單片機(jī)課件第七

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(diǎn)暗 十六進(jìn)制 小數(shù)點(diǎn)暗 十六進(jìn)制 Dp g f e d c b a Dp g f e d c b a00 01111113FH1 1000000 C0H10 000011006H1 1111001 F9H20 10110115BH1 0100100 A4H30 10011114FH1 0110000 B0H40 110011066H1 0011001 99H50 11011016DH1 0010010 92H60 11111017DH1 0000010 82H70 00001

2、1107H1 1111000 F8H80 11111117FH1 0000000 80H90 11011116FH1 0010000 90HA0 111011177H1 0001000 99HB0 11111007CH1 0000011 83HC0 011100139H1 1000110 C6HD0 10111005EH1 0100011 A3HE0 111100179H1 0000110 86HF0 111000171H1 0001110 8EH滅0 000000000H1 1111111 FFH小數(shù)點(diǎn)1 000000080H0 1111111 7FHn7.1.2 顯示器的顯示方式LED數(shù)碼

3、管的顯示方式有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。1. 靜態(tài)顯示 靜態(tài)顯示是指當(dāng)顯示某個(gè)數(shù)字或字符時(shí)，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(gè)數(shù)字或字符為止。特點(diǎn)：公共段直接接地(共陰極)或電源(共陽極)，每個(gè)數(shù)碼管的字段選線直接(ag,dp)與一個(gè)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(chǎng)合。2. 動(dòng)態(tài)顯示 LED動(dòng)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(gè)8位的I/O接口上，每個(gè)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(dòng)態(tài)顯示圖D3D2D1D0I/O(1)I/O(2)l7.2 液晶顯示器LCDn7.2.1 LCD顯示器的概述1.

4、 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(dòng)顯示器。被動(dòng)顯示器是因?yàn)樗ㄟ^借助外界光線照射液晶材料實(shí)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(shí)使液晶排列變得有秩序，使光線容易通過；在不通電時(shí)，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(chǎng)效應(yīng)類、電流效應(yīng)類電熱效應(yīng)類等三類。電場(chǎng)效應(yīng)類又可分為扭曲向列型效應(yīng)(Twisted Nematic TN)型、賓主效應(yīng)(GH)型和超前扭曲(Super Twisted Nematic STN )型

5、等。 按顯示內(nèi)容分類：LCD可分為字段式(又稱為筆畫式)、點(diǎn)陣字符型和點(diǎn)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(dòng)方式：靜態(tài)驅(qū)動(dòng)和動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)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(gè)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(hào) 名稱 狀態(tài) 功能1 Vss 電源地2 Vcc +5V邏輯電源3 VEE 液晶驅(qū)動(dòng)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/

6、寫操作選擇：1為讀。0為寫6 E 輸入 使能信號(hào)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(fù)極3. 指令說明0 x38 設(shè)置16*2顯示，5*7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)接口；0 x01 清屏；0 x0F 開顯示，顯示光標(biāo)，光標(biāo)閃爍；0 x08 只開顯示；0 x0e 開顯示，顯示光標(biāo)，光標(biāo)不閃爍；0 x0c 開顯示，不顯示光標(biāo)；0 x06 地址加1，當(dāng)寫入數(shù)據(jù)的時(shí)候光標(biāo)右移；0 x02 地址計(jì)數(shù)器AC=0;（此時(shí)地址為0 x80） 光標(biāo)歸原點(diǎn)，但DDRAM中斷內(nèi)容不變；0 x18 光標(biāo)和顯示一起向左移動(dòng)。；4. LCD1602A程序編寫流程及各模塊子

7、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(gè)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(dòng)人眼察覺不到，但會(huì)對(duì)CPU 產(chǎn)生干擾，進(jìn)而產(chǎn)生誤處理。為了識(shí)別按鍵閉合一次，對(duì)按鍵做相應(yīng)的處理，必須采取措施消除抖動(dòng)。 硬件消抖電路斷開閉合+5V+5V輸出2按鍵抖動(dòng)的消除按鍵抖動(dòng)消除的方法有兩種：硬件消除和軟件消除。分析可知：當(dāng)按鍵閉合時(shí)，即輸出為0，無論按鍵是否有跳動(dòng)，輸出仍為0；

