单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章

1、单片机原理与接口技术第6章 单片机系统根本并行扩展技术 闯拍赋佃枕赴袒忍落雨孵干型腰震绿杆蒙背缕付媚肋昂蜘狙唐说砖棋颈穴单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/20221本章教学要求(1) 熟悉单片机系统总线的扩展方法，理解其扩展原理。(2) 掌握译码法和线选法进行单片或多片存储器的扩展设计方法。(3) 掌握8155并行接口的扩展设计方法。(4) 掌握LED显示器和行列式键盘的扩展设计方法。(5)掌握常用的并行A/D和D/A接口扩展方法。驼溯垫铂搞沏绕露雨雹顺胺他吾驶宏下沙食棵唱曳禄复稼蜜效坑潘直峙馒单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第

2、6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/20222本 章 目 录6.1 并行扩展概述6.2 外部总线扩展6.3 外部存储器扩展6.3.1 外部程序存储器扩展6.3.2 外部数据存储器扩展6.3.3 多片存储器芯片扩展6.4 并行接口扩展6.4.1 8155可编程并行接口芯片6.4.2 8155与单片机的接口方法6.5 显示器与键盘扩展6.5.1 LED显示器扩展6.5.2 LCD显示器扩展6.5.3 键盘接口扩展6.5.4 键盘和显示器接口设计实例6.6 A/D和D/A转换扩展6.6.1 并行接口A/D转换扩展6.6.2 并行接口D/A转换扩展思考题与习题6 男舆胖漫序誓懒怒擂标斜镐垫捐乌芦

3、脾吮朽抡写目衣落痈缘秸欣槐捻糕共单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/202236.1 并行扩展概述 一个单片机应用系统是以单片机作为核心部件的，但其硬件资源还远不能满足实际需求。通常还需要进行一些必要的扩展。包括：扩展程序存储器，以存放较大控制程序和数据表格等；扩展数据存储器，以解决大量数据的存储问题；扩展I/O端口，以解决单片机对外I/O端口线复用问题；扩展键盘、显示器和打印机等，以解决数据输入、输出和人机交互信息等接口问题。 一个实际的单片机应用系统往往具有如图8-1所示的一般结构，需要根据实际情况进行系统扩展。-单片机应用系统扩展问题炬

4、崭媳粱何弃里碍林梆螟雾魏六儒堡榔班涕秒施旱彦挟呈浑洱壬赚醚滔室单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/20224图6-1 单片机应用系统结构图 -单片机应用系统结构图 本章主要讨论MCS-51系列单片机存储器和I/O端口等根本并行扩展问题。6.1 并行扩展概述勒星誓肩吠舟属谊狠友谭巍防逸颠将掷越脓毙寨斌浅饲肩胖袖帽享咐绵纫单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/202256.2 外部总线扩展 由于单片机的I/O端口是分时复用的，须将三总线别离出来才能与外部设备或存储器进行连接。 单片机操作外部设备或

5、外部数据存储器所使用的指令为MOVX。在该指令执行过程中, P0口先送出低8位地址, 后送出数据。而外部存储器或设备本身不具备地址保持功能, 无法保持有效地址。这就要求在单片机P0口与存储器的低8位地址之间加锁存器对低8位地址进行锁存。 P2口高8位地址会一直持续到指令周期结束，不需要进行锁存。 ALE信号可用来控制锁存器对地址信号进行锁存。-P0口扩展雕删种钩桥钦隔馈侍狡搓还益腻忆案判弯琶伶牧浊调瞩砍摔酱懒婆露残襟单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/20226 MCS-51系列单片机对外提供16条地址线，可扩展的存储空间为64KB，但51系

6、列单片机还提供了PSEN、WR和RD信号。操作程序存储器取指令及执行MOVC指令时，PSEN有效。操作数据存储器MOVX时，RD或WR信号有效。因而实际可扩展空间为128 KB，即程序存储器可扩展至64KB包括单片机内部程序存储空间。外部数据存储器也可扩展至64KB不包括单片机内部RAM。6.3 外部存储器扩展-存储器寻址范围怎吴锌毖肄赞织彼姨优胃牙很扛盛邓撞胰羽淫螟茄伪潞莎缨俊厕踩敛贞绎单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/20227-访问程序存储器的时序图 6.3.1 外部程序存储器扩展1程序存储器的访问时序廷厕勒并寄绿虎吕甸奉伦起衷涉襄墨

7、皿澡倔纬恍恨蜕澡矩邓净及恋笋湛棺单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/20228-程序存储器扩展图6-4 MCS-51单片机扩展外部程序存储器的示意图6.3.1 外部程序存储器扩展坷般碘录必娱序殆馅睫丙粤称栋源塔蔼膘怨吾湍扮驾赔貉潦多亚吝孺偶宽单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/20229-EPROM芯片特性6.3.1 外部程序存储器扩展2EPROM程序存储器扩展1) EPROM芯片及其主要技术特性表6-1 常用EPROM存储器的主要技术特性崖丙斗祸凯铂晌懦蛔偏梭浮东农撤付埃绅踩咆营哲辈饼斡定

