第08章 單片機的常用接口技術(shù)-02

1、第8章 單片機的常用(chn yn)接口技術(shù) 單片機原理與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 電子(dinz)工業(yè)出版社 ， 2009.77/18/20221共九十七頁本章(bn zhn)主要內(nèi)容 鍵盤接口(ji ku) 顯示器接口 DAC接口 ADC接口 外部并行三總線接口 大功率器件驅(qū)動接口 7/18/20222共九十七頁8.1 鍵盤(jinpn)接口 獨立式按鍵(n jin) 矩陣鍵盤 7/18/20223共九十七頁 實現(xiàn)鍵信息輸入與執(zhí)行鍵功能。 抖動時間長短與開關(guān)的機械(jxi)特性有關(guān)，一般為510ms。為保證CPU對鍵的一次閉合僅作一次鍵輸入處理，必須去除抖動影響。 1鍵盤的分類(fn li)和工作原理

2、2鍵盤接口所要解決的問題 單片機常用的鍵盤有全編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種，本節(jié)著重介紹非編碼鍵盤 7/18/20224共九十七頁8.1.1 獨立式按鍵(n jin) 1. 獨立式按鍵(n jin)結(jié)構(gòu)1）每個按鍵占用一根口線2）電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單。3）適用于按鍵較少的場合。7/18/20225共九十七頁 獨立式按鍵結(jié)構(gòu)的鍵盤是最簡單的鍵盤電路，每個鍵獨立接入一根輸入線。這種鍵盤的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、使用十分方便，目前這種結(jié)構(gòu)的鍵盤應(yīng)用還相當(dāng)普遍，這種鍵盤的缺點是隨著鍵數(shù)數(shù)量的增加所占用的I/O口線也增加。 獨立式按鍵結(jié)構(gòu)的鍵盤在沒有鍵按下時，數(shù)據(jù)輸入線均為高電平，當(dāng)有鍵按下時，與之對應(yīng)的數(shù)據(jù)

3、線將變成低電平。因此(ync)可用位指令判別是否有鍵按下。7/18/20226共九十七頁鍵盤(jinpn)的抖動問題鍵盤的抖動抖動時間一般為510ms。為了保證CPU對鍵的閉合作一次，而且是僅作一次處理，必須消除抖動。可采用(ciyng)軟、硬件方法消除抖動。*軟件消抖原理1）判斷是否有鍵按下；2）若有鍵按下，調(diào)用延時程序（延時時間大于10ms）；3）再次判斷是否有鍵按下，并讀入相應(yīng)的鍵值.7/18/20227共九十七頁程序清單：START: MOV A, #0FFH MOV P1, A ;置輸入方式L1: MOV A,P1 ;讀入鍵狀態(tài) CJNE A, #0FFH, L3 ;有鍵按下，轉(zhuǎn)L3

4、 SJMP L1 ;無鍵按下，轉(zhuǎn)L13L3: LCALL DELAY ;延時10ms MOV A,P1 ;再讀P1口 CJNE A, #0FFH, L2 ;確實有鍵按下，轉(zhuǎn)L2 SJMP L1 ;是鍵抖動，返回(fnhu)L2: JNB ACC.0, TAB0 ;轉(zhuǎn)0號鍵首地址 JNB ACC.1, TAB1 ;轉(zhuǎn)1號鍵首地址 JNB ACC.2, TAB2 ;轉(zhuǎn)2號鍵首地址 JNB ACC.3, TAB3 ;轉(zhuǎn)3號鍵首地址 JNB ACC.4, TAB4 ;轉(zhuǎn)4號鍵首地址 JNB ACC.5, TAB5 ;轉(zhuǎn)5號鍵首地址 JNB ACC.6, TAB6 ;轉(zhuǎn)6號鍵首地址 JNB ACC.7,

5、 TAB7 ;轉(zhuǎn)7號鍵首地址 SJMP L1 ;再次讀入鍵狀態(tài)2. 獨立式按鍵(n jin)的程序7/18/20228共九十七頁TAB0: LJMP OPR0 ;轉(zhuǎn)向(zhunxing)0號鍵功能程序TAB1: LJMP OPR1 TAB7: LJMP OPR7 OPR0: ;0號鍵功能程序 LJMP START ;0號鍵功能程序執(zhí)行完返回 OPR7: LJMP START 7/18/20229共九十七頁8.1.2 矩陣(j zhn)鍵盤 獨立式按鍵(n jin)電路每個按鍵(n jin)開關(guān)占用一根I/O口線，當(dāng)按鍵(n jin)數(shù)較多時，要占用較多的I/O口線。因此在按鍵(n jin)數(shù)大

