第八部分MCS51IO设备接口技术

1、上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 1 d/a 1 d/a 、a/d a/d 接口芯片接口芯片1.1 d/a1.1 d/a转换器的工作原理转换器的工作原理 1.2 1.2 典型典型d/ad/a器件的应用器件的应用2 2 显示键盘及接口显示键盘及接口2.2 2.2 lcdlcd显示器及接口显示器及接口2.3 2.3 键盘及接口键盘及接口2.1 2.1 ledled显示器及接口显示器及接口存储器扩展技术部分存储器扩展技术部分-目录目录1.3 a/d1.3 a/d转换器的工作原理转换器的工作原理2.4 2.4 专用键盘、显示接口芯片专

2、用键盘、显示接口芯片82798279的应的应用用1.4 1.4 典型典型a/da/d器件的应用器件的应用总总 目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 d/a是将数字量转换成模拟量的器件，是将数字量转换成模拟量的器件， d/a的输出是电压的输出是电压或电流信号。衡量或电流信号。衡量d/a性能的主要参数是：性能的主要参数是： 分辨率分辨率： 即输出的模拟量的最小变化量。即输出的模拟量的最小变化量。 满刻度误差满刻度误差：即输入为全即输入为全1时，实际输出电压与理时，实际输出电压与理 想值之差。想值之差。 输出范围输出范围： 转

3、换时间转换时间：从转换器的输入改变到输出稳定的时间间隔。从转换器的输入改变到输出稳定的时间间隔。 是否容易与是否容易与cpu接口接口1 d/a 1 d/a 、a/d a/d 接口芯片接口芯片1.1 d/a1.1 d/a转换器的工作原理转换器的工作原理 目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 （1）d / a转换器的转换特性转换器的转换特性对对n位位d/a转换器，其输入是转换器，其输入是n位二进制数字输入信号位二进制数字输入信号din，将，将din看看成成小数二进制数码小数二进制数码，则，则din可表示为：可表示为：nnin

4、dddd2222211设设d/a转换器的基准电压为转换器的基准电压为ur，则，则理想理想d/a转换器的输出电压转换器的输出电压为：为：)222(2211nnrinroddduduu则满量程输出电压值为：则满量程输出电压值为：nrrnrniirfuuuuu221121即即满量程值比基准电压小一个最低有效位满量程值比基准电压小一个最低有效位(lsb)的数码的数码。 r2r梯形电阻式梯形电阻式d/a转换原理转换原理目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 即模拟输出电压即模拟输出电压uo与二进制输入信号成正比与二进制输入信号成正比

5、。但电路用到的。但电路用到的电阻规格太多电阻规格太多，则电阻差别大，故精度不高。，则电阻差别大，故精度不高。（2）d / a转换器结构及原理转换器结构及原理单片单片d/a转换器的基本组成包括转换器的基本组成包括基准电压源、解码网络、电基准电压源、解码网络、电子开关阵列和相加运算放大器子开关阵列和相加运算放大器等部分，其中等部分，其中电阻解码网络是其电阻解码网络是其核心核心，常用的解码网络有二进制常用的解码网络有二进制加权电阻网络加权电阻网络和和r2r梯形电阻梯形电阻网络网络。a、加权电阻网络电路、加权电阻网络电路模拟开关由相应位的二进制模拟开关由相应位的二进制数码控制，当某位为数码控制，当某位

6、为1时，模拟开时，模拟开关与参考电压源接通，则流向求关与参考电压源接通，则流向求和点和点a的总电流为：的总电流为：niiiriniirodrudrui111222niiiroodrruriu11122目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 b、r2r梯形电阻网络电路梯形电阻网络电路 图中图中a1an各节点往右看，各节点往右看，对地的电阻值对地的电阻值均等于均等于r。从左到。从左到右，各路电流分配规律是右，各路电流分配规律是ir/2， ir/22，, ir/2n，则输出电压为：，则输出电压为： niiirnnroodrrud

7、ddrruriu112211112)222(即模拟输出电压即模拟输出电压uo与二进制输入信号成正比与二进制输入信号成正比。目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 一、一、dac0832结构结构 dac0832是8位d/a芯片，片内带数据锁存器，电流输出。该系列产品包括dac0830、dac0831、dac0832，它们可以完全相互代换。它由8位输入锁存器、8位dac寄存器、8位d/a转换电路及转换控制电路组成。1.2 1.2 典型典型d/ad/a器件的应用器件的应用 1.2.1、 d/a芯片芯片dac0832的应用的应用目