8、當(dāng)按鍵斷開，輸出為1，無論按鍵是否有跳動(dòng)，輸出仍為1，可消除按鍵抖動(dòng)。 軟件消除法是在第一次檢測(cè)到按鍵閉合時(shí)，執(zhí)行10ms的延遲子程序，避開抖動(dòng)，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(dòng)影響。3鍵盤接口的控制方式 隨機(jī)方式、中斷方式、定時(shí)方式n7.3.2 鍵盤的分類和接口1. 獨(dú)立式鍵盤Vccn7.3.3 矩陣式鍵盤1. 矩陣式鍵盤的工作原理矩陣式按鍵的工作過程如下： 1)判斷是否有鍵閉合。 2)判斷按鍵閉合位置 3)鍵碼計(jì)算 4)等待鍵的釋放l7.4 A/D轉(zhuǎn)換器與C51單片機(jī)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

9、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(biāo)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(shí)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(shí)間，逐次比較型一般為510us；轉(zhuǎn)換精度：它反映實(shí)際A/D在量化值上與理想A/D的差值，用絕對(duì)或相位誤差表示。3. A/D轉(zhuǎn)換器的組成 模擬輸入信號(hào)和參考電壓； 數(shù)字輸出信號(hào) 啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換信號(hào)，輸入信號(hào)； 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)或者“忙”信號(hào)，輸出信號(hào)； 數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入信號(hào)n7.4.2 ADC0809與C51單片機(jī)的接口1. ADC0809的概述 ADC0809是采用CMOS工藝制

10、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(gè)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(shí)電路等(1)ADC0809外部引腳功能(2) ADC0809主要功能特點(diǎn)(3) ADC0809的操作時(shí)序2. ADC0809與C51單片機(jī)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(hào)的幅度和極性、器件功耗。2. A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)時(shí)注意事項(xiàng)：電路接口、電源電壓和參考電壓、器件保護(hù)、抗

11、干擾。l7.5 D/A轉(zhuǎn)換器與C51單片機(jī)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(shí)間：1us；參考電壓工作范圍：-10V+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(jī)輸出的數(shù)據(jù)輸入到輸入寄存器，在需要D/A轉(zhuǎn)換時(shí)，再選通DAC寄存

12、器，實(shí)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(jī)的控制下，產(chǎn)生三角波、鋸齒波、矩形波以及正弦波，且產(chǎn)生各種波形的硬件電路是相同的(1) 階梯波設(shè)定一個(gè)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(gè)數(shù)據(jù)，得到一個(gè)輸出電壓，這樣則可以得到一個(gè)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(duì)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

13、得三角波(3) 矩形波矩形波也是一種常用的波形信號(hào)，通過增加不同的延遲時(shí)間可以獲得不同占空波的矩形波，當(dāng)延時(shí)時(shí)間相同時(shí)，即是方波信號(hào)。上限電壓和下限電壓對(duì)應(yīng)的數(shù)字量可計(jì)算得到。(4) 正弦波利用DAC0832實(shí)現(xiàn)正弦波輸出時(shí)，首先需要將正弦波模擬電壓離散化。對(duì)于一個(gè)離散化為N點(diǎn)的正弦波，需要計(jì)算出這N個(gè)離散點(diǎn)的模擬電壓對(duì)應(yīng)的數(shù)字量，并制成一個(gè)表存儲(chǔ)。 由于正弦波是對(duì)稱的，只需計(jì)算1/4周期內(nèi)點(diǎn)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(zhǔn)電壓值的兩倍，帶有上電復(fù)位功能

14、，上電時(shí)將DAC寄存器復(fù)位為零。2. TLC5615與AT89C51單片機(jī)的串行接口電路P3.1P3.2/CSTLC5615AT89C51P3.0DINSCLKREFINOUTl7.6 MCS-51單片機(jī)與開關(guān)器件的接口n7.6.1光電耦合器及驅(qū)動(dòng)接口 光電耦合器是一種以光為媒介傳輸電信號(hào)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(shí)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(jìn)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(jìn)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(hào)很難從輸出端反饋到輸入端，從而實(shí)現(xiàn)隔離作用； 可實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換； 提高驅(qū)動(dòng)能力，微型機(jī)的輸出信號(hào)通過光電耦合器可直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。n7.6.2 M