片机7外围接口技术优秀

1、单片机原理及应用E-mail: 片机7外围接口技术优秀第七章单片机的典型外围接口技术片机7外围接口技术优秀 7.1 键盘接口单片机组成的控制系统通常需要配置键盘，用户可以通过键盘向单片机输入数据或命令，以便实现控制系统的人机对话。键盘可以直接利用口线连接按键开关、开关型传感器或电子线路来实现，内部程序仅通过判断口线的电平就能够确定输入的键值。采用这种识别方式的键盘称为非编码键盘。非编码键盘设计简单，使用方便，但口线利用率较低，受单片机口线数量的限制，其键盘规模无法做大。键盘的另一种形式是编码键盘，这种方式将口线与按键开关连接成矩阵电路，通过软件扫描、识别I/O口上的编码，按编码规则识别输入键值

2、。编码键盘的最大优点就是口线利用率高，键盘规模可以做得较大。片机7外围接口技术优秀一、 简易键盘接口 独立连接式与门上拉电阻片机7外围接口技术优秀按键抖动问题按键闭合时的电平变化波形按键开关在接通或断开瞬间并非完全可靠接触，而是存在一个抖动期，tH为开关断开时口线上高电平存在的时间，tL为开关闭合时口线上低电平稳定存在的时间。tW1、tW2为键按下和松开时的抖动期存在时间。抖动期一般不超过10 ms。在口线电平抖动期间，单片机无法准确检测出口线电平的正确值，必须采取一定的措施进行鉴别。片机7外围接口技术优秀延时消抖法例如遇到由高向低的电平转换后先不急于读取口线键值，而是在中断服务程序的开始执行

3、一段1020 ms的延时程序。若延时程序后再次判断口线仍为低电平则进入口线的键值读取程序，否则放弃键值读取操作。 延时去抖动及读取键值的中断服务程序如下： ORG0003HLJMPKRDKRD：MOVP1，#0FFH ；P1口置为输入口CALLDEL20 ；调20 ms延时子程序MOV A，P1 ；读P1口键值JNBACC.0，KPR0；判断P1.0P1.7是否有键按下JNBACC.1，KPR1片机7外围接口技术优秀 JNB ACC.2，KPR2JNB ACC.3，KPR3 JNBACC.4，KPR4JNB ACC.5，KPR5JNB ACC.6，KPR6JNB ACC.7，KPR7RETI

4、KPR0： ；P1.0按键处理程序 RETI KPR1： ；P1.1口线按键处理程序 KPR7： ；P1.7口线按键处理程序 DEL20： ；20 ms延时子程序片机7外围接口技术优秀二、矩阵式键盘接口 简易键盘电路中每一个按键占用一根I/O口线，其口线利用率较低，如果将口线按照行、列排成矩阵形式则可在相同口线数量的条件下增大键盘的规模。 例如，可以将P1口的8根I/O线排列成44矩阵形式，连接16只按键开关。 片机7外围接口技术优秀44矩阵式键盘电路P1口的8根I/O口线分成行、列线连接，P1.0P1.3为行线，P1.4P1.7为列线。16只按键分别跨接在对应的行、列线节点上。 行线特定的4

5、位数据输出和列线对应的4位数据输入可以组成一个8位的特征字，该特征字即为键值。片机7外围接口技术优秀1、键盘电路的工作原理 矩阵式键盘将P1口的8根I/O口线分成行、列线连接，图中P1.0P1.3为行线，P1.4P1.7为列线。16只按键分别跨接在对应的行、列线节点上。 如果单片机在行线对应的I/O口线上有数据输出，当有键按下时，行、列线短路，单片机在列线对应的I/O口线上的输入数据将由行线上的电平决定。 行线特定的4位数据输出和列线对应的4位数据输入可以组成一个8位的特征字，该特征字即为键值，代表了按下的键所在的位置。片机7外围接口技术优秀2、 扫描法产生键值以行线作为扫描输出，以列线作为接

