機(jī)電一體化第三章 接口設(shè)計(jì)

1、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì) 第三章第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì) 概念：接口技術(shù)是研究主機(jī)與人及外圍設(shè)備信息交換的技術(shù)。概念：接口技術(shù)是研究主機(jī)與人及外圍設(shè)備信息交換的技術(shù)。3.1 3.1 接口的分類接口的分類 接口的分類有多種提法，若以控制微機(jī)為出發(fā)點(diǎn)，可分為人機(jī)接口與機(jī)接口的分類有多種提法，若以控制微機(jī)為出發(fā)點(diǎn)，可分為人機(jī)接口與機(jī)電接口兩大類。電接口兩大類。一、人機(jī)接口一、人機(jī)接口 （一）輸入接口（一）輸入接口 如：鍵盤、撥碼盤、各種開關(guān)、鼠標(biāo)接口等。如：鍵盤、撥碼盤、各種開關(guān)、鼠標(biāo)接口等。 （二）輸出接口（二）輸出接口 如：各種顯示器（如：各種顯示器（LEDLED、LCDLC

2、D、CRTCRT）、）、打印機(jī)打印機(jī) 、 報(bào)警器接口等。報(bào)警器接口等。二、機(jī)電接口二、機(jī)電接口（一）檢測(cè)接口（一）檢測(cè)接口 如：如：A/DA/D轉(zhuǎn)換接口轉(zhuǎn)換接口 V/FV/F轉(zhuǎn)換接口等轉(zhuǎn)換接口等（二）控制接口（二）控制接口 如：如：D/AD/A轉(zhuǎn)換接口轉(zhuǎn)換接口 光電耦合驅(qū)動(dòng)接口光電耦合驅(qū)動(dòng)接口 開關(guān)接口等開關(guān)接口等機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)3.2 3.2 接口設(shè)計(jì)實(shí)例接口設(shè)計(jì)實(shí)例 以智能電飯鍋微機(jī)控制系統(tǒng)為例，講解人機(jī)接口及機(jī)電接口設(shè)計(jì)。以智能電飯鍋微機(jī)控制系統(tǒng)為例，講解人機(jī)接口及機(jī)電接口設(shè)計(jì)。 一、功能分析一、功能分析 外觀照片外觀照片 1、加溫、控溫功能、加溫、控溫功能

3、不同的食物有不同的加熱模式。不同的食物有不同的加熱模式。 2、定時(shí)功能、定時(shí)功能 3、人機(jī)對(duì)話功能、人機(jī)對(duì)話功能 操作面板操作面板 工作錄像工作錄像 鍵盤、時(shí)間顯示、功能指示鍵盤、時(shí)間顯示、功能指示 二、硬件設(shè)計(jì)二、硬件設(shè)計(jì)（一）硬件組成框圖（一）硬件組成框圖 系統(tǒng)電路總圖系統(tǒng)電路總圖 1、人機(jī)接口、人機(jī)接口 輸入接口：鍵盤輸入接口：鍵盤 輸出接口：輸出接口：LED顯示器顯示器 加熱模式指示燈加熱模式指示燈 2、機(jī)電接口、機(jī)電接口 檢測(cè)接口：檢測(cè)接口：A/D轉(zhuǎn)換接口轉(zhuǎn)換接口 控制接口：加熱器接口。控制接口：加熱器接口。鍵 盤溫度傳感器放大器轉(zhuǎn)換器功能指示燈LED顯示器硬件組成框圖8051單片機(jī)

4、驅(qū) 動(dòng)加熱器機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)（二（二 ）接口電路設(shè)計(jì)）接口電路設(shè)計(jì) 硬件組成框圖硬件組成框圖 1 1、人機(jī)接口設(shè)計(jì)、人機(jī)接口設(shè)計(jì) 1 1）鍵盤接口）鍵盤接口（1 1）按鍵數(shù)量的確定）按鍵數(shù)量的確定 操作面板）操作面板） （2 2）畫接口電路）畫接口電路 鍵盤接口電路鍵盤接口電路 如果鍵的數(shù)量較多，則采用行列式分布形式。如果鍵的數(shù)量較多，則采用行列式分布形式。 行列式鍵盤行列式鍵盤 2 2）LEDLED顯示器接口顯示器接口（1）基本概念）基本概念 （復(fù)習(xí)）（復(fù)習(xí)） a、七段、七段LED基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) 基本結(jié)構(gòu)如圖所示基本結(jié)構(gòu)如圖所示: 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接

5、口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì) b、靜態(tài)方式并行接口、靜態(tài)方式并行接口 一位靜態(tài)一位靜態(tài)LED顯示接口如圖所示，電阻的作用：限流顯示接口如圖所示，電阻的作用：限流 74LS07的作用：驅(qū)動(dòng)的作用：驅(qū)動(dòng) 若要顯示若要顯示“8”，則，則 a b c d e f g 段發(fā)光，段發(fā)光，dp不發(fā)光，向不發(fā)光，向P1口送口送#7FH 程序：程序：MOV P1 ，#7FH ；P1=01111111 若要顯示若要顯示“2”，則，則 a b d e g 亮，其它暗，向亮，其它暗，向P1口送口送 01011011=5BH 程序：程序：MOV P1 ，#5BH 靜態(tài)方式并行接口特點(diǎn)：占用較多的硬件資源，占用較少的靜態(tài)方式并行接口特

