单片机IO接口扩展技术

2024/1/12单片机原理及其应用19.1I/O接口概述——I/O接口的功能

2

I/O接口的编址方式存储器统一编址方式：CPU将I/O接口当作存储单元对待，访问I/O与访问存储器单元操作相同I/O独立编址方式：另外设立一个独立的I/O空间，与存储器空间互不影响，单独编址供I/O设备使用。在指令系统中，有专用于I/O访问的指令。

1I/O接口的功能速度匹配：锁存数据、传送联络信号。输入设备数据缓冲适应CPU的快速操作。数据格式转换：并-串转换、A/D、D/A转换。电平转换：电平幅值或正/负逻辑转换。隔离：通过接口三态门将总线与其它设备隔离。2024/1/12单片机原理及其应用23

I/O接口数据传送方式外设READY？YN数据传送读接口状态同步传送方式（无条件传送）外设与CPU速度相当时，采用此种方式。如：单片机与外部RAM之间的数据传送。查询传送方式（条件传送）

CPU与I/O接口之间的数据传送由程序控制来实现。通过查询外设是否准备就绪来决定是否传送数据。通用性好，软硬件简单，CPU效率低。9.1I/O接口概述——I/O接口的功能2024/1/12单片机原理及其应用3中断控制传送方式（1）任何外设与CPU交换信息，需向CPU发出中断申请；（2）CPU检测到中断请求，若满足中断响应条件，CPU立即停止正在执行的程序，转去执行中断处理程序,进行数据传送。（3）中断处理完毕返回被中断的程序处，继续执行原来的程序。

CPU的效率提高。9.1I/O接口概述——I/O接口的功能2024/1/12单片机原理及其应用4打印接收数据打印接收数据接收数据打印机打印时序查询方式CPU时序查询等待数据传送查询等待中断方式CPU时序执行程序数据传送执行程序一个查询方式和中断方式比较的实例9.1I/O接口概述——I/O接口的功能2024/1/12单片机原理及其应用5

由硬件完成数据交换，不需要CPU的介入，由DMA控制器控制，使数据传送在存储器与外设之间直接传送。快、成本高。存储器CPU外设I/O口DMA控制器直接存储器存取方式（DMA）9.1I/O接口概述——I/O接口的功能2024/1/12单片机原理及其应用6 MCS－51系列单片机的外部RAM和I/O口是统一编址的，因此用户可以把单片机外部64KRAM空间的一部分作为扩展I/O的地址空间。单片机可以像访问外部RAM存储器那样访问外部接口芯片，对其口进行读写操作，在逻辑操作和指令使用上无任何区别。4MCS-51单片机的I/O接口扩展9.1I/O接口概述——I/O接口的功能2024/1/12单片机原理及其应用7实现方式 采用TTL、CMOS电路。设计原则 输入口具有缓冲作用——缓冲器。输出口具有锁存作用——锁存器。常用TTL芯片 缓冲器：74LS244，74LS245

锁存器：74LS273，74LS373，74LS374，74LS377等。9.2简单芯片扩展I/O接口2024/1/12单片机原理及其应用8芯片功能介绍

（1）74LS244三态缓冲器(24路) 1G状态输入/输出1高阻隔离0驱动输入＝输出74LS244三态缓冲器功能表

9.2简单芯片扩展I/O接口高阻导通2024/1/12单片机原理及其应用9CLR(MR)CLK(CP)LXH

DnQnXLHHH

HLLLxQ074LS2738D锁存器真值表

（2）74LS2738D锁存器 9.2简单芯片扩展I/O接口禁止导通导通锁存2024/1/12单片机原理及其应用10外设外设74LS27374LS2448051P0CLKGABCBCLRVcc74LS273输出Q随输入D变化，CLR必须为高电平如何连接?CLK/G的设计应综合地址和控制信息。解决方案：实例：用74LS273和74LS244扩展I/O口9.2简单芯片扩展I/O接口2024/1/12单片机原理及其应用11（1）用74LS273CLK的设计74LS273为锁存器，通常可作为输出口。对于单片机来说，数据输出控制由WR实现。设P2.0=0时，单片机选中74LS273。则，可以得到下列真值表实现CLK真值表P2.00