6、收输入。依次将行线置为低电平，并在列线上逐次接收数据。如果发现接收到的某一列线有低电平，则表示该列线与行线连接的按键已经闭合。在接收到低电平的那次扫描中，行线数据与列线数据的组合便是所期望的键值，由该键值可确定闭合键在矩阵连接中的连接位置。片机7外围接口技术优秀3、键盘扫描方式1) 硬件中断识别法将矩阵式键盘电路的所有列线连接至“与”门电路的输入端，“与”门电路的输出端与单片机外部中断连接。把全部行线置为低电平，全部列线置为高电平，当有键按下时列线上出现低电平，产生中断，在中断服务程序中扫描键盘。2) 软件查询识别法将全部行线置为低电平，全部列线置为高电平，定时从列线对应的I/O口线输入数据，

7、如果判定接收的数据中有低电平存在，则说明有按键按下，开始执行键盘扫描程序。采用硬件中断识别方式可以随时响应键盘动作，具有较强的实时性，而采用软件查询方式则可以简化电路。片机7外围接口技术优秀4矩阵键盘扫描程序举例P1.0P1.1P1.2P1.3P1.7P1.6P1.5P1.4行线，扫描输出列线，扫描输入接与门输入端，与门输出接INT0片机7外围接口技术优秀键盘扫描程序如下：INT0ISR: 中断服务程序 MOV P1, #0FFH CLR P1.4 ；扫描输出 MOV A, P1 ；扫描输入 ANL A, #0FH XRL A, #0FH JZ NOKEY0 LCALL DELAY10MS M

8、OV A, P1 ANL A, #0FH XRL A, #0FH JZ NOKEY0；判断P1.4行是否有键按下；以下判断键码MOV A, P1 ANL A, #0FH CJNE A, #0EH, NEXT1 MOV KEY, #3 LJMP OKNEXT1:CJNE A, #0DH, NEXT2 MOV KEY, #7 LJMP OKNEXT2:CJNE A, #0BH, NEXT3 MOV KEY, #11 LJMP OKNEXT3:CJNE A, #07H, NOKEY0 MOV KEY, #15 LJMP OK片机7外围接口技术优秀7.2 显示接口为了实现人机交互，单片机应用系统通常配

9、有显示器接口，主要显示元件采用LED(发光二极管显示器)或LCD(液晶显示器)，显示形式有笔画式和点阵式。笔画式显示元件大多为LED数码管，用于显示数字或简单字母信息，适合于规模较小的单片机系统。如七段码LED显示器对于大信息量或图形显示一般使用点阵式LCD显示器，这种显示器结构比较复杂，还需要考虑灰度调节、高压背光的配合，电路连接及程序操作都比较繁琐。点阵式LCD显示器多采用内置控制器的模组形式，在这种形式下单片机与点阵式LCD的接口实际上变成了单片机与单片机之间的数据通信。片机7外围接口技术优秀LCD显示屏接口 LCD图形点阵显示器通常以LCM(液晶显示模组)形式出现，模组中封装了显示器、

10、驱动电路、控制电路及背光调节电路等。本节以MG12864 LCM为例介绍图形点阵LCD显示接口的应用。1MG12864 LCM模块基本参数(1) LCD类型：STN形式。(2) 模块尺寸：937012 mm。(3) 显示区域尺寸：70.738.8 mm。(4) 点阵间距：0.520.52 mm。(5) 点阵分布：12864点。(6) 每一点阵尺寸：0.480.48 mm。片机7外围接口技术优秀MG12864 LCM模块内部主要组成部分片机7外围接口技术优秀2MG12864 LCM模组结构说明MG12864LCM由以下几部分组成：(1) 核心部件：12864 LCD点阵显示器。(2) 段驱动电路

11、：两路64列扫描显示驱动电路。(3) 行驱动电路：64行扫描显示驱动电路。(4) 背光驱动电路：LED发光管照明电路。MG12864 LCM内部还配置了如下部分：(1) 显示控制器。(2) 显示存储器DDRAM。(3) 电源电路。片机7外围接口技术优秀3MG12864引脚功能及说明1) 数据信号DB0DB7：指令、数据传送总线。2) 控制信号RS：指令、数据选择控制线，高电平选择数据传送，低电平选择指令传送。R/W：读写方式控制线，高电平为读方式，低电平为写方式E：信号选通控制线，高电平有效。RSTB：复位信号线，低电平有效。片机7外围接口技术优秀3MG12864引脚功能及说明3) 地址信号C

