管与单片机的连接 A/D转换器与单片机的接口 键盘与单片机的接口 第二节第二节 D/A转换器与单片机的连接转换器与单片机的连接 第三节第三节 A/D转换器与单片机的连接转换器与单片机的连接 第一节第一节 显示器、键盘与单片机的连接显示器、键盘与单片机的连接 5.1.1 5.1.1 LED数码管与单片机的连接数码管与单片机的连接 LED数码显示器来显示各种数字或 符号，它具有显示清晰、亮度高、使用 电压低、寿命长的特点，因

2、此使用非常 广泛。 LED显示器有两种不同的形式： 一种是8个发光二极管的阳极都连在 一起的，称之为共阳极共阳极LED显示器显示器； 另一种是8个发光二极管的阴极都连在 一起的，称之为共阴极共阴极LED显示器显示器。 共阴极共阳极 5V a b c d e f g dp （a）（ b） a bc d e f g dp 共阴极和共阳极数码管共阴极和共阳极数码管 一、串行显示接口一、串行显示接口 8031 RXD TXD P1.0 AB CLK CLRAB CLK CLRAB CLK CLR 74LS164 DISP：SETB P1.0 ；选通显示器 MOV SCON，#00H ；置串口方式0 M

3、OV R0，#50H ；R0指向第一个显示单元 MOV R2，#4 ；循环计数器置初值 MOV DPTR，#TAB ；DPTR指向第一个显示单元 LOOP： MOV A，R0 ANL A，#0FH ；取第i个显示单元的低4位 MOVC A，ADPTR ；查译码表 MOVC SBUF，A ；第i个显示单元的低4位的 显示码送串口缓冲器 WAIT1：JNB TI，$ ；未发送完，等待 CLR TI ；清发送中断标志 MOV A，R0 ANL A，#0F0H ；取第i个显示单元的高4位 SWAP A MOVC A，ADPTR；查译码表 MOC SBUF，A ；第i个显示单元的高4位 的显示码送串口缓

4、冲器 WAIT2：JNB TI，$ ；未发送完，等待 CLR TI ；清发送中断标志 INC R0 DJNZ R2，LOOP ；未发送完4个单元的8个 字符，返回继续 RET TAB： DB03H，9FH，25H，0DH，99H， DB49H，41H，1FH，01H，19H 二、静态扫描显示二、静态扫描显示 在单片机应用系统中，显示器显示常用 两种方法：静态显示和动态扫描显示。 所谓静态显示静态显示，就是每一个显示器都要 占用单独的具有锁存功能的I/O接口用于笔 划段字形代码。共阴和共阳结构的LED显示 器各笔划段名和安排位置是相同的。 入口：把要显示的数分别放在显示缓冲区 60H-65H共6

5、个单元中，并且分别对应各 个数码管LED0-LED5。 出口：将预置在显示缓冲区中的6个数成 相应的显示字形码，然后输出到显示器中 显示。 显示程序如下： DISP： MOV SCON,#00H ；初始化串行口方式0 MOV R1，#06H ；显示6位数 MOV R0，#65H ；60H-65H为显示缓冲区 MOV DPTR，#SEGTAB ；字形表的入口地址 LOOP： MOV A，R0 ；取最高位的待显示数据 MOVC A，A+DPTR ；查表获取字形码 MOV SBUF，A ；送串口显示 DELAY：JNB TI，DELAY ；等待发送完毕 CLR TI ；清发送标志 DEC R0 ；指

6、针下移一位，准备取下一 个待显示数 DJNZ R1，LOOP ；直到6个数据全显示完。 RET SETTAB： ；字形表，前面有介绍，以后 我们再介绍字形表的制作 DB 03H 9FH 27H 0DH 99H 49H 41H 1FH 01H 09H 0FFH ；0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 消隐码 测试用主程序 ORG 0000H AJMP START ORG 30H START： MOV SP，#6FH MOV 65H，#0 MOV 64H，#1 MOV 63H，#2 MOV 62H，#3 MOV 61H，#4 MOV 60H，#5 LCALL DISP SJMP $ eVCC f

7、d gc h+ib A a B VCR LE D VSS C 8031 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 a b c d f g dp (a)(b) 静态显示原理静态显示原理 DISP：MOV R0，#50H ；R0指向第一个显示单元 MOV R2，#4 ；循环计数器赋初值 MOV R3，#0 ；显示位指针赋初值 LOOP： MOV A，R0 ANL A，#0FH ；取第i个显示单元低4位 SWAP A ORL A，R3 ；第i个显示单元的低4位 送R3的高4位 MOV P1，A ；第i个显示单元的低4位 送R3指出的数码管去显示 MOV A，R0