1WRCLK00X1X11WRP2.0＋＝CLK9.2简单芯片扩展I/O接口2024/1/12单片机原理及其应用1274LS244为缓冲器，通常可作为输入口。对于单片机来说，数据输出控制由RD实现。设P2.0=0时，单片机选中74LS244。则，可以得到下列真值表实现CLK真值表P2.00

1RDG(1G/2G)00X1X11RDP2.0＋＝G（2）用74LS2441G/2G的设计9.2简单芯片扩展I/O接口2024/1/12单片机原理及其应用13（3）用74LS273和74LS244扩展I/O口9.2简单芯片扩展I/O接口2024/1/12单片机原理及其应用14A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0xxxxxxx0xxxxxxxx74LS273和74LS244的地址空间分析：地址为：FEFFH1111111111111119.2简单芯片扩展I/O接口2024/1/12单片机原理及其应用15256×8位的静态RAM。I/O接口部分可编程8位PA7~0

可编程8位PB7~0

可编程6位PC5~0

命令寄存器——8位

状态寄存器——8位计数器/计时器部分

一个14位的二进制减法计数器/计时器256B静态RAM

PA定时器PB

PC

口APA0~PA7口BPB0~PB7PC0~PC5口CIO/MAD0~AD7TIMERINTIMEROUTCEALERDWRRESET8155的结构9.48155可编程接口芯片及其使用2024/1/12单片机原理及其应用16TIMERINTIMEROUTPC3PC4

PC5

IO/MCERDWRALEAD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7VssVccPC2PC1PC0PB7PB6PB5PB4PB3PB2PB1PB0PA7PA6PA5PA4PA3PA2PA1PA08155RESETAD7~0－地址数据线，三态RESET－复位信号ALE－允许地址锁存信号CE－片选信号IO/M－接口与存储器的选择信号WR－写信号RD－读信号8155的引脚9.48155可编程接口芯片及其使用2024/1/12单片机原理及其应用17PA7~0－8根通用的I/O端口线PB7~0－8根通用的I/O端口线PC5~0－6根通用的I/O端口线TIMERIN－14位二进制减法计数器的输入端TIMEROUT－计时器的输出引脚TIMERINTIMEROUTPC3PC4

PC5

IO/MCERDWRALEAD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7VssVccPC2PC1PC0PB7PB6PB5PB4PB3PB2PB1PB0PA7PA6PA5PA4PA3PA2PA1PA08155RESET电源引脚：Vcc，Vss9.48155可编程接口芯片及其使用2024/1/12单片机原理及其应用188155与8031的连接9.48155可编程接口芯片及其使用RDWRALEP2.0P2.7P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EARDWRALEIO/MCEAD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7RESETTIMERINTIMEROUT+5V10

F/16V1k

PA7~0PB7~0PC5~080518155+5V2024/1/12单片机原理及其应用198155的256字节RAM的使用——作为单片机的外RAM8155RDWRCEIO/MALEAD0~7PAPBPCCEIO/M1使用条件：（1）＝0，8155芯片被选中。 （2）＝0，8155芯片上的RAM被选中，由AD0~AD7的地址总线(A0~A7)为256个单元编址。

