并行接口精品课件

1、并行接口第1页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三单片机的并行接口P0P3 POP3端口的功能和内部结构 POP3端口的编程 用并行口设计LED数码显示和键盘电路 并行接口小结MCS-51单片机的中断系统 中断的基本概念 中断的系统结构 中断的响应过程 中断的的应用编程小结内容提要第2页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三5.1单片机的并行接口接口P0P3 计算机对外设进行数据操作时，外设的数据是不能直接连到CPU的数据线上的，必须进过接口。这是由于CPU的数据线是外设或存储器和CPU进行数据传输的唯一公共通道，为了使数据线的使用对象不产生使用总线的冲突，以

2、及协调传输速度，CPU和外设之间必须有接口电路，接口起着缓冲、锁存数据、地址译码、信息格式转换等功能第3页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三一、I/O端口的结构共有4个8位双向I/O口，共32口线。每位均有自己的锁存器(SFR)，输出驱动器和输入缓冲器。第4页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三多路开关功能：用于控制选通I/O方式还是地址/数据输出方式方式控制：由内部控制信号产生输入锁存器两个输入缓冲器(BUF1和BUF2)推拉式I/O驱动器1. P0口位图内部结构BUF1BUF25、P0R2为读引脚信号，执行“MOV A,P0”时该信号有效6、读引脚（端

3、口）时，输出锁存器应为“1”说明：1、当控制信号为0时，P0口做双向I/O口，为漏极开路（三态）2、控制信号为1时，P0口为地址/数据复用总线（用于口扩展）3、P0W为端口输出写信号，用于锁存输出状态4、P0R1为读锁存器信号，执行“ANL P0,#0FH”时该信号有效QQDCVcc控制AD0P0R1 P0R2D0P0W图1、P0口内部结构读锁存器读引脚锁存器内部总线写锁存器地址/数据P00多路开关10bacdT1T2ABC第5页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三2. P1口内部结构P1口内部结构如图2所示输出部分有内部上拉电阻R*约为20K。其他部分与P0端口使用相类似（

4、读引脚时先写入1）。写数据读端口T1第6页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三 P1.0 T2引脚,定时/计数器2外部计数脉冲输入 P1.1 T2EX引脚,定时/计数器2触发和方向控制 P1.5 MOSI引脚,在系统编程数据输入 P1.6 MISO引脚,在系统编程数据输出 P1.7 SCK引脚,在系统编程时钟输入第7页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三3.P2口 内部上拉电阻的8位准双向并行I/O口，P2口的位结构比P1多了一个转换控制部分，当P2口作通用I/O口时，多路开关MUX倒向左；01ab第8页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三

5、 4.P3口 P3口为准双功能I/O口，内部结构中增加了第二输入/输出功能。abc第9页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三RD （外部数据存储器读选通信号输入） P3.7 WR （外部数据存储器写选通信号输入）P3.6 T1 （定时器1外部计数脉冲输入）P3.5 T0 （定时器0外部计数脉冲输入）P3.4 P3.3 P3.2 TXD （串行输出线）P3.1 RXD （串行输入线） P3.0 第 二 功 能 端口引脚 INT0（外部中断0输入线）INT1 （外部中断1输入线） 第10页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三归纳四个并行口使用的注意事项如下：1.

6、如果单片机内部有程序存贮器，不需要扩展外部存贮器和I/O接口，单片机的四个口均可作I/O口使用。2.四个口在作输入口使用时，均应先对其写“1”，以避免误读。3.P0口作I/O口使用时应外接10K的上拉电阻，其它口则可不必。4.P2可某几根线作地址使用时，剩下的线不能作I/O口线使用。5.P3口的某些口线作第二功能时，剩下的口线可以单独作I/O口线使用。第11页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三负载能力P0口：每位输出可驱动8个LS TTL电路；只在用作“地址/数据”总线是，才不需要外加上拉电阻，直接驱动MOS输入。P1P3口：每位可驱动3个LS TTL电路,不需要外加提升电