12、S1：段驱动电路选择线，高电平有效，选通KS0108B(1)CS2：段驱动电路选择线，高电平有效，选通KS0108B(2)4) 供电电源VDD：模块的电源正端。VSS：供电电源地。5) 灰度调节VIN：LCD驱动电压输入端。VOUT：LCD背板负电压输出端。6) 背光电源SLA：背光源正极(LED5 V)。SLK：背光源负极(LED0 V)。 片机7外围接口技术优秀4MG12864的操作指令通过DB0DB7可以实现指令或数据的传送操作，指令或数据的选择由RS控制信号确定，传送方向由R/W控制信号确定。1) 显示开关指令RS=0，格式如下：功能：控制显示状态。S0，关显示；S1，开显示。片机7外

13、围接口技术优秀2) 列(Y)地址设置RS=0，格式如下：列地址的设置范围为063。功能：将列地址写入列寄存器(YC)。片机7外围接口技术优秀3) 页(X)地址设置RS=0，R/W=0，格式如下：页地址的选择范围为07。功能：将页地址置入页寄存器(PR)。片机7外围接口技术优秀4) 首行设置RS=0， R/W=0， ，格式如下： 行地址的设置范围为063。功能：设置显示存储器(DDRAM)的首行地址。 片机7外围接口技术优秀5) 读取状态RS=0，R/W，格式如下： BUSY：忙标志，低电平表示操作就绪，高电平表示正在操作中。ON/OFF：显示状态，低电平表示开显示，高电平表示关显示。RESET

14、：复位标志，低电平表示正常运行，高电平表示复位。片机7外围接口技术优秀6) 写数据 RS=1，R/W0 功能：将8位数据写入显示存储器(DDRAM)中，指令结束后列寄存器(YC)加1。7) 读数据RS=1，R/W 1 功能：读取8位数据。MG12864 LCM模组的操作步骤包括：显示设置、读写数据及查询状态。片机7外围接口技术优秀5显示存储器DDRAM的结构(1) 整体地址结构如下所示：片机7外围接口技术优秀(2) 以第一页和X地址B8H为例，分页内位与行之间的对应关系如下：片机7外围接口技术优秀MG12864与单片机的接口电路片机7外围接口技术优秀7显示程序 显示程序主要完成对MG12864

15、的控制、设定及显示内容的传送等工作。程序步骤包括：开关显示控制，选取段驱动器，设定起始行，设定起始列及传送显示内容等。在每次显示开始时，如果按顺序设置起始的行或列可以实现屏幕上、下滚动或左、右平移的效果。显示内容按页传送，每页对应8行，连续传送64次8位显示数据完成1页显示内容。如果考虑两个驱动器的显示输出，显示整屏则需16页内容。片机7外围接口技术优秀整屏显示程序流程片机7外围接口技术优秀一、A/D转换器A/D转换器是将模拟量转换成数字量的器件。模拟量可以是电压、电流等电信号，也可以是声、光、压力和温度等随时间连续变化的非电物理量。非电物理量可通过合适的传感器等转换成电信号，模拟量只有转换成

16、数字量才能被计算机采集、分析和计算处理。7.3接口片机7外围接口技术优秀二、A/D转换方法电压频率式：精度高 价格低，但转换速度不高积分式：抗干扰能力好，转换速度低逐次逼近式：转换速度较快并行转换：串行转换：A/D转换器模拟输入（Vin）参考电压 +（Vref） -电源+ -数字输出（Dn D0）A/D转换器原理框图片机7外围接口技术优秀三、硬件设计考虑的问题选择分辨率（38位/912位/13位以上）确定精度（误差范围）A/D转换时间和路数输入/输出特性和范围电源种类和功耗工作环境接口是否方便片机7外围接口技术优秀四、8位A/D转换器 ADC0809ADC0809是逐次比较式的8路8位A/D转