6、點(diǎn)：占用較多的硬件資源，占用較少的CPU工作時(shí)工作時(shí)間，顯示亮度較亮。間，顯示亮度較亮。 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì) C C、動(dòng)態(tài)方式、動(dòng)態(tài)方式LEDLED顯示接口顯示接口 編程思路：通過編程思路：通過P3.0-P3.5P3.0-P3.5腳輪流向數(shù)碼管共陰極端置低電平，輪流顯腳輪流向數(shù)碼管共陰極端置低電平，輪流顯示。示。 動(dòng)態(tài)方式并行接口特點(diǎn)：占用較少的硬件資源，占用較多的動(dòng)態(tài)方式并行接口特點(diǎn)：占用較少的硬件資源，占用較多的CPUCPU工作時(shí)工作時(shí)間，顯示亮度較暗。間，顯示亮度較暗。 動(dòng)態(tài)方式動(dòng)態(tài)方式LED顯示接口顯示接口機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì) （2 2

7、）確定數(shù)碼管個(gè)數(shù)及顯示方式）確定數(shù)碼管個(gè)數(shù)及顯示方式 數(shù)碼管個(gè)數(shù)：數(shù)碼管個(gè)數(shù)：2 2個(gè)個(gè) 顯示方式：動(dòng)態(tài)顯示，共陰極顯示方式：動(dòng)態(tài)顯示，共陰極（3 3）畫接口電路）畫接口電路 19184020P2.6P2.5數(shù)碼管顯示輸出接口GNDGNDdpgfedcabdpgfedcbaP1.4P1.5P1.7P1.6P1.2P1.3P1.1P1.0100 889S51單片機(jī)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì) 3 3）加熱模式指示燈接口）加熱模式指示燈接口 指示燈采用發(fā)光二極管，額定電流較小，可直接與單片機(jī)指示燈采用發(fā)光二極管，額定電流較小，可直接與單片機(jī)I/OI/O口相連。口相連。 ( (指示燈

8、接口電路指示燈接口電路）機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì) 2 2、機(jī)電接口設(shè)計(jì)、機(jī)電接口設(shè)計(jì) 1 1）檢測(cè)接口）檢測(cè)接口( (溫度采集接口）設(shè)計(jì)溫度采集接口）設(shè)計(jì)（1 1）A/D(模模/ 數(shù)數(shù))轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 A/D 轉(zhuǎn)換種類很多，常用的有轉(zhuǎn)換種類很多，常用的有: 雙積分式雙積分式 特點(diǎn)特點(diǎn): 速度慢速度慢, 精度高精度高 (如如MC14433轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器) 逐次比較式逐次比較式 特點(diǎn)特點(diǎn): 速度快速度快, 精度低精度低 (ADC0809轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器) A/D轉(zhuǎn)換器主要技術(shù)性能指標(biāo)轉(zhuǎn)換器主要技術(shù)性能指標(biāo) 1 轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度 ADC0809轉(zhuǎn)換器精度為轉(zhuǎn)換器精度為+0.4% , 而而

9、MC14433轉(zhuǎn)換器精度為讀數(shù)的轉(zhuǎn)換器精度為讀數(shù)的+0.05% 2 量程量程 ADC0809: 05V, MC14433: 0 2V或或0 0.2V 3 轉(zhuǎn)換速度轉(zhuǎn)換速度(每秒轉(zhuǎn)換次數(shù)每秒轉(zhuǎn)換次數(shù)) ADC0809: 約約10000次次 , MC14433: 4 10次次 4 其它其它 ：如分辨率：如分辨率 等等. 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)（2）A/D(模模/ 數(shù)數(shù))轉(zhuǎn)換器選擇及接口設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換器選擇及接口設(shè)計(jì) 選擇選擇ADC0809轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。 ADC0809 引腳說明：引腳說明： I N0 IN7: 8 路模擬輸入路模擬輸入, 0 5V D0 D7：數(shù)據(jù)線：數(shù)據(jù)線 A

10、. B .C: 8 路地址線路地址線,見表見表. START: 啟動(dòng)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)轉(zhuǎn)換,高電平有效高電平有效. EOC: 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào),高電平有效高電平有效. ALE: 地址鎖存控制地址鎖存控制, 區(qū)分低位地址與數(shù)據(jù)區(qū)分低位地址與數(shù)據(jù). CLK: 時(shí)鐘脈沖輸入時(shí)鐘脈沖輸入,0809內(nèi)部無晶振內(nèi)部無晶振. OE :數(shù)據(jù)輸出控制數(shù)據(jù)輸出控制,高電平有效高電平有效. 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì) 接口電路如下圖所示接口電路如下圖所示: EOC接接P3.5, 可通過可通過P3.5查詢轉(zhuǎn)換結(jié)束否。查詢轉(zhuǎn)換結(jié)束否。 P0.0 P0.7接接D0 D7,不能變更。不能變更。 單片機(jī)共單片