8、 ANL A，#0F0H ；取第i个显示单元的高4位 INC R3 ；指向下一个数码管 ORL A，R3 ；第i个显示单元的高4位送 R3指出的数码管去显示 MOV P1，A ；将第i个显示单元的高4位送 到相应的数码管去显示 INC R0 ；指向下一个显示单元 INC R3 ；指向下一个LED数码管 DJNE R2，LOOP ；未显示完4单元的8个BCD 码，返回继续显示 RET P1 .7 P1.6 P1.5 P1.4 8031 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 D C B A LE G Y0 A Y1 B Y2 C Y7 D C B A LE D C B A LE 74LS138

9、MC14495 采用译码器的静态显示接口电路采用译码器的静态显示接口电路 三、动态扫描显示接口三、动态扫描显示接口 动态扫描显示接口是单片机中应用 最为广泛的一种显示方式之一。而所谓所谓 动态扫描动态扫描就是指我们采用分时的方法， 轮流控制各个显示器的COM端，使各个 显示器轮流点亮。 P1.7 PI.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 AT89C2051 P3.3 P3.2 P3.1 P3.0 +5V 动态扫描显示接口电路动态扫描显示接口电路 ；-主程序- STAR： LOOP： ACALL S00EF ；将显示缓冲区内容送去显示 SJMP LOOP ；-送显示子

10、程序- DISP： CLR A ORL A，P3 ；取P3口内容 ANL A，#0F0H MOV R3，A ；保护P3口高4位 MOV A，43H ；取位选信号 ANL A，#0FH ；位选信号送A的低4位 ORL A，R3 ；P3口高4位送A的高4位 MOV R0，34H ；取段选指针 MOV P1，#0FFH ；关显 MOV P3，A ；输出位选信号 MOV A，R0；显示内容送A MOV DPTR，#TAB；译码表首址送DPTR MOVC A，A+DPTR ；查表译显示码 MOV P1，A；输出段选信号1 MOV A，43H； RL A； MOV 43H，A；位选指针指向下一位 INC

11、34H；段选指针指向下一位 JB ACC.0，DONE ；不到最后一位，转 MOV 34H，#50H ；段选指针复位 MOV 43H，#0EEH；位选指针复位 DONE：RET ；-显示译码表- TAB: DB 0C0H ；显示字符0，相对地址00H DB 0F9H；1 DB 0A4H；2 DB 0B0H；3 DB 99H；4 DB 92H；5 DB 82H；6 DB 0F8H；7 DB 80H；8 DB 90H；9 1G Vcc 1A12G 2Y41Y1 1A22A4 2Y31Y2 1A32A3 2Y21Y3 1A42A2 2Y11Y4 GND 2A1 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3

12、 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 8031 S1 S4 S3 S2 ( a )( b ) 按键与单片机直接连接按键与单片机直接连接 S1 S4 S3 S2 P0 .0 P0.1 P0.2 P0.3 8031 P2.7 RD 1A1 1Y1 1A21Y2 1A31Y3 1A41Y4 1G +5V 74LS244 带锁存器的按键与单片机的接口电路带锁存器的按键与单片机的接口电路 两次按键值不同吗? 第一次发现键按下吗 ? 键有效标志=0吗? 无键按下吗? 置第一次发现键 按下标志，存键值 清键有效标志 清第一次发现键 按下标志，清键值 下标志，保存键值 键处理 返回 开始 置键有效标志 键

13、有效标志=1吗? Y Y Y Y Y 按键接口程序流程图按键接口程序流程图 程序如下： KSCAN： MOVDPTR，#7FFFH；指向244 MOVX A，DPTR ；读244 ANL A，#0FH ；取4个按键的值 CJNE A，#0FH，LOOS ；无键按下，转去判断是否键放开 JB 11H，L0475 ；键有效标志等于1，等待键放开，返回 JC 10H，SETSYN；第一次发现键按下，转去置标 志，存键值 CJNE A，R4，CLRSYN ；两次读得的按键值不同，键无 效，清第一次发现键按下标志 SETB 11H；置键有效标志 RET LOOS： JNB11H，RETUR ；键有效标志

14、等于0， 未按过键，返回 SJMP KEYDO ；键放开，转键处理 SETSYN：SETB 10H ；置第一次发现键按下标志 MOV R4， A ；保存键值 SJMP RETUR ；返回 CLRK： CLR 11H ；清键有效标志 CLRSYN：CLR 10H ；清第一次发现键按下标志 MOV R4，#00H ；清键值暂存单元 RET KEYDO： RRC A JC JUS2 ；没按S1，再判断S2 ALMP DOS1 ；转键S1处理程序 JUS2：JC JUS3 ；没按S2，再判断S3 ALMP DOS2 ；转键S2处理程序 JUS3：JC JUS4 ；没按S3，再判断S4 ALMP DOS