8、目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 图图11 dac083211 dac0832的内部结构图的内部结构图目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 图图12 dac083212 dac0832引脚图引脚图图图13 dac083213 dac0832外围连接图外围连接图目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 d0d7：8位数据输入线位数据输入线 cs ：片选信号：片选信号 wr1 ：输

9、入锁存器写选通：输入锁存器写选通 wr2 ：dac寄存器写选通寄存器写选通 xfer ：数据传送控制信号：数据传送控制信号 ile ：数据允许锁存控制信号输入线：数据允许锁存控制信号输入线 iout1 ：电流输出端：电流输出端1，其值随，其值随dac内容线性变化内容线性变化 iout2 ：电流输出端：电流输出端2， iout1+ iout2 =常数常数 rfb ：反馈端，改变：反馈端，改变rfb端外接电阻调整转换满量程精度端外接电阻调整转换满量程精度vref ：基准电压输入线，：基准电压输入线，-10 +10v vcc ：+5+15v agnd ：模拟地，：模拟地， dgnd ：数字地，：数字

10、地，目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 二、二、dac0832工作方式工作方式 dac0832可以有三种工作方式：可以有三种工作方式：(1)、单缓冲方式、单缓冲方式 若应用系统中只有若应用系统中只有一路一路d/a转换或虽然有多路转换或虽然有多路转换，但转换，但并不要求各路信号同步输出并不要求各路信号同步输出时，则采用时，则采用单缓冲方式来接口。方法是：单缓冲方式来接口。方法是：使锁存器和使锁存器和dac寄寄存器同时接收数据存器同时接收数据。(2)、双缓冲方式、双缓冲方式 当当多路多路d/a信号信号要求同步输出要求同步输

11、出时，则采用双缓时，则采用双缓冲方式。方法是：冲方式。方法是：分别使其输入锁存器接收数分别使其输入锁存器接收数据；据；同时传送数据到其同时传送数据到其 dac寄存器，以实现多寄存器，以实现多路转换同步输出。路转换同步输出。目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 四、四、dac0832与与mcs51的接口方法的接口方法1、具有一路模拟量输出的、具有一路模拟量输出的mcs51系统系统cs和和xfer相连相连。即锁存器有效的同时寄存器也有效锁存器有效的同时寄存器也有效，故一次完成转换。(3)、直通方式、直通方式 所有控制信号均有

12、效，适宜于连续控制时。所有控制信号均有效，适宜于连续控制时。三、电流输出转换成电压输出三、电流输出转换成电压输出fboutoutriu1mcs51执行下面的程序后运放的输出端产生一个锯齿型的电压波形：main：mov dptr，#7fffh mov a，#0loop： movx dptr，a inc a ajmp loop目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 三、三、dac0832的应用的应用（1）、单缓冲方式）、单缓冲方式 图图14 14 dac0832单缓冲方式接口电路单缓冲方式接口电路 目目 录录上饶职业技术学院电

13、子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 执行下面的几条指令就能完成一次执行下面的几条指令就能完成一次d/a转换转换: mov dptr, 7fffh; 指向指向dac0832 mov a, data; 数字量装入数字量装入a movx dptr, a; 完成一次完成一次d/a输入与转换输入与转换 （2）、双缓冲方式）、双缓冲方式 目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 图图15 dac083215 dac0832组成同步双通道输出组成同步双通道输出目目 录录上饶职业技术学院电子工

14、程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 mov dptr, 0dfffh ; 指向指向dac0832(1)mov a, data1 ; data1送入送入dac0832(1)中锁存中锁存movx dptr, a ; mov dptr, 0bfffh ; 指向指向dac0832(2)mov a, data2 ; data2送入送入dac0832(2)中锁存中锁存movx dptr, amov dptr, 7fffh ; 给给0832(1)和和(2)提供提供wr信号信号movx dptr, a ; 同时完成同时完成d/a转换输出转换输出 目目 录录上饶职业技

15、术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 【例【例1.1】利用】利用dac0832产生阶梯波产生阶梯波图图16 dac083216 dac0832产生的阶梯波形图产生的阶梯波形图目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 参考程序如下参考程序如下: start: mov a, 00h ; mov dptr, 7fffh ; 0832 的地址送的地址送dptr mov r1, 0ah ; 台阶数为台阶数为 10lp: movx dptr, a ; 送数据至送数据至 0832 ca

