计算机控制技术第2章.ppt

1、第2章 微机控制系统的接口技术,2.1 LED显示器接口 2.2 键盘接口技术 2.3 模拟量输入通道 2.4 模拟量输出通道 2.5 开关量输入/输出通道,2.1 LED显示器接口,一. 静态显示及其接口,3,0.,5,-,-,-,控 制 引 脚,输 入 引 脚,输 出 引 脚,G1 G2A G2B,C B A,Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0,1 0 0,0 0 0,1 1 1 1 1 1 1 0,1 0 0,0 0 1,1 1 1 1 1 1 0 1,1 0 0,0 1 0,1 1 1 1 1 0 1 1,1 0 0,0 1 1,1 1 1 1 0 1 1 1,1 0 0,

2、1 0 0,1 1 1 0 1 1 1 1,1 0 0,1 0 1,1 1 0 1 1 1 1 1,1 0 0,1 1 0,1 0 1 1 1 1 1 1,1 0 0,1 1 1,0 1 1 1 1 1 1 1,138 功能表,74LS244- 三态门，常用在单片机mcu系统中，作为单片机的输入输出数据缓冲器，在选通时输入数据送到总线上，在非选通时对总线呈高阻态。 当G为低电平时，P0数据送 D0D7。,74LS273是一种带清除功能的8D触发器， 1D8D为数据输入端，1Q8Q为数据输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用作8位数据/地址锁存器。,外部数据RAM的写周期 当执行MOVX Ri，A

3、 或 MOVX DPTR，A指令时进入外部数据存储器的写周期，其写周期时序如下：,十六进制数-二进制数 十六进制数-二进制数 0 H - 0000B 1 H - 0001B 9 H - 1001B 2 H - 0010B A H - 1010B 3 H - 0011B B H - 1011B 4 H - 0100B C H - 1100B 5 H - 0101B D H - 1101B 6 H - 0110B E H - 1110B 7 H - 0111B F H - 1111B 8 H - 1000B,八段数码管共阴极为高电平点亮: DP G F E D C B A 对应D0D7十六进制数

4、0- 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH 1- 0 0 0 0 0 1 1 0 06H 2- 0 1 0 1 0 1 1 1 57H 3- 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH 4- 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 5- 0 1 1 0 1 1 0 1 6DH 6- 0 1 1 1 1 1 0 1 7DH 7- 0 0 0 0 0 1 1 1 07H 8- 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH 9- 0 1 1 0 1 1 1 1 6FH,八段数码管共阳极为低电平点亮: DP G F E D C B A 对应D0D7十六进制数 0- 1 1 0 0 0 0 0 0 C0H 1-

5、 1 1 1 1 1 0 0 1 F9H 2- 1 0 1 0 1 0 0 0 A8H 3- 1 0 1 1 0 0 0 0 B0H 4- 1 0 0 1 1 0 0 1 99H 5- 1 0 0 1 0 0 1 0 92H 6- 1 0 0 0 0 0 1 0 82H 7- 1 1 1 1 1 0 0 0 F8H 8- 1 0 0 0 0 0 0 0 80H 9- 1 0 0 1 0 0 0 0 90H,(30H)可能为*0001 *0010 *0100 *1000 , 对应于: *. *.* *.* .* 据此数决定小数点的位置, 本例 (30H)= *0010 (31H)可能为0AH(1

6、1) 0BH (12) , 对应于: 不显示 显示“-” 据此数决定最高位的正负, 本例 (31H)= 0BH,(32H)可能为 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 为(除符号位之后)最高位的被显示数据 本例 (32H)= 3 (33H)可能为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 为中间一位被显示数据 本例 (33H)= 0 (34H)可能为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 为最低位被显示数据 本例 (34H)= 5,建表格： 首地址 存放数据 C0H 首地址+ 10 存放数据 FFH 首地址+1 存放数据 F9H 首地址+ 11 存放数据 BFH 首地址+2 存放数据 A8H 首

7、地址+3 存放数据 B0H 首地址+4 存放数据 99H 首地址+5 存放数据 92H 首地址+6 存放数据 82H 首地址+7 存放数据 F8H 首地址+8 存放数据 80H 首地址+9 存放数据 90H 首地址+0,（R0）=31H ，从符号位开始 R2= 4，共几位 （30H）送 R1， 小数点 DPTR=4000H,指向最高位选 * DPTR入栈 表首地址送 DPTR （R0）=几？ 查表格 ：DPTR+几 的内容，取段码，送A， 因表中未考虑小数点，故取R1即（30H），判断D3位是否为1，决定A中段码D7位内容是否需变0？ 小数点信息加上后 DPTR出栈 结果用MOVX从P0口写出

8、 最高位点亮 R0+1，这时R0=32H，最高位 R2-1=3，共剩3位 R1左移，（30H）的D2移入D3位，供下次判断小数点； DPH+1，指向4100H R2未到零，跳回*,二. 动态显示及其接口,DIS : MOV R0 , #30H ; R0指向显缓 MOV R2 , #20H ;R2存位选码 DIS1: MOV A , R0 ;取数进行译码 MOV DPTR ,#TAB MOVC A , A+DPTR ;查表取段码 MOV DPTR , #0FD01H MOVX DPTR , A ;段码送A 口 MOV A , R2 INC DPTR MOVX DPTR , A ;位选码送B口 A

9、CALL YS1MS ;延时1S,MOV A , R2 JB ACC.0 , DIS2 ;是否显示完毕 INC R0 ;未完,取下位 MOV A,R2 RR A MOV R2 , A AJMP DIS1 DIS2 : RET YS1MS : MOV R7 , #01H DL1 : MOV R6 , #F8H DL0 : DJNZ R6 , DL0,DJNZ R7 , DL1 RET TAB : DB 3FH , 06H , 5BH , 4FH DB 66H , 6DH , 7DH , 07H DB 7FH , 6FH , 77H , 7CH DB 39H , 5EH , 79H , 71H,2

