应用系统配置及接口技术

第8章 应用系统配置及接口技术

前向、后向、人机通道系统框图8.1 人-机通道配置与接口技术8.1.1键盘接口及处理程序编码键盘:键盘上闭合键的识别由专用的硬件译码器实现,并产生键编号或键值非编码键盘:靠软件识别的键盘*用得多的是非编码键盘按键特性硬件去抖动和软件去抖动软件方法：（用于键较多的场合。）检测有键闭合，延时10ms~20ms左右，再检测，仍保持闭合，则确认为有键按下。硬件方法：利用RS触发器，用于键较少的场合。一、键盘结构

1、独立式非编码键盘接口及处理程序程序：

MOV A,#0FFH MOV P1,A MOV A,P1 ；键状态输入

JNB ACC.0,P0F ；0号键按下转

JNB ACC.1,P1F JNB ACC.2,P2F JNB ACC.3,P3F JNB ACC.4,P4F JNB ACC.5,P5F JNB ACC.6,P6F JNB ACC.7,P7F LJMP START ；无键按下返回P0F: LJMPPROG0P1F: LJMP PROG1……..PROG0:……

LJMP START PROG1:……

2、行列式键盘接口及工作原理识别键的两种方法：行（或列）扫描法线反转法例：右图（列扫法）向列线输出全0，读入行线电平，若有键按下，再逐列扫描，获得相应键键值二、单片机对非编码键盘扫描的控制方式

常用行列矩阵式非编码键盘的控制有三种方式：1、程序控制扫描方式，即查询方式。2、定时扫描方式。3、中断扫描方式。参见P148图8-10应用举例： 程序控制扫描方式及处理程序，硬件连接图如下。32个键对应键值如下：

（按PA,PC口二进制码，为任意值）FEEFDEFBEE7EEFEDFEBFE7FEFEDFDDFBDE7DEFDDFDBFD7FDFEBFDBFBBE7BEFBDFBBFB7FBFE7FD7FB7E77EF7DF7BF77F7键值到键号的转换：闭合的键号=行首键号+列号键盘扫描子程出口：（A）=键号 对8155的初始化在主程序中完成，设PA为基本输出，PC为基本输入。

KEY1: ACALL IfPressKey ；判断有无键按下

JNZ KeyDebouce ；有,(A)0 AJMP KEY1 KeyDebouce：ACALLT12MS ；delay12ms ACALL IfPressKey ;再判断

JNZ ScanKeypad ;有，逐列扫描键盘

AJMP KEY1 Scankeypad:MOV R2,#0FEH ；首列扫描字

MOV R4,#00H ；首列号

LK4: MOV DPTR,#7F01H ；PA口地址

MOV A,R2 MOVX @DPTR,A ；列扫

INC DPTR INC DPTR ；PC口地址

MOVX A,@DPTR ；读入行

JB ACC.0,LONE ;第0行无键按下转

MOV A,#00H ；行首键号

AJMP LKP ;转求键号 LONE: JB ACC.1,LTWO MOV A,#08H AJMP LKP LTWO: JB ACC.2,LTHR MOV A,#10H AJMP LKP LTHR: JB ACC.3,NEXT MOV A,#18H LKP: ADD A,R4；行首键号＋列号

PUSH ACC LK3: ACALL IfPressKey；等待键释放

JNZ LK3 POP ACC ； 键号送A RET NEXT: INC R4 ;指向下一列

MOV A,R2 ；判断8列扫描完否？

JNB ACC.7,KND； 完，返回 RL A ；否则变为下列扫描字

MOV R2,A AJMP LK4 ；转下列扫描KND: AJMP KEY1IfPressKey: MOV DPTR,#7F01H ；PA口地址

MOV A,#00H ；送全扫描字

MOVX @DPTR,A INC DPTR INC DPTR MOVX A,@DPTR CPL A ANL A,#0FH RETT12MS: MOV R7,#18H ；12ms延时子程TM: MOV R6,#0FFHTM6: DJNZ R6,TM6 DJNZ R7,TM RET三、键操作及功能处理MOV DPTR,#JMPTABCLR CRLC AJMP @DPTR+A

JMPTAB: AJMP AAA AJMP BBB AJMP CCC

…….8.1.2LED显示器接口及显示程序一、LED显示器结构原理二、LED显示器接口及显示方式

LED有静态（占较多I/O口线）和动态（需不断扫描）两种显示方式。三、LED显示器与8155接口及显示子程序动态显示：扫描每位LED的间隔不能超过20ms,并注意保持延时一段时间。DIS: MOV R0,#7EH；显示缓冲区