6、于8時，通常多采用矩陣式（也稱行列式）鍵盤電路。矩陣式按鍵電路 7/18/202210共九十七頁矩陣式鍵盤的工作(gngzu)過程鍵沒有按下時行線和列線是分開的，鍵按下將相應(yīng)的行線列線短接。連接行線的管腳作為輸入口，沒有鍵按下時，被外電路拉高為“1”連接列線的管腳作為輸出口，需要掃描鍵盤時，逐次輸出低電平，若此時有鍵按下，則與其交叉的行線回讀值為“0”，否則為“1”。根據(jù)當(dāng)前(dngqin)的掃描列線和回讀電平為“0”的行線可確定按下的鍵值。7/18/202211共九十七頁鍵掃描(somio)方式 程控掃描方式：CPU從執(zhí)行程序就開始了鍵盤(jinpn)的掃描，等待來是鍵盤(jinpn)的命令

7、。定時掃描方式：在程序初始化時，先對定時/計數(shù)器進行設(shè)置，使其每10ms中斷一次，每次中斷，CPU將去掃描一次鍵盤，若兩次中斷掃描到有鍵按下（這里考慮了消抖動），CPU將對鍵作相應(yīng)的處理。中斷掃描方式：采用中斷掃描方式必需有外部中斷接口，當(dāng)有鍵按下時，產(chǎn)生中斷請請求，CPU響應(yīng)中斷，在中斷服務(wù)程序掃描鍵盤，作相應(yīng)處理。這是多任務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)常用的一種方式。7/18/202212共九十七頁 掃描方式鍵盤編程 判斷鍵盤上有無鍵按下：先對行進行掃描，當(dāng)掃描到行線有鍵按下時，再對列線進行掃描，行線、列線均為“0”狀態(tài)的鍵就是當(dāng)前的按鍵。 去除鍵的抖動：當(dāng)掃描到有按鍵時，軟件延時10ms再判該鍵是否仍是按鍵

8、，如是則確認(rèn)該鍵是當(dāng)前的按鍵，若不是，則把它當(dāng)成是誤操作處理。 取鍵值：根據(jù)行號、列號建立一個鍵值數(shù)據(jù)表，采用MOVC A，A+DPTR查表指令。鍵值存于： 閉合鍵的鍵碼值=以（TAB（數(shù)據(jù)表首地址）+行號+列號）為地址單元中的內(nèi)容。7/18/202213共九十七頁 由于P1口為雙向I/O口，可以采用一種稱為“線路反轉(zhuǎn)”的方法識別鍵值，步驟如下。 P1.0P1.3輸出0，由P1.4P1.7輸入并保存數(shù)據(jù)(shj)到A中； P1.4P1.7輸出0，由P1.0P1.3輸入并保存數(shù)據(jù)到B中； A的高四位與B的低四位組合成為鍵碼值； 查表求得鍵值。中斷(zhngdun)方式鍵盤編程下面以44鍵盤為例來

9、說明鍵盤掃描程序的編寫： 7/18/202214共九十七頁線路反轉(zhuǎn)鍵盤程序如下：ORG 0000HLJMP STARTORG 0003H ;外部中斷入口LJMP FZH ;轉(zhuǎn)讀鍵值程序ORG 0030HSTART: MOV P1, #0FHMOV IE, #81H ;CPU開中斷，允許外部中斷0的中斷 ORG 0080H ;鍵盤掃描中斷服務(wù)程序FZH: SETB RS0 ;保護第0組工作寄存器（主程序中默認(rèn)用第0組）MOV P1, #0F0H ;設(shè)P1.0P1.3輸出(shch)0MOV A, P1 ;讀P1口ANL A, #0F0H ;屏蔽低4位，保留高4位MOV B, A ;P1.4P1.

10、7的值存BMOV P1, #0FH ;反轉(zhuǎn)設(shè)置，設(shè)P1.4P1.7輸出0MOV A, P1 ;讀P1口ANL A, #0FH ;屏蔽高4位，保留低4位ORL A, B ;與P1.4P1.7的值相或，形成鍵碼MOV B, AMOV R0, #00H ;置鍵號初值MOV DPTR, #TAB7/18/202215共九十七頁LOOP: MOV A, R0MOVC A, A+DPTR ;查表求鍵值CJNE A,B,NEXT2 ;與按鍵(n jin)值相比較，如果不相等，繼續(xù)SJMP RR0 ;相等返回，鍵值在A中NEXT2: INC R0 ;鍵號加1CJNE R0, #10H, LOOP RR0: C

11、LR RS0 ;恢復(fù)第0組工作寄存器RETITAB: DB 0EEH, 0EDH, 0EBH, 0E7H ;0，1，2，3號按鍵的鍵值 DB 0DEH, 0DDH, 0DBH, 0D7H ;4，5，6，7號按鍵的鍵值 DB 0BEH, 0BDH, 0BBH, 0B7H ;8，9，10，11號按鍵的鍵值 DB 07EH, 07DH, 07BH, 077H ;12，13，14，15號按鍵的鍵值END7/18/202216共九十七頁8.2 顯示器接口(ji ku) LED數(shù)碼管 LED數(shù)碼管的靜態(tài)顯示(xinsh)接口 LED數(shù)碼管的動態(tài)顯示接口 7/18/202217共九十七頁8.2.1 LED數(shù)