7、阻，可驱动MOS输入。第12页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三二、输入/输出指令1.input：MOVA,PxMOVRn,PxMOV Ri,PxMOVXA,RiMOVXA,DPTR产生RD信号第13页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三2.output：MOV Px, AMOV Px, RnMOV Px, RiMOV Px, #dataMOVX Ri, AMOVX DPTR, A3.接口到接口MOV P3,P1产生WR信号第14页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三4.读修改写指令对口锁存器进行操作前3种指令是读端口线指令，这里是读锁存

8、器内容。ANLP1,ACPLP3.0ORLP2,AINCP2XRLP3,ADEC P1JBCP1.1,LOOPDJNZP3,LOOPMOVP1.1CCLRP1.1SETBP1.0第15页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三5.1.2 编程举例 下面举例说明端口的输入、输出功能，其他功能的应用实例在后面章节说明。例5-1.设计一电路，监视某开关K，用发光二极管LED显示开关状态，如果开关合上，LED 亮、 开关打开，LED熄灭。 分析：设计电路如图5. 2如示。开关接在P1.1口线，LED接P1.0口线，当开关断开时，P1.1为+5V，对应数字量为“1”，开 关合上时P1.1电

9、平为0V，对应数字量为“0”，这样就可以用JB指令对开关状态进行检测 。第16页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三 LED正偏时才能发亮，按电路接法，当P1.0输出“1”，LED正偏而发亮，当P1.0 输出“0” ，LED 的两端电压为 0 而熄灭。 LED+5VVcc-EARST10uF 1KP1.089S51P1.11K30P30PXTAL1XTAL2GND89C51+5VVcc-EARST10uF 1KP1.089S51+5VP1.11K30P30PXTAL1XTAL2GND89C51K第17页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三编程如下： CLR

10、P1.0 ；使发光二极管灭AGA:SETB P1.1 ；先对P1口写入“1” JB P1.1，LIG ；开关开，转LIG SETB P1.0 ；开关合上，二极管亮 SJMP AGALIG: CLR P1.0 ；开关开，二极管灭 SJMP AGA第18页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三+5VP1.0LED 在上述电路图中二极管亮度不够，按下面两种电路接法，增加了驱动能力，二极管更亮些。接成灌电流形式：P1.0+5VLED1加驱动电路：第19页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三例5-2.在下图中P1.4P1.7接四个发光二极管LED,P1.0P1.3接四个

11、开关，编程将开关的状态反映到发光二极管上。 111189C51P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7+5V+5V1K43304EA第20页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三 上述程序中每次读开关之前，输入位都先置“1”，保证了开关状态的正确读入。 编程如下： ORG 0000HABC: ORL P1, #0FH ;高四位灭，低四位送“1” MOV A, P1 ;读P1口引脚开关状态至A XRL P1,#0FH SWAP A ;低四位开关状态转换到高四位 MOV P1, A ;从P1口输出 SJMP ABC ;循环第21页，共51页，2022年，5月

12、20日，7点41分，星期三例3.用P1.0输出1KHz和500Hz的音频信号驱动扬声器，作报警信号，要求1KHz信号响100ms ，500Hz信号响200ms，交替进行，P1.7接一开关进行控制，当开关合上响报警信号，当开关断开告警信号停止，编出程序。 分析：500Hz信号周期为2ms，信号电平为每1ms变反1次。1KHz的信号周期为1ms，信号电平 每500S变反1次，编一个延时500S子程序，延时1ms只需调用2次。用R2控制音响时间长短，A作音响频率的交换控制的标志。A=FF时产生1KHz信号，A=0时产生500Hz信号。 第22页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三

13、P1.0 波 形 图 1ms 1ms100个T (变反200次即200ms)。500S500S100个T (变反200次即100ms)。TT第23页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三Y第24页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三 ORG 0000H CLR A ；A作1KHz，500Hz 转换控制BEG: JB P1.7, ；检测P1.7的开关状态 MOV R2, #200 ；开关闭合报警，R2控制音响时间DV： CPL P1.0 CJNE A, #0FFH, N1 ；AFFH，延时500S ACALL D500 ；A=FFH ; 延时1ms P1.0变反

