單片機課件 第七章

1、 l7.1 LED顯示接口 n7.1.1 LED顯示器的工作原理 管腳圖 共陰極 共陽極 顯示 共陰極 共陽極 數(shù)字 小數(shù)點暗 十六進制 小數(shù)點暗 十六進制 Dp g f e d c b a Dp g f e d c b a 00 01111113FH1 1000000 C0H 10 000011006H1 1111001 F9H 20 10110115BH1 0100100 A4H 30 10011114FH1 0110000 B0H 40 110011066H1 0011001 99H 50 11011016DH1 0010010 92H 60 11111017DH1 0000010 82

2、H 70 000011107H1 1111000 F8H 80 11111117FH1 0000000 80H 90 11011116FH1 0010000 90H A0 111011177H1 0001000 99H B0 11111007CH1 0000011 83H C0 011100139H1 1000110 C6H D0 10111005EH1 0100011 A3H E0 111100179H1 0000110 86H F0 111000171H1 0001110 8EH 滅0 000000000H1 1111111 FFH 小數(shù)點1 000000080H0 1111111 7FH

3、 n7.1.2 顯示器的顯示方式 LED數(shù)碼管的顯示方式有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示。 1. 靜態(tài)顯示 靜態(tài)顯示是指當顯示某個數(shù)字或字符時，相應(yīng)的字段(發(fā) 光二極管)恒定地導(dǎo)通或關(guān)斷，直到顯示下一個數(shù)字或字 符為止。特點：公共段直接接地(共陰極)或電源(共陽極)， 每個數(shù)碼管的字段選線直接(ag,dp)與一個8位的并口相 連。占有硬件多，一般用于顯示器位數(shù)較少的場合。 2. 動態(tài)顯示 LED動態(tài)顯示是將所有數(shù)碼管的段選線(ag,dp)都并接 在一起，接到一個8位的I/O接口上，每個數(shù)碼管的公共端 (稱為位選端)分別由相應(yīng)I/O接口線控制 四位數(shù)碼管的動態(tài)顯示圖 D3D2D1D0 I/O(1) I/O(

4、2) l7.2 液晶顯示器LCD n7.2.1 LCD顯示器的概述 1. LCD顯示的工作原理 LCD(Liquid Crystal Display)是液晶顯示器的縮寫，液晶 顯示器是基于液晶電光效應(yīng)的一種被動顯示器。被動顯示 器是因為它通過借助外界光線照射液晶材料實現(xiàn)顯示，而 非液晶顯示器自身發(fā)光顯示。它的工作原理是利用液晶的 物理特性，在通電時使液晶排列變得有秩序，使光線容易 通過；在不通電時，排列則變得混亂，阻止光線通過。 2. LCD的分類 按電光效應(yīng)分類：LCD可分為電場效應(yīng)類、電流效應(yīng)類 電熱效應(yīng)類等三類。電場效應(yīng)類又可分為扭曲向列型效應(yīng) (Twisted Nematic TN)型

5、、賓主效應(yīng)(GH)型和超前扭曲 (Super Twisted Nematic STN )型等。 按顯示內(nèi)容分類：LCD可分為字段式(又稱為筆畫式)、點 陣字符型和點陣圖形三種。 按采光方式分類：LCD可分為帶背光源和不帶背光源兩類。 3. LCD的驅(qū)動方式：靜態(tài)驅(qū)動和動態(tài)驅(qū)動 n7.2.2 字符型LCD1602A的應(yīng)用 1. 主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量：216個字符、 芯片工作電 壓：4.55.5V；反射型EL或者LED背光，其中EL 為100VAC400Hz，LED為4.2VDC； 字符尺度：2.954.35mm。 2. 接口說明 引腳 引腳 編號 名稱 狀態(tài) 功能 1 Vss 電源地 2 Vc

6、c +5V邏輯電源 3 VEE 液晶驅(qū)動電源 4 RS 輸入 寄存器選擇：1為數(shù)據(jù)，0為命令 5 R/W 輸入 讀/寫操作選擇：1為讀。0為寫 6 E 輸入 使能信號 714 D0D7三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 15 LED+ 輸入 背光電源的正極 16 LED- 輸入 背光電源的負極 3. 指令說明 0 x38 設(shè)置16*2顯示，5*7點陣，8位數(shù)據(jù)接口； 0 x01 清屏； 0 x0F 開顯示，顯示光標，光標閃爍； 0 x08 只開顯示； 0 x0e 開顯示，顯示光標，光標不閃爍； 0 x0c 開顯示，不顯示光標； 0 x06 地址加1，當寫入數(shù)據(jù)的時候光標右移； 0 x02 地址計數(shù)器AC=0;（此