16、ll delay ; 1 ms延时延时 djn2 r1, next ; 不到不到 10 台阶转移台阶转移 sjmp strt ; 产生下一个周期产生下一个周期next: add a, 10 ; 台阶增幅台阶增幅 sjmp lp ; 产生下一台阶产生下一台阶delay: mov 20h, 249 ; 1 ms延时程序延时程序again: nop nop djnz 20h, again 目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 作作 业：业：目目 录录p223 4上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5

17、1 i/o 设 备 接 口 技 术 电信号；非电信号 传感器电信号a / d是将模拟量转换成数字量的器件。模拟量模拟量只有转换成数字量才能被计算机采集，分析和计算。电信号电信号非电信号非电信号传感器a / dmcs51d / a模拟量输出模拟量输出数字量输出数字量输出衡量a / d性能的主要参数是：分辨率分辨率： 即输出的数字量变化一个相邻的值所对应的输入 模拟量的变化值。 满刻度误差满刻度误差：即输出全1时输入电压与理想输入量值之差。 转换速率转换速率： 完成一次转换所需时间的倒数。 转换精度转换精度： 量化值与一个理想a/d转换器进行模/数转换的差 值。或者说是实际a/d与理想a/d的差别

18、。 是否可方便地与是否可方便地与cpu接口接口1.3 a/d1.3 a/d转换器的工作原理转换器的工作原理 目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 mcs51个别单片机内部具有a/d转换线路（例如：8xc51ga/gb内具有8路8位逐次逼近式a/d）。a/d种类：逐次逼近式双积分式（单积分、四积分）电荷平衡式 并行式一、双积分一、双积分a/d转换原理转换原理由积分器、过零电压比较器、控制逻辑电路、时钟和计数器等部分组成。双积分a/d工作时分为两个步骤：固固定时间积分定时间积分； 固定斜率积分固定斜率积分。101111tur

19、cdturc)t(uiavtic2012)(1)()(trccdturctutu01)()(1)(21012turctudturcturctrc目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 iavruutt12则有：,2211cctnttnt因iavruunn12则得： 双积分双积分a/d输出是采样周期内输入信号输出是采样周期内输入信号ui的平均值的平均值，因此对，因此对叠加在输入信号的叠加在输入信号的交流干扰有很强的抑制能力交流干扰有很强的抑制能力，但，但转换速度较慢转换速度较慢。二、逐次逼近式a/d转换原理逐次逼近逐次逼近a

20、/d由比较器、由比较器、d/a转换器、时钟电路、逐次逼近寄转换器、时钟电路、逐次逼近寄存器、逻辑控制电路、输出缓冲存器、逻辑控制电路、输出缓冲器等组成，它是采用器等组成，它是采用逐次比较法逐次比较法来实现的。转换开始后，在逻辑来实现的。转换开始后，在逻辑控制电路控制下，控制电路控制下， 时钟电路使逐次逼近寄存时钟电路使逐次逼近寄存器的器的最高位置最高位置1，其他各位置，其他各位置0，目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 然后经然后经d/a转换成对应的模拟电压转换成对应的模拟电压us，送到比较器的，送到比较器的一个输入端并

21、与比较器另一个输入端的模拟电压一个输入端并与比较器另一个输入端的模拟电压ui比较，比较，若若us ui，则表明预设的这一数码太大，逻辑控制电路将逐，则表明预设的这一数码太大，逻辑控制电路将逐次逼近寄存器的该位置次逼近寄存器的该位置0；若；若us ui，则表明预设的这一数，则表明预设的这一数码不够大，逻辑控制电路将逐次逼近寄存器的该位码不够大，逻辑控制电路将逐次逼近寄存器的该位保持为保持为1，再将逐次逼近寄存器的下一位置再将逐次逼近寄存器的下一位置1，其他，其他各位仍为各位仍为0，然后再经，然后再经d / a转换成对应的模拟电压转换成对应的模拟电压us，再比，再比较以确定这一位的较以确定这一位的

22、1是保留还是要清除。这样是保留还是要清除。这样逐位进行比较逐位进行比较，直至直至d/a转换器输出电压转换器输出电压us与与ui相等或相等或ui-us小于最大量化误小于最大量化误差值为止差值为止。比较结束时，寄存器中所保留的代码就是与。比较结束时，寄存器中所保留的代码就是与ui相相应的数字代码，从而完成了应的数字代码，从而完成了a/d转换。这种转换。这种a/d只需只需n次操作次操作就能完成就能完成n位的转换，位的转换，转换速度较高，精度也较高转换速度较高，精度也较高，电路结，电路结构简单。构简单。目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接