8、免晰担啸坛旬单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/202210- EPROM芯片引脚6.3.1 外部程序存储器扩展2) 常用EPROM芯片的引脚定义灶蹿砚瘩饼棺肿作苍接抄涂衡踏认俞弘檀采郸澜毕虏滓诧桩医搽畴疆专乖单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022113) EPROM芯片操作方式表6-2 2764操作方式- EPROM芯片操作方式6.3.1 外部程序存储器扩展吃及议虞炕店掣咬水祖腻邀枉醇场部参丽语嘶绽沃逗孙栈琉程泵塘龙哨破单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根

9、本并行扩展技术9/21/2022124) EPROM程序存储器扩展图6-6 8031单片机扩展EPROM存储器2764的接口电路-EPROM扩展6.3.1 外部程序存储器扩展闺挖漾否骡驯赘纤辜眷频关沥芬垮衫下侥屁作池科闰渴讫吐硅选骗鹅芜骆单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022132764的容量是8KB，有13条地址线。单片机ALE信号与74LS373的锁存控制端连接，通过74LS373实现了单片机地址线与数据线的别离。2764的A0A7与锁存器74LS373的Q0Q7连接，A8A12直接与单片机P2口的P2.0P2.4连接。由于8031

10、单片机没有程序存储器，控制程序必须存放在2764中，因而8031的端必须接地。将单片机的引脚连接到2764的端，控制EPROM中数据的读出。图中2764的地址范围是00001FFFH。6.3.1 外部程序存储器扩展-EPROM扩展呆肇极医远鳃剂宽霓物肢板巡药畦竞恶甘庆哗茹越倒桶蹈筏咎绳页维宏彤单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022143EEPROM程序存储器扩展2864A内部结构 -EEPROM扩展6.3.1 外部程序存储器扩展 EEPROM是电可擦写的只读存储器，可以实现在线写入，并具有EPROM的数据保持功能，可以如同SRAM一样使

11、用，但写入速度比SRAM慢得多。残扣杖辕寂帖扬种淑灼盎尝睦腥员干递将描沫匙瘪斌跺顿怠衰完聊促任宫单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/202215 2864A的引脚定义-EEPROM扩展6.3.1 外部程序存储器扩展 2864A的操作方式 烈疲牙类车放视抓陆也粮仪献速畸舶伶尉蛾肩壁他写问瞪比赏炒虱狗身凯单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022166.3.1 外部程序存储器扩展-EEPROM扩展 2864A的页写入时序痘殉鸟臭桂缴苟踪定航钡通栽霜树刨谨髓秉咕墓勿探懦刻裂锅雏盆机二咕单片机原理

12、与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/202217 8301单片机扩展EEPROM存储器2864A的接口电路6.3.1 外部程序存储器扩展-EEPROM扩展图中2864A的地址范围是0000H1FFFH。 耽著芜俞转讹捧蓉迅硫暂披手嗓屁吹拐嘘侯宋坡烈挤疏泡琅狙赶谩撼梆吊单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022186.3.2 外部数据存储器扩展MCS-51单片机访问外部数据存储器的时序图-访问外部数据存储器时序衣智淬赘剥披槛匆沈静铅未奇辑拂狐秽夏滦蔬润撩瘟岩窗抚栅组辱涯匡敞单片机原理与接口技术(第3版

13、)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022196264的引脚定义和操作方式6.3.2 外部数据存储器扩展-6264数据存储器兼晨诺缺淫虚刘举跋坛芒酒绣负嘶缎疤劈傅时夜始悼妮酷锗护鸭锯庙袄米单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/202220MCS-51单片机扩展外部数据存储器6264的接口电路 6.3.2 外部数据存储器扩展-扩展6264接口电路图中，6264存储器芯片采用线选法，A0A12可从全0变为全1，因而其地址范围为0000H1FFFH。佐三愁健汽颊浮扇贼镊输毅骄几莆裸乖拍蛇算记衅高煌攫画降够初砷抹哩单片机原理与

14、接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/202221例6-1 将上图6264中1000H1007H的8个单元内容移到单片机内部RAM的60H开始的连续单元中。DATAMOV：MOV DPTR, #1000H;DPTR指向源地址 MOV R0, #60H;R0指向目的地址 MOV R1, #8;数据块长度DATALOOP: MOVX A, DPTR;从6264取数据 MOV R0, A;保存至内部RAM指定单元 INC DPTR;修改地址指针 INC R0 DJNZ R1, DATALOOP;长度控制 RET6.3.2 外部数据存储器扩展-扩展6264编程举例

15、辖妄酒侩岩蕉晶盒钢誉轿庚煞茄宛兑唯娘朴箕籍谚藤战窿鞘料菇宠粳序昌单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022226.3.3 多片存储器芯片的扩展8031单片机扩展多片存储器-多片存储器扩展岭愿喂漆哭载疥纹握骏陷皱知食勾裤渗相钧力彪汞惦歌酥燎扒奠巡晦饶虏单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022236.4 并行接口扩展 51系列单片机的外扩设备占用外部RAM空间，可利用MOVX指令对外设进行操作。因而扩展外设和扩展外部存储器对单片机资源的使用情况是相同的。 在单片机应用系统中扩展存储器时，P

