第7部分-应用系统配置及接口技术

1、第7部分应用系统配置及接口技术1 .为什么要消除键盘的机械抖动?有哪些方法？答：通常按键所用的开关为机械弹性开关，由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均 伴随有一连串的抖动，键抖动会引起一次按键被误读多次。为了确保CPU对键的一次闭 合仅做一次处理，必须去除键抖动。在键闭合稳定时，读取键的状态，并且必须判别；在镀群放稳定后，再作处理。按 键的抖动，可用硬件或软件两种方法消除。如果按键较多，常用软件方法去抖动，即检测出键闭合后执行一个延时程序，产生5 10 ms的延时；让前沿抖动消失后，再一次检测键的状态，如果仍保持闭合

2、状态电平，则 确认为直正有键按下。当检测到按键释放后，也要给510 ms的延时，待后沿抖动消失 后，才能转入该键的处理程序。硬件方法常用RS触发器。2 .试述A/D转换器的种类及特点。答：A/D转换器的种类很多，主要有计数比较型、逐次逼近型、双积分型等。逐次逼近型A/D转换器的特点是精度、速度和价格都适中，是比较常用的A/D转化 器。双积分型A/D转换器的特点是精度高，抗干扰性好，价格低廉，但转换速度慢。3 .设计一个2X2行列式键盘电路并编写健扫描子程序。解：（1）逻辑电路如下:Uec(2)判断是否有便按下：有列线PLO、PL1送全0,查P0.0、P0.1是否为0。判断哪一个健按下：逐列送0

3、电平信号，再逐行扫描是否为0。 健号=行首号+列号KEY:LK1:LCALL JZLCALL LCALL JZ MOV MOV MOVKS KEY TIOms KS KEYR2, #OFEH R4, #00H Pl, R2PO.O,ONEMOV A,#00H LJMP KPONE:P0.1,NEXTMOV A,#02HKP:ADD A,R4PUSH ACCLK:LCALL KSJNZ LK POP ACC RET NEXT: INC R4 MOV A,R2JNBACC.1,KNDRLAMOVR2,AAJMPLK1KND:AJMPKEYKS:MOVP1,#OFCHMOVA,POCPLAANLA,

4、#03HRETTlOms:MOVR7,#10HTSI:MOVR6,#0FFHTS2:DJNZR6,TS2DJNZR7,TS1RET4 .试设计一个LED显示器/键盘电路。解:Pl.0 pi.iRXDTXDPl.289C5I574HC08tTZ 11 kQX8+5VX X X X X10 II 12 13B QoQtA74HC164CLRCLK GND 几cCLKA B4.7 k2X2 4-5 V?+5 V7a +5V7a74HC164CLR %一CLAB74HC164LED,1 kQX85 .在一个89C51应用系统中，89C51以中断方式通过并行接口 74LS244读取A/D器件5Gl443

5、3的转换结果。试画出有关逻辑电路，并编写读取A/D结果的中断服务程序。解：硬件电路设计如图：89C51 Pl.7 IMT1 P2. 0 而 GND0 12 3 4 5 6 11 11 11 H 11 IX H p p F p p p PJ20读取A/D结果的中断服务程序： MOV DPTR,#OFEOOH MOVX A,DPTR MOV 30H,ARETI6 .在一个fsc为12 MHz的89c51系统中接有一片D/A器件DAC0832, 它的地址为7FFFH,输出电压为。5 Vo请画出有关逻辑框图，并编写一个程序，使其运行后能在示波器上显示出锯齿波（设示波器X方向扫描频率为50 口 s /格

6、，Y方向扫描频率为1 V/格）。解：硬件电路设计加图：根据DAC0832的地址为7FFFH,则89C51的P2.7接DAV0832的片选。2+5 V2019Vcc PO.OP0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.689C51 P0.7P2.7P2.6P2.47石5416151413VeeWRGNDJ2028272516D0D1D2D3D4D5D6D7CSILERfb4xjtiGNDDAC0832XFERwrTWR2dGND11312+12 V 762345 (05 V)I1A74110 kQ200 Q口510ol0.01 pF_Q01pF7 T程序设计：因为示波器x方向扫描频率为50us

7、/格，Y方向扫描频率为IV/格，所 以选择DAC0832的输出电压为0V2V,对应的数字量为00H66H (0-102);每MAIN：MOV DPTR, #7FFFHLOOP1:MOV A, #00HLOOP2:MOVX DPTR, AADD A,#03HCJNE A,#66H,LOOP2SJMP LOOP17 .在一个fsc为12 MHz的89c51系统中接有一片A/D器件ADC0809,它的地址为7FF8H7FFFH。试画出有关逻辑根图，并编写ADC0809初始 化程序和定时采样通道2的程序（假设采样频率为1 ms/次，每次采样4个数据，存于89C51内部RAM 70H73H中）。解：硬件

