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1、人机通道配置与接口技人机通道配置与接口技术术第1页，共45页，编辑于2022年，星期三前向、后向、人机通道系统框图前向、后向、人机通道系统框图第2页，共45页，编辑于2022年，星期三8.1人-机通道配置与接口技术 8.1.1键盘接口及处理程序键盘接口及处理程序编码键盘编码键盘:键盘上闭合键的识别由专用的硬件译码器实现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并产生键编号或键值非编码键盘非编码键盘:靠软件识别的键盘靠软件识别的键盘*用得多的是非编码键盘用得多的是非编码键盘第3页，共45页，编辑于2022年，星期三按键特性第4页，共45页，编辑于2022年，星期三硬件去抖动和软
2、件去抖动硬件去抖动和软件去抖动软件方法：软件方法：（用于键较多的场合。）（用于键较多的场合。）检测有键闭合，延时检测有键闭合，延时10ms20ms左右，再检测，仍保持闭合，则确认左右，再检测，仍保持闭合，则确认为有键按下。为有键按下。硬件方法：利用硬件方法：利用RS触发器，用于键较少的场合。触发器，用于键较少的场合。第5页，共45页，编辑于2022年，星期三一、键盘结构一、键盘结构1、独立式非编码键盘接口及处理程序、独立式非编码键盘接口及处理程序第6页，共45页，编辑于2022年，星期三程序：MOVA,#0FFHMOVP1,AMOVA,P1 ；键状态输入；键状态输入JNBACC.0,P0F；0
3、号键按下转号键按下转JNBACC.1,P1FJNBACC.2,P2FJNBACC.3,P3FJNBACC.4,P4FJNBACC.5,P5FJNBACC.6,P6FJNBACC.7,P7FLJMPSTART；无键按下返回；无键按下返回P0F:LJMP PROG0P1F:LJMPPROG1.PROG0:LJMPSTARTPROG1:第7页，共45页，编辑于2022年，星期三2、行列式键盘接口及工作原理、行列式键盘接口及工作原理识别键的两种方法：识别键的两种方法：行（或列）扫描法行（或列）扫描法 线反转法线反转法例：右图（列扫法）例：右图（列扫法）向列线输出全向列线输出全0，读入行线电平，读入行线
4、电平，若有键按下，若有键按下，再逐列扫描，再逐列扫描，获得相应键键值获得相应键键值第8页，共45页，编辑于2022年，星期三二、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：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。、程序控制扫描方式，即查询方式。2、定时扫描方式。、定时扫描方式。3、中断扫描方式。、中断扫描方式。应用举例：应用举例：程序控制扫描方式及处理程序，硬件连接图如下。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，编辑于2022年，星期三第10页，共45页，编辑于2022年，星期三3232个键对应键值如下：
5、个键对应键值如下：（按（按PA,PCPA,PC口二进制码，口二进制码，为任意值）为任意值）FE E FD E FB E E7 E EF E DF E BF E 7F EFE D FD D FB D E7 D EF D DF D BF D 7F DFE B FD B FB B E7 B EF B DF B BF B 7F BFE 7 FD 7 FB 7 E7 7 EF 7 DF 7 BF 7 7F 7键值到键号的转换：键值到键号的转换：闭合的键号闭合的键号=行首键号行首键号+列号列号第11页，共45页，编辑于2022年，星期三键盘扫描子程出口：键盘扫描子程出口：（A）=键号键号对对8155的初始
6、化在主程序中完成，设的初始化在主程序中完成，设PA为基本输出，为基本输出，PC为基本输入。为基本输入。第12页，共45页，编辑于2022年，星期三8.1.2 LED显示器接口及显示程序一、一、LED显示器结构原理显示器结构原理第13页，共45页，编辑于2022年，星期三二、LED显示器接口及显示方式LEDLED有静态（占较多有静态（占较多I/OI/O口线）和动态（需不断扫描）两种显示方式。口线）和动态（需不断扫描）两种显示方式。第14页，共45页，编辑于2022年，星期三三、LED显示器与8155接口及显示子程序第15页，共45页，编辑于2022年，星期三动态显示：扫描每位动态显示：扫描每位L