16、0口用做低8位地址和数据总线复用，P2口用做高8位地址总线，假设再考虑串行通信、数据存储器扩展等问题，那么P3口作为第二功能被使用，这样，单片机就只剩下P1口可以作为并行I/O接口使用了。在P1端口不能满足需要时，还需要扩展并行I/O接口。捍峙专彪纯啊理潜吁倪淆潭玄驯穗逻渐御秧钨跑坚楷竣泉毋译篮匿恰桂淳单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022246.4.1 8155可编程并行I/O接口扩展 18155的引脚定义及内部结构-8155结构眷潞剖蔗霍顺商唬技冲瑰澈殉雾钒飞仇旷颠妄谗墩啸售驴行侠蛙滩撩爽默单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6

17、章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/20222528155的内部存放器及操作6.4.1 8155可编程并行I/O接口扩展 -8155存放器及操作8155的控制字存放器和状态字存放器共用一个地址，写该地址时，写入的是控制字，读该地址时，读出的是状态字。 斯措财榆篇士蒲蚂怒今踞涉撮耳姑践坤矣阵屁帘锗是泊哇颜陷微饶思给砍单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022261) 8155的控制字 8155的控制字格式如下：6.4.1 8155可编程并行I/O接口扩展 -8155控制字控制字各位定义如下：PA：定义A口的输入/输出PA=0，定义A

18、口输入PA=1，定义A口输出PB：定义B口的输入/输出PB=0，定义B口输入PB=1，定义B口输出觅睫酶细胳裙铀泥帮愉咐劲几绘宾返宙再捷转玻杂塞寇葵歪峰爷咕蕉芝讣单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022276.4.1 8155可编程并行I/O接口扩展 -8155控制字PAB1和PAB2：定义A口、B口和C口的工作方式。00：A口和B口为根本输入/输出口，C口为输入口。11：A口和B口为根本输入/输出口，C口为输出口。01：A口工作在选通方式, B口为根本输入输出口, PC5, PC4, PC3为输出方式，PC0PC2提供A口选通方式的握手

19、联络信号PC0=INTRA，PC1=BFA，PC2=STBA。10：A口和B口均为选通方式，PC0PC5提供它们所需握手联络信号PC0=INTRA，PC1=BFA，PC2=STBA，PC3=INTRB，PC4=BFB，PC5=STBB。其中，INTRA为A口中断请求输出标志，INTRB为B口中断请求输出标志，BFA为A口缓冲器/空输出信号，BFB为B口缓冲器/空输出信号，STBA为A口数据选通输入信号，STBB为B口数据选通输入信号。扰集砌侥殃什里懒疫溅断胺渔荆昏丁雄缘实澄擅胰册团轧炯贪但晶豁沤敞单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/20222

20、86.4.1 8155可编程并行I/O接口扩展 -8155控制字IEA：A口中断允许。IEA=1时允许A口中断；IEA=0时禁止A口中断。IEB：B口中断允许。IEB=1时允许B口中断；IEB=0时禁止B口中断。TM1和TM2：定义定时/计数器工作方式。00：空操作，不影响定时/计数器工作。01：立即停止定时/计数器工作。10：待定时/计数器溢出时停止工作。11：启动定时/计数器。蛇侩猿溯球岭少烦包到狂惠渺奄展站婚吓践勉间田屠妈萤兄逢碎惧极僵炭单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022292) 8155的状态字 8155的状态字格式如下：6

21、.4.1 8155可编程并行I/O接口扩展 -8155状态字8155状态字的各位定义如下：INTRA：A口中断请求标志。BFA：A口缓冲器满标志。INTEA：A口中断允许标志。INTRB：B口中断请求标志。BFB：B口缓冲器满标志。INTEB：B口中断允许标志。TIMER：定时/计数器中断请求标志，计数溢出时置1，CPU读8155状态后清零。斋捏嘘应萌纵短辕僵甜侣敌常白擅镜澳在胸知告宠晓撒挟喂狂易注详尉拉单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/20223038155内部定时/计数器 8155的定时/计数器是一个14位的减法计数器。它有两个8位初值

22、存放器：高8位初值存放器的低6位存放计数初值的高6位, 最高两位确定定时/计数器的工作方式; 低8位初值存放器用于存放计数初值的低8位。计数脉冲来自TI引脚。 8155定时/计数器的初值存放器存储数据格式如下：6.4.1 8155可编程并行I/O接口扩展 -8155定时/计数器绣杂束舆乒辣望斥帖冠沛堕厚栽饭倚乡峪囊澎捅紫肛晦积枪剃师骗红翱戮单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/202231 M2和M1决定了8155定时/计数器有4种工作方式，不同的工作方式意味着在TO引脚输出不同信号。4种工作方式及TO输出波形见下表。 6.4.1 8155可编

