人机通道配置与接口技术

人机通道配置与接口技术第1页，共45页，2023年，2月20日，星期日前向、后向、人机通道系统框图第2页，共45页，2023年，2月20日，星期日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第3页，共45页，2023年，2月20日，星期日按键特性第4页，共45页，2023年，2月20日，星期日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。第5页，共45页，2023年，2月20日，星期日一、键盘结构

1、独立式非编码键盘接口及处理程序第6页，共45页，2023年，2月20日，星期日程序：

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:……第7页，共45页，2023年，2月20日，星期日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，获得相应键键值第8页，共45页，2023年，2月20日，星期日二、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。应用举例： 程序控制扫描方式及处理程序，硬件连接图如下。第9页，共45页，2023年，2月20日，星期日第10页，共45页，2023年，2月20日，星期日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+列号第11页，共45页，2023年，2月20日，星期日键盘扫描子程出口：（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。第12页，共45页，2023年，2月20日，星期日8.1.2LED显示器接口及显示程序一、LED显示器结构原理第13页，共45页，2023年，2月20日，星期日二、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。第14页，共45页，2023年，2月20日，星期日三、LED显示器与8155接口及显示子程序第15页，共45页，2023年，2月20日，星期日动态显示：扫描每位LED的间隔不能超过20ms,并注意保持延时一段时间。第16页，共45页，2023年，2月20日，星期日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 RET第17页，共45页，2023年，2月20日，星期日A/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第18页，共45页，2023年，2月20日，星期日8.2前向通道中的A/D转换器及接口技术

8.2.1逐次逼近型A/D转换器及接口技术第19页，共45页，2023年，2月20日，星期日第20页，共45页，2023年，2月20日，星期日第21页，共45页，2023年，2月20日，星期日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。第22页，共45页，2023年，2月20日，星期日第23页，共45页，2023年，2月20日，星期日第24页，共45页，2023年，2月20日，星期日第25页，共45页，2023年，2月20日，星期日例2：查询方式A/D转换用查询方式控制程序完成一次A/D启动并读取转换结果。读取数据存储于内部存储单元30H中。假设EOC与INT1连接。第26页，共45页，2023年，2月20日，星期日第27页，共45页，2023年，2月20日，星期日第28页，共45页，2023年，2月20日，星期日第29页，共45页，2023年，2月20日，星期日第30页，共45页，2023年，2月20日，星期日8.3系统后向通道配置及接口技术8.3.1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）件及驱动接口第31页，共45页，2023年，2月20日，星期日8.3.2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转换器第32页，共45页，2023年，2月20日，星期日一、D/A转换芯片——DAC0832第33页，共45页，2023年，2月20日，星期日DAC0832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34页，共45页，2023年，2月20日，星期日第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。第35页，共45页，2023年，2月20日，星期日输出线：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第36页，共45页，2023年，2月20日，星期日第37页，共45页，2023年，2月20日，星期日根据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。第38页，共45页，2023年，2月20日，星期日二、D/A转换器与8031接口第39页，共45页，2023年，2月20日，星期日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－＋VoutFEH第40页，共45页，2023年，2月20日，星期日使用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－＋VoutVoutt第41页，共45页，2023年，2月20日，星期日2,三角波发生器程序：

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－＋VoutVoutt第42页，共45页，2023年，2月20日，星期日3,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－＋VoutVoutt第43页，共45页，2023年，2月