此时，当=0，CPU从8155RAM中由A7~A0指定的单元中读取一个字节的数据。 当＝0，CPU将一个字节的数据写入到由A7~A0指定的8155RAM单元中。RDWR9.48155可编程接口芯片及其使用2024/1/12单片机原理及其应用202单片机访问8155的RAM8051RDWRALEP2.0P2.7P08155RDWRCEIO/MALEAD0~7PAPBPCP2.7＝0，且P2.0＝0，单片机使用8155上的RAM。A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.00xxxxxx000000000xxxxxx01111111108155RAM的地址空间分析：地址范围为：7E00～7EFFH1111111111119.48155可编程接口芯片及其使用2024/1/12单片机原理及其应用213单片机访问8155RAM的程序设计8051RDWRALEP2.0P2.7P08155RDWRCEIO/MALEAD0~7PAPBPC9.48155可编程接口芯片及其使用2024/1/12单片机原理及其应用228155I/O端口的使用——作为单片机的外部I/O口8155RDWRCEIO/MALEAD0~7PAPBPCCEIO/M1使用条件：（1）＝0，8155芯片被选中。 （2）＝1，8155芯片上的I/O口和定时/计数器被选中，由AD0~AD7的地址总线(A0~A2)为I/O口和定时/计数器编址。

此时，当=0，CPU从A2~A0指定的对象读取（输入）一个字节的数据。 当＝0，CPU将一个字节的数据写入（输出）到A2~A0指定的对象。RDWR9.48155可编程接口芯片及其使用2024/1/12单片机原理及其应用2328155芯片I/O口地址分配A7A6A5A4A3A2A1A0I/O端口╳╳╳╳╳000命令/状态寄存器╳╳╳╳╳001A口╳╳╳╳╳010B口╳╳╳╳╳011C口╳╳╳╳╳100计数器低8位╳╳╳╳╳101计数器高6位9.48155可编程接口芯片及其使用2024/1/12单片机原理及其应用243单片机访问8155的I/O口8051RDWRALEP2.0P2.7P08155RDWRCEIO/MALEAD0~7PAPBPCP2.7＝0，且P2.0＝1，单片机使用8155上的I/O口和定时/计数器。A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.00xxxxxx1xxxxx000xxxxxx1xxxxx11108155I/O口的地址空间分析：11111111111100000000009.48155可编程接口芯片及其使用2024/1/12单片机原理及其应用25I/O口及定时/计数器I/O端口命令/状态寄存器A口B口C口计数器低8位计数器高6位I/O端口地址7F007F017F027F037F047F058051RDWRALEP2.0P2.7P08155RDWRCEIO/MALEAD0~7PAPBPC9.48155可编程接口芯片及其使用2024/1/12单片机原理及其应用269.48155可编程接口芯片及其使用4命令寄存器的定义PAPBPC1PC2IEAIEBTM1TM2PB,PA—A口、B口数据传送方向0:输入1:输出ALT100—C口输入，A、B口基本I/O方式ALT211—C口输出，A、B口基本I/O方式ALT3

01—PC3-PC5输出，A口选通方式，B口基本I/O方式ALT4

10—A、B口选通方式PC2、PC1—C口数据传送方向及AB口工作方式IEA、IEB—A、B口中断允许控制0:禁止1:允许TM1、TM2—计数器控制2024/1/12单片机原理及其应用27PC口在各种工作方式下的状态9.48155可编程接口芯片及其使用2024/1/12单片机原理及其应用285状态寄存器的定义9.48155可编程接口芯片及其使用×INTRAABFINTEAINTRBBBFINTEBTMERD0D1D2D3D4D5D6D7A口中断请求标志A口缓冲器满标志A口中断允许标志B口中断请求标志B口缓冲器满标志B口中断允许标志定时器中断允许标志。计数到指定长度后置1，读状态后清02024/1/12单片机原理及其应用2968155I/O口的初始化及应用程序设计8051RDWRALEP2.0P2.7P08155RDWRCEIO/MALEAD0~7PAPBPC9.48155可编程接口芯片及其使用I/O端口命令/状态寄存器A口B口C口计数器低8位计数器高6位I/O端口地址7F007F017F027F037F047F052024/1/12单片机原理及其应用309.4.3

8155定时器/计数器工作原理8155的定时器是一个14位的减法计数器。能对输入定时器的脉冲信号进行计数，在达到“最后”计数值时，有一个矩形波或脉冲输出。由编程来控制定时器的输出波形及计数长度。由于计数长度为14位，所以分两次装入。计数初值的范围是：2H~3FFFH。。9.48155可编程接口芯片及其使用2024/1/12单片机原理及其应用31（1）8155定时器/计数器工作方式 由8155命令寄存器的最高两位设定TM2