12、碼管 aabcdefghabcdefghbcdefghgfGNDabedGNDcdp共陽極共陰極符號與引腳LED數(shù)碼管 LED數(shù)碼管是由發(fā)光(f un)二極管顯示字段的顯示器件。在微機應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的是七段LED。這種顯示塊有共陰極與共陽極兩種。7/18/202218共九十七頁 為使LED顯示不同(b tn)的符號或數(shù)字，要為LED提供段碼（或稱字型碼）。提供給LED顯示器的段碼（字型碼）正好是一個字節(jié)（8段）。各段與字節(jié)中各位對應(yīng)關(guān)系如下：按上述(shngsh)格式，8段LED的段碼如下表所示。7/18/202219共九十七頁LED段碼表（8段）7/18/202220共九十七頁7/18/

13、202221共九十七頁 8位LED數(shù)碼管顯示器有8根位選線和64根段選線。根據(jù)顯示方式不同，位選線與段選線的連接方法(fngf)不同。段選線控制字符選擇，位選線控制數(shù)碼管的亮、滅。 7/18/202222共九十七頁8.2.2 LED數(shù)碼管的靜態(tài)(jngti)顯示接口 基本原理 多個數(shù)碼管顯示時，同時點亮顯示，每一位數(shù)碼管恒定的顯示，不閃爍。 顯示程序(chngx)簡單，但是要求較多的I/O口線 驅(qū)動電流較小7/18/202223共九十七頁簡單(jindn)的靜態(tài)顯示7/18/202224共九十七頁靜態(tài)顯示的特點是：原理簡單(jindn)；顯示亮度強，無閃爍；但占用I/O資源較多。靜態(tài)顯示(xi

14、nsh)電路 7/18/202225共九十七頁 LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示子程序如下。DISP:PUSH ACC ;保護現(xiàn)場PUSH DPHPUSH DPL MOV SCON,#00H ;初始化串行口為工作方式0 MOV R1,#08H ;顯示8個數(shù)據(jù) MOV R0,#67H ;顯示緩沖區(qū)首地址送R0 MOV DPTR,#SEGTAB ;字形碼表的入口地址LOOP:MOV A,R0 ;取一個待顯示數(shù)據(jù) MOVC A,A+DPTR ;查表獲取字形碼 MOV SBUF,A ;送串行口輸出(shch)DELAY: JNB TI,DELAY ;等待發(fā)送完畢 CLR TI ;清“0”發(fā)送標(biāo)志 DEC R0 ;

15、指針下移一位，準(zhǔn)備取下一個待顯示數(shù)據(jù) DJNZ R1,LOOP ;直到8個數(shù)據(jù)全顯示完7/18/202226共九十七頁POP DPL ;恢復(fù)(huf)現(xiàn)場 POP DPHPOP ACCRETSEGTAB: DB 0C0H, 0F9H, 0A4H, 0B0H, 99H ; 0, 1, 2, 3, 4 DB 92H, 82H, 0F8H, 80H, 90H ; 5, 6, 7, 8, 9 DB 88H, 83H, 0C6H, 0A1H, 86H ; A, B, C, D, E DB 8EH, 0BFH, 8CH, 0FFH ; F,-,P,暗7/18/202227共九十七頁8.2.3 LED數(shù)碼管

16、的動態(tài)顯示接口(ji ku) 基本原理： 多個數(shù)碼管顯示時，依次循環(huán)(xnhun)點亮每一個數(shù)碼管，利用人的視覺暫留看到整個顯示內(nèi)容，只有循環(huán)(xnhun)速度足夠快，才不閃爍。 顯示程序較復(fù)雜，但是節(jié)省I/O口線 驅(qū)動電流較大7/18/202228共九十七頁LED數(shù)碼管動態(tài)顯示接口(ji ku)電路7/18/202229共九十七頁 程序清單如下(rxi)：DISPLAY: MOV R0, #30H ;顯示緩沖器首地址送R0 MOV R2, #20H ;位選碼指向P0.5DISPLAY1: MOV A, R0 ;取出要顯示的數(shù)MOV DPTR, #SEGTAB ;指向字型表首地址MOVC A,

17、 A+DPTR ;取出顯示碼MOV DPTR, #0FD01H ;PA口地址送DPTRMOVX DPTR, A ;輸出顯示碼到8155A口MOV A, R2 ;位選碼送AINC DPTR ;8155PB口寄存器地址MOVX DPTR, A ;從8155B口輸出位選碼LCALL DELL ;延時1msMOV A, R2 JNB ACC.0, DISPLAY2 ;6位全顯示完了嗎？未完，則繼續(xù)RET7/18/202230共九十七頁 DISPLAY2: INC R0 ;計算(j sun)下一位要顯示的數(shù)的地址MOV A, R2 ;求下一個位選碼RR A ;沒有到，右移一位MOV R2, AAJMP