11、機(jī)共16根地址線，對(duì)應(yīng)根地址線，對(duì)應(yīng)P2.7、P2.6P2.0、P0.7. P0.1 START接接P2.7, ADC0809地址為地址為:01111111 11111000 01111111 11111111，化為，化為16進(jìn)制為：進(jìn)制為：7FF8H 7FFFH IN2通道地址為通道地址為: 01111111 11111010=7FFAH P0.4P0.5P0.7P0.6P0.2P0.3P0.1P0.0檢測(cè)接口（溫度采集接口）P3.6P3.7RDWRP2.7P3.5 ADC0809OEALESTART11D0D1D3D2D6D7D5D474EOCCLKIN0ABCIN1IN3IN2IN6IN

12、7IN5IN440放大器+-溫度傳感器0-27330 20ALE89單片機(jī)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì) 2 2、控制接口設(shè)計(jì)、控制接口設(shè)計(jì) 控制接口包括開關(guān)控制和數(shù)據(jù)控制?？刂平涌诎ㄩ_關(guān)控制和數(shù)據(jù)控制。 開關(guān)控制：實(shí)現(xiàn)隔離與放大功能。開關(guān)控制：實(shí)現(xiàn)隔離與放大功能。 數(shù)據(jù)控制：數(shù)據(jù)控制：D/AD/A轉(zhuǎn)換，放大。轉(zhuǎn)換，放大。（1)1)光電耦合驅(qū)動(dòng)器光電耦合驅(qū)動(dòng)器 光電耦合結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)：光電耦合結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)： A、引腳及引腳及 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 引腳圖見圖引腳圖見圖a 結(jié)構(gòu)圖見圖結(jié)構(gòu)圖見圖b B、特點(diǎn)、特點(diǎn) 輸入與輸出完全隔離輸入與輸出完全隔離, 電阻高達(dá)十萬兆歐；電阻高達(dá)十萬兆歐； 能承受較

13、高的電壓能承受較高的電壓(2000V以上以上)； 響應(yīng)快響應(yīng)快(小于幾個(gè)微秒小于幾個(gè)微秒)； 壽命長(zhǎng)。壽命長(zhǎng)。 光電耦合的作用：避免干擾信號(hào)串入微機(jī)系統(tǒng)。光電耦合的作用：避免干擾信號(hào)串入微機(jī)系統(tǒng)。 光電耦合接口：右圖光電耦合接口：右圖c 為接口電路一例。為接口電路一例。 二極管輸入電流范圍二極管輸入電流范圍: 5 20mA 光敏三極管輸出電流范圍為幾毫安至幾十毫安光敏三極管輸出電流范圍為幾毫安至幾十毫安,若要驅(qū)動(dòng)大功率器件若要驅(qū)動(dòng)大功率器件,需要放大。需要放大。（2 2）智能電飯鍋控制接口（開關(guān)控制）：）智能電飯鍋控制接口（開關(guān)控制）： 控制接口控制接口機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口

14、設(shè)計(jì)（三）系統(tǒng)電路總圖設(shè)計(jì)（三）系統(tǒng)電路總圖設(shè)計(jì) 1、計(jì)算機(jī)引腳資源分配、計(jì)算機(jī)引腳資源分配 P0口是數(shù)據(jù)專用口，不可作為口是數(shù)據(jù)專用口，不可作為I/O口用?？谟?。 2、畫電路圖、畫電路圖 將各接口模塊集中組合形成總圖。將各接口模塊集中組合形成總圖。 注意：實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，先畫電路總圖，即各接口模塊同時(shí)畫，以便引注意：實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，先畫電路總圖，即各接口模塊同時(shí)畫，以便引腳資源的分配與調(diào)整。腳資源的分配與調(diào)整。 系統(tǒng)電路總圖系統(tǒng)電路總圖 實(shí)際開發(fā)過程中，到此為止可以用面包板搭接線進(jìn)行初步調(diào)試。實(shí)際開發(fā)過程中，到此為止可以用面包板搭接線進(jìn)行初步調(diào)試。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)

15、三、軟件設(shè)計(jì)三、軟件設(shè)計(jì) （一）計(jì)算機(jī)內(nèi)存資源分配（一）計(jì)算機(jī)內(nèi)存資源分配 30H-30H-存定時(shí)時(shí)間存定時(shí)時(shí)間 40H40H、41H-41H-存定時(shí)時(shí)間單存定時(shí)時(shí)間單BCDBCD碼碼 31H-31H-存功能代號(hào)存功能代號(hào) 1 1為煮飯為煮飯 2 2為為2 2小時(shí)湯小時(shí)湯 3 3為為4545分鐘稀飯分鐘稀飯 32H-32H-存鍵值存鍵值 P2=00011110P2=00011110（1EH1EH） 定時(shí)定時(shí)+ + 00011101 00011101（1DH1DH） 定時(shí)定時(shí)- - 00011011 00011011（1BH1BH） 功能選擇功能選擇 0001011100010111（17H17