TM100011011方式不影响定时器工作若计数器未启动，则无操作；若计数器已运行，则停止计数计数器减到0后，立即停止。装入方式和计数值后，立即启动定时器，若定时器已在运行，则达到当前计数值后，按新的方式和长度予以启动PAPBPC1PC2IEAIEBTM1TM29.48155可编程接口芯片及其使用2024/1/12单片机原理及其应用32（2）定时/计数器的格式和输出形式9.48155可编程接口芯片及其使用2024/1/12单片机原理及其应用33M2M100011011M2M1单方波连续方波单脉冲连续脉冲TIMEROUT引脚输出波形

（2）定时/计数器的格式和输出形式M2M1T13T12T11T10T9T815141312111098T7T6T5T4T3T2T1T076543210定时器方式计数器高6位计数器低8位9.48155可编程接口芯片及其使用2024/1/12单片机原理及其应用34（3）8155定时/计数器的初始化及应用程序设计8051RDWRALEP2.0P2.7P08155RDWRCEIO/MALEAD0~7PAPBPCTimerInTimerOut9.48155可编程接口芯片及其使用I/O端口命令/状态寄存器A口B口C口计数器低8位计数器高6位I/O端口地址7F007F017F027F037F047F052024/1/12单片机原理及其应用35

在单片机应用系统中，键盘和显示器是常用的外设，它们是人与应用系统交换信息的窗口，用于输入参数和命令，显示系统的运行状态、计算结果以及命令提示信息等。本节主要介绍单片机应用系统中常用简单键盘和显示器的接口及软件设计方法。9.5键盘及显示器接口设计2024/1/12单片机原理及其应用369.5.1键盘工作原理与接口电路（一）键盘概述

键盘是由若干个按键组成的开关矩阵，它是一种廉价的输入设备。一个键盘，通常包括有数字键(0~9)，字母键(A~Z)以及一些功能键。操作人员可以通过键盘向计算机输入数据，地址、指令或其它控制命令，实现人机对话。

键盘按其结构形式可分为两类：

1编码键盘，即键盘上闭合键的识别由专用的硬件来实现；

2非编码键盘，即键盘上闭合键的识别由软件来识别。9.5键盘及显示器接口设计2024/1/12单片机原理及其应用37

单片机系统中普遍使用非编码键盘，键盘接口应具备以下功能：

(1)键扫描功能，即检测是否有健按下；

(2)产生相应的键代码(键值)；

(3)消除按键抖动及多键按下；

计算机测控系统常见键盘：通用键盘：84键,101键,102键,104键等。含单片机，串行输出(扫描码)。专用键盘：根据需要自己设计键盘。按键：即无锁开关，有机械按键，电容按键，导电橡胶按键，薄膜按键。9.5.1键盘工作原理与接口电路2024/1/12单片机原理及其应用38按键开关的集合。（二）键盘的特点5~10ms5~10ms>100ms键的闭合/断开是机械触点的通断。会产生抖动。按键的确认需要消除抖动。硬件消抖

RS触发器软件消抖

软件延时10~20ms，让过抖动区。Vcc9.5.1键盘工作原理与接口电路2024/1/12单片机原理及其应用39（三）键盘接口独立式键盘 各键相互独立，各接一根输入线。

P10P118051

K1P12P13P14P15K2K3K4K5K6

键盘驱动程序步骤查键：扫描有否键按下，若无键按下，返回有键按下软件去抖：延时10~20ms找键：逐位右移等键释放软件去抖9.5.1键盘工作原理与接口电路2024/1/12单片机原理及其应用40

（1）行扫描法判断有键按下：通过行线发出低电平信号，如果该行线所连接的键没有按下，则列线所接的端口得到的全是“1”信号，如果有键按下，则得到非全“1”信号。确认按下的键：逐行扫描，为防止双键或多键同时按下，再从第0行一直扫描到最一行。给定键值：找到有效的闭合键后，读入相应的键值转到对应的处理程序。