23、口 技 术 一一 、adc0809的结构的结构adc0809是一种是一种8路模拟输入，路模拟输入，8位逐次逼近式位逐次逼近式a/d。 in0in07：8路模拟量输入线；路模拟量输入线； a、b、c：通路选择输入线；：通路选择输入线； eoc：转换结束信号输出线，转换结束后：转换结束信号输出线，转换结束后eoc输出输出一个宽为一个宽为8个个clk周期的正脉冲。周期的正脉冲。1.4 1.4 典型典型a/da/d器件的应用器件的应用 1.4.1、 a/d芯片芯片adc0809的应用的应用目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 图

24、图17 adc080917 adc0809的内部结构图的内部结构图目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 图图18 adc080918 adc0809的引脚图的引脚图目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 图图19 adc080919 adc0809的时序图的时序图目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 二、二、mcs51与与adc0809接口方法接口方法在一个8路数据采集系统中。

25、要求在p1.0输入的同步脉冲控制下对8路模拟量依次各采集256个数据，存放在外部0b000h0bfffh单元中（0b000h0b0ffh中为in0的采样数据， 0b100h0b1ffh中为in1的采样数据， 0b700h0b7ffh中为in07的采样数据。程序如下：ad0816：movr0，#00 movp2，#0b0hmovr7，#0movr5，#0movr6，#08hmovdptr，#7ff8h;置in0地址wait：jbp1.0，waitl0：movx dptr,a目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 二、二、mc

26、s51与与adc0809接口方法接口方法（1） 查询方式查询方式图图110 adc0809查询方式连接图查询方式连接图目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 下面的程序是采用查询方法下面的程序是采用查询方法, 分别对分别对 8 路模拟信号轮流采路模拟信号轮流采样一次样一次, 并依次把结果转存到数并依次把结果转存到数据存储区的采样转换程序。据存储区的采样转换程序。 mov r1, data ; 置数据区首址置数据区首址 mov dptr, 7ff8h ; p2.7=0, 指向通道指向通道 0 mov r7, 08h ; 置通

27、道数置通道数lp1: movx dptr, a ; 启动启动a/d转换转换 mov r6, 0ah ; 软件延时软件延时daly: nop nop nop 目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 nopnopdjnz r6, dalymovx a, dptr ; 读取转换结果读取转换结果mov r1, a ; 存储数据存储数据inc dptr ; 指向下一个通道指向下一个通道inc r1 ; 修改数据区指针修改数据区指针djnz r7, lp1 ; 8 个通道全采样完了吗个通道全采样完了吗? 目目 录录上饶职业技术学院电子

28、工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 （2） 中断方式中断方式图图 111adc0809 中断方式硬件接口中断方式硬件接口 目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 这里将这里将adc0809 作为一个外部扩展的并行作为一个外部扩展的并行i/o口口, 直接直接由由8031的的p2.0和和wr脉冲进行启动。因而其端口地址为脉冲进行启动。因而其端口地址为 0feffh。用中断方式读取转换结果的数字量。用中断方式读取转换结果的数字量, 模拟量输入模拟量输入通道选择端通道选择端add a、

29、add b、add c分别与分别与8031的的p0.0、 p0.1、p0.2 直接相连直接相连, clk由由 8031 的的ale提供。提供。其读取通其读取通道道 0 转换后的数字量程序段如下转换后的数字量程序段如下: org 1000h inadc: setb it1 ; int1设为边沿触发设为边沿触发 setb ea ; 开中断开中断int1 setb ex1 目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 mov dptr, 0feffh ; 端口地址送端口地址送dptr mov a, 00h ; 选择选择 0 通道输入通

30、道输入 movx dptr, a ; 启动输入启动输入 org 0013hajmp pint1 pint1: mov dptr, 0feffh ; 端口地址送端口地址送dptr movx a, dptr ; 读取读取in0 的转换结果的转换结果 mov 50h, a ; 存入存入 50h单元单元 mov a, 00h movx dptr, a ; 启动启动a/d, in0 通道输入并转换通道输入并转换 reti ; 返回返回 目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 【例【例1.2】：】：在一个在一个8路数据采集系统中。要求

