并行接口精品課件

1、并行接口第1頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三單片機的并行接口P0P3 POP3端口的功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu) POP3端口的編程 用并行口設計LED數(shù)碼顯示和鍵盤電路 并行接口小結(jié)MCS-51單片機的中斷系統(tǒng) 中斷的基本概念 中斷的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 中斷的響應過程 中斷的的應用編程小結(jié)內(nèi)容提要第2頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三5.1單片機的并行接口接口P0P3 計算機對外設進行數(shù)據(jù)操作時，外設的數(shù)據(jù)是不能直接連到CPU的數(shù)據(jù)線上的，必須進過接口。這是由于CPU的數(shù)據(jù)線是外設或存儲器和CPU進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈ㄒ还餐ǖ溃瑸榱耸箶?shù)據(jù)線的使用對象不產(chǎn)生使用總線的沖突，以

2、及協(xié)調(diào)傳輸速度，CPU和外設之間必須有接口電路，接口起著緩沖、鎖存數(shù)據(jù)、地址譯碼、信息格式轉(zhuǎn)換等功能第3頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三一、I/O端口的結(jié)構(gòu)共有4個8位雙向I/O口，共32口線。每位均有自己的鎖存器(SFR)，輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器。第4頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三多路開關(guān)功能：用于控制選通I/O方式還是地址/數(shù)據(jù)輸出方式方式控制：由內(nèi)部控制信號產(chǎn)生輸入鎖存器兩個輸入緩沖器(BUF1和BUF2)推拉式I/O驅(qū)動器1. P0口位圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)BUF1BUF25、P0R2為讀引腳信號，執(zhí)行“MOV A,P0”時該信號有效6、讀引腳（端

3、口）時，輸出鎖存器應為“1”說明：1、當控制信號為0時，P0口做雙向I/O口，為漏極開路（三態(tài)）2、控制信號為1時，P0口為地址/數(shù)據(jù)復用總線（用于口擴展）3、P0W為端口輸出寫信號，用于鎖存輸出狀態(tài)4、P0R1為讀鎖存器信號，執(zhí)行“ANL P0,#0FH”時該信號有效QQDCVcc控制AD0P0R1 P0R2D0P0W圖1、P0口內(nèi)部結(jié)構(gòu)讀鎖存器讀引腳鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器地址/數(shù)據(jù)P00多路開關(guān)10bacdT1T2ABC第5頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三2. P1口內(nèi)部結(jié)構(gòu)P1口內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示輸出部分有內(nèi)部上拉電阻R*約為20K。其他部分與P0端口使用相類似（

4、讀引腳時先寫入1）。寫數(shù)據(jù)讀端口T1第6頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三 P1.0 T2引腳,定時/計數(shù)器2外部計數(shù)脈沖輸入 P1.1 T2EX引腳,定時/計數(shù)器2觸發(fā)和方向控制 P1.5 MOSI引腳,在系統(tǒng)編程數(shù)據(jù)輸入 P1.6 MISO引腳,在系統(tǒng)編程數(shù)據(jù)輸出 P1.7 SCK引腳,在系統(tǒng)編程時鐘輸入第7頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三3.P2口 內(nèi)部上拉電阻的8位準雙向并行I/O口，P2口的位結(jié)構(gòu)比P1多了一個轉(zhuǎn)換控制部分，當P2口作通用I/O口時，多路開關(guān)MUX倒向左；01ab第8頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三

5、 4.P3口 P3口為準雙功能I/O口，內(nèi)部結(jié)構(gòu)中增加了第二輸入/輸出功能。abc第9頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三RD （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸入） P3.7 WR （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸入）P3.6 T1 （定時器1外部計數(shù)脈沖輸入）P3.5 T0 （定時器0外部計數(shù)脈沖輸入）P3.4 P3.3 P3.2 TXD （串行輸出線）P3.1 RXD （串行輸入線） P3.0 第 二 功 能 端口引腳 INT0（外部中斷0輸入線）INT1 （外部中斷1輸入線） 第10頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三歸納四個并行口使用的注意事項如下：1.