7、時地址為0 x80） 光標歸原 點，但DDRAM中斷內(nèi)容不變； 0 x18 光標和顯示一起向左移動。； 4. LCD1602A程序編寫流程及各模塊子程序 (1) 頭文件，宏定義、管腳定義 (2) LCD1602A初始化子程序 (3) LCD1602A顯示初始化子程序 (4) 讀忙子程序 (5) 寫指令寫數(shù)據(jù)子程序 (6) 顯示單個字符子程序 (7) 顯示字符串子程序 l7.3 鍵盤接口 n7.3.1 鍵盤的工作原理 1按鍵的電路原理 按鍵電路及波形 斷 開 閉 合 斷 開 按鍵的抖動人眼察覺不到，但會對CPU 產(chǎn)生干擾，進而 產(chǎn)生誤處理。為了識別按鍵閉合一次，對按鍵做相應(yīng)的處 理，必須采取措施

8、消除抖動。 硬件消抖電路 斷 開 閉 合 +5 V +5 V 輸 出 2按鍵抖動的消除 按鍵抖動消除的方法有兩種：硬件消除和軟件消除。 分析可知：當按鍵閉合時，即輸出為0，無論按鍵是否有 跳動，輸出仍為0；當按鍵斷開，輸出為1，無論按鍵是否 有跳動，輸出仍為1，可消除按鍵抖動。 軟件消除法是在第一次檢測到按鍵閉合時，執(zhí)行10ms的 延遲子程序，避開抖動，待電平穩(wěn)定后再讀入按鍵的狀態(tài) 信息，確定按鍵是否閉合，以消除抖動影響。 3鍵盤接口的控制方式 隨機方式、中斷方式、定時方式 n7.3.2 鍵盤的分類和接口 1. 獨立式鍵盤 Vcc n7.3.3 矩陣式鍵盤 1. 矩陣式鍵盤的工作原理 矩陣式按

9、鍵的工作過程如下： 1)判斷是否有鍵閉合。 2)判斷按鍵閉合位置 3)鍵碼計算 4)等待鍵的釋放 l7.4 A/D轉(zhuǎn)換器與C51單片機的接口 n7.4.1 A/D轉(zhuǎn)換器 1. A/D轉(zhuǎn)換器的類型：逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器、雙斜率積 分式A/D轉(zhuǎn)換器和V/F變換式A/D轉(zhuǎn)換器。 2. A/D轉(zhuǎn)換器的主要指標 分辨率：一位最小單位的數(shù)字量所表示的模擬電壓變化量， 它與位數(shù)有關(guān)； 量化誤差：在量化時造成的有限分辨率與無限分辨率間的 最大偏差； 轉(zhuǎn)換速度：轉(zhuǎn)換一次的時間，逐次比較型一般為510us； 轉(zhuǎn)換精度：它反映實際A/D在量化值上與理想A/D的差值， 用絕對或相位誤差表示。 3. A/D轉(zhuǎn)換器的組

10、成 模擬輸入信號和參考電壓； 數(shù)字輸出信號 啟動A/D轉(zhuǎn)換信號，輸入信號； 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號或者“忙”信號，輸出信號； 數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入信號 n7.4.2 ADC0809與C51單片機的接口 1. ADC0809的概述 ADC0809是采用CMOS工藝制成的逐次逼近式、8位A/D 轉(zhuǎn)換器，采用28腳DIP封裝，其結(jié)構(gòu)原理框圖和引腳分配 分別見圖7-15和圖7-16。它包含有一個8路模擬開關(guān)、地 址鎖存器和譯碼電路、比較器、256R電阻網(wǎng)絡(luò)、電子開關(guān) 逐位比較寄存器SAR、三態(tài)輸出鎖存緩沖器以及控制和定 時電路等 (1)ADC0809外部引腳功能 (2) ADC0809主要功能特點 (3) A