16、H） 確認(rèn)確認(rèn) 0000111100001111（0FH0FH） 取消取消 70H-70H-存中斷次數(shù)（存中斷次數(shù)（100MS1100MS1次）次） 71H-71H-存時(shí)間存時(shí)間 秒秒 72H- 72H-存時(shí)間存時(shí)間 分分 73H- 73H-存時(shí)間存時(shí)間 小時(shí)小時(shí) 50H- 50H-存溫度值存溫度值 51H-51H-煮飯計(jì)時(shí)煮飯計(jì)時(shí) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)（二）接口程序設(shè)計(jì)二）接口程序設(shè)計(jì) 1、鍵盤接口程序設(shè)計(jì)、鍵盤接口程序設(shè)計(jì) 功能：掃描鍵盤，若有鍵按下，記錄鍵號(hào)。功能：掃描鍵盤，若有鍵按下，記錄鍵號(hào)。 讀鍵程序要考慮的讀鍵程序要考慮的4個(gè)問題：個(gè)問題： (1)判斷有無

17、鍵按下判斷有無鍵按下 (2)識(shí)別并讀取鍵值識(shí)別并讀取鍵值 (3)去除鍵抖動(dòng)去除鍵抖動(dòng) 原因：原因： 開關(guān)抖動(dòng)一般為開關(guān)抖動(dòng)一般為510毫秒。毫秒。 若微機(jī)晶振為若微機(jī)晶振為6M（6000次次/1毫秒），毫秒），每句程序需要每句程序需要1224晶振振蕩周期，每晶振振蕩周期，每毫秒運(yùn)行毫秒運(yùn)行300600句程序。句程序。 方法：方法： 延時(shí)。即檢測(cè)閉合否延時(shí)。即檢測(cè)閉合否延時(shí)延時(shí)再檢測(cè)再檢測(cè) (4)等待鍵釋放等待鍵釋放 54321100 5鍵盤輸入接口P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4定時(shí)+定時(shí)-功能選擇確認(rèn)鍵取消鍵2040181989單片機(jī)LP4LP3LP2LP1YNYNNY 32H清零

18、延時(shí)10ms讀鍵，有鍵按下？讀鍵值到A，A=32H？鍵值存入內(nèi)存32H開 始 讀鍵子程序流程圖 延時(shí)10ms返 回讀鍵，有鍵按下？機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)讀鍵程序讀鍵程序 作用：如果有鍵按下，讀取鍵值存入計(jì)算機(jī)內(nèi)存作用：如果有鍵按下，讀取鍵值存入計(jì)算機(jī)內(nèi)存32H單元中。單元中。 ORG 2000H MOV A，P2 CPL A ; A取反取反 ANL A，#1FH ；屏蔽高；屏蔽高3位位,1FH=00011111 CJNE A，#00H，LP1 AJMP LP4LP1： MOV 32H，A ；32H-32H-存鍵值存鍵值 LCALL YS10 MOV A，P2 CPL A

19、; A取反取反 ANL A，#1FH CJNE A，32H，LP3LP2： MOV A，P2 CPL A ; A取反取反 ANL A，#1FH CJNE A，#00H，LP2 LCALL YS10 AJMP LP4LP3： MOV 32H，#00HLP4： RET54321100鍵盤輸入接口P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4定時(shí)+定時(shí)-功能選擇確認(rèn)鍵取消鍵2040181989 51單片機(jī)LP4LP3LP2LP1YNYNNY 32H清零 延時(shí)10ms讀鍵，有鍵按下？讀鍵值到A，A=32H？鍵值存入內(nèi)存32H開 始 讀鍵子程序流程圖 延時(shí)10ms返 回讀鍵，有鍵按下？機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三

20、章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)延時(shí)延時(shí)10MS10MS子程序：子程序：YS10YS10：MOV R3MOV R3，#0AH #0AH ；延時(shí)；延時(shí)10mS10mS子程序子程序LY1LY1： MOV R4MOV R4，#0FAH#0FAHLY2LY2： DJNZ R4DJNZ R4，LY2LY2 DJNZ R3 DJNZ R3，LY1LY1 RET RET 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì) 2、LED顯示器接口程序設(shè)計(jì)顯示器接口程序設(shè)計(jì) 工作錄像工作錄像 顯示顯示30H內(nèi)容程序內(nèi)容程序（顯示時(shí)間）（顯示時(shí)間） ORG 900H LCALL 1000H ，調(diào)十進(jìn)制轉(zhuǎn)換程序，調(diào)十進(jìn)制轉(zhuǎn)換程序 十進(jìn)

21、制轉(zhuǎn)換十進(jìn)制轉(zhuǎn)換 MOV A，40H MOV DPTR，#800H MOVC A， A+DPTR MOV 40H，A MOV A，41H MOV DPTR，#800H MOVC A， A+DPTR MOV 41H，A MOV A，40H MOV P1，A SETB P2.6 CLR P2.5 LCALL YS10 ；延時(shí)；延時(shí)10毫秒毫秒 MOV A，41H MOV P1，A SETB P2.5 CLR P2.6 LCALL YS10 RET ORG 800HDB 3FH，06H，5BH，4FH，66H 0 1 2 3 4 DB 6DH，7DH，07H，7FH，6FH 5 6 7 8 9 返