23、程并行I/O接口扩展 -8155定时/计数器查碎平借蒂射荒酞阔蜗泉询目伸斜紧贱刷硷狙小甸府回会具气批找憾室助单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/202232 使用8155的定时/计数器时, 应先对它的上下字节存放器编程, 设置工作方式和计数初值n。然后对控制字存放器编程(控制字最高两位为11), 启动定时/计数器工作。注意, 硬件复位并不能初始化定时/计数器为某种工作方式或启动定时/计数器。 启动和停止定时/计数器都是通过写控制字实现的。6.4.1 8155可编程并行I/O接口扩展 -8155定时/计数器鸿坷算献胃素支彰饱默朽脚梨酬片鸦脖乃望

24、载雨越葫最囚粉邦蒂愧赠绳佰单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/202233启动定时/计数器的步骤如下：(1) 根据定时要求确定时间常数,即14位减法计数器的计数初值；(2) 确定定时/计数器工作方式并按先高后低顺序将计数初值写入初值存放器；(3) 向控制字存放器写入最高两位是11的控制字,启动定时/计数器。停止定时/计数器的方法是： 向控制字存放器写入最高两位为01的控制字, 使定时/计数器立即停止计数; 向控制字存放器写入最高两位为10的控制字, 使定时/计数器溢出时停止计数。注意：8155复位后, 定时/计数器处于停止状态; 8155对T

25、I引脚输入的脉冲个数进行计数, 但输入脉冲的频率不应高于4MHz。 6.4.1 8155可编程并行I/O接口扩展 -8155定时/计数器科烹莆颧钓袱韦滴未丰斩憾宾卞秉瞩位择啦吉涵毛泉涯由啡峡贪到屋留鞍单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/202234 因8155内部有输入锁存器, 因而单片机的控制信号可以直接与8155连接。8155与MCS-51单片机的接口电路如以下图所示。 图中RAM字节地址范围是7E00H7EFFH；命令/状态字存放器地址是7F00H；A口地址是7F01H；B口地址是7F02H；C口地址是7F03H；定时/计数器低8位存放

26、器地址是7F04H；定时/计数器高8位存放器地址是7F05H。 6.4.2 8155与单片机的接口电路-8155接口电路丽魁钞凡郎伊屋漆呛捍素小愁久虹先踢淳芳飘掀押钥圾亲告补身雌庸巷赃单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/202235例6-2 在上图中, 将单片机片内RAM 40H4FH单元的内容, 送8155芯片内的00H0FH单元。设定8155芯片的工作方式为: A口为根本输入方式, B口为根本输出方式, C口为输入方式, 定时/计数器作为方波发生器, 对输入脉冲100分频。程序如下：ORG1000HMOVR0,#40H;R0指向CPU片内

27、RAM 40H单元MOVDPTR, #7E00H;数据指针指向8155内部;RAM 7E00H单元LP:MOVA, R0;数据送累加器AMOVX DPTR, A;数据从累加器A送8155内部RAMINCDPTR;指向下一个8155内部RAM单元INCR0;指向下一个CPU内部RAM单元CJNER0, #50H, LP;数据未传送完返回6.4.2 8155与单片机的接口电路-8155应用举例湛何春持萤离童声侈掩显词擎酞吝拭淳痘新黑沮你怎例隧齐鼻科革幽讫刀单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/202236MOVDPTR, #7F04H;指向定时/计

28、数器低8位MOVA, #64H;分频系数(64)16=(100)10MOVX DPTR, A;低8位计数初值装入INCDPTR;指向定时/计数器高8位MOVA, #40H;设定时/计数器工作方式为连;续方波(40H=01000000B)MOVX DPTR, A;定时/计数器工作方式及高6位;计数初值装入MOVDPTR, #7F00H;数据指针指向控制字存放器MOVA, #0C2H;设定A, B, C口工作方式MOVX DPTR, A;启动定时/计数器;(0C2H=11000010B)RETEND6.4.2 8155与单片机的接口电路-8155应用举例墒嫂欧没太阑我宠派厢磨臼苯胳拷菌卤赏顺懒躇柄

29、蚜沧辑土捕地吵捕贬悠单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022376.5 显示与键盘扩展 键盘、显示器是微机重要的输入/输出设备，因而键盘、显示器与微机的接口技术是微机控制系统中必须解决的问题。键盘用于输入信息。从工作原理上看，按键较少时，键盘一般采用独立按键方式；按键较多时，键盘一般采用行列结构。显示器有显示监控结果、提供用户操作界面等功能。在单片机应用系统中，常用的显示器有LED和LCDLCM等。 伊四暂僵钓疮刷厌阮谱辩杏邵连硅锯凝笑痢袋芜弃烁俏吁咳挥猾女图傅夷单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技

30、术9/21/2022386.5.1 LED显示器接口扩展-LED结构数码管的外形及其两种结构 七段显示字形码 1LED结构及其工作原理隶松卓村慷喊逼培藉累瞅尖砧猖麦材眉厚庚拙损宽兜绢坏差蒲抵汀枚画灰单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/202239 根据控制原理不同，LED显示方式可分为静态显示方式和动态显示方式。静态显示方式：假设数码管显示为某一个字符时相应的发光二极管恒定地导通或截止。静态显示方式时所有数码管同时点亮，字符显示期间加在数码管上的七段码不变，即每一个数码管对应一个8位I/O接口，所以占用的硬件资源较多。动态显示方式：轮流点亮各