MOV R2,#01H；位码

MOV A,R2LP0: MOV DPTR,#7F01H MOVX @DPTR,A INC DPTR MOV A,@R0 ADD A,#0DH MOVC A,@A+PC；段码

MOVX @DPTR,A ACALL D1MS DEC R0 MOV A,R2 JB ACC.5,LP1 RL A MOV R2,A AJMP LP0LP1: RETDB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DHDB 7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CHDB 39H,5EH,79H,71H,40H,00HD1MS: MOV R7,#02HDL: DJNZ R6,DL1DL1: DJNZ R7,DL RET8.1.3键盘/LED显示器与8155接口及键盘扫描子程序KD1: MOV A,#00000011B ;PA,PB为输出方式，PC为输入方式

MOV DPTR,#7F00H MOVX @DPTR,AKEY1: ACALL IfPressKey JNZ LK1 ACALL DIS ;调用显示子程

AJMP KEY1LK1: ACALL DIS ；调用显示子程并delay12ms ACALL DIS ACALL IfPressKey ;逐行扫描键盘

JNZ ScanKeypad JNZ DIS AJMP KEY1Scankeypad:MOV R2,#0FEH MOV R4,#00HLK4: MOV DPTR,#7F01H MOV A,R2 MOVX @DPTR,A INC DPTR INC DPTR MOVX A,@DPTR JB ACC.0,LONE MOV A,#00H AJMP LKPLONE: JB ACC.1,LTWO MOV A,#08H AJMP LKPLKP: ADD A,R4；行首键号＋列号

PUSH ACCLK3: ACALL IfPressKey；等待键释放

JNZ LK3 POP ACC RETNEXT: INC R4 MOV A,R2 JNB ACC.7,KND RL A MOV R2,A AJMP LK4KND: AJMP KEY1IfPressKey:MOV DPTR,#7F01H MOV A,#00H MOVX @DPTR,A INC DPTR INC DPTR MOVX A,@DPTR CPL A ANL A,#0FH RETLTWO: JB ACC.2,LTHR MOV A,#10H AJMP LKPLTHR: JB ACC.3,NEXT MOV A,#18H8.1.4串行口控制的键盘/LED显示器接口电路KEY: MOV A,#00H MOV SBUF,AKL0: JNZ TI,KL0 CLR TIKL1: JNB P1.0,PK1 JB P1.1,KL1PK1: ACALL D10MS JNB P1.0,PK2 JB P1.1,KL1PK2: MOV R7,#08H MOV R6,#FEH MOV R3,#00HPL5: MOV A,R6 MOV SBUF,AKL2: JNB TI,KL2 CLR TI JNB P1.0,PK4 JNB P1.1,PK5 MOV A,R6 RL A MOV R6,A INC R3 DJNZ R7,PL5 RET

PK5: MOV R4,#08H AJMP PK3PK4: MOV A,#00H MOV SBUF,AKL3: JNB TI,KL3 CLR TIKL4: JNB P1.0,KL4 JNB P1.1,KL4 MOV A,R4 ADD A,R3 SUBB A,#0AH JNC KL6 MOV DPTR,#TABL ADD A,#0AH MOVC A,@A+DPTR MOV R0,60H MOV @R0,A INC R0 CJNE R0#60H,KD MOV 60H,#58H SJMP KD1KD: MOV 60H,R0KD1: ACALL LED RETKL6: MOV B,#03H MUL AB MOV DPTR,KTAB JMP @A+DPTRKTAB: LJMP K1 LJMP K2…..TABL: DB C0H,F9H,A4H,B0H DB 99H,92H,82H,F8H DB 80H,90HLED: SETB P1.2 MOV R7,#08H MOV R0,#58HLED1: MOV A,@R0 MOV SBUF,ALED2: JNB TI,LED2 CLR TI INC R0 DJNZ R7,LED1 CLR P1.2 RETA/D、D/A转换在单片机系统中的应用示意图MCS-51D/A转换器控制执行机构A/D转换器多路开关传感器1传感器2传感器n控制执行机构温度、压力、流量等信号模拟信号模拟信号数字信号被控实体8.2单片机测控系统前向通道配置－－传感器及小信号放大电路传感器模拟小信号放大8.3前向通道中的A/D转换器及接口技术

8.3.1逐次逼近型A/D转换器及接口技术

一、ADC0809A/D串换器芯片ADC0809芯片的引脚IN0～IN7:八路模拟电压输入端；ALE:

地址锁存控制信号，上升沿送入、下降沿锁存；addA～addC:地址输入线；START:

启动输入端，高电平有效。EOC:转换结束标志输出.高电平表明转换完成。再次启动ADC时该引脚变低电平，直到转换完成后再次变高电平。D7～D0:数字量输出线。OE:输出三态控制线.置高电平时数据经D7～D0向外输出。CLOCK:时钟输入端。提供640KH逐次比较脉冲时序。Vref（+）、Vref（-）:参考电压输入，为电阻网络提供电压。

Vref（+）、Vref（-）可以与Vcc和GND连接。Vcc、GND:电源和地。二、ADC0809与8031接口

连接方案一：例：某粮库某冷冻厂需对8点进行温度巡回检测，被测温度范围－30～50c.MAIN: MOV R0,#0A0H MOV R2,#08H SETB IT1 SETB EA SETB EX1 MOV DPTR,#7FF8H MOVX @DPTR,A ;启动A/D转换HERE: SJMP HERE;Interrupt MOVX A,@DPTR MOVX @R0,A INC DPTR INC R0 DJNZ R2,DONE RETIDONE: MOVX @DPTR,A RETI

连接方案二：/RD/WRP0口

MCS-51

ALE/INT1OESTARTALEADC0809

addCaddBaddCD7～D0CLOCKEOC地址锁存器地址译码器++P0.2P0.1P0.0分频器F0H该连接方案IN0-IN7的通道地址怎么给出？

正确理解MOVX@Ri，A指令，是设计ADC与单片机接口的关键。指令执行周期：P0先输出Ri中的地址F0H（地址信号锁存在373中），后输出A中通道代码（数据信号锁存到ADC中）。S1S2S6S5S4S3S1S2S6S5S4S3ALE/PsenA7-A0指令Ri=F0HA中数据/WRP0口选中外部单元MOVX@Ri,A

指令的时序START、ALE=/WR∨/F0HOE=/RD∨/F0H锁存A中通道地址于ADC，启动ADC锁存低8位地址于373中对IN0-IN7上的模拟电压采集并送到内部RAM30H开始的单元

（采用中断方式）

ORG0000H LJMPSTART

ORG0013HLJMPCINT1ORG0A00H

START:MOVR1,#30H ;数据区指针R1赋初值30H MOVR4,#08H ;计数器R4赋初值08H MOVR2,#00H ;通道代码送R2 SETBEA SETBEX1 ;开/INT1中断

SETBIT1 ;设/INT1为边沿触发

MOVR0,#0F0H ;ADC地址送间址寄存器R0 MOVA,R2 ;通道代码送累加器A

MOVX@R0,A ;送通道代码并启动ADC SJMP$ ;等待中断

ORG0100HCINT1:MOVR0,#0F0H ;中断服务程序

MOVXA,@R0 ;读入ADC数据

MOV@R1,A ;存入转换的数据

INCR1 ;修改数据区指针R1 INCR2 ;修改通道代码寄存器R2 MOVA,R2 ;通道代码送累加器A

MOVX@R0,A ;送下一个通道代码并启动ADC DJNZR4,LOOP ;若未采集完转LOOP CLREX1 ;采集完时，关中断LOOP:RETI ;中断返回

END

初始化：R0:ADC口地址=F0HR1:数据块指针=30HR2:ADC通道代码=00HR4:循环计数器=08H开INT1中断送通道代码并启动ADCMOVX@R0,A等待INT1中断CINT1从ADC中读数据MOVXA,@R0修改数据指针修改同道代码数据送内存MOV@R1,A送下一个通道代码并启动ADC8个通道完成？返回YN主程序流程图关闭INT1中断服务程序采用查询方式的ADC采集程序

ORG0000H LJMP0100H

ORG0100HSTART: MOVR1,#30H;数据区指针R1赋初值30H MOVR4,#08H;计数器R4赋初值08H MOVR2,#00H;通道代码送R2 MOVA,#00H ;通道代码送A MOVR0,#0F0HLOOP:

MOVX@R0,A;送通道代码，启动ADC

JBIE1,$;ADC转换是否结束

MOVXA,@R0 MOV@R1,A;取ADC的转换数据

INCR1 INCA DJNZR4,LOOPSJMP$

END

初始化：R0:ADC口地址=F0HR1:数据块指针=30HR2:ADC通道代码=00HR4:循环计数器=08H送通道代码并启动ADCMOVX@R0,A停机IE1=1?从ADC中读数据MOVXA,@R0数据送内存MOV@R1,ACC修改数据指针修改同道代码8个通道完成？NY查寻法流程图8.3.2双积分A/D转换器机及接口技术8.4系统后向通道配置及接口技术8.4.1后向通道中的功率开关器件及接口一、继电器及接口二、光电耦合器（隔离器）件及驱动接口8.4.2后向通道中的D/A转换及接口技术D7:D0tVout数字量输入NVout模拟量输出