31、在路数据采集系统中。要求在p1.0输入输入的同步脉冲控制下对的同步脉冲控制下对8路模拟量依次各采集路模拟量依次各采集256个数据，个数据，存放在外部存放在外部0b000h0bfffh单元中（单元中（0b000h0b0ffh中为中为in0的采样数据，的采样数据， 0b100h0b1ffh中为中为in1的采的采样数据，样数据， 0b700h0b7ffh中为中为in07的采样数据。的采样数据。参考程序如下：参考程序如下：ad0809：movr0，#00 movp2，#0b0hmovr7，#0movr5，#0movr6，#08hmovdptr，#7ff8h;置置in0地址地址wait：jbp1.0，w

32、aitl0：movx dptr,a目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 图图 112 【例【例1.2】硬件电路连接图】硬件电路连接图目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 mov30h,#0ahdelay:djnz30h,delayfinish:jbp3.3,finishmovxa,dptrmovxr0,aincdptrincp2djnzr6,l0djnzr7,l1lcallad0809l1:incr5movp2,#0b0hmova,r5movr0,

33、amovr6,#08hajmpl0目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 作作 业：业：目目 录录p223 6上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 在单片机应用系统中，使用的显示器主要有ledled（发光二极管显示器）和lcdlcd（液晶显示器）。 一、一、ledled显示器的结构显示器的结构 ledled显示器是由发光二极管来显示字段的器件。显示器是由发光二极管来显示字段的器件。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 a b c d e f g dp a

34、bcdefgdpr8abcdefgdpr8+ 5v(a) 外形(b) 共阴极(c) 共阳极图图2 1 七段发光显示器结构图七段发光显示器结构图目目 录录2 2 显示键盘及接口显示键盘及接口2.1 2.1 ledled显示器及接口显示器及接口上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 共阴极与共阳极的段选码互为共阴极与共阳极的段选码互为反码。反码。 显示字符显示字符共阴极段选码共阴极段选码共阳极段选码共阳极段选码显示字符显示字符共阴极段选码共阴极段选码共阳极段选码共阳极段选码03fhc0hc39hc6h106hf9hd5eha1h25bh

35、a4he79h86h34fhb0hf71h8eh466h99hp73h8ch56dh92hu3ehc1h67dh82h31hceh707hf8hy6eh91h87fh80h8.ffh00h96fh90h“灭灭”00hffha77h88hb7ch83h 目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 二、显示器的显示方式二、显示器的显示方式 （1 1）、静态显示方式、静态显示方式 静态显示方式就是当显示器显示某一个字符时，相应的发光二极管恒定地导通或截止恒定地导通或截止，直到显示另一个字直到显示另一个字符为止符为止。静态显示时的亮度

36、较高亮度较高，编程容易，管理也较简单，但占用占用i/oi/o口资源较多口资源较多，因此在显示位数较多时，一般采用动态显示方式。 设8255的pa、pb、pc三个8位i/o口输出分别显示字符“1”、“2”、“3”的程序如下（设8255控制口地址为7fffh）：mov dptr，#7fffh ；8255控制口mov a，#80hmov dptr，a ；设8255 pa、pb、pc都为输出口mov dptr，#7ffch ；指向8255 pa口地址目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 mova，#0f9hmovx dptr，a

37、；显示字符“1”movdptr，#7ffdh；指向8255 pb口地址mova，#0a4hmovx dptr，a；显示字符“2”movdptr，#7ffeh；指向8255 pc口地址mova，#0b0hmovx dptr，a；显示字符“3”reta b c d e f g dppc0pc7coma b c d e f g dppb0pb7coma b c d e f g dppa0pa7com+5v8255mcs 51图图2 2 3位静态七段位静态七段led显示器接口显示器接口目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 （2）

38、、动态显示方式、动态显示方式 在多位led显示时，为了节省节省i/o口线口线，一般采用动态显示方式。动态显示方式是一位一位地分时轮流点是一位一位地分时轮流点亮各位显示器亮各位显示器，对每一位显示器来说，每隔一段时间轮每隔一段时间轮流点亮一次流点亮一次。显示器的亮度既与导通电流有关，也与显示器的亮度既与导通电流有关，也与点亮和熄灭时间的比例有关。点亮和熄灭时间的比例有关。调整导通电流和时间参数，可实现亮度较高较稳定的显示。这种显示方式将七段led显示器的所有段选位并联在一起，由一个段选位并联在一起，由一个8位位i/o口口控制控制，而共阴极或共阳极的公共端分别由相应的公共端分别由相应的i/o口口控