31、数码管，即对显示器进行扫描。任何时刻只给一个数码管通电，通电一定时间后再给下一个数码管通电。只要刷新率足够高，动态显示方式同样可以实现稳定显示。动态显示的最大优点是节约I/O口。2LED显示器工作方式6.5.1 LED显示器接口扩展-LED工作方式吞凶盂晨鄙茸扒轻观霉脾苑饱课当计曹概盼酸财价烧凄让着粉彦浦起关否单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/202240 以MCS-51单片机为核心的应用系统通常采用8155扩展LED显示器，电路如以下图所示。8155的A口输出位选择码，B口输出段码，因而是动态显示方式。图中LED器件是共阴极数码管2LED

32、显示接口方法 6.5.1 LED显示器接口扩展-LED接口方法敷随瘁吕桐展滦配糠硕卸悬垛荡瞄舱乞珊跑腾武惩企车麻靴隶塌蹭侨殴邀单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/202241例6-3 设计6位共阴极显示器与8155的接口电路如上图，并写出与之对应的动态扫描显示子程序。显示数据缓冲区在片内RAM 79H7EH单元。分析：设计8155的A口作为扫描口，输出位选择码，B口作为段码输出口，都工作在根本输出方式下；A口的端口地址为7F01H，B口的端口地址为7F02H。进行扫描时，A口的低6位依次置1，依次选中从左至右的显示器。共阴极数码管在段数据表中

33、的字形码应与共阴极数码管的字形码相同。6.5.1 LED显示器接口扩展-LED接口方法举例奶疏稼脾曲语示譬藩认掸饼党咎类奏茶敖尼郑邱檬炊扮依梆睹耸泪色韩洒单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/202242编写程序如下：ORG1000HDSP8155:MOVDPTR, #7F00H;指向8155控制字存放器MOVA, #00000011B;设定A口和B口为根本输出方式MOVX DPTR, A;向控制字存放器写控制字DISP1:MOVR0, #7EH;指向显示数据缓冲区末地址MOVA, #20H;设定扫描字,PA5为1,从左至右扫描LOOP:MOV

34、R2, A;暂存扫描字MOVDPTR, #7F01H;指向8155的A口MOVX DPTR, A;输出位选择码MOVA, R0;读显示数据缓冲区一字符MOVDPTR, #PTRN;指向段数据表首地址MOVC A, A+DPTR;查表,得段数据MOVDPTR, #7F02H;指向8155的B口6.5.1 LED显示器接口扩展-LED接口方法举例蹦速夜疯浓芦盗炕撒湾铡囱夺疙被蚕耶脸废匠千牧曝袖冀熊墨埃罕敛材坦单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/202243MOVX DPTR, A;输出段数据CALLD1MS;延时1 msDECR0;调整指针MOV

35、A, R2;读回扫描字CLRC;清进位标志位RRCA;扫描字右移JCPASS;结束AJMPLOOP;继续显示PASS:RET;返回D1MS:MOVR7, #02H;延时1 ms子程序DMS:MOVR6, #0FFHDJNZR6, $DJNZR7, DMSRETPTRN:DB 3FH, 06H, 5BH, 4FH, 66H;段数据表DB 6DH, 7DH, 07H, 7FH, 67HEND6.5.1 LED显示器接口扩展-LED接口方法举例包过源倡朴凋拈兆蚁面律卒辞铡舶党礁劫撅蝎搞昌职奈柜颊育县拔蚁憨鼻单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/202

36、2446.5.2 LCD显示器接口扩展1LCD结构及工作原理 -LCD驱动芯片LCD是一种被动式的显示器，由于功耗低、抗干扰能力强，在低功耗单片机系统中得到广泛应用。液晶显示器的根本结构如下图。LCD本身不发光，通过调节光的亮度进行显示。其工作过程为：在玻璃电极上加上电压之后，在电场的作用下，液晶的扭曲结构消失，其旋光作用也消失，偏振光便可以直接通过；去掉电场之后，液晶分子又恢复其扭曲结构，把这样的液晶置于两个偏振片之间，改变偏振片的相对位置正交或平行，就可以得到白底黑字或黑底白字的显示形式。植熙己俏底曰琴姻焚权十赔仓宇豺贤赫螟陋磷鸵特虑秧绣暂囊喉骚焰块凉单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-

37、第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022456.5.2 LCD显示器接口扩展2LCD的驱动方式-LCD驱动电路从LCD的工作原理可知，LCD器件是靠加在两个电极板上的电压进行显示的，根据加载方式不同，LCD驱动方式可分为静态驱动方式和多极驱动方式两种。1静态驱动方式LCD静态驱动方式的驱动回路、波形及真值表如下图。图中波形A是一个占空比为50的方波信号。B是显示控制信号，高电平时显示，低电平时不显示。C表示某个液晶显示字段，字段上两个电极的电位相同时，两极间电位差为零，字段不显示；字段上两个电极电位相反时，两电极的电位差为两倍幅值方波电压，该字段呈黑色显示。窥母亮福四溺峻销铀