17、换器，转换速度为100 s，电源电压+5V内部结构图片机7外围接口技术优秀ADC0809引脚分配28脚DIP封装IN0IN7：8路模拟输入由通道选择端C，B，A选择其中一路的输入进行A/D转换片机7外围接口技术优秀引脚功能C、B、A：模拟通道地址选择线，输入ALE：地址锁存允许信号，输入。由低到高的正跳变有效，此时锁存地址选择线的状态，从而选通相应的模拟通道，以便进行A/D转换。2-8、2-72-1：数字输出线，输出。2-8为最低位（D0，LSB），2-1为最高位（D7，MSB）。START：启动信号，输入，高电平有效。为了启动转换，应加正脉冲信号。脉冲的上升沿将内部寄存器清0，下降沿开始转换

18、。EOC：转换结束信号，输出，高电平有效。在START的上升沿之后08个时钟期间，EOC变为低电平。当转换结束时，EOC变为高电平。OE：输出允许信号，输入，高电平有效。CLK：时钟信号，输入。片机7外围接口技术优秀ADC0809的主要性能指标分辨率为8位非调整误差为1 LSB具有锁存功能的8路模拟开关，对8路模拟电压分别进行转换。输出与TTL兼容。可用单一电源供电，模拟电压输入范围为05V，无须调零和满刻度调整。三态锁存输出。低功耗为15mW。片机7外围接口技术优秀ADC0809与8051的接口原理图片机7外围接口技术优秀ADC0809与8051接口工作方式EOC:开始转换时为低电平,当转换

19、结束时为高电平.采集A/D转换结果的三种方式 延时等待方式：执行100s以上延时等待程序 查询方式: 查询EOC引脚 中断方式: EOC经反相器接8051的外部中断引脚ALE=START=OE=端口地址确定应使P2.7=A15=0, A0、A1、A2给出被选择的模拟通道地址设未占用地址线为1，则IN0IN7通道地址为7FF8H7FFFH片机7外围接口技术优秀编程要点选通模拟量输入通道发出启动信号用延时、查询或中断方法等待转换结束(延时)读取转换结果片机7外围接口技术优秀MAIN: MOV R1, #data；数据缓冲区首址 MOV DPTR, #7FF8H; P2.7=0,且指向通道O MOV

20、 R7, #08H; 置通道数LOOP: MOVX DPTR, A; 启动A/D转换 MOV R6, #OAH;DLAY：NOP NOP NOP DJNZ R6, DLAY；100s延时 MOVX A, DPTR; 读取转换结果 MOV R1，A INC DPTR；指向下一个通道 INC R1; 修改数据区指针 DJNZ R7, LOOP; 8个通道全采样完了吗?延时法读取结果片机7外围接口技术优秀中断方式程序 主程序： SETB IT1 SETB EX1 SETB EA MOV DPTR, #7FF8H MOV A，#0 MOVX DPTR，A中断服务程序：EINT1: MOV DPTR,

21、#7FF8HMOVX A, DPTRMOV 30H, AMOV A, #00MOVX DPTR, ARETI片机7外围接口技术优秀五、A/D采集的抗干扰措施算术平均滑动平均值法(循环队列)去极值法低通滤波片机7外围接口技术优秀7.4 D/A转换器接口 用D/A转换器把微型机输出的数字量转换成电压或电流，可输出各种波形的信号。D/A转换器+电流输出-参考电压 +（Vref） -电源+ -数字输入IoIoD/A转换器原理框图片机7外围接口技术优秀一、硬件设计考虑的问题选择分辨率（38位/912位/13位以上）确定精度（误差范围）D/A转换时间和路数输入/输出特性和范围电源种类和功耗工作环境接口是否

22、方便片机7外围接口技术优秀二、DAC0832芯片介绍分辨率8位电流输出, 稳定时间1s双缓冲、单缓冲、直通3种数字输入工作方式单电源供电 +5V +15V参考电压 -10 +10V片机7外围接口技术优秀DAC0832引脚图片机7外围接口技术优秀引脚功能ILE：输入寄存器允许，高电平有效。与CS结合，控制WR1是否起作用。CS：片选信号，低电平有效。WR1：写信号1，低电平有效。将数据锁存入输入锁存器中。WR1有效时，ILE和CS也必须同时有效。XFER：传送控制信号，低电平有效。WR2：写信号2，低电平有效。将输入锁存器中的数据传送到DAC寄存器并锁存。片机7外围接口技术优秀引脚功能DI0DI7：数字信号输入端。IOUT1、IOUT2：DAC电流输出端。Rfb：是集成在片内的外接运