8、电路设计如图:程序清单:ORG0000HLJMPMAINORG0013HLJMPIEX1ORG0030HMAIN:MOVSP,#60HMOVDPTR,#7FFAHSETBIT1SETB EXISETB EALOOP1:MOV RO,#70HMOV R7,#04HLOOP2:MOVX DPTR,AHEAR:SJMP HEARDJMP R7,LOOP2LCALL DIMSSJMP LOOP1DIMS:MOV R5,#32HDIMS1:MOV R6,#64HDIMS2:MOV R6,DIMS2MOV R5,DIMS1RETORG 0200HIEX1:MOVX A,DPTRMOVRO, AINC RO

9、RETI8 .在一个89c51系统中扩展一片74LS245,通过光电隔离器件外接8路TTL开关量输入信号。试酉出其有关的硬件电路。解：硬件电路设计如图：+5VJ209 .用89C51的Pl 口作8个按键的独立式健盘接口。试西出其中断方式的接口电路及相应的键盘处理程序。解：硬件电路设计如图：0 12 3 4 5 6 IL IL 11 IL IL IL p p F p p p p%89C51 Pl.7IMT1GNDJ20键盘处理程序:ORGOOOOHLJMPMAINORG0013HLJMPIEX1ORG0030HMAIN:MOVSP,#60HSETBIT1SETBEXISETBEASJMP$IEX

10、1:MOVA,#FFHMOVPl,AMOVA,PlJNBACC.7,P7FJNBACC.6,P6FJNBACC.5,P5FJNBACC.4,P4FJNBACC.3,P3FJNBACC 2P2FJNBACC.1,P1FJNBACC.0,P0FRETIP7F:LJMPPROM7P6F:LJMPPROM6P5F:LJMPPROM5P4F:LJMPPROM4P3F:LJMPPROM3P2F:LJMPPROM2P1F:LJMPPROM1P0F:LJMPPROMO10 .试说明非编码健盘的工作原理。如何去健抖动?如何判断健是否释放？答：(1)非编码键盘是靠软件识别的键盘。根据系统中按键数目的多少来选择不同

11、的键盘结构。键数少时，可采用独立式按键结构；当键数多时可采用行列式按键结构。无论采用 什么结构，都是通过单片机对它控制，因此可有三种控制方式：程序控制扫描方式、定时 扫描方式和中断扫描方式。以行列式非编码键盘，采用程序控制扫描方式为例，其工作原 理为：首先判断键盘上有无键按下，若有键按下则去键的机械抖动影响，然后逐列(行) 扫描，判别闭合键的键号，再判别键是否释放，如果键释放则按键号处理相应程序。(2)当判断有键按下时，执行5ms10ms的延时程序后再判断键盘的状态。如果仍 为键按下状态，则认为确定有一个键按下；否则按照键抖动处理。(3)判断键是否释放时，先判断键是否仍为闭合状态，如果为时，则

12、执行5ms- 10ms 延时程序后再判断直到键释放，以便达到对键的一次闭合仅作一次处理c11 . DAC0832与89C51单片机连接时有哪些控制信号?其作用是什么？AC0832与89S51单片机连接时的控制信号有：ILE数据锁存允许信号，高电平有效；/CS一输入寄存器选择信号，低电平有效；/WR1一输入寄存器的“写”选通信号，低电平有效。/XFER数据转移控制信号线，低电平有效；/WR2DAC寄存器的“写”选通信号。(2)作用：当/CS=O, /WR1=O, ILE=1 时，LEi = +WRT.ILE=l,输入锁存器状态随输入线状态变化；当/CS=1, /WR1变高，ILE=1时，由=国+

13、而ILE = O时，锁 存输入数据。当/WR2=0, /XFER=O时，DAC寄存器的锁存信号宙=可记+式曲 =1时， DAC寄存器的输随输入状态变化；当/WR2变高，/XFER=O时，亩=0时，锁存输入 状态。12.在一个89C51单片机与一片DAC0832组成的应用系统中，DAC0832 的地址为7FFFH,输出电压为。5 V。试画出有关逻辑框图，并编写产生矩 形波，其波形占空比为1 ： 4,高电平时电压为2.5V,低电平时电压为1.25V 的转换程序。解：硬件电路设计如图:iVcc PO.O P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5P0.689C51 P0.7 P2.7 P2.6