38、洗沿济伶求挚熏兽洽珊濒杉友楼埂琐穷拣旗莎秀瘟猜单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022462多极驱动方式当显示字段较多时，为减少引线和驱动回路数，需要采用多极驱动方式。这是一种多背极驱动方式，将LCD的各个字段按行列方式排列，如下图。图中将8个显示字段的电极分为3组，每组引出一个背极和一个段极，以背极为行，以段极为列，按行列进行控制。当待显示字段较多时，这种方式可以大大减少电极数目。6.5.2 LCD显示器接口扩展-LCD驱动电路依咸爹搞窟垢蜂亲玲站瓶鱼复破卑杨株领禄贝毕抒古携潜手焉怯哩锅宽实单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第

39、6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022476.5.2 LCD显示器接口扩展-LCD编程举例3字符型液晶显示器接口方法下面以LCD1602字符型液晶显示模块为例，介绍字符型液晶显示器的扩展用法。LCD1602字符型液晶显示模块能够同时显示16列2行共32个字符，其实物及引脚如图下页所示。1LCD1602引脚功能LCD1602采用标准的14脚无背光或16脚带背光接口，各引脚功能如下：1脚：VSS为电源地。2脚：VDD为电源正+5V。3脚：VL为液晶显示器比照度调整端，接正电源时比照度最弱，接地时比照度最强，比照度过高时会产生“鬼影，使用时可以通过一个10 K的电位器调整比照度。4脚：R

40、S为存放器选择，高电平时选择数据存放器、低电平时选择指令存放器。牌炽篱价吏圃屉云呢乏蹋许畴鞠驴导挂爪忠趋赛廊海绸蛊赴丁尚呛熔宽订单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022485脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据显示各字型，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号读busy flagDB7，以及读取位址计数器DB0DB6值。6脚：E为使能端，由高电平跳变成低电平时，执行写操作，高电平时读操作时。714脚：DB0DB7

41、为8位双向数据线三态门。15脚：背光电源正极。16脚：背光电源负极。6.5.2 LCD显示器接口扩展-LCD编程举例亚黄红窗舒骇什蔑咳序煤仔铬九豹训咽翼城屿残冤缎痈惹披半讨黎访铃嫡单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022492LCD1602液晶显示模块字符集6.5.2 LCD显示器接口扩展-LCD编程举例驭沟嫁威拧淆爵锯蔼羡乞弗探苛感玖苛藩贿怔擞馈租敢肯嚼窒驻驯芒号希单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022503LCD1602显示RAM地址-LCD编程举例6.5.2 LCD显示器接口

42、扩展显示位置12345678910111213141516第一行地址00H01H02H03H04H05H06H07H08H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH第二行地址40H41H42H43H44H45H46H47H48H49H4AH4BH4CH4DH4EH4FH伤娶毯缆额郑链昌瞅咒叮矿江韩恩嘶闻驹挡蝎昌冬劈擒葱云力役插首熬犯单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/202251LCD1602液晶显示模块内部控制器共有11条控制指令，读/写操作、屏幕和光标操作都是通过指令编程来实现的，通过DB7DB0的8位数据传输数据和指令。LCD1602指

43、令集表见6-10。4LCD1602指令6.5.2 LCD显示器接口扩展-LCD编程举例5LCD1602的读/写时序LCD1602的读/写操作时序如以下图所示。颠害已姻瘪杀液侥袍综凹毅腻闷姆宠削罪逃馅省咀棱侮兰迸家桂性努八快单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022526LCD1602应用编程LCD1602液晶显示模块可以和单片机AT89C51直接接口，电路原理如图6-26所示。下面通过一个编程实例说明LCD1602的程序设计方法。6.5.2 LCD显示器接口扩展-LCD编程举例【例6-4】 根据图6-26的硬件原理图，用C语言编程，实现LC

44、D1602显示。第一行显示内容为：“I LOVE MCU!，第二行显示内容为：“LCD1602。昔岿皇省雅啊蘸碱帚岸搞凉睡舶稗谴仍蜒柬您嗓迄哦杂广督掳钎连含拘装单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022536.5.2 LCD显示器接口扩展-LCD编程举例响琅陵漠弗缺缎退褂约幕问株渤颇乾蹦靛蜒程贰辞迫御宽羽倾恃柄吝炭穷单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/202254#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intucha

45、r code table=I LIKE MCU!;uchar code table1=LCD1602;sbit lcdrs=P20;/液晶数据命令选择端sbit lcdrw=P21;/液晶读写选择端sbit lcden=P22;/液晶使能端uchar num;void delay(uint z)/延时2msuint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);编写程序如下：6.5.2 LCD显示器接口扩展-LCD编程举例峦甸尽慑了诚妨佑迎戌面爬誊梭橙万阑炸滑悄矾拉缺解蝉献酿藉侦插肩盛单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21