2行列式键盘（矩阵键盘）识别按键的方法有两种：行扫描法，线反转法。9.5.1键盘工作原理与接口电路2024/1/12单片机原理及其应用41当键盘上没有键闭合时，所有行线

和列线断开5.1k×3y0y1y2x0x1x2678345012+5V011111当键盘上某一个键闭合时，则该键

所对应的列线与行线短路。键盘扫描：

逐行逐列地检查键盘状态的过程。键盘扫描的方法：

程序控制的随机方式

定时控制方式

中断方式确定键盘上闭合键的键号（或键值）1011101011119.5.1键盘工作原理与接口电路2024/1/12单片机原理及其应用429.5.1键盘工作原理与接口电路2024/1/12单片机原理及其应用43（2）线反转法线反转法也是识别闭合键的一种常用方法，该法比行扫描法速度快，在硬件上要求行线与列线外接上拉电阻。该法先将行线作为输出线，列线作为输入线，行线输出全“0”，读入列线的值，然后将行线和列线的输入输出关系互换，并且将刚才读到的列线值从列线所接的端口输出，再读取行线的输入值。在闭合键所在的行线上值必为0。当一个键被按下时，必定可读到一对唯一的行列值。9.5.1键盘工作原理与接口电路2024/1/12单片机原理及其应用449.5.1键盘工作原理与接口电路5号键按下2024/1/12单片机原理及其应用450000P1.4~P1.7=10119.5.1键盘工作原理与接口电路10112024/1/12单片机原理及其应用460000P1.0~P1.3=11019.5.1键盘工作原理与接口电路11012024/1/12单片机原理及其应用47（一）显示器原理

（1）显示器件简介

模拟指针表：结构简单，缺点：精度差，不直观

数码显示器：辉光数码管：每个字型对应一个管，造价高，控制与应用复杂，被淘汰。八段LED，LCD显示器：可显示数字和部分字母，耗电省、效率高、发光控制简单、造价低。9.5.2LED显示器的工作原理和接口方法2024/1/12单片机原理及其应用48

点阵显示器：点阵液晶显示器：

128*32128*64160*120240*128320*240640*4801024*768

省电、内藏控制器、使用方便。宽视角，可带背光。

CRT显示器（目前已被液晶/LED点阵显示器替代）单显、CGA、EGA、VGA、SVGA，有标准的硬件规范，驱动程序较多，可有触摸屏。体积大、耗电多。9.5.2LED显示器的工作原理和接口方法2024/1/12单片机原理及其应用49（2）LED显示器结构

aabcdgbcdefgdpcomdpefcomabcdefgdpcom共阴型共阳型abcdefgdpcom9.5.2LED显示器的工作原理和接口方法2024/1/12单片机原理及其应用50

aabcdgbcdefgdpcomdpef

aabcdgbcdefgdpdpef

aabcdgbcdefgdpcomdpef

aabcdgbcdefgdpcomdpef

aabcdgbcdefgdpdpef

aabcdgbcdefgdpcomdpef

aabcdgbcdefgdpcomdpef

aabcdgbcdefgdpcomdpef

aabcdgbcdefgdpcomdpef

aabcdgbcdefgdpcomdpef

aabcdgbcdefgdpcomdpef

aabcdgbcdefgdpcomdpef

aabcdgbcdefgdpcomdpef

aabcdgbcdefgdpcomdpef

aabcdgbcdefgdpcomdpef

aabcdgbcdefgdpcomdpef

aabcdgbcdefgdpcomdpef

aabcdgbcdefgdpcomdpef

aabcdgbcdefgdpcomdpef数码字型码hgfedcba十六进制数码字型码hgfedcba十六进制011000000C0H51001001092H111111001F9H61000001082H210100100A4H711111000F8H310110000B0H81000000080H41001100199H91001000090H显示字型（字模）编码表（共阳）取反共阴码取反9.5.2LED显示器的工作原理和接口方法2024/1/12单片机原理及其应用51