14、N1： ACALL D500 DJNZ R2，DV CPL A SJMP BEGD500: MOV R7, #250 ；延时500 S子程序 DJNZ R7, RET END第25页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三5.1.3 用并行口设计LED数码显示器和键盘电路 键盘和显示器是单片机应用系统中常用的输入输出装置。LED数码显示器是常用的显示器之一，下面介绍用单片机并行口设计LED数码显示电路和键盘电路的方法。 第26页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三用并行口设计LED显示电路1. LED显示器及其原理 LED有着显示亮度高，响应速度快的特点，最常用

15、的是七段式LED显示器，又称数码管。 七段LED显示器内部由七个条形发光二极管和一个小圆点发光二极管组成，根据各管的亮暗组合成字符。常见LED的管脚排列见图4(a)。其中COM为公共点，根据内部发光二极管的接线 形式，可分成共阴极型图4(b)和共阳极型图4(c)。 第27页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三(a)(b)(c)图4abcdefgdpcdedp12345678910abfgcomcomabcefabcdefgdpcomcomdg第28页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三 LED数码管的ga七个发光二极管因加正电压而发亮，因加零电压而不能发亮，

16、不同亮暗的组合就能形成不同的字形，这种组合称之为字形码，显然共阳极和共阴极的字形码是不同的 ，其字形码见下表。LED数码管每段需1020ma的驱动电流，可用TTL或CMOS器件驱动。 字形码的控制输出可采用硬件译码方式，如采用BCD 7段译码/驱动器74LS48、74LS49、CD4511(共阴极)或74LS46、74LS47、CD4513(其阳极)也可用软件查表方式输出。 第29页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三显示字符段 符 号十六进制代码dpgfedcba共阴共阳0123456789ABCDEFHP0000000000000000000011111011110111

17、111000111011111011111010001010111111111011011011011110001101111111110100001111100111100100011011011111101011113FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H7FH6FH77H7CH39H5EH79H71H76HF3HC0F9A4B0999282F880908883C6A18684FFBF第30页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三2.LED数码管的显示 数码管的显示有静态显示和动态显示。静态显示每一位都用各自的8位输出口控制，在显示某字段时，相应的断恒定地发光或不发

18、光。特点：编程简单，占用接口多，如果PO口和P2口要用作数据线和地址线，仅用单片机的并行口就只能接二个数码管。改进方法：采用串入并出移位寄存器（如74LS164）扩展I/0口， 使之静态显示. 动态显示采用各数码管循环轮流显示的方法，当循环显示频率较高时，利用人眼的暂留特性 ，看不出闪烁显示现象，这种显示需要一个接口完成字形码的输出(字形选择)，另一接口完 成各数码管的轮流点亮(数位选择)。第31页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三例4-2利用AT89S51单片机的P0端口的P0.0P0.7连接到一个共阴数码管的ah的笔段上，数码管的公共端接地。在数码管上循环显示09数字，

19、时间间隔0.2秒。 第32页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三硬件设计：P0.0/AD0与a相连，P0.1/AD1与b相连，P0.2/AD2与c相连，P0.7/AD7与h相连。 由于显示的数字09的字形码没有规律可循，只能采用查表的方式来完成我们所需的要求了。这样我们按着数字09的顺序，把每个数字的笔段代码按顺序排好！建立的表格如下所示：TABLEDB3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH，7DH，07H，7FH，6FH 第33页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三第34页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三汇编程序 ORG 0S

20、TART:MOV R1,#00HNEXT:MOV A,R1MOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,ALCALL DELAYINC R1CJNE R1,#10,NEXTLJMP STARTDELAY:MOV R5,#20D2:MOV R6,#20D1:MOV R7,#248DJNZ R7,$DJNZ R6,D1DJNZ R5,D2RETTABLE:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FHEND第35页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三C语言#include unsigned char code tabl

21、e=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66, 0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;unsigned char dispcount;void delay02s(void) unsigned char i,j,k; for(i=20;i0;i-) for(j=20;j0;j-) for(k=248;k0;k-);void main(void) while(1) for(dispcount=0;dispcount10;dispcount+) P0=tabledispcount; delay02s(); 第36页，共51页，2022年，5月20日，7点41分