11、DC0809的操作時序 2. ADC0809與C51單片機的接口 n7.4.3 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇和分析 1. A/D轉(zhuǎn)換器的選擇原則：轉(zhuǎn)換速率和分辨率、器件功能、 模擬輸入信號的幅度和極性、器件功耗。 2. A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計時注意事項：電路接口、電源電 壓和參考電壓、器件保護、抗干擾。 l7.5 D/A轉(zhuǎn)換器與C51單片機的接口 n7.5.1 D/A轉(zhuǎn)換器概述 1. 內(nèi)部無鎖存器 2. 內(nèi)部帶鎖存器 n7.5.2 DAC0832的C51編程 1. DAC0832概述 (1) DAC0832的主要特性 分辨率：8位，邏輯電平與TTL兼容； 電流穩(wěn)定時間：1us； 參考電壓工作范圍：-10V+

12、10V； 可單緩沖、雙緩沖或直接輸出； 單電源供電：+5V+15V； 低功耗：200mW。 (2) DAC0832內(nèi)部框圖及引腳 在DAC0832內(nèi)部的8位輸入數(shù)據(jù)寄存器和8位DAC寄器， 可以分別選通。因此，可以通過選通輸入寄存器的控制端， 將單片機輸出的數(shù)據(jù)輸入到輸入寄存器，在需要D/A轉(zhuǎn)換 時，再選通DAC寄存器，實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換 (3) DAC0832的工作方式 直通方式 單緩沖方式 雙緩沖方式 2. DAC0832與80C51的接口電路 D/A轉(zhuǎn)換芯片除了用于輸出模擬量外，也常用于產(chǎn)生各種 波形。在MCS-51單片機的控制下，產(chǎn)生三角波、鋸齒波、 矩形波以及正弦波，且產(chǎn)生各種波形的硬件

13、電路是相同的 (1) 階梯波 設(shè)定一個8位的變量，該變量從0開始循環(huán)增加，每增加一 次向DAC0832寫入一個數(shù)據(jù)，得到一個輸出電壓，這樣 則可以得到一個階梯波。 如果需要獲取任意起始電壓或終止電壓的波形，則需要先 確定起始電壓和終止電壓對應(yīng)的數(shù)字量。在程序中修改起 始和終止數(shù)字量。 (2) 三角波 將正向階梯波和反向階梯波結(jié)合起來則可以獲得三角波 (3) 矩形波 矩形波也是一種常用的波形信號，通過增加不同的延遲時 間可以獲得不同占空波的矩形波，當延時時間相同時，即 是方波信號。上限電壓和下限電壓對應(yīng)的數(shù)字量可計算得 到。 (4) 正弦波 利用DAC0832實現(xiàn)正弦波輸出時，首先需要將正弦波模

14、 擬電壓離散化。對于一個離散化為N點的正弦波，需要計 算出這N個離散點的模擬電壓對應(yīng)的數(shù)字量，并制成一個 表存儲。 由于正弦波是對稱的，只需計算1/4周期內(nèi)點的值即可。 n7.5.3 串行輸入D/A轉(zhuǎn)換器TLC5615 1. TLC5615的結(jié)構(gòu)和原理 TLC5615是具有3線串行接口的D/A轉(zhuǎn)換器，其輸出為電 壓型，最大輸出電壓是基準電壓值的兩倍，帶有上電復(fù)位 功能，上電時將DAC寄存器復(fù)位為零。 2. TLC5615與AT89C51單片機的串行接口電路 P3.1 P3.2 /CS TLC5615 AT89C51 P3.0 DIN SCLK REFIN OUT l7.6 MCS-51單片機與開關(guān)器件的接口 n7.6.1光電耦合器及驅(qū)動接口 光電耦合器是一種以光為媒介傳輸電信號的一種電 光電轉(zhuǎn)換器件。它由發(fā)光源和受光源兩部分組成。 光電耦合器件在實際工作中使用的比較廣泛，主要作用有： 可將輸入和輸出兩部分進行電氣隔離，各使用一套電 源系統(tǒng)，信息通過光電轉(zhuǎn)換器件進行單向傳輸。由于光電 隔離器的輸入端與輸出端之間的絕緣電阻比較大，寄生電 容小，因此干擾信號很難從輸出端反饋到輸入端，從而實 現(xiàn)隔離作用； 可實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換； 提高驅(qū)動能力，微型機的輸出信號通過光電耦合器可直 接驅(qū)動負載。 n7.6.2 MCS-51單片機與