39、制控制，实现各位显示器的分时选通分时选通。 图658中设6位显示器的显示缓冲器单元为内部ram 79h7eh，分别存放6位显示器的显示数据。显示程序如下：目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 1008图图2 3 用用8155 i/o口的口的6位动态显示器接口位动态显示器接口8155+5vcom0com1com2com3com4com5共阴极共阴极显示器显示器pa5pa4pa3pa2pa1pa0pb0pb1pb2pb3pb4pb5pb6pb7mcs5174ls0774ls06目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第

40、八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 dir6：mov r0，#79h ；置显示缓冲区首地址 mov dptr，#7f00h；设8155的命令字寄存器地址；为7f00h mov a，#03h movx dptr，a；设8155 pa、pb口为输出口 mov r3，#01 mov a，r3；为pa口输出准备数据ld0： mov dptr，#7f01h；指向8155 pa口地址 movx dptr，a；设一个一个显示器的公共端为0 inc dptr；指向8155 pb口地址 mov a，r0；取显示缓冲区的数据 add a，#0dh movc a，a+pc；查表找出与该显

41、示器显示缓；冲区对应的字符数据dir1：movx dptr，a；从8155 pb口输出数据 目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 acall dl1；进行适当的延时，延时程序从略 inc r0；指向下一个显示缓冲区地址 mov a，r3 jb acc.5，ld1；是否显示到第6个显示器？ rl a；为显示下一个数据准备pa口数据 mov r3，a sjmp ld0；6个数据未显示完，则继续显示 ld1：ret dseg： db 3fh，06h，5bh，4fh，66h，6dh；0、1、2、3、4、5 dseg1：db 7d

42、h，07h，7fh，6fh，77h，7ch；6、7、8、9、a、b dseg2：db 39h，5eh，79h，71h，73h，3eh ；c、d、e、f、p、u dseg3：db 31h，6eh，1ch，23h，40h，03h；、y、 ； 、 dseg4：db 18h，00，00，00 ；、 目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 lcd显示器件工作电流小、重量轻、功耗低、寿命长，显示器件工作电流小、重量轻、功耗低、寿命长，字迹清晰美观，在便携式仪表、低功耗应用的较高档仪器仪字迹清晰美观，在便携式仪表、低功耗应用的较高档仪器

43、仪表中被广泛采用。表中被广泛采用。 一、一、lcd显示器的基本结构及工作原理显示器的基本结构及工作原理 lcd器件的基本结构是在上、下两玻璃电极之间注入器件的基本结构是在上、下两玻璃电极之间注入向列型液晶材料，密封透明向列型液晶材料，密封透明 。目目 录录2.2 2.2 lcdlcd显示器及接口显示器及接口 液晶显示器从显示的形式上可分为液晶显示器从显示的形式上可分为段式、点阵字符式和点段式、点阵字符式和点阵图阵图形式。形式。 段式段式lcd显示器显示字型的笔画与显示器显示字型的笔画与led显示器相同，也有显示器相同，也有ag七个段选位，另外小数点和其它一些符号，也可作为一个电七个段选位，另外

44、小数点和其它一些符号，也可作为一个电极出现。同样它也有一个公共端极出现。同样它也有一个公共端com。其显示方式也有。其显示方式也有静态显静态显示示方式和方式和动态显示动态显示方式。方式。 上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 静态显示方式需静态显示方式需加直流电加直流电，动态显示方式需，动态显示方式需加交流电加交流电。液。液晶分子在长时间的单向电流作用下容易发生电解，使晶分子在长时间的单向电流作用下容易发生电解，使lcd的寿的寿命减少，因此命减少，因此液晶的驱动很少用需用直流电的静态驱动方式液晶的驱动很少用需用直流电的静态驱动方式

45、，而是通常采用动态驱动方式。且因液晶在高频交流电作用下也而是通常采用动态驱动方式。且因液晶在高频交流电作用下也不能很好地显示，故不能很好地显示，故一般采取一般采取125150hz的方波来驱动液晶的方波来驱动液晶目目 录录ab（a）驱动回路lcd不显示显示abcac（c）真值表（b）驱动波形图图2 4 某一字段驱动回路、驱动波形及真值表某一字段驱动回路、驱动波形及真值表a0011b0101c0110c背极正(前)极上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 实用时，实用时，当前、背两极之间电压为当前、背两极之间电压为0v时时，该字段，该字