18、DISPLAY1DELL: MOV R3, #7DHDELL1: NOP NOPDJNZ R3, DELL1RET SEGTAB: DB 3FH, 06H, 5BH, 4FH, 66H ;字符0，1，2，3，4的字形碼DB 6DH, 7DH, 07H, 7FH, 6FH ;字符5，6，7，8，9的字形碼7/18/202231共九十七頁8.3 DAC接口(ji ku) DAC0832與單片機的接口(ji ku) TLC5618與單片機的接口 7/18/202232共九十七頁 DAC芯片有多種類型：按DAC的性能分，有通用、高速和高精度等轉(zhuǎn)換器；按內(nèi)部結(jié)構(gòu)分，有不包含數(shù)據(jù)(shj)寄存器的，也有包

19、含數(shù)據(jù)(shj)寄存器的；按位數(shù)分，有8位、12位、16位等；按其輸出模擬信號分，有電流輸出型和電壓輸出型；按其數(shù)據(jù)輸入總線分，有串行輸入型和并行輸入型。 7/18/202233共九十七頁8.3.1 DAC0832與單片機的接口(ji ku) 分辨率通常用數(shù)字量的位數(shù)表示，一般為8位、12 位、16位等。分辨率8位D/A，它表示可以對滿量程的1/28的增量作出反應(yīng)。 轉(zhuǎn)換精度指滿量程時DAC實際模擬輸出值和理論值的接近程 度。 轉(zhuǎn)換時間一般為幾十納秒幾微秒。輸出方式一般為電流型輸出，也有電壓型輸出。溫度范圍(fnwi)指D/A器件溫度使用范圍。線性度指DAC實際轉(zhuǎn)換特性曲線和理想直線之間的最大

20、偏移差 1. D/A轉(zhuǎn)換器性能指標(biāo)7/18/202234共九十七頁 DAC0830/ 0831/ 0832是8位的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片，與微處理器完全兼容，它們可以完全相互(xingh)代換，國內(nèi)使用最為廣泛的是DAC0832，下面詳細(xì)討論DAC0832。7/18/202235共九十七頁 * 分辨率為8位 * 轉(zhuǎn)換時間為1us * 輸出電流線性度可在滿量程下調(diào)節(jié) * 功耗為20mw * 邏輯電平與TTL兼容 * 供電電源為單一電源，可在5-15V內(nèi) (1)DAC0832技術(shù)指標(biāo) 7/18/202236共九十七頁（2）DAC0832內(nèi)部(nib)框圖7/18/202237共九十七頁DAC0832共

21、有20條引腳，雙列直插式封裝。數(shù)字量輸入(shr)線8條（ DI7DI0 ）；控制線5條；輸出線3條；電源線4條。（3）DAC0832的引腳CSWR1AGNDDI3DI2DI1DI0VREFRFRDGNDVccILEWR2XFERDI4DI5DI6DI7IOUT2IOUT108327/18/202238共九十七頁DAC0832 的引腳定義DI0DI7: 數(shù)字量輸入。ILE: 輸入鎖存允許?？刂频谝患壘彌_器的鎖存控制第二級緩沖器的鎖存7/18/202239共九十七頁VREF：基準(zhǔn)電壓。AGND：模擬信號地。VCC：工作電源。DGND：數(shù)字信號地。Rfb：片內(nèi)反饋電阻。IOUT1：IOUT2：電流

22、輸出端，IOUT1+IOUT2=C7/18/202240共九十七頁（4） DAC0832與單片機的接口(ji ku)單片機和0832接口時，有三種連接方式(fngsh)：直通方式單緩沖方式 用于一路模擬量輸出或多路模擬量非同步輸出的場合。雙緩沖方式 用于多個DAC0832 同時輸出的場合。7/18/202241共九十七頁單緩沖(hunchng)方式接口電路 將兩級寄存器的控制信號并接在一起，無關(guān)的地址線取1，則DAC0832對應(yīng)的端口地址為7FFFH 。7/18/202242共九十七頁 采用(ciyng)D/A轉(zhuǎn)換器可以輸出鋸齒波、矩形波、三角波、梯形波等電壓波形。 采用單緩沖方式輸出上鋸齒波

23、的D/A轉(zhuǎn)換程序： ORG 2000HSTART：MOV DPTR，#7FFFH ；選中0832 MOV A，#00H ；D/A數(shù)據(jù)初值LOOP： MOVX DPTR，A ；轉(zhuǎn)換 ACALL DELAY2ms ; 調(diào)用2ms延時子程序 INC A ；修改D/A數(shù)據(jù) SJMP LOOP ；循環(huán)，連續(xù)(linx)輸出A=00A=0FFH7/18/202243共九十七頁雙緩沖(hunchng)方式接口電路適應(yīng)于含有多路D/A轉(zhuǎn)換且要求同步輸出的單片機應(yīng)用系統(tǒng)中。第一步進行數(shù)字量輸入鎖存，第二步為D/A轉(zhuǎn)換輸出。7/18/202244共九十七頁 無關(guān)地址線取1，則1#0832數(shù)據(jù)輸入的端口地址為BFF