g

dp

a

COM

g

dp

a

COM

g

dp

a

COM

g

dp

a

COM输出口1输出口2输出口3输出口41静态显示方式原理（二）静态显示工作原理与接口电路9.5.2LED显示器的工作原理和接口方法2024/1/12单片机原理及其应用529.5.2LED显示器的工作原理和接口方法2静态显示方式应用电路举例P0WR80517413874LS273R74LS27374LS27374LS273RRRP2.7P2.6P2.5CBAY0Y1Y2Y3CLKCLKCLKCLKVcc2024/1/12单片机原理及其应用53静态LED显示器编程（显示数据）（1）将字符显示代码（字模信息）以表格的形式存放在程序存储器的某个区域（2）将显示信息转换为0X的模式，存放在显示缓冲区中；每个显示位对应一个单元（3）从显示缓冲区中取出一个显示信息（显示一位），通过查表获取该显示信息的字符显示代码（字模信息）；（4）指定显示位所对应的输出口（锁存器）地址，输出字模信息。（5）多位显示重复2~4步。9.5.2LED显示器的工作原理和接口方法2024/1/12单片机原理及其应用54（1）显示原理（三）动态显示工作原理与接口电路输出口1输出a…dp

a

bcdefg

dp

g

dp

a

COMa

bcdefg

dp

g

dp

a

COMa

bcdefg

dp

g

dp

a

COMa

bcdefg

dp

g

dp

a

COM输出口2输出显示位控信息

输出a…dp输出显示位控制9.5.2LED显示器的工作原理和接口方法2024/1/12单片机原理及其应用559.5.2LED显示器的工作原理和接口方法动态LED显示器编程（显示数据）：（1）将字符显示代码（字模信息）以表格的形式存放在程序存储器的某个区域；（2）将显示信息转换为0X的模式，存放在显示缓冲区中；每个显示位对应一个单元（3）从显示缓冲区中取出一个显示信息（显示一位），通过查表获取该显示信息的字符显示代码（字模信息）；（4）指定字模信息输出口的（锁存器）地址，输出字模信息。（5）指定显示位置输出口的（锁存器）地址，输出显示位控信息。（6）延时若干ms（显示ms）（7）多位显示重复2~6步。2024/1/12单片机原理及其应用56VccRX8PA7407PC0PC1PC2PC381558051P0AD0-AD7ALEALERDRDWRWRIO/MP2.1CEP2.0（2）应用电路举例9.5.2LED显示器的工作原理和接口方法2024/1/12单片机原理及其应用579.6A/D和D/A转换接口技术

为什么要扩展A/D和D/A接口？扩展A/D和D/A接口是为了进行模拟量与数字量之间的转换。检测装置

数字

控制器给定值A/DD/A执行器被控对象-计算机计算机控制系统模拟量：电压/电流数字量2024/1/12单片机原理及其应用589.6.1A/D转换接口技术作用：把输入的模拟信号转换成数字形式。内容：基本原理、性能指标目的：能够根据需求，合理选用市场上主流的产品，根据所提供的数据手册，能够进行接口电路的设计9.6A/D和D/A转换接口技术

2024/1/12单片机原理及其应用59(1)A/D主要性能指标：

1、分辨率：用数字量的位数来表示，位数越高，分辨率越高，对输入量的变化越灵敏。

2、量程：所能转换的电压范围。

3、精度：分绝对精度和相对精度。与分辨率不同。

4、转换时间：

5、输出逻辑电平：多数与TTL配合，另外是否有三态输出，采用何种编码形式等。

6、工作温度范围：能够保证精度的工作温度范围。

7、对参考电压的要求：分内部参考电压源和外部参考电压源。9.6.1A/D转换接口技术2024/1/12单片机原理及其应用60(2)