22、回延 時(shí)延 時(shí)顯示高位數(shù)據(jù)顯示低位數(shù)據(jù)將被顯示單元30H中的16進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為單BCD碼，分別存入41H、40H中將41 、40 單元中待顯示數(shù)據(jù)變?yōu)轱@示代碼開 始 顯示程序流程圖100 8P1.0P1.1P1.3P1.2P1.6P1.7P1.5P1.4abcdefgdpbacdefgdpGNDGND數(shù)碼管顯示輸出接口P2.5P2.62040181989 51單片機(jī)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)延時(shí)延時(shí)10MS10MS子程序：子程序： YS10YS10：MOV R3MOV R3，#0AH #0AH LY1 LY1： MOV R4MOV R4，#0FAH#0FAH LY2 LY2：

23、DJNZ R4DJNZ R4，LY2LY2 DJNZ R3 DJNZ R3，LY1LY1 RET RET 延時(shí)時(shí)間計(jì)算：延時(shí)時(shí)間計(jì)算：T=10（0AH）250（FAH）24/600000024/6000000 =0.01S=10ms =0.01S=10ms注：晶振頻率為注：晶振頻率為6M機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)3 3、溫度采集接口程序設(shè)計(jì)、溫度采集接口程序設(shè)計(jì) 采集結(jié)果送內(nèi)存采集結(jié)果送內(nèi)存50H50H單元單元 MOV DPTRMOV DPTR，#7FF8H #7FF8H ；溫度輸入口；溫度輸入口IN0IN0地址：地址：011111111000= #7FF8H 0111111

24、11000= #7FF8H MOVX DPTR MOVX DPTR，A A ；啟動(dòng)；啟動(dòng)A/DA/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換WTWT： JNB P3.5JNB P3.5，WT WT ；若轉(zhuǎn)換未完成則等待；若轉(zhuǎn)換未完成則等待 MOVX AMOVX A，DPTR DPTR ；轉(zhuǎn)換結(jié)果送；轉(zhuǎn)換結(jié)果送A A MOV B MOV B，K K ；標(biāo)定系數(shù)；標(biāo)定系數(shù)K K送存儲(chǔ)器送存儲(chǔ)器B B MUL AB MUL AB ；A A乘乘B B，積的高，積的高8 8位在位在B B中，低中，低8 8位在位在A A中中 MOV 50HMOV 50H，A A ；結(jié)果送；結(jié)果送50H50H單元（假定乘積小于單元（假定乘積小于25625

25、6） 8051單片機(jī)P0.4P0.5P0.7P0.6P0.2P0.3P0.1溫度（數(shù)據(jù)）采集接口P3.6P3.7RDWRP2.7P3.5 ADC0809OEALESTART11D0D1D3D2D6D7D5D474EOCCLKIN0ABCIN1IN3IN2IN6IN7IN5IN440放大器+-溫度傳感器0-27330 20P0.0ALE機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)4、控制接口程序設(shè)計(jì)、控制接口程序設(shè)計(jì) 功能：控制加熱器接通或斷開的時(shí)間。功能：控制加熱器接通或斷開的時(shí)間。 程序如下：程序如下： SETB P3.4 ；加熱器斷開；加熱器斷開 LCALL YS20 ；調(diào)用延；調(diào)用延20

26、秒時(shí)子程序，延時(shí)時(shí)間可根據(jù)試驗(yàn)調(diào)整。秒時(shí)子程序，延時(shí)時(shí)間可根據(jù)試驗(yàn)調(diào)整。 CLR P3.4 ；加熱器接通；加熱器接通 LCALL YS10 ；調(diào)用延時(shí)；調(diào)用延時(shí)10秒子程序秒子程序 JJ加熱器控制（機(jī)電）接口1245P3.42040181989S51單片機(jī)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)5、加熱指示燈接口程序設(shè)計(jì)、加熱指示燈接口程序設(shè)計(jì)功能：控制指示燈接通或斷開。功能：控制指示燈接通或斷開。SETB P3.0 ；煮飯指示燈滅；煮飯指示燈滅CLR P3.0 ；煮飯指示燈亮；煮飯指示燈亮 300 4煮飯2小時(shí)湯45分鐘稀飯啟動(dòng)指示指示燈輸出接口P3.0P3.1P3.2P3.320401

27、81989S51單片機(jī)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)三、主程序設(shè)計(jì)三、主程序設(shè)計(jì) 工作錄像工作錄像 流程圖流程圖 鍵盤接口鍵盤接口 電路總圖電路總圖 主程序清單主程序清單 ORG 0202H ；LJMP反匯編代碼為反匯編代碼為02 MOV SP，#08H ；設(shè)堆棧起址，；設(shè)堆棧起址，00H07H作為作為R寄存器存儲(chǔ)區(qū)寄存器存儲(chǔ)區(qū) MOV IP，#02H ；設(shè)中斷優(yōu)先級(jí)，；設(shè)中斷優(yōu)先級(jí)，T0為高級(jí)中斷為高級(jí)中斷 SETB EA ；CPU開中斷開中斷 MOV 30H，#00H MOV 31H，#00H MOV 70H，#00H MOV 71H，#00H MOV 72H，#00H MO