24、FH，2#0832數(shù)據(jù)輸入的端口地址為DFFFH，同時啟動兩路D/A工作的端口地址為7FFFH。對應(yīng)的程序段為： 7/18/202245共九十七頁MOV DPTR，#0BFFFH ;指向1#08032端口地址MOV A，#DATA1MOVX DPTR，A ;將DATA1送入1#0832輸入鎖存器MOV DPTR，#0DFFFH ;指向2#0832端口地址MOV A，#DATA2MOVX DPTR，A ;將DATA2送入2#0832輸入鎖存器MOV DPTR，#7FFFH ;指向啟動(qdng)1#、2#0832工作端口地址MOVX DPTR，A ;同時啟動1#、2#0832;實現(xiàn)同步輸出。 7

25、/18/202246共九十七頁8.3.2 TLC5618與單片機的接口(ji ku) TLC5618是美國Texas Instruments公司生產(chǎn)的帶有緩沖基準(zhǔn)輸入的可編程雙路12位電壓輸出(shch)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。DAC輸出(shch)電壓范圍為基準(zhǔn)電壓的兩倍，且其輸出(shch)是單調(diào)變化的。 DIN （1腳）：串行數(shù)據(jù)輸入； SCLK（2腳）：串行時鐘輸入；CS （3腳） ：片選信號，低電平有效；OUTA（4腳）：DAC A模擬輸出；AGND（5腳）：模擬地；REFIN（6腳）：基準(zhǔn)電壓輸入；OUTB（7腳）：DAC B模擬輸出； VDD （8腳）：正電源，5V。 7/18/20224

26、7共九十七頁TLC5618的內(nèi)部結(jié)構(gòu)引腳圖 7/18/202248共九十七頁 TLC5618有三種可能的數(shù)據(jù)傳送方式。所有的傳送均在變?yōu)楦唠娖胶罅⒓?lj)發(fā)生。 寫緩沖器A且緩沖器B更新(gngxn) 寫雙緩沖器，緩沖器B更新 寫雙緩沖器 7/18/202249共九十七頁DACS BIT P1.0DACLK BIT P1.1DIN BIT P1.2EXDA1: SETB DACLK ;時鐘信號(xnho)變高CLR DACS ;信號變低MOV R7, #08H ;循環(huán)次數(shù)送R7給出將累加器A和寄存器B中的數(shù)據(jù)(shj)寫入TLC5618的子程序，A中存放一幀數(shù)據(jù)(shj)的高8位，B中存放一

27、幀數(shù)據(jù)(shj)的低8位。TLC5618與89C51接口電路 7/18/202250共九十七頁EXDA2: RLC A MOV DIN, C CLR DACLKSETB DACLK DJNZ R7, EXDA2MOV A, BMOV R7, #08HEXDA3: RLC AMOV DIN, CCLR DACLKSETB DACLKDJNZ R7, EXDA3SETB DACLKSETB DACSRET7/18/202251共九十七頁8.4 ADC接口(ji ku) ADC0809與單片機的接口(ji ku) MC14433與單片機的接口 7/18/202252共九十七頁8.4.1 ADC080

28、9與單片機的接口(ji ku) *計數(shù)式： 現(xiàn)已停產(chǎn)*雙斜率積分式： 精度高、轉(zhuǎn)換速度慢，用于數(shù)字式儀表中，*并行式：速度最快，價格昂貴，常用于高速測控系統(tǒng)中*間接式：首先(shuxin)將轉(zhuǎn)換成某種中間變量（時間、頻率、脈沖、 寬度等）再把這個中間變量轉(zhuǎn)換式數(shù)字代碼輸出，*逐次逼近式：速度快、精度度，廣泛用于單片應(yīng)用系統(tǒng)中。*串行輸出式：應(yīng)用單片機速度要求不高的應(yīng)用系統(tǒng)中1. A/D轉(zhuǎn)換器種類7/18/202253共九十七頁分辨率 通常用二進制的位數(shù)表示，它表示對滿量程的1/2n 的增量作出反應(yīng)。量程 能轉(zhuǎn)換的電壓范圍。精度 指滿量程時ADC實際模擬輸出值和理論值的接近程度。 轉(zhuǎn)換時間 完成

29、一次A/D轉(zhuǎn)換所需時間，又稱孔徑時間。輸出邏輯電平 一般與TTL電平配合。輸出代碼 一般輸出為二進制碼，也有BCD碼及段碼輸出方式溫度范圍 在一定溫度范圍內(nèi)才能保持額定精度指標(biāo)。對基準(zhǔn)電壓要求 考慮(kol)是否外接精密基準(zhǔn)電源。 2. A/D轉(zhuǎn)換器性能指標(biāo)7/18/202254共九十七頁 8位A/D轉(zhuǎn)換器芯片很多，包括單通道的AD0801、0802、0803、0804、0805及8通道的ADC0808、ADC0809和16通道的ADC0816、0817。下面詳細(xì)(xingx)討論八位遂次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809單片CMOS器件。3. 8位A/D轉(zhuǎn)換器與89S51接口(ji ku)7/