15、3 ；转键S3处理程序 JUS4：JC RETUR ；没按S4，误判断，退出 ALMP DOS4 ；转键S4处理程序 DOS1： ；键S1处理程序 SJMP RETUR DOS2： ；键S2处理程序 SJMP RETUR DOS3： ；键S3处理程序 SJMP RETUR DOS4： ；键S4处理程序 SJMP RETUR 5.1.2 5.1.2 A/D转换器与单片机的接口转换器与单片机的接口 CS Vcc RD CLKR WR DB0 CLKDB1 INTR DB2 VIN（） VIN（） DB4 AGND DB5 VREF/2 DB6 DGND DB7 DB3 ADC0801ADC0805

16、 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 RD WR INT1 P2.7 CLKRDB0 CLKI DB1 DB2 VREF/2 DB3 DB4 VIN（+） DB5 DB6 VIN（-） DB7 RD DGND WR INTR AGND CS 10K 150P NC VIN( 05V ) + ADC08010805与单片机的接口与单片机的接口 5.1.3 5.1.3 键盘与单片机的接口键盘与单片机的接口 P0 .0 P0.1 P0.2 P0.3 P2.7 RD 8031 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 1

17、Y11Y2 1Y31Y42Y12Y2 2Y32Y4 1G 2G 1A11A21A31A42A11A2 2A3 2A4 +5V S8S1 S32S25 S24S17 S16S9 74LS244 键盘与单片机的接口电路键盘与单片机的接口电路 第二节第二节 D/A转换器与单片机的连接转换器与单片机的连接 一、一、D/A转换器的基本原理转换器的基本原理 1、功能：数字量模拟量 分8b/10b/12b/14b等 2、8b DAC芯片介绍： DAC0830/0831/0832芯片,20引脚， CMOS工艺,2级数据缓冲输入，电流型输出。 3、 引脚分类： DATA端：8个 电流输出端：2个(Io1,Io2

18、) 电源端:4个(Vcc, Vref, AGND, DGND） 反馈电阻:1个 RF控制端:5个(/CS,/WR1,/WR2,/XF,ILE) 4、性能参数： 分辨率：8b 量化误差：0.5 LSB 线性误差：(0.05，0.10.0.20) 变换时间：1uS 电源Vcc+5V+15V VREF-10V+10V R R 2 2R R2 2R R2 2R R2 2R R2 2R R 2 2R RR RR R R Rf f V Vo o V VR R d d0 0 d d1 1 d d2 2 d dn n- -1 1 T型网络型网络D/A转换器转换器 二、二、DAC0830/0831/0832芯片

19、芯片 V0=-(VREF/2n)N V0M=-(VREF/256)255 V0min=- VREF/256 V0=V0min DAC0832占用MCS-51片外RAM空 间的1个或2个地址空间。地址译码可用 线选法或完全译码法。 DAC0832结构框图结构框图 三、三、 D/A转换器与单片机的接口转换器与单片机的接口 1、 单缓冲器方式单缓冲器方式 P2.7 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 8031 WR CS VCC XFER ILE DI0 VREF DI1 Rfb DI2 DI3 IOUT1 DI4 DI5 IOUT2 DI6 DI7 WR

20、1 WR2DGND + + - - + + - - a b +5V DAC0832与单片机的接口与单片机的接口 （1）输出方波程序： ORG 1000H MOV DPTR，#0FFFFH LOOP：MOV A，00H MOV X DPTR，A MOV R2,#02H LCALL 0FFEBH MOV A，0FFH MOVX DPTR, A MOV R2,#02H LCALL 0FFEBH SJMP LOOP END （2）输出锯齿波 ORG 1100H MOV DPTR，0FFFFH MOV A，00H LOOP：MOVX DPTR，A MOV R2,#05H LCALL 0FFEBH INC

21、 A SJMP LOOP END （3）输出三角波 ORG 1200H ST： MOV DPTR，#0FFFFH CLR A LOOP： MOVX DPTR，A MOV R2，#01H LCALL 0FFEBH INC A JNZ LOOP MOV A，#0FEH LOOP1：MOVX DPTR，A MOV R2，#01H LCALL 0FFEBH DEC A JNZ LOOP1 SJMP LOOP END 2 、双缓冲器方式、双缓冲器方式 P2.5 P2.6 P2.7 P0.0 P0.1 P0.2 8031 P 0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 WR CS VCC ILE XF

22、ER DI0 DI1 DI2 DI30832 DI4（ 1 ） DI5 DI6 DI7 WR1 WR2 DGND CS VCC XFER ILE DI0 DI1 DI2 DI30832 DI4（ 2 ） DI5 DI6 DI7 WR1 WR2DGND +5V 多路多路DAC0832同步转换的接口电路同步转换的接口电路 程序如下： MOV DPTR，#0DFFFH ；指向0832（1） MOV A，# data1 MOVX DPTR，A ；data1送0832（1）锁存器 MOVX DPTR，#0BFFFH ；指向0832（2） MOV A，#data2 MOVX DPTR，A ；data2送0832（2）锁存器 MOV DPTR，#7FFFH ；指向0832（1）和 0832（2） 的数据传送端 MOVX DPTR，A ；data1和data