10、.2 键盘接口技术 键盘分编码键盘和非编码键盘。 编码键盘本身带有硬件电路，不仅能自动检测被按下的键并完成去抖动、防串键等功能，而且能提供与被按键功能对应的键码（如ASC码）送往CPU ,可将按键操作直接转化成代码，被计算机的程序直接读取结果。 非编码键盘分为独立式键盘、矩阵键盘两类。 独立式键盘-编程简单，但每个键占用一个硬件接线。 矩阵键盘-编程较复杂，节省硬接线资源, 例: 4*8矩阵式键盘编程:,8155简介,1) 8155是一个多功能的芯片，它的片内具有256字节的静态RAM、三个可编程选择工作方式的并行I/O端口（2个8位口、一个6位口）、1个14位的可编程选择工作方式的减法计数器

11、、1个地址锁存器，因此外接一片8155，就相当于综合扩展了数据存储器、I/O口、定时器/计数器。,2）、8155的RAM和I/O口地址 RAM地址：当给8155的IO/ M 加低电平时，其AD0AD7上得到的地址值是指8155的某一RAM单元的地址，地址范围是0000 0000到1111 1111，分别指向8155 RAM 的256个存储单元。 I/O口地址：当给8155的IO/ M 加高电平时，其AD0AD7（仅用到低三位AD2、AD1、AD0）上得到的地址值是指8155的某一I/O口的地址.,3)、8155的使用 8155内RAM的使用：与一般外部数据存储器的使用基本一样，唯一区别是事先要

12、使IO/ M 为低电平。 8155各端口的使用：A、B、C各端口可工作于不同的工作方式，使用前要进行初始化（写命令字到命令口），我们只要求基本输入/输出方式。,2.3 模拟量输入通道,采样/保持电路,ADC0809是一种8路模拟输入8位数字输出的逐次逼近式A/D器件。分辨率为8位；转换时间取决于芯片时钟频率，转换一次时间为64个时钟周期；具有可控三态输出锁存器；启动转换控制为脉冲式（正脉冲），上升沿使内部所有寄存器清“0”，下降沿使A/D转换器开始。,引脚定义如下： IN0IN7：8路模拟量输入端； D0D7：A/D转换后的数据输出端，为三态可控输出； A、B、C：模拟通道地址选择端，A为低位

13、，C为高位； Vcc（10脚）GND（13脚）主电源引脚，单电源+5V； Vref(+)Vref(-)(12脚16脚)为基准参考电压,其值决定了模拟量的输入范围； CLK（10脚）为时钟信号输入，其值决定A/D转换的速度，转换一次时间范围50800KHz； ALE（22脚）为地址锁存允许信号，高电平有效； START（6脚）为启动转换信号，正脉冲有效； EOC （7脚）为转换结束信号，高电平有效，表示一次A/D转换完成； OE（9脚）为输出允许信号，高电平有效，可与系统读选通信号/RD相连。,A/D转换器ADC0809芯片内部结构,2.4 模拟量输出通道,DAC0832是使用较多的一种8位D/

14、A转换器，其转换时间为1us，工作电压为+5V+15V，基准电压为10V。它主要由两个8位寄存器和一个8位D/A转换器组成。使用两个寄存器（输入寄存器和DAC寄存器）的好处是可以进行两极缓冲操作，使该操作有更大的灵活性；起转换原理与T型解码网络一样。DAC0832芯片为20脚双列直插式封装，如图,引脚定义如下： I0DI7：数据输入线，TTL电平，有效时间应大于90ns； ILE：数据锁存允许信号输入线，高电平有效； /CS：片选信号输入端，低电平有效； /WR1：输入寄存器的写选通输入端，负脉冲有效（脉冲宽度应大于500ns）。当/CS为“0”，ILE为“1”，/WR有效时DI0DI7状态被

15、锁存到输入寄存器； /XFER：数据传输控制信号输入端，低电平有效； /WR2： DAC寄存器的写选通输入端，负脉冲有效（脉冲宽度应大于500ns）。当/XEFR为“0”且/WR2有效时，输入寄存器的状态被传到DAC寄存器中；,D/A转换器 DAC0832芯片内部结构,a图,b图,DAC0832数字量与模拟量对照表,设 计 实 例,2.5 开关量输入/输出通道,一 输入信号调理,信号转换,图2-19、20 保护电路,保护电路,以与非门组成的基本RS触发器为基础构成的消抖动单脉冲发生器如图所示。试分析次电路能够消除开关S的抖动，保证能可靠输出稳定的单脉冲的原理。,解：当开关S由R端扳向S端时，R

16、端由低电平变为高电平，S端由高电平变为低电平，如果因为弹簧开关S的弹性回跳，与S端的接触处于若离若合的抖动状态，实际上等于在S端加了多个负脉冲。由于加接了基本RS触发器，一旦开关S首先与S端接触使其为低电平，其输出Q的状态即由0变为1，,触点抖动消除,以后即便开关S的弹性回跳使S在0和1状态之间跳动，触发器的输出Q仍维持1状态不变，不受开关抖动的影响，只有当开关S弹回R端后，输出Q才由1状态变为0状态，也就是说，每按动一次开关S，触发器只输出一个正脉冲。,光电隔离 *触点消抖参考单片机,光电隔离技术,二 开关量的输出驱动,2固态继电器输出接口技术,固态继电器(SSR(solid state releys)是一种无触点通断电子开关，它利用电子元件(如开关三极管、双向可控硅等半导体器件)的开关特性，可达到无触点无火花地接通和断开电路的目的，有四部分组成:输入耦合电路，整形放大电路