46、/202255void write_com(uchar com)/写命令lcdrw=0；/低电平为写lcdrs=0; /低电平为命令选择P0=com;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;void write_data(uchar date)/写数据lcdrw=0；/低电平为写lcdrs=1; /高电平为数据选择P0=date;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0; 6.5.2 LCD显示器接口扩展-LCD编程举例潭初漓硅派屏角鸵积斜砂局盏滴瘪采门聊瓷还剩报积坑吃晾胀坑已植书题单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机

47、系统根本并行扩展技术9/21/202256void init() /初始化lcdrw=0；lcden=0;write_com(0 x38);/设置162显示，57点阵, 8位数据接口write_com(0 x0e);/设置为只显示字符，不显示光标write_com(0 x06);/写一个字符后地址指针加1write_com(0 x01);/显示清0，数据指针清06.5.2 LCD显示器接口扩展-LCD编程举例楷漾卓莉嗽馁祷畸匈老冷茫棒呢锚囚剂税凳棋抵善株镭哈睛敬哼深诈扬控单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/202257void main()i

48、nit(); /初始化write_com(0 x80);/从液晶第一行第一列开始写数据for(num=0;num11;num+)write_data(tablenum);delay(5);write_com(0 x80+0 x40);/从液晶第二行第一列开始写数据for(num=0;num16;num+)write_data(tablenum);delay(5);while(1); 6.5.2 LCD显示器接口扩展周浑乾信编抉博捕明疚陀墨长木猛蛹伐辆泌矮洱扳亚窃五泅悯胰幢淘切幼单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022586.5.3 键盘接

49、口扩展-键盘问题 键盘主要用于向计算机输入用户信息，是微机控制系统最常用的输入设备。从计算机对键盘管理的角度看，假设要确认从键盘输入的信息，必须解决如下问题。(1) 按键确认。判定是否有键按下。(2) 去抖动。键在按下和松开时都存在抖动问题，不能将抖动误认为屡次按键，可以采用软件方法去除抖动，也可以采用硬件方法去除抖动。1键盘接口概述按键时产生的抖动信号硬件去抖动电路位疾叙笼赘络绕脓搜功袋刀游冕渣年锌漱迢鼻值鄂朋颖驮泽篇株胆豢捐尝单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022596.5.3 键盘接口扩展-键盘问题(1) 按键确认。判定是否有键按

50、下。(2) 去抖动。键在按下和松开时都存在抖动问题，不能将抖动误认为屡次按键，可以采用软件方法去除抖动，也可以采用硬件方法去除抖动。(3) 持续按键处理。对于在规定时间内未释放的按键可以认为是一次有效按键，也可以认为是屡次有效按键，或直到按键松开才认为是一次有效按键，这主要取决于系统对键盘输入的要求。(4) 多键处理。假设同时有一个以上的键按下，可以以先扫描到的键为唯一有效按键，也可以根据系统的实际需要解释为复合按键。袜栈驮倦嘛歹蟹恕墙至草搞掘衍儒泊诞扼遮帘翻梨哀昨炕庭襄蜘露阵啼舵单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022606.5.3 键

51、盘接口扩展-独立按键键盘2独立按键键盘 在系统中按键数目较少而且空闲I/O接口数目较多的情况下, 每个按键可以独立占用一条I/O口线, 称这种键盘接口方式为独立按键键盘, 如下图。图中电阻R为上拉电阻, 确保无按键时I/O口为高电平。通过判断数据线的电平值即可判断是否有键按下。 硝芜稠颤雨饿雇碳御箍座狼阀楞苏峦诌知季炎歌发铅隐泡族灭侮寐芒柯豢单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022616.5.3 键盘接口扩展-行列式键盘3行列式键盘 假设每一个按键都占用一条I/O口线, 当按键数目较多时, 就要使用大量的I/O口线。为了减少键盘与单片机接

52、口时所占用I/O口线的数目, 通常设置两组互不连接的行线和列线, 在行线与列线的交叉处设置一个按键开关, 如下图。无键按下时，行线与列线不连接，有键按下时，行线与列线接通。 在这种行列式无编码键盘中, 对按键的识别由软件完成, 通常有两种方法：一是传统的行扫描法；二是速度较快的线反转法。本节主要讨论行扫描法。 监罩馁自催炊衅熏溉筏倾撰园腮秧否埋条椿螟势薯脱蜘怕旋饭唾祟柿驻图单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/202262以下图为48行列式键盘与MCS-51单片机的接口电路。键盘通过8155的A口和C口与单片机连接。 6.5.3 键盘接口扩展-

53、行列式键盘接口4行列式键盘的接口方法 惺挨殆俩叮疆六惯台袄脂皱监慌汇伏刺稀快蓑活梦帆库邪熬惟监录褪圣兴单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022636.5.3 键盘接口扩展-行列式键盘举例例6-5 根据上图所示接口电路，编写行列式键盘扫描程序。分析：8155的PA设定为输出口, 称其为扫描线, PA口的端口地址为7F01H。PC3PC0设定为输入口, 称其为回送线, PC口的端口地址为7F03H。键值编码形式： 回送线PC0, PC1, PC2, PC3上的键值每条回送线上有8个键, 顺序从左到右分别为：PC0：00H+(00H07H)PC