28、V 73H，#00H SETB P3.0 SETB P3.1 SETB P3.2 SETB P3.3 LCALL 900H ；900H為顯示為顯示30H單元內(nèi)容程序入口地址單元內(nèi)容程序入口地址LP1: LCALL 2000H ；調(diào)讀鍵子程序，結(jié)果在；調(diào)讀鍵子程序，結(jié)果在32H中中 MOV A，32H CJNE A，#1EH，LP2 ；是；是“定時(shí)定時(shí)+”鍵？鍵？ INC 30H MOV A，30H T1 INT1 T0 INT0IP 0 0 1 0機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)CJNE A，#10H，LP2 ；定時(shí)；定時(shí)=16？ 流程圖流程圖 MOV 30H，#00HLP2: M

29、OV A，32H CJNE，#1DH，LP3 ；是；是“定時(shí)定時(shí)-” 鍵？鍵？ DEC 30H MOV A，30H CJNE A，#0FFH，LP3 ；#00H減減1后變?yōu)楹笞優(yōu)?0FFH MOV 30H，#00LP3： LCALL 900H MOV A，32H CJNE A，#1BH，LP4 ；是；是“功能選擇功能選擇”鍵？鍵？ INC 31H MOV A，31H CJNE A，#04H，LP4 MOV 31H，#01H LP4： MOV A，31H CJNE A，#00H，LP41 AJMP LP1LP41：CJNE A ，#01H，LP42 CLR P3.0 ；煮飯指示燈亮；煮飯指示燈亮

30、 AJMP LP5LP42：CJNE A，#02H，LP43 CLR P3.1 ；2小時(shí)湯指示燈亮小時(shí)湯指示燈亮 AJMP LP5 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì) LP43：CLR P3.2 ；45分鐘稀飯指示燈亮分鐘稀飯指示燈亮 流程圖流程圖 LP5： MOV A，32H CJNE A，#17H，LP1 ；是確認(rèn)鍵？；是確認(rèn)鍵？ CLR P3.3 ；啟動(dòng)指示燈亮；啟動(dòng)指示燈亮 MOV TMOD，#01H ；模式；模式1，16位計(jì)數(shù)模式位計(jì)數(shù)模式 MOV TL0，#0AFH ；裝時(shí)間常數(shù)；裝時(shí)間常數(shù)3CAFH，100ms中斷中斷1次次 MOV TH0，#3CH SETB TR0

31、；啟動(dòng)定時(shí)器；啟動(dòng)定時(shí)器 SETB ET0 ；T0開中斷開中斷 LP6： LCALL 2000H MOV A，32H CJNE A，#0FH，LP7 ；是取消鍵？；是取消鍵？ MOV 30H，#00H MOV 31H，#00H AJMP LP1 LP7： LCALL 900H ；900H為顯示為顯示30H單元內(nèi)容程序入口地址單元內(nèi)容程序入口地址 MOV A，30H CJNE A，73H，LP6 ；定時(shí)時(shí)間到？；定時(shí)時(shí)間到？ CLR TR0 ；關(guān)定時(shí)器；關(guān)定時(shí)器 CLR ET0 ；T0關(guān)中斷關(guān)中斷 MOV 70H，#00H MOV 71H，#00H 計(jì)算定時(shí)常數(shù)：計(jì)算定時(shí)常數(shù)：機(jī)器周期機(jī)器周期=

32、12/晶振頻率晶振頻率=12/（6106）=2=2S S設(shè)初值為設(shè)初值為X則：則： （216-X）機(jī)器周期機(jī)器周期=100ms 即：（即：（216-X）210-6=110-1 X =216-5104=65536-50000 =15536=3CAFH機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì) MOV 72H，#00H 流程圖流程圖 MOV 73H，#00H MOV P1，#40H ；送加溫提示符；送加溫提示符“ ” 顯示代碼顯示代碼“40H” SETB P2.5 ；顯示加溫提示符；顯示加溫提示符“ ” SETB P2.6 MOV A，31H CJNE A，#01H，LP8 LCALL 1500

33、H ；調(diào)煮飯子程序；調(diào)煮飯子程序 AJMP LPA LP8：CJNE A，#02H，LP9 LCALL 1600H ；調(diào)；調(diào)2小時(shí)湯子程序小時(shí)湯子程序 AJMP LPA LP9：LCALL 1700H ；調(diào)；調(diào)45分鐘稀飯子程序分鐘稀飯子程序 LPA：LCALL 1800H ；調(diào)保溫子程序；調(diào)保溫子程序 MOV P1，#7CH ；送保溫提示符；送保溫提示符“b b” 顯示代碼顯示代碼“7CH” SETB P2.5 ；顯示保溫提示符；顯示保溫提示符“b b” SETB P2.6 LCALL 2000H ；調(diào)讀鍵子程序，結(jié)果在；調(diào)讀鍵子程序，結(jié)果在32H中中 MOV A，32H CJNE A，#0

34、FH，LPA ；是取消鍵？；是取消鍵？ MOV 30H，#00H MOV 31H，#00H LJMP LP1機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)（四）子程序設(shè)計(jì)（四）子程序設(shè)計(jì) 作業(yè)作業(yè) 1、中斷計(jì)時(shí)子程序、中斷計(jì)時(shí)子程序 T0中斷入口：中斷入口：000BH 在在000BH處放置處放置1條指令：條指令：LJMP 1200H ORG 1200 H PUSH PSW ；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)PUSH ACCPUSH BPUSH DPLPUSH DPHCLR TR0 ；關(guān)定時(shí)器；關(guān)定時(shí)器MOV TL0，#0AFH ；重裝時(shí)間常數(shù)；重裝時(shí)間常數(shù)MOV TH0，#3CHSETB TR0 ；啟動(dòng)定時(shí)器