7、ED的间隔不能超过的间隔不能超过20ms,并注意保持延时一段时并注意保持延时一段时间。间。第16页，共45页，编辑于2022年，星期三DIS:MOVR0,#7EH ；显示缓冲区；显示缓冲区MOVR2,#01H ；位码；位码MOVA,R2LP0:MOVDPTR,#7F01HMOVXDPTR,AINCDPTRMOVA,R0ADDA,#0DHMOVCA,A+PC ；段码；段码 MOVXDPTR,AACALLD1MSDECR0MOVA,R2JBACC.5,LP1RLAMOVR2,AAJMPLP0LP1:RETDB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DHDB7DH,07H,7FH,6FH,77H,
8、7CHDB39H,5EH,79H,71H,40H,00HD1MS:MOVR7,#02HDL:DJNZR6,DL1DL1:DJNZR7,DLRET第17页，共45页，编辑于2022年，星期三A/D、D/A转换在单片机系统中的应用示意图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，编辑于2022年，星期三8.2 前向通道中的前向通道中的A/D转换器及接口技术转换器及接口技术8.2.1 逐次逼近型逐次逼近型A/D转换器及接口
9、技术转换器及接口技术第19页，共45页，编辑于2022年，星期三第20页，共45页，编辑于2022年，星期三第21页，共45页，编辑于2022年，星期三ADC0809芯片的引脚芯片的引脚1.IN0IN7:八路模拟电压输入端；2.ALE:地址锁存控制信号，上升沿送入、下降沿锁存；3.addA addC:地址输入线；4.START:启动输入端，高电平有效。5.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。6.D7D0:数字量输出线。7.OE:输出三态控制线.置高电平时数据经D7D0向外输出。8.CLOCK:时钟输入端。提供640KH逐次比
10、较脉冲时序。9.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。10.Vcc、GND:电源和地。第22页，共45页，编辑于2022年，星期三第23页，共45页，编辑于2022年，星期三第24页，共45页，编辑于2022年，星期三第25页，共45页，编辑于2022年，星期三例例2：查询方式：查询方式A/D转换转换用查询方式控制程序完成一次用查询方式控制程序完成一次A/D启动并读取转换结果。读取启动并读取转换结果。读取数据存储于内部存储单元数据存储于内部存储单元30H中。假设中。假设EOC与与INT1连接。连接。第26页，
11、共45页，编辑于2022年，星期三第27页，共45页，编辑于2022年，星期三第28页，共45页，编辑于2022年，星期三第29页，共45页，编辑于2022年，星期三第30页，共45页，编辑于2022年，星期三8.3 系统后向通道配置及接口技术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后向通道中的功率开关器件及接口l一、继电器及接口一、继电器及接口l二、光电耦合器（隔离器）件及驱动接口二、光电耦合器（隔离器）件及驱动接口第31页，共45页，编辑于2022年，星期三8.3.2 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
12、量N（D7D0）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，编辑于2022年，星期三一、一、D/A转换芯片转换芯片DAC0832第33页，共45页，编辑于2022年，星期三DAC0832芯片引脚介绍芯片引脚介绍l数字量输入线数字量输入线DI7DI0；l第第1级缓冲控制线：级缓冲控制线：1.ILE:允许数字量输入线，高电平有效。允许数字量输入线，高电平有效。2./CS:片选线，低电平有效。片选线，低电平有效。3./WR1:写命令控制线，低电平有效。写命令控制线，低电平有效。【锁存原理锁存原理】ILE=1,/CS=/WR1=0时：数据进入输入寄存器；时：数据进入
13、输入寄存器；反之，条件不满足反之，条件不满足时：锁存器锁存数据。时：锁存器锁存数据。第34页，共45页，编辑于2022年，星期三l第第2级缓冲控制线（控制级缓冲控制线（控制DAC新的转换时刻）：新的转换时刻）：1./WR2:写命令控制线，低电平有效。写命令控制线，低电平有效。2./XFER:输入传送控制线，低电平有效。输入传送控制线，低电平有效。【锁存原理锁存原理】/WR2=0，/XFER=0时：时：数据进入数据进入DAC寄存器寄存器,通过通过 T型电阻网络实现型电阻网络实现DAC转换；转换；反之，条件不满足时：反之，条件不满足时：锁存器锁存数据。锁存器锁存数据。DAC寄寄 存器不接收输入寄存