30、18/202255共九十七頁 * 分辨率為8位,不必進行調(diào)零和調(diào)滿量程 * 最大不可調(diào)誤差小于LSB * 輸入電壓范圍0+5V * 轉(zhuǎn)換時間為100us左右 * 輸出為二進制編碼與TTL電平兼容 * 具有鎖存控制的8路模擬開關(guān) * 功耗為15mw * 供電電源為單一的5V電源 (1)ADC0809技術(shù)指標(biāo) 7/18/202256共九十七頁（2）ADC0809內(nèi)部(nib)框圖7/18/202257共九十七頁D0D7：8位數(shù)字量輸出 EOC： 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號脈沖輸出端，當(dāng)EOC=1時表示A/D結(jié)束， EOC=0，表示正在轉(zhuǎn)換OE：輸出使能端 START：A/D啟動控制(kngzh) CLK：外部時

31、鐘輸入端，頻率范圍為101280KHZ VREF+ 、 VREF-：參考電壓輸入端 VCC、GND：單一正5V工作電源 IN0IN7：8路模擬量輸入端 ALE：地址鎖存控制信號端 ADDA、ADDB、ADDC： 8路模擬開關(guān)的三位地址選通輸入端， 以選擇對應(yīng)的輸入通道（3）ADC0809的引腳7/18/202258共九十七頁 ADDA、ADDB、ADDC與輸入通道(tngdo)的選擇 7/18/202259共九十七頁（4） ADC0809與單片機的接口(ji ku) 單片機和0832接口(ji ku)時，有兩種連接方式： 查詢式 中斷式 ADC0809時序圖如下圖所示 7/18/202260共

32、九十七頁查詢式接口電路 無關(guān)的地址線取1，則ADC0809的啟動端口地址為BFF8HBFFFH分別對應(yīng)于不同(b tn)輸入通道IN0IN7，而A/D結(jié)果輸入A中的端口地址與啟動地址相同。7/18/202261共九十七頁 對8路模擬輸入信號輪流采樣(ci yn)一次，并把結(jié)果依次放在片內(nèi)RAM30H單元開始的存儲區(qū)，則對應(yīng)的程序段為： MOV R0，#30H ;置存儲區(qū)首址 MOV R2，#08H ;8路采樣 MOV DPTR，#0BFF8H ;指向通道0端口地址LOOP：MOVX DPTR，A ;啟動A/D NOP NOP ;延時WAIT：JNB P1.0，WAIT MOVX A， DPTR

33、 ;讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果 MOV R0，A ;將結(jié)果存于片內(nèi)RAM單元中 INC DPTR ;指向下一通道端口地址 INC R0 ;修改數(shù)據(jù)(shj)存儲區(qū)指針 DJNE R2，LOOP ;8路采樣完嗎？7/18/202262共九十七頁特別注意：從ADC0809的時序圖可知，ADC0809啟動后，EOC經(jīng)過一定延時才變成低電平，所以在程序段中加了兩條NOP指令，達(dá)到延時目的。否則，結(jié)果會不正確。 7/18/202263共九十七頁中斷式接口電路 通過兩個(lin )電阻及+5V電源實現(xiàn)雙極性轉(zhuǎn)單極性輸入。7/18/202264共九十七頁 對IN0模擬輸入信號采樣一次，并把結(jié)果(ji gu)依次放在

34、片內(nèi)RAM30H單元中，則對應(yīng)的程序段為： SETB EA ;開總中斷 MOV DPTR，#0BFF8H ;指向通道O端口地址 MOVX DPTR，A ;啟動A/D NOP NOP ;延時 SETB EX1 ;開中斷中斷服務(wù)于程序： MOV DPTR，#0BFF8H ;指向通道0端口地址 MOVX A， DPTR ;取A/D結(jié)果(ji gu) MOV 30H，A ;將A/D結(jié)果存片內(nèi)RAM30H RETI ;中斷返回7/18/202265共九十七頁8.4.2 MC14433與單片機的接口(ji ku) 3位半雙積分(jfn)A/D轉(zhuǎn)換器： 具有抗干擾性能好 轉(zhuǎn)換精度高（相當(dāng)于11位二進制數(shù)）

35、自動校零 自動極性輸出 自動量程控制信號輸出 動態(tài)字位掃描BCD碼輸出 單基準(zhǔn)電壓，外接元件少，價格低廉等特點。 轉(zhuǎn)換速度約110次/秒。 在不要求高速轉(zhuǎn)換的場合，如溫度控制系統(tǒng)中，被廣泛采用7/18/202266共九十七頁1、MC14433的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能(gngnng) 7/18/202267共九十七頁 轉(zhuǎn)換電壓(diny)量程：199.9mV或1.999V。 基準(zhǔn)電壓：200mV或2V兩種。 字位動態(tài)(dngti)掃描BCD碼輸出：千、百、十、個位BCD碼輪流地在Q0Q3端輸出，同時在DS1DS4端出現(xiàn)同步字位選通信號。外接器件：時鐘振蕩器外接電阻RC、外接失調(diào)補償電容C0和外接積分