35、；啟動(dòng)定時(shí)器INC 70 H ；中斷計(jì)數(shù)加；中斷計(jì)數(shù)加1MOV A，70HCJNE A，#0AH，LP10 ；中斷次數(shù)等于；中斷次數(shù)等于10？MOV 70H，#00HINC 71H ；秒加；秒加1MOV A，71HCJNE A，#3CH，LP10 ；60秒到？秒到？ 70H清 零70H=10？ 70H+1 70H重 裝 時(shí) 間 常 數(shù) 啟 動(dòng) 定 時(shí) 器關(guān) 定 時(shí) 器保 護(hù) 現(xiàn) 場(chǎng)開 始 中 斷 計(jì) 時(shí) 子 程 序 流 程 圖YYYNNN返 回恢 復(fù) 現(xiàn) 場(chǎng) 記 錄 時(shí) ： 73H+1 73H 記 錄 分 ： 72H+1 72H72H清 零72H=60？ 記 錄 秒 ： 71H+1 71H71

36、H=60？71H清 零機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì) MOV 71HMOV 71H，#00H#00H INC 72H INC 72H鐘鐘 ；分加；分加1 1 MOV A MOV A，72H72H CJNE A CJNE A，#3CH#3CH，LP10 LP10 ；6060分到？分到？ MOV 72HMOV 72H，#00H#00H INC 73H INC 73H ；小時(shí)加；小時(shí)加1 1LP10LP10：POP DPH POP DPH ；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) POP DPLPOP DPL POP B POP B POP ACC POP ACC POP PSW POP PSW RETI

37、 RETI 70H清 零70H=10？ 70H+1 70H重 裝 時(shí) 間 常 數(shù) 啟 動(dòng) 定 時(shí) 器關(guān) 定 時(shí) 器保 護(hù) 現(xiàn) 場(chǎng)開 始 中 斷 計(jì) 時(shí) 子 程 序 流 程 圖YYYNNN返 回恢 復(fù) 現(xiàn) 場(chǎng) 記 錄 時(shí) ： 73H+1 73H 記 錄 分 ： 72H+1 72H72H清 零72H=60？ 記 錄 秒 ： 71H+1 71H71H=60？71H清 零機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì) 2、煮飯子程序、煮飯子程序 流程圖流程圖 電路總圖電路總圖 ORG 1500H MOV 51H，#00H ；計(jì)時(shí)單元清零；計(jì)時(shí)單元清零LP1：CLR P3.4 ；加熱器接通；加熱器接通 M

38、OV DPTR，#7FF8H ；輸入口；輸入口IN0地址地址011111111000送到送到16位地址存儲(chǔ)器位地址存儲(chǔ)器 MOVX DPTR，A ；啟動(dòng)；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換WT： JNB P3.5，WT ；若轉(zhuǎn)換未完成則等待；若轉(zhuǎn)換未完成則等待 MOVX A， DPTR ；轉(zhuǎn)換結(jié)果送；轉(zhuǎn)換結(jié)果送A MOV B，K ； 標(biāo)定系數(shù)標(biāo)定系數(shù)K送存儲(chǔ)器送存儲(chǔ)器B MUL AB ； A乘乘B，積的高，積的高8位在位在B中，低中，低8位在位在A中中 MOV 50H，A ；結(jié)果送；結(jié)果送50H單元（假定乘積小于單元（假定乘積小于256） CLR C CJNE A，#64H，LP11 ；溫度等于；溫度等于10

39、0？A#64H ，C=0C=0；AA#64H，C=1 AJMP LP2LP11：JC LP1LP2： INC 51H ； 計(jì)時(shí)單元加計(jì)時(shí)單元加1 SETB P3.4 ；加熱器斷開；加熱器斷開 LCALL YS20 ；調(diào)用延；調(diào)用延20秒時(shí)子程序，延時(shí)時(shí)間可根據(jù)試驗(yàn)調(diào)整。秒時(shí)子程序，延時(shí)時(shí)間可根據(jù)試驗(yàn)調(diào)整。 CLR P3.4 ；加熱器接通；加熱器接通 LCALL YS10 ；調(diào)用延時(shí)；調(diào)用延時(shí)10秒子程序秒子程序 MOV A，51H CJNE A，#3CH，LP2 ；A=#3CH（60）？（）？（60為為30分鐘）分鐘） RET機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)YS20YS20： MO

40、V R2MOV R2，#64H #64H ；R2=100R2=100YS1YS1： MOV R3MOV R3，#0C8H #0C8H ；R3=200R3=200YS2YS2： MOV R4MOV R4，#0FAH #0FAH ；R4=250R4=250YS3YS3： DJNZ R4DJNZ R4，YS3YS3 DJNZ R3 DJNZ R3，YS2YS2 DJNZ R2 DJNZ R2，YS1YS1 RET RETYS10YS10：MOV R2MOV R2，#32H #32H ；R2=50R2=50YS1YS1： MOV R3MOV R3，#0C8H #0C8H ；R3=200R3=200YS