14、器的数据。存器不接收输入寄存器的数据。第35页，共45页，编辑于2022年，星期三l输出线：输出线：1.Rfb:与外接运算放大器的输出端相连。与外接运算放大器的输出端相连。2.Iout1、Iout2:模拟电流输出线，分别与运算放大器的反相端、同相端模拟电流输出线，分别与运算放大器的反相端、同相端连接。连接。l电源线：电源线：1.VCC:电源输入线，电源输入线，+5V+15V之间。之间。2.VREF:参考电压输入线，参考电压输入线，-10V+10V范围内，由基准电源提供。范围内，由基准电源提供。3.DGND:数字电源地。数字电源地。4.AGND:模拟电源地。模拟电源地。I RfV out电流/电
15、压变换DAC0832Iout1Iout2V ref第36页，共45页，编辑于2022年，星期三第37页，共45页，编辑于2022年，星期三l根据DAC0832结构特点，DAC0832的接法有：1.无缓冲的直通方式：用于无CPU的普通仪表场合。2.单 缓 冲 方 式：在单片机系统中常用的使用模式。3.双 缓 冲 方 式：用于多DAC的应用场合。第38页，共45页，编辑于2022年，星期三二、D/A转换器与8031接口第39页，共45页，编辑于2022年，星期三1 1、单缓冲方式、单缓冲方式l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
16、址译码器连接。这样，执行MOVX指令时，DAC就开始进行转换。MOV R0,#0FEH；DAC0832的地址送R0 MOVX R0,A ；产生/WR、/CS信号使0832进行转换。/WRP0口口ALE/WR1/WR2/XFER Rfb/CS Iout1ILE Iout2DI7DI0锁锁存存器器译译码码器器+5VV outFEH第40页，共45页，编辑于2022年，星期三l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：ORG 1000HSTART:MOV R0,#0FEH ；DAC口地址MOVX R0,A ；数据送DACINC A ；数据加一SJMP START
17、 ；返回继续END【说明】：单极性输出Vout/WR1/WR2/XFER Rfb/CS Iout1ILE Iout2DI7DI0V outVoutt第41页，共45页，编辑于2022年，星期三2,三角波发生器程序：ORG 1000HSTART:CLR A MOV R0,#0FEHDOWN:MOVX R0,A INC A JNZ DOWNUP:DEC A MOVX R0,A JNZ UP SJMP DOWN END【说明】：单极性输出Vout/WR1/WR2/XFER Rfb/CS Iout1ILE Iout2DI7DI0V outVoutt第42页，共45页，编辑于2022年，星期三3,方波发
18、生器程序：ORG 1000HSTART:MOV R0,#0FEH；DAC口地址LOOP:MOV A,#33H ；数据为33HMOVXR0,A ；DAC转换ACALL DELAY ；调延时MOV A,#0FEH ；数据为FEHMOVX R0,A ；DAC转换 ACALL DELAY ；调延时SJMP LOOP ；返回继续DELAY:END【说明说明】：单极性输出：单极性输出VoutVout/WR1/WR2/XFER Rfb/CS Iout1ILE Iout2DI7DI0VoutVoutt第43页，共45页，编辑于2022年，星期三2 2、双缓冲方式、双缓冲方式/WRP0口口ALE/WR1/WR2
19、/CS Rfb/XFER Iout1ILE Iout2DI7DI0锁存器译码器+5VV XFDHFEHFFH/WR1/WR2/CS Rfb/XFER Iout1ILE Iout2DI7DI0+5VV Y第一级缓冲：数据寄存器存第一级缓冲：数据寄存器存:/WR1,/CS第二级缓冲：第二级缓冲：DAC寄存器寄存器:/WR2,/XFER第44页，共45页，编辑于2022年，星期三外设接口电路小结：外设接口电路小结：l外部数据传送指令外部数据传送指令:MOVX A,R0 (MOVX A,DPTR)或：或：MOVX R0,A (MOVX DPTR,A)1.R0的内容作为低的内容作为低8位地址通过位地址通过P0口输出并锁存在口输出并锁存在74LS373中，经过中，经过译码器译码器产产生外设的片选（生外设的片选（/CS）信号。因此应事先将外设的地址送到）信号。因此应事先将外设的地址送到R0(or DPTR)中；中；2.指令执行中，单片机自动产生指令执行中，单片机自动产生/WR或或/RD信号，此信号与外设的对应信信号，此信号与外设的对应信号连接，实现单片机对外设的控制。号连接，实现单片机对外设的控制。3.如果是输入，则通过如果是输入，则通过P0口将外部数据送口将外部数据送A;如果是输出，则将如果是输出，则将A中数据通过中数据通过P0送到外设。送到外设。第45页，共45页，编辑于2022年，星期三