A/D转换器ADC0809芯片及其接口设计指标： 八通道多路开关

8位精度 逐次逼近比较型 转换时间：100uS

9.6.1A/D转换接口技术2024/1/12单片机原理及其应用61ADC0809芯片12345678910111213142827262524232221201918171615ADC0809IN3IN4IN5IN6IN7STARTEOCD3OECLOCKVCCREF(+)GNDD1IN2IN1IN0ADDAADDBADDCALED7D6D5D4D0REF(-)D29.6.1A/D转换接口技术2024/1/12单片机原理及其应用629.6.1A/D转换接口技术模拟量（电压）指定转换通道转换结果2024/1/12单片机原理及其应用63

（1）C,B,A：8路通道切换控制。 ADC0809引脚说明（1）9.6.1A/D转换接口技术通道地址码对应模拟量输入通道CBA000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN72024/1/12单片机原理及其应用64

（2）ALE：地址锁存，在上升沿将地址选择信号ABC锁入地址寄存器。 （3）START：启动转换输入：上升沿清除ADC内部寄存器，下降沿启动内部控制逻辑。 （4）EOC：转换结束标志，上升沿表示转换完毕。 （5）CLOCK：转换定时时钟输入，在时钟频率小于640K时，转换速度为100uS.

（6）OE：输出允许。 （7）IN0~IN7：8路模拟信号的输入端。 （8）D0~D7：8位转换结果数据输出端。 （9）REF(+)，REF(－)：参考电压输入端。9.6.1A/D转换接口技术ADC0809引脚说明（1）2024/1/12单片机原理及其应用65(3)MCS-51与ADC0809的接口设计9.6.1A/D转换接口技术2024/1/12单片机原理及其应用66A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0ADC0809的地址空间分析：0xxxxxxxxxxxx000000001111111IN00xxxxxxxxxxxx001000001111111IN10xxxxxxxxxxxx010000001111111IN20xxxxxxxxxxxx011000001111111IN30xxxxxxxxxxxx100000001111111IN40xxxxxxxxxxxx101000001111111IN50xxxxxxxxxxxx110000001111111IN60xxxxxxxxxxxx111000001111111IN7IN0~IN7：7F00~7F07H9.6.1A/D转换接口技术2024/1/12单片机原理及其应用67MCS-51控制ADC0809接口的方式：（1）查询方式：EOC是否为高电平？是，读转换结果。 （2）等待方式：等足够的时间（>100

s），确保A/D转换结束，再读转换结果。 （3）中断方式：以EOC为高电平为条件触发中断，在中断处理程序中读转换结果。（4）定时采样方式。通过定时器定时，每隔一段时间，启动A/D转换，读取结果。(4)MCS-51与ADC0809的接口程序设计9.6.1A/D转换接口技术2024/1/12单片机原理及其应用689.6.1A/D转换接口技术（1）查询方式是否为高电平2024/1/12单片机原理及其应用699.6.1A/D转换接口技术（2）等待方式2024/1/12单片机原理及其应用709.6.1A/D转换接口技术（3）中断方式是否为高电平2024/1/12单片机原理及其应用719.6.1A/D转换接口技术（4）定时方式在给定的定时时间到时，启动一次A/D转换

1）转换结束采用查询方式检测

2）转换结束采用等待方式处理2024/1/12单片机原理及其应用721、D/A转换器

将一个用二进制表示的数字量转换成相应的模拟量。 实现方法：对应于二进制的每一位，产生一个相应的电压（电流），而这个电压（电流）的大小正比于相应的二进制位的权。 例如：一个8位的D/A转换器，满量程的输出电压为5V，则最低位所代表的电压值为5/256V9.6.2D/A转换接口技术2024/1/12单片机原理及其应用739.6.2D/A转换接口技术2D/A转换器主要技术指标：分辨率：通常用数字量的数位表示，一般为8位、12位、16位等。分辨率10位，表示它可以对満量程的1/210=1/1024

的增量作出反应。

输入编码形式：如二进制码、BCD码等转换线性：通常给出在一定温度下的最大非线性度，一般为0.01~0.03%。输出电平：不同型号的输出电平相差很大。大部分是电压型输出，一般为5~10伏；也有高压输出型的为24~30