将数字量N（D7～D0）转换为模拟量Vout的器件称之为D/A转换器。D/A转换器一、D/A转换芯片——DAC0832DAC0832芯片引脚介绍数字量输入线DI7～DI0；第1级缓冲控制线：ILE:允许数字量输入线，高电平有效。/CS:片选线，低电平有效。/WR1:写命令控制线，低电平有效。【锁存原理】ILE=1,/CS=/WR1=0时：数据进入输入寄存器；

反之，条件不满足时：锁存器锁存数据。第2级缓冲控制线（控制DAC新的转换时刻）：/WR2:写命令控制线，低电平有效。/XFER:输入传送控制线，低电平有效。

【锁存原理】/WR2=0，/XFER=0时：数据进入DAC寄存器,通过

T型电阻网络实现DAC转换；反之，条件不满足时：锁存器锁存数据。DAC寄存器不接收输入寄存器的数据。输出线：Rfb:与外接运算放大器的输出端相连。Iout1、Iout2:模拟电流输出线，分别与运算放大器的反相端、同相端连接。电源线：VCC:电源输入线，+5V～+15V之间。VREF:参考电压输入线，-10V～+10V范围内，由基准电源提供。DGND:数字电源地。AGND:模拟电源地。－＋IRfVout电流/电压变换DAC0832Iout1Iout2Vref根据DAC0832结构特点，DAC0832的接法有：无缓冲的直通方式：用于无CPU的普通仪表场合。单缓冲方式：

在单片机系统中常用的使用模式。双缓冲方式：用于多DAC的应用场合。二、D/A转换器与8031接口1、单缓冲方式将DAC两个缓冲器中的后级直通（/XFER，/WR2=0）。前级的/WR1与单片机的/WR连接，/CS与地址译码器连接。这样，执行MOVX指令时，DAC就开始进行转换。

MOVR0,#0FEH

；DAC0832的地址送R0

MOVX@R0,A

；产生/WR、/CS信号使0832进行转换。/WRP0口ALE/WR1/WR2/XFERRfb/CSIout1ILEIout2DI7～DI0锁存器译码器+5V－＋VoutFEHMOVX@R0,A指令时序图S1S2S6S5S4S3S1S2S6S5S4S3ALEPsenA15-A8(PC)A7-A0指令A7-A0数据/RD或/WRP2口P0口选中DAC0832R0中的地址（FEH）累加器A中的数据使用DAC0832作波形发生器，输出锯齿波、三角波和方波。1，锯齿波发生器程序：

ORG1000HSTART:MOVR0,#0FEH；DAC口地址

MOVX@R0,A；数据送DAC INCA；数据加一

SJMPSTART；返回继续

END【说明】：单极性输出Vout

/WR1/WR2/XFERRfb/CSIout1ILEIout2DI7～DI0－＋VoutVoutt2,三角波发生器程序：

ORG1000HSTART:CLRA MOVR0,#0FEHDOWN:MOVX@R0,A INCA JNZDOWNUP: DECA MOVX@R0,A JNZUP SJMPDOWN

END【说明】：单极性输出Vout/WR1/WR2/XFERRfb/CSIout1ILEIout2DI7～DI0－＋VoutVoutt3,方波发生器程序：

ORG1000HSTART:MOVR0,#0FEH；DAC口地址LOOP:MOVA,#33H；数据为33H MOVX@R0,A；DAC转换

ACALLDELAY；调延时

MOVA,#0FEH；数据为FEH MOVX@R0,A；DAC转换

ACALLDELAY；调延时

SJMPLOOP；返回继续DELAY:

:

END【说明】：单极性输出Vout/WR1/WR2/XFERRfb/CSIout1ILEIout2DI7～DI0－＋VoutVoutt2、双缓冲方式/WRP0口ALE/WR1/WR2/CSRfb/XFERIout1ILEIout2DI7～DI0锁存器译码器+5V－＋VXFDHFEHFFH/WR1/WR2/CSRfb/XFERIout1ILEIout2DI7～DI0+5V－＋VY第一级缓冲：数据寄存器存:/WR1,/CS第二级缓冲：DAC寄存器:/WR2,/XFER设内部RAM单元有两个长度为30的数据块，起始地址分别为DA1和DA2，试编程将DA1,DA2中的数据分别从1#和2#DAC0832输出的程序。【解】：FDH:1#DAC0832数字量输入控制口；

FEH:2#DAC0832数字量输入控制口；

FFH:1#,2#DAC0832的DAC转换控制口；R2为数据块长度计数器0区R1为DA1数