46、段不亮，当两极电压为不亮，当两极电压为2倍幅值时，该字段呈现黑色显倍幅值时，该字段呈现黑色显示。示。 极间电压极间电压0v产生的原理产生的原理：当：当vb0v，因是异或门，因是异或门，所以总有所以总有vcva，即，即前背两电压相等前背两电压相等，从而电位，从而电位差为差为0或或vavc0。故。故可以用可以用b端作为液晶段的显端作为液晶段的显示控制端示控制端。目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 七段译码器abcdabg com(背极)abcdfega b c da b c d e f g数字显示数字显示0 0 0 01

47、1 1 1 1 1 00 0 0 10 1 1 0 0 0 0 0 0 1 01 1 0 1 1 0 1 0 0 1 11 1 1 1 0 0 1 0 1 0 00 1 1 0 0 1 1 0 1 0 11 0 1 1 0 1 1 0 1 1 01 0 1 1 1 1 1 0 1 1 11 1 1 0 0 0 0 1 0 0 01 1 1 1 1 1 1 1 0 0 11 1 1 1 0 1 1 目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 二、二、lcd驱动器驱动器icm7211简介简介 显示数字的液晶显示显示数字的液晶显示板

48、有：板有：3位半（如位半（如3555）、）、4位半（如位半（如yxy4501）、）、5位（如位（如yxy5001）、）、6位位（如（如yxy6500）、）、8位位（如（如yxy8002）等。用于）等。用于驱动的集成电路的型号很驱动的集成电路的型号很多，一般选用多，一般选用一次能驱动一次能驱动多位数多位数的芯片，如的芯片，如icm7211。40393837363534333231302928272625242322211234567891011121314151617181920vcce1g1f1bpa2b2c2d2e2g2f2a3b3c3d3e3g3f3a4d1c1b1a1o scvsscs2

49、cs1ds2ds1b3b2b1b0f4g4e4d4c4b4图图2 2 5 icm72115 icm7211引脚图引脚图icm7211(a)icm7211(a)m目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 a1g1、a2g2、a3g3、a4g4：段选控制，分别控制：段选控制，分别控制四四位位lcd的段选位；的段选位；osc：内部振荡控制。悬空时振荡器工作，接地时：内部振荡控制。悬空时振荡器工作，接地时振荡器不工作；振荡器不工作； bp：lcd公共驱动极（或称为背电极）。当公共驱动极（或称为背电极）。当osc悬悬空时输出空时输出1

50、25hz脉冲，当脉冲，当osc接地时为工作脉冲输入接地时为工作脉冲输入极；极； b0b3：显示字符数据输入显示字符数据输入位；位； d1d4（ds1、ds2 、cs1、cs2）：位选和选片输入。）：位选和选片输入。 icm7211(a)为为d1d4，icm7211(a)m为为ds1、ds2 、 cs1、cs2。目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 cs2cs1表表2 1 icm7211(a)m位选和片选信号设置表位选和片选信号设置表ds2ds1功功 能能0000选中a4g4的lcd0001选中a3g3的lcd0010选中

51、a2g2的lcd0011选中a1g1的lcd其 它未选中任何lcd表表2 2 icm7211(a)或或icm7211(a)m b3b0数据输入数据输入显示译码表显示译码表 b30000000011111111b20000111100001111b10011001100110011b00101010101010101显示显示符号符号0123456789ehlp灭目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 三、三、lcd驱动器驱动器icm7211（a）m与与mcs 51的接口的接口 一片一片icm7211(a)m只能只能驱动驱动4

52、位位lcd，故共需两片，故共需两片icm7211(a)m采取级联方式才能驱动采取级联方式才能驱动yxy8002。图中。图中p2.7作为第一片作为第一片icm7211(a)m的片选信号，的片选信号，则地址为则地址为7fffh；p2.6作作为第二片为第二片icm7211(a)m的片选信号，的片选信号，则地址为则地址为0bfffh。1a1g 2a2g 3a3g 4a4gp0.0 p0.1 p0.2 p0.3 p0.4 p0.5 wr p2.7 p0.6 p0.7 p2.6oscmcs 51图图2 6 用用icm7211(a)m级联驱动级联驱动8位位lcd显示器与显示器与mcs51的接口的接口osci