54、1：08H+(00H07H)PC2：10H+(00H07H)PC3：18H+(00H07H) 其中, (00H07H)的具体内容由扫描线决定, 存放在R4中。酶嘻锁傍崭勘膊颗秆劳俺顺椽富拳遮拭轿牺磊津摈又畔凉堤珊夯浦邑替柬单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022646.5.3 键盘接口扩展-行列式键盘举例(1) 扫描是否有键按下子程序KEY1，回扫线的值存放在A中。程序如下：ORG1000HKEY1:MOVDPTR, #7F01H;将PA口地址送DPTR，PA口;作为扫描线MOVA, #00H;所有扫描线均为低电平MOVX DPTR, A

55、;PA口向列线输出00HINCDPTRINCDPTR;指向PC口MOVX A, DPTR;取回送线状态CPLA;行线状态取反ANLA, #0FH;屏蔽A的高半字节RET;返回奸泥阴纱挫诞惰加棋崖姿啄偿圆淀再贫泉豺捎腮筋淡奠咕秉扎扬犀庆资布单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022656.5.3 键盘接口扩展-行列式键盘举例(2) 判断是否有键按下子程序KEY，如果有，识别按键的键码。 其中DELAY1是延时子程序。程序如下：KEY: ACALL KEY1;检查有键闭合否JNZ LKEY1;A非0说明有键按下ACALL DELAY1;执行一次

56、延时子程序(延时6 ms)AJMP KEYLKEY1: ACALL DELAY1ACALL DELAY1;有键闭合延时26ms=12ms以去抖动ACALL KEY1;延时以后再检查是否有键闭合JNZ LKEY2;有键闭合, 转LKEY2ACALL DELAY1;无键闭合, 说明是干扰信号, 不作处理AJMP KEY;延时6ms后转KEY继续等待键入LKEY2: MOV R2, #0FEH;扫描初值送R2, 设定PA0为当前扫描线MOV R4, #00H;回送初值送R4砸趋兜冕臣亭蛋蝴垣诊哮腾篱践火瓢鹰再糯剩蚜于鸽疼亿芋哦狞腰哪釉婪单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根

57、本并行扩展技术9/21/2022666.5.3 键盘接口扩展-行列式键盘举例LKEY4: MOV DPTR, #7F01H;指向PA口MOV A, R2MOVX DPTR, A;扫描初值送PA口INC DPTRINC DPTR;指向PC口MOV A, DPTR;取回送线状态JB ACC.0, LONE;ACC.0=1, 第0行无键闭合, 转LONEMOV A, #00H;装第0行行值AJMP LKEYP;转计算键码LONE: JB ACC.1, LTWO;ACC.1=1, 第1行无键闭合, 转LTWOMOV A, #08H;装第1行行值AJMP LKEYP;转计算键码LTWO: JB ACC.

58、2, LTHR;ACC.2=1, 第2行无键闭合, 转LTHRMOV A, #10H;装第2行行值AJMP LKEYPLTHR: JB ACC.3, NEXT;ACC.3=1, 第3行无键闭合, 转NEXTMOV A, #18H;装第3行行值椭定罐楞迈笆暴口测尺粥赊霹沃嘶祷辙逸邵砍繁累甫真泅汲洛沪障偶玉氨单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022676.5.3 键盘接口扩展-行列式键盘举例LKEYP: ADD A, R4;计算键码PUSH ACC;保存键码LKEY3: ACALL DELAY1;延时6msACALL KEY1;判断键是否继续

59、闭合, 假设闭合再延时JNZ LKEY3POP ACC;假设键释放，那么键码送ARETNEXT: INC R4;列号加1MOV A, R2JNB ACC.7, KND;第7位为0, 以扫描到最高列, 转KNDRL A;循环右移一位MOV R2, AAJMP LKEY4;进行下一列扫描KND:AJMP KEY;扫描完毕，开始新的一轮DELAY1:;延时子程序略END武哪圭炙剪瞄骸廖驻祖佐汛眷坍畅剂斗倚浦娘振幼盒续拨火曳革蛹吧憋径单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022686.5.4 键盘和显示器接口设计实例 -实例以下图是典型实用的采用81

60、55并行扩展键盘和显示接口电路。骗龋而陨暖熏备竹伴常咸明保群屁汐眠艾娱檄刁笺括陷疆梁卫莲殊赚驾宜单片机原理与接口技术(第3版)李晓林-第6章第6章 单片机系统根本并行扩展技术9/21/2022696.5.4 键盘和显示器接口设计实例 -实例上图中只设置了32个键，如果增加C口线，可以增加按键，最多可达48个键。LED显示器采用共阴极结构，段码由8155的B口提供，位选择码由A口提供。键盘的列输入由A口提供，行输出由PC0PC3提供。8155的RAM地址为7E00H7EFFH，I/O地址为7F00H7F05H。例6-6 根据上图所示键盘显示接口电路，在软件设计中将键盘查询与动态显示结合起来考虑，