14、 P2.4282725765416151413117WR16G叩J202019VccILEDO DID2D3D4D5D6 D7CS2+5 VRfb4hjtiGNDA)UT2DAC0832XFERwrTWR2 wkZdGND To-113126+12 V|1A741345 (03 V)10O -12 V200 QU5iod0.01 pFL001 uF| 一kJVout=2.5V , D=2.5VX256/5= 128=80HVOut=1-25V , D= 1.25VX 256/5=64=40H程序清单：MOV DPTR,#7FFFHNEXT:MOV A,#80H MOVX DPTR,AACALL

15、 DELY MOV R4,#04H MOV A,#40H MOVX DPTR,ALOOP:ACALL DELAYDJNZ R4,LOOPAJMP NEXTDELAY: MOV R7,#10HTSI:MOV R6,#0FFHTS2:DJNZ R6,TS2DJNZ R7,TS1 RET13.在一个由89C51单片机与一片ADC0809组成的数据采集系统中,ADC0809的地址为7FF8H7FFFH。试画出有关逻辑框图，并编写出每隔1 min轮流采集一次8个通道数据的程序。共采样100次，其采样值存入片 外RAM 3000H开始的存储单元中。解：硬件电路设计如图:设fosc=6MHz,用定时豁定时1

16、00ms,用软件计数10x60实现定时lmin。A/D转 换采用查询（P1.0）方式。程序设计如下：ORGAJMPORGAJMPORGMAIN:MOV0000HMAIN001BHSEAVE0030HSP,#60HMOVR7,#100;置采集次数MOVRl,#30H;片外RAM地址高位MOVRO,#OOH；片外RAM地址低位MOVR2,#10；R2为100ms计数器，置入初值10MOVR3,#60；R3为秒计数器，直入初值60MOVTMOD,#10HMOVTH1,#3cHMOVTL1,#OBOHSETBET1SETBEASETBTRILOOP:SJMPLOOPDJMPR7,LOOPSJMP$SE

17、AVE:MOV TH1,#3CHMOVTL1,#OBOHDJNZ；R2,RETURNMOVR2,#10DJNZ；R3,RETURNMOVR6,#08；8个通道计数器初值MOVDPTR,#7FF8H；IN0的地址NEXT:MOVX DPTR,A;启动A/D转换P1.O.$MOVXA,DPTRPUSHDPH；将通道地址压入堆栈PUSHDPLMOVDPH,RIMOVDPL,ROMOVXDPTR, AINCDPTRMOVRI, DPH;保存片外RAM地址MOVRO, DPLPOPDPLPOPDPHDJNZR6, NEXTRETURN: RETIEND14 .以DAC0832为例，说明D/A的单缓冲与双

18、缓冲有何不同。答：所谓双缓冲方式，就是把DAC0832的两个锁存器都接成受控锁存方式。双缓冲DAC0832的连接如下图所示。双缓冲方式用于多路数/模转换系统，以实现多路模拟信号同步输出的目的。为此就 要使用两片DAC0832,并采用双缓冲方式连接，如下图所示。电路中以译码法产生地址，两片DAC0832共占据三个单元地址，其中两个输入寄存 龄各占一个地址，而两个DAC寄存器则合用一个地址。89C51C?0352RfbXFER loutlloutZD 1710而:TOT划.0译码器锁存器15 .以DAC0832为例，说明D/A的单极性输出与双极性输出有何不同。答：在DAC0832的输出端连接一级运

19、放组成的反向求和电路，可以得到单极性模拟电压（正电压或负电压），输出电压X围由参考电压Vref值决定。例如，当Vref=+5V （或 -5V）时，输出电压V05X围是0V-5V （或0V+5V）;当时，VutX围 是 0V士10V。在Vrkf确定以后，若要增加输出电压X围，可以通过增加运放反馈电阻的方法来实 现。连接方法是外加电阻R1同芯片中反馈电阻RF串朕，并在输入数据为全1的条件下, 调节R1阻值，使Vour达到所需的满量程电压即可。有时，需要转换器输出双极性模拟电压。当输入数字量从全。到全1时，需求输出模 拟量由负电压到正电压。单极性输出电压表达式为：Voun=-粤+ Dn_2 2-2

20、+ + a 21 + 5 2 ）=粤刈 二4双极性输出电压表达式为:Vg= -翳 N乙=一(一2 X 第 Ns + 9) = (2匕 + Vref ) 乙乙比较两式可知，只要将单极性输出模拟电压放大2倍，再与参考电压求和就可以获得 双极性输出的模拟电压。16.A/D和D/A的主要技术指标中，“分辨率”与“转换精度”(即“量化 误差”或“转换误差”)有何不同。答：(1)分辨率“分辨率”通常用位数表示，如8位、10位、12位等。对干n位转换器，其实际分 辨率为模拟量满量程的1/2,例如，一个10位的A/D转换器去转换一个满量程为5V 的电压，则它能分辨的最小电压为5000 mV/102445 mV,我们称该A/D转换器的分 辨率为