41、2YS2： MOV R4MOV R4，#0FAH #0FAH ；R4=250R4=250YS3YS3： DJNZ R4DJNZ R4，YS3YS3 DJNZ R3 DJNZ R3，YS2 YS2 DJNZ R2 DJNZ R2，YS1YS1 RET RET 延時(shí)時(shí)間計(jì)算：延時(shí)時(shí)間計(jì)算： YS20 YS20 中的中的“DJNZ RnDJNZ Rn”語句運(yùn)行次數(shù)為：語句運(yùn)行次數(shù)為：100100200200250=5250=510106 6 該語句運(yùn)行該語句運(yùn)行1 1次需次需2424個(gè)晶振周期個(gè)晶振周期 則延時(shí)時(shí)間為：則延時(shí)時(shí)間為：5 510106 624/6M=20S24/6M=20S 開 始返

42、回加 溫YNYN 間斷加溫（模糊控溫）計(jì) 時(shí)溫度100C？ 溫度采集結(jié)果存40 單元半小時(shí)時(shí)間到？機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)3.3 3.3 其它接口設(shè)計(jì)其它接口設(shè)計(jì)一、打印機(jī)（人機(jī)輸出）接口設(shè)計(jì)一、打印機(jī)（人機(jī)輸出）接口設(shè)計(jì) 現(xiàn)以現(xiàn)以PP40微型打印機(jī)為例介紹打印機(jī)接口設(shè)計(jì)微型打印機(jī)為例介紹打印機(jī)接口設(shè)計(jì)1、打印機(jī)引腳說明、打印機(jī)引腳說明 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)PP40打印機(jī)與打印機(jī)與89S51的接口的接口 接口電路如右圖所示接口電路如右圖所示. 打印機(jī)地址為打印機(jī)地址為: 01111111 11111111=7FFFH 如何編打印程序？如何編打印程序？

43、 若要打印字符若要打印字符“2”, 向打印機(jī)送編碼向打印機(jī)送編碼“32H”即可。即可。 字符編碼表字符編碼表 程序如下：程序如下： MOV DPTR，#7FFFH ； DPTR為為16位數(shù)據(jù)指針寄存器位數(shù)據(jù)指針寄存器 MOV A，#32H ； 字符字符“2”編碼送編碼送ALP：JB P3.3, LP ; P3.3為高電平時(shí)等待為高電平時(shí)等待 MOVX DPTR ,A ; A中數(shù)據(jù)送中數(shù)據(jù)送DPTR所存所存 地址處地址處(打印機(jī)打印機(jī)) RET機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)若要打印字符串若要打印字符串“LASER PP40”LASER PP40”，程序如下：，程序如下： MOV D

44、PTRMOV DPTR，#7FFFH #7FFFH ； DPTRDPTR為為1616位數(shù)據(jù)指針寄存器位數(shù)據(jù)指針寄存器 MOV R1 MOV R1 ，#0AH #0AH ； R1R1中存字符數(shù)，中存字符數(shù)，1010個(gè)字符個(gè)字符 MOV R0MOV R0，#01H #01H ； 指向第一個(gè)字符指向第一個(gè)字符LPALPA：MOV AMOV A，R0R0 ADD A ADD A，#08H #08H ； #08H#08H為偏移量為偏移量 MOVC AMOVC A，A+PC A+PC ； 查表查表LPB: B P3.3, LPB ; LPB: B P3.3, LPB ; 打印機(jī)忙打印機(jī)忙? ( 3? (

45、3字節(jié)字節(jié)) ) MOVX DPTR, A ; A MOVX DPTR, A ; A中數(shù)據(jù)送中數(shù)據(jù)送DPTRDPTR所存所存 地址處地址處( (打印機(jī)打印機(jī)) (1) (1字節(jié)字節(jié)) ) INC R0 INC R0 ； RORO中內(nèi)容加中內(nèi)容加1 (11 (1字節(jié)字節(jié)) ) DJNZ R1, LPA DJNZ R1, LPA ； R1R1中內(nèi)容減中內(nèi)容減1,1,不為零轉(zhuǎn)不為零轉(zhuǎn)LPA (2LPA (2字節(jié)字節(jié)) ) RET RET ； (1(1字節(jié)字節(jié)) )DB 4CH, 41H, 53H, 45H, 52H, 00H, 50H, 50H, 34H, 30HDB 4CH, 41H, 53H, 45H, 52H, 00H, 50H, 50H, 34H, 30H L A S E R L A S E R 空格空格 P P 4 0P P 4 0 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 接口設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)二、二、D/AD/A轉(zhuǎn)換（機(jī)電控制）接口設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換（機(jī)電控制）接口設(shè)計(jì) ( (一一) ) 概念概念 交流電機(jī)變頻調(diào)速交流電機(jī)變頻調(diào)速 , ,其頻率是由模擬量其頻率是由模擬量( (電流或電壓電流或電壓) )控制的控制的. . 直流電機(jī)的調(diào)速通常也是靠改變模擬量直流電機(jī)的調(diào)速通常也是靠改變模擬量( (電壓電壓