22、，星期三例4-3 图5是接有五个共阴极数码管的动态显示接口电路，用74LS373接成直通的方式作驱动 电路，阴极用非门74LS04反相门驱动，字形选择由P1口提供，位选择由P3口控制。 当P3.0P3.4轮流输出1时，五个数码管轮流显示。P1.7接开关，当开关打向位置“1”时， 显示“12345”字样，当开关打向“2”时，显示“HELLO”字样，程序清单如下： 第37页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三12第38页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三（1）动态扫描的方法采用各数码管循环轮流显示的方法，当循环显示频率较高时，利用人眼的暂留特性，看不出闪烁显示

23、现象，这种显示需要一个接口完成字型码的输出，另一接口完成各数码管轮流点亮（数位选择）。（2）对于显示的字型码数据，我们采用查表方法来完成。第39页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三开始K1按键识别成功否？置显示“12345”字形码首地址置显示“HELLO”字形码首地址置字形码偏移量和位选代码查表并送出显示延时2ms，并指向下一个偏移量5个数码管显示完否？YN第40页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三 用汇编语言编程 ORG 0000H MOV P3，#0 ；清显示TEST:SETB P1.7 JB P1.7，DIR1 ；检测开关 MOV DPTR，#TA

24、B 1 ; 开关置于1，12345字形表头地址 SJMP DIRDIR1: MOV DPTR，#TAB2 ; 开关置于2，“HELLO”字形表头DIR: MOV R0，#0 ；R0存字形表偏移量 MOV R1，#01 ；R1置数码表位选代码NEXT:MOV A，R0 MOVC A，A+DPTR ; 查字形码表1 MOV P1，A ；送P1口输出 第41页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三 MOV A，R1 MOV P3，A ；输出位选码 ACALL DAY ；延时 INC R0 ；指向下一位字形 RL A ；指向下一位 MOV R1，A CJNE R1，#20H，NEXT

25、;五个 数码管显示完? SJMP TESTDAY:MOV R6，#20 ; 延时20ms子程序DL2: MOV R7，#7DHDL1: NOP NOP DJNZ R7，DL1 DJNZ R6，DL2 RETTAB1:db 06H,5BH,4FH,66H,6DH ; “15”的字形码TAB2:db 78H,79H,38H,38H,3FH ; “HELLO”的字形码 END第42页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三 用C语言编程 #include #include unsigned char code table1=0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d;u

26、nsigned char code table2=0 x78,0 x79,0 x38,0 x38,0 x3f;unsigned char i;unsigned char a,b;unsigned char temp;void main(void) while(1) temp=0 x01; for(i=0;i5;i+) if(P1_7=1) P0=table1i; else P0=table2i; P3=temp;temp=temp0;a-) for(b=0 x7d;b0;b-) NOP; NOP; 第43页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三12第44页，共51页，2022年

27、，5月20日，7点41分，星期三（3）按键识别其实，作为一个按键从没有按下到按下以及释放是一个完整的过程，也就是说，当我们按下一个按键时，总希望某个命令只执行一次，而在按键按下的过程中，不要有干扰进来，因为，在按下的过程中，一旦有干扰过来，可能造成误触发过程，这并不是我们所想要的。因此在按键按下的时候，要把我们手上的干扰信号以及按键的机械接触等干扰信号给滤除掉，一般情况下，我们可以采用电容来滤除掉这些干扰信号，但实际上，会增加硬件成本及硬件电路的体积，这是我们不希望，总得有个办法解决这个问题，因此我们可以采用软件滤波的方法去除这些干扰信号，一般情况下，一个按键按下的时候，总是在按下的时刻存在着

28、一定的干扰信号，按下之后就基本上进入了稳定的状态。具体的一个按键从按下到释放的全过程的信号图如上图所示第45页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三从图中可以看出，我们在程序设计时，从按键被识别按下之后，延时5ms以上，从而避开了干扰信号区域，我们再来检测一次，看按键是否真得已经按下，若真得已经按下，这时肯定输出为低电平，若这时检测到的是高电平，证明刚才是由于干扰信号引起的误触发，CPU就认为是误触发信号而舍弃这次的按键识别过程。从而提高了系统的可靠性。第46页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三第47页，共51页，2022年，5月20日，7点41分，星期三例4-4 数码管静态显示，利用74LS164驱动电路显示099的数。第48页，共51页，2022年，