36、阻容元件R1、C1。 7/18/202268共九十七頁引腳功能如下： VAG：被測電壓VX和基準(zhǔn)(jzhn)電壓VR的接地端 VR：外接輸入基準(zhǔn)電壓（2V或200mV） VX：被測電壓輸入端。 R1、R1/C1、C1 量程(lingchng)為2V時，C1=0.1F，R1=470k 量程為200mV時，C1=0.1F，R1=27k。 C01、C02：外接失調(diào)補償電容C0端 C0的典型值為0.1F。7/18/202269共九十七頁 DU：更新轉(zhuǎn)換結(jié)果控制端。常與EOC連接(linji) CLK1和CLK0：時鐘振蕩器外接電阻端 RC值為300k，時鐘頻率為147 kHz（每秒約轉(zhuǎn)換9次） VEE

37、：負(fù)電源端，接5V VDD：正電源端，接5V VSS：數(shù)字地。通常將VSS接VAG EOC：轉(zhuǎn)換周期結(jié)束標(biāo)志(biozh)。轉(zhuǎn)換結(jié)束時輸出一個寬度為時鐘周期二分之一的正脈沖7/18/202270共九十七頁 OR：過量程標(biāo)志(biozh)。過量程時輸出低電平。 DS1DS4：多路選通脈沖輸出端。DS1對應(yīng)千位，DS4對應(yīng)個位。DS1有效(yuxio)時千位DS2有效時百位DS3有效時十位DS4有效時個位7/18/202271共九十七頁 Q0Q3：BCD碼數(shù)據(jù)輸出線。在DS1選通期間，除了(ch le)表示千位的0、1外，還表示轉(zhuǎn)換值的正、負(fù)和欠、過量程，見下表： Q30、1Q0為0Q2正、負(fù)Q3

38、欠、過Q0為17/18/202272共九十七頁2、MC14433與80C51單片機的接口(ji ku) 7/18/202273共九十七頁 電路及器件連接片內(nèi)提供時鐘發(fā)生器，只需外接一個電阻；也可采用外部輸入時鐘或外接晶體振蕩電路。 工作電源為5V，正電源接VDD，模擬部分(b fen)負(fù)電源端接VEE，模擬地VAG與數(shù)字地VSS相連為公共接地端。 為了提高抗干擾能力，正、負(fù)電源分別經(jīng)去耦電容與VSS端相連?；鶞?zhǔn)電壓(diny)須外接?？捎蒑C1403通過分壓提供2V或200mV的基準(zhǔn)電壓(diny)。7/18/202274共九十七頁 DU端與EOC端相連(xin lin)，以選擇連續(xù)轉(zhuǎn)換方式，

39、每次轉(zhuǎn)換結(jié)果都送至輸出寄存器。 轉(zhuǎn)換結(jié)果是動態(tài)分時輸出的BCD碼。因此，單片機只能(zh nn)通過并行I/O接口或擴展I/O接口與其相連。 讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果可以采用中斷方式或查詢方式 中斷方式時，EOC端與80C51外中斷端相連 查詢方式時，EOC端可接入80C51任一個I/O口或擴展I/O口。 7/18/202275共九十七頁例： 當(dāng)80C51開放CPU中斷，允許(ynx)外部中斷1中斷申請，并置外部中斷為邊沿觸發(fā)方式，在執(zhí)行后面程序后，每次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，都將把A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)送入片內(nèi)RAM中的2EH、2FH單元。 7/18/202276共九十七頁初始化程序： INI1：SETB

40、IT1 ；選擇為邊沿觸發(fā)方式(fngsh) MOV IE，#10000100B ；CPU開中斷，外中斷允許 中斷服務(wù)程序：PINT1：MOV A，P1 JNB ACC.4，PINT1 ；等待DS1選通信號 JB ACC.0，PEr ；是否過、欠量程，是則轉(zhuǎn)Per JB ACC.2，PL1 ；結(jié)果是正或負(fù)，0為負(fù) SETB 77H ；負(fù)數(shù)符號置1 AJMP PL2 PL1：CLR 77H ；正數(shù)，符號位置0 PL2：JB ACC.3，PL3 ；千位數(shù)為0或1 7/18/202277共九十七頁 SETB 74H ；千位數(shù)置1 AJMP PL4 PL3：CLR 74H ；千位數(shù)置0PL4：MOV A

41、，P1 JNB ACC.5, PL4 ；等待百位BCD 碼選通信號DS2 MOV R0，#2EH XCHD A，R0 ；百位數(shù)送入2EH低4位PL5：MOV A，P1 JNB ACC.6，PL5 ；等待十位數(shù)選通信號DS3 SWAP A ；高低(god)4位交換 INC R0 ；指向2FH單元 MOV R0，A ；十位數(shù)送入2FH高4位PL6：MOV A，P1 JNB ACC.7，PL6 ；等待個位數(shù)選通信號DS4 XCHD A，R0 ；個位數(shù)送入2FH低4位 RETI ；中斷返回PEr：SETB 10H ；置過、欠量程標(biāo)志 RETI ；中斷返回7/18/202278共九十七頁8.5 外部并行