53、cm7211(a)m 2b0 b1 b2 b3 ds1 ds2 cs1 cs21a1g 2a2g 3a3g 4a4gb0 b1 b2 b3 ds1 ds2 cs1 cs2yxy8002 lcdbpbpcomicm7211(a)m 1目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 在在8位位lcd显示器上显示字符串显示器上显示字符串“12345678”，经过，经过一段时间延时后再显示字符串一段时间延时后再显示字符串“hphelp”的参考的参考程序如下：程序如下：lcd_disp：mov r2，#4clrads_lcd0：mov r1

54、，#0mov dptr，#7fffh；准备清除第一片显示；准备清除第一片显示adda，# 7ds_lcd1：movca，a+pcmovxdptr，a；清除第一片显示（顺；清除第一片显示（顺；序为；序为lcd1lcd4）incr1mov a，r1 djnzr2，ds_lcd1 目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 sjmp ds_lcd2lcdd1 1：db 3fh，2fh，1fh，0fhds_lcd2：mov r2，#4clramov r1，#0mov dptr，#0bfffh；准备清除第二片显示；准备清除第二片显示ad

55、da，# 7ds_lcd3：movca，a+pcmovxdptr，a；清除第二片显示（顺；清除第二片显示（顺；序为；序为lcd1lcd4）incr1mov a，r1djnz r2，ds_lcd3sjmp ds_lcd4lcdd1 2：db 0cfh，8fh，4fh，0fh 目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 ds_lcd4：mov r2，#4clramov r1，#0mov dptr，#7fffh；准备在第一片显示；准备在第一片显示“1234”adda，# 7ds_lcd5：movca，a+pc；在第一片显示；在第一片

56、显示“1234”movxdptr，aincr1mov a，r1djnz r2，ds_lcd5sjmp ds_lcd6lcdd2 1：db 31h，22h，13h，04hds_lcd6：mov r2，#4clr a 目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 mov r1，#0mov dptr，#0bfffh；准备在第二片显示；准备在第二片显示“5678”adda，# 7ds_lcd7：movca，a+pc；在第二片显示；在第二片显示“5678”movxdptr，aincr1mov a，r1djnz r2，ds_lcd7sjmp

57、 ds_lcd8lcdd2 2：db 0c5h，86h，47h，08hds_lcd8：acalldelay；延时，延时程序这里未给出；延时，延时程序这里未给出mov r2，#4clramov r1，#0mov dptr，#7fffh；备在第一片显示；备在第一片显示“hp”add a，# 7 目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 ds_lcd9：movca，a+pc；在第一片显示；在第一片显示“hp”movxdptr，aincr1mov a，r1djnz r2，ds_lcd9sjmp ds_lcd10lcdd3 1：db

58、3chh，2eh，1ah，0ahds_lcd10：mov r2，#4clramov r1，#0mov dptr，#0bfffh；准备在第二片显示；准备在第二片显示“help”adda，# 7ds_lcd11：movca，a+pc；在第二片显示；在第二片显示“help”movx dptr，a 目目 录录上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 incr1mov a，r1djnz r2，ds_lcd11sjmp ds_lcd12lcdd3 2：db 0cch，8bh，4dh，0ehds_lcd12：ret目目 录录上饶职业技术学院电子工程

59、系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 作作 业：业：p190 5上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 2.3 2.3 键盘及接口键盘及接口 键盘是由若干个按键组成的开关矩阵，是实键盘是由若干个按键组成的开关矩阵，是实现人机会话或人机通信的常用工具。由硬件识别现人机会话或人机通信的常用工具。由硬件识别键的闭合键的闭合编码键盘编码键盘，由软件识别键的闭合，由软件识别键的闭合未未编码键盘编码键盘。在由单片机组成的测控系统及智能化。在由单片机组成的测控系统及智能化仪器中，仪器中，用得较多的是未编码键

60、盘用得较多的是未编码键盘。 通常按键开关为机械弹性开关，机械开关在闭通常按键开关为机械弹性开关，机械开关在闭合及断开瞬间均伴随有一连串的合及断开瞬间均伴随有一连串的抖动抖动 ，时间一般，时间一般为为520ms。 上饶职业技术学院电子工程系编著组 第 八 部 分：m c s 5 1 i/o 设 备 接 口 技 术 vcc（+5v）vcc（+5v）ab输出图图2-8 rs触发器消抖电路触发器消抖电路 消除键抖动可用消除键抖动可用硬件和软硬件和软件件两种方法两种方法 一、独立式未编码键盘接口及处理程序一、独立式未编码键盘接口及处理程序 独立式键盘是各按独立式键盘是各按键相互独立地接通一条键相互独立地