伏。也有一些是电流型的输出，低者为20毫安左右，高者可达3安培。2024/1/12单片机原理及其应用743集成D/A转换器－DAC08321.DAC0832主要特性双列直插式单片8位D/A转换器。以电流形式输出。当需转换为电压输出时，可外接运算放大器。其主要特性有： （1）输出电流线性度可在満量程下调节。 （2）转换时间为1s。 （3）数据输入可采用双缓冲、单缓冲或直通方式。 （4）增益温度补偿为0.02%FS/℃。（FullScale)。 （5）每次输入数字为8位二进制数。 （6）功耗20mW。 （7）逻辑电平输入与TTL兼容。 （8）供电电源为单一电源，可在5~15V内。9.6.2D/A转换接口技术2024/1/12单片机原理及其应用759.6.2D/A转换接口技术Vcc

芯片电源电压,

+5V～+15VVREF

参考电压,-10V～+10V

RFB

反馈电阻引出端,此端可接运算放大器输出端AGND

模拟信号地DGND

数字信号地CSVccWR1

ILEAGNDWR2DI3XFERDI2DI4DI1

DI5DI0

DI6VREF

DI7RfbIOUT1DGNDIOUT22024/1/12单片机原理及其应用769.6.2D/A转换接口技术CSVccWR1

ILEAGNDWR2DI3XFERDI2DI4DI1

DI5DI0

DI6VREF

DI7RfbIOUT1DGNDIOUT2ILE

输入锁存允许信号,高电平有效CS片选信号,低电平有效WR1写信号1，低电平有效XFER

转移控制信号，低电平有效WR2

写信号2，低电平有效IOUT1

模拟电流输出端1

当输入数字为全”1”时,输出电流最大，约为：全”0”时,输出电流为0IOUT2

模拟电流输出端2IOUT1+IOUT2=常数255VREF256RFB2024/1/12单片机原理及其应用77DAC0832逻辑框图CSVccWR1

ILEAGNDWR2DI3XFERDI2DI4DI1

DI5DI0

DI6VREF

DI7RfbIOUT1DGNDIOUT2八位输入锁存器八位DAC寄存器八位D/A转换器DI0DI7ILECSWR1WR2LE1LE2XFERAGNDRfbIOUT2IOUT1VREFHLLH

LL9.6.2D/A转换接口技术2024/1/12单片机原理及其应用789.6.2D/A转换接口技术4DAC0832和MCS－51的接口DAC0832可工作在双缓冲器方式，即输入寄存器的信号和和DAC寄存器的信号分别控制，分时将一个数据先写入输入寄存器，再写入DAC寄存器。这种方式适用于多路模拟量输出需要同步输出的系统。

实现方式：DAC0832可工作在单缓冲器方式，即输入寄存器的信号和和DAC寄存器的信号同时控制，使一个数据直接写入DAC寄存器。这种方式适用于只有一路模拟量输出或几路模拟量不需要同步输出的系统。2024/1/12单片机原理及其应用79

（1）0832单极性单缓冲器方式工作A-+1k

1k

UOUT(0~－5V)RfBIOUT1IOUT2AGNDVREFILEDI0DI7~CSXFER0832P0.0P0.7~P2.78051WRWR1WR2VCC+5VVR9.6.2D/A转换接口技术2024/1/12单片机原理及其应用80A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.00xxxxxxxxxxxxxxxDACO832的地址分析：地址为：7FFFH1111111111111119.6.2D/A转换接口技术2024/1/12单片机原理及其应用819.6.2D/A转换接口技术产生锯齿波电压的程序：D/A转换器的端口地址为7FFFHSTART：MOVDPTR,#7FFFHMOVA,#0HLOOP:

MOVX＠DPTR，A

INC

A

AJMP

LOOPVo5V0VFFH2024/1/12单片机原理及其应用82tVo5V0V5V0VVot实际输出波形2024/1/12单片机原理及其应用83P2.5P2.6P2.7P0.0P0.1P0.28031P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7WR