42、三總線(zn xin)接口 片外并行三總線接口的應(yīng)用(yngyng)簡介 7/18/202279共九十七頁 單片機有很強的外部擴展功能(gngnng)，在進行系統(tǒng)擴展時采用總線結(jié)構(gòu)。整個擴展系統(tǒng)以單片機為核心，通過單片機外部總線把各擴展部件連接起來，總線就是連接系統(tǒng)中各擴展部件的一組公共信號線。按其功能(gngnng)分為3類：地址總線AB（address bus）、數(shù)據(jù)總線DB（data bus）和控制總線CB（control bus）。7/18/202280共九十七頁8.5.1 片外并行(bngxng)三總線接口的應(yīng)用簡介 外部(wib)并行三總線結(jié)構(gòu)圖 7/18/202281共九十七頁

43、P0口的地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。89C51中，P0口除了做數(shù)據(jù)總線D0D7外，還要兼做低8位地址總線A0A7。16位地址總線由P2口和P0口提供。由于P0口數(shù)據(jù)、地址線的復(fù)用，作低8位地址線時要有鎖存器將地址鎖存。ALE提供了地址鎖存信號。 兩個獨立的并行擴展空間。單片機中程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器是兩個獨立的空間，這兩個空間都使用相同的16位地址線和8位數(shù)據(jù)線，分別為兩個64 KB的尋址空間，只是(zhsh)它們的選通控制信號不同。程序存儲器使用取指控制信號，數(shù)據(jù)存儲器使用、的存取控制信號。 外圍擴展的統(tǒng)一編址。在64 KB數(shù)據(jù)存儲器的尋址空間上，可擴展片外數(shù)據(jù)存儲器，也可擴展其它單片機外圍器件，所有擴

44、展的器件都在64 KB空間里統(tǒng)一編址，尋址方式相同。89S51并行總線具有以下(yxi)特點：7/18/202282共九十七頁8.6 大功率器件(qjin)驅(qū)動接口 光耦接口(ji ku) 繼電器接口 雙向晶閘管輸出接口 固態(tài)繼電器輸出接口 7/18/202283共九十七頁8.6.1 光耦接口(ji ku) 光耦合器:把發(fā)光(f un)二極管和光敏三極管封裝在一個管殼內(nèi)。 7/18/202284共九十七頁主要特性參數(shù)：導(dǎo)通電流：當(dāng)發(fā)光二極管二端(r dun)通以一定電流時，光耦合器輸出端處于導(dǎo)通狀態(tài)。 一般典型值為10mA。 頻率響應(yīng) 高頻(o pn)信號傳輸中要考慮其頻率特性。 一般的開關(guān)量

45、輸出通道中，信號頻率一般較低，不會受光耦合器頻率特性影響。 輸出端電流：光耦合器導(dǎo)通時，流過光敏三極管的額定電流。該值表示了光耦合器的驅(qū)動能力 一般為mA量級。7/18/202285共九十七頁 輸出端暗電流：光耦合器處于截止?fàn)顟B(tài)時輸出端流過的電流。此值越小越好，以防止(fngzh)輸出誤觸發(fā)。 輸入輸出壓降：分別指發(fā)光二極管和光敏三極管的導(dǎo)通壓降。 隔離電壓(diny)：表示了光耦合器對電壓(diny)的隔離能力。 光耦合器二極管側(cè)的驅(qū)動，常用帶OC門的電路（如7406、7407）進行驅(qū)動。 7/18/202286共九十七頁8.6.2 繼電器接口(ji ku) 最常用的一種輸出方式，往往利用繼

46、電器作為(zuwi)系統(tǒng)的第一級執(zhí)行機構(gòu)。通過該級繼電器輸出，可完成從低壓直流到高壓交流的過渡。 控制線圈有一定的電感，在關(guān)斷瞬間會產(chǎn)生較大的反電勢，因此常常反向并聯(lián)一個二極管，以保護驅(qū)動晶體管不被擊穿。 對于需要較大驅(qū)動電流的繼電器，可以采用達(dá)林頓輸出的光隔直接驅(qū)動；也可以在光耦與繼電器之間再加一級三極管驅(qū)動。7/18/202287共九十七頁繼電器與單片機的接口(ji ku)電路 7/18/202288共九十七頁8.6.3 雙向晶閘管輸出(shch)接口 具有雙向?qū)üδ埽茉诮涣?jioli)、大電流場合使用，且開關(guān)無觸點。 輸出部分是硅光敏雙向晶閘管，有的還帶有過零觸發(fā)檢測器，以保證在電壓接近為零時觸發(fā)晶閘管。常用的如MOC3011用于110V交流，而MOC3041等可適用于220V交流使用。7/18/202289共九十七頁8.6.4 固態(tài)(gti)繼電器輸