6、如果單片機內(nèi)部有程序存貯器，不需要擴展外部存貯器和I/O接口，單片機的四個口均可作I/O口使用。2.四個口在作輸入口使用時，均應先對其寫“1”，以避免誤讀。3.P0口作I/O口使用時應外接10K的上拉電阻，其它口則可不必。4.P2可某幾根線作地址使用時，剩下的線不能作I/O口線使用。5.P3口的某些口線作第二功能時，剩下的口線可以單獨作I/O口線使用。第11頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三負載能力P0口：每位輸出可驅(qū)動8個LS TTL電路；只在用作“地址/數(shù)據(jù)”總線是，才不需要外加上拉電阻，直接驅(qū)動MOS輸入。P1P3口：每位可驅(qū)動3個LS TTL電路,不需要外加提升電

7、阻，可驅(qū)動MOS輸入。第12頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三二、輸入/輸出指令1.input：MOVA,PxMOVRn,PxMOV Ri,PxMOVXA,RiMOVXA,DPTR產(chǎn)生RD信號第13頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三2.output：MOV Px, AMOV Px, RnMOV Px, RiMOV Px, #dataMOVX Ri, AMOVX DPTR, A3.接口到接口MOV P3,P1產(chǎn)生WR信號第14頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三4.讀修改寫指令對口鎖存器進行操作前3種指令是讀端口線指令，這里是讀鎖存

8、器內(nèi)容。ANLP1,ACPLP3.0ORLP2,AINCP2XRLP3,ADEC P1JBCP1.1,LOOPDJNZP3,LOOPMOVP1.1CCLRP1.1SETBP1.0第15頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三5.1.2 編程舉例 下面舉例說明端口的輸入、輸出功能，其他功能的應用實例在后面章節(jié)說明。例5-1.設計一電路，監(jiān)視某開關(guān)K，用發(fā)光二極管LED顯示開關(guān)狀態(tài)，如果開關(guān)合上，LED 亮、 開關(guān)打開，LED熄滅。 分析：設計電路如圖5. 2如示。開關(guān)接在P1.1口線，LED接P1.0口線，當開關(guān)斷開時，P1.1為+5V，對應數(shù)字量為“1”，開 關(guān)合上時P1.1電

9、平為0V，對應數(shù)字量為“0”，這樣就可以用JB指令對開關(guān)狀態(tài)進行檢測 。第16頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三 LED正偏時才能發(fā)亮，按電路接法，當P1.0輸出“1”，LED正偏而發(fā)亮，當P1.0 輸出“0” ，LED 的兩端電壓為 0 而熄滅。 LED+5VVcc-EARST10uF 1KP1.089S51P1.11K30P30PXTAL1XTAL2GND89C51+5VVcc-EARST10uF 1KP1.089S51+5VP1.11K30P30PXTAL1XTAL2GND89C51K第17頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三編程如下： CLR

10、P1.0 ；使發(fā)光二極管滅AGA:SETB P1.1 ；先對P1口寫入“1” JB P1.1，LIG ；開關(guān)開，轉(zhuǎn)LIG SETB P1.0 ；開關(guān)合上，二極管亮 SJMP AGALIG: CLR P1.0 ；開關(guān)開，二極管滅 SJMP AGA第18頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三+5VP1.0LED 在上述電路圖中二極管亮度不夠，按下面兩種電路接法，增加了驅(qū)動能力，二極管更亮些。接成灌電流形式：P1.0+5VLED1加驅(qū)動電路：第19頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三例5-2.在下圖中P1.4P1.7接四個發(fā)光二極管LED,P1.0P1.3接四個

11、開關(guān)，編程將開關(guān)的狀態(tài)反映到發(fā)光二極管上。 111189C51P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7+5V+5V1K43304EA第20頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三 上述程序中每次讀開關(guān)之前，輸入位都先置“1”，保證了開關(guān)狀態(tài)的正確讀入。 編程如下： ORG 0000HABC: ORL P1, #0FH ;高四位滅，低四位送“1” MOV A, P1 ;讀P1口引腳開關(guān)狀態(tài)至A XRL P1,#0FH SWAP A ;低四位開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到高四位 MOV P1, A ;從P1口輸出 SJMP ABC ;循環(huán)第21頁，共51頁，2022年，5月

12、20日，7點41分，星期三例3.用P1.0輸出1KHz和500Hz的音頻信號驅(qū)動揚聲器，作報警信號，要求1KHz信號響100ms ，500Hz信號響200ms，交替進行，P1.7接一開關(guān)進行控制，當開關(guān)合上響報警信號，當開關(guān)斷開告警信號停止，編出程序。 分析：500Hz信號周期為2ms，信號電平為每1ms變反1次。1KHz的信號周期為1ms，信號電平 每500S變反1次，編一個延時500S子程序，延時1ms只需調(diào)用2次。用R2控制音響時間長短，A作音響頻率的交換控制的標志。A=FF時產(chǎn)生1KHz信號，A=0時產(chǎn)生500Hz信號。 第22頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三

13、P1.0 波 形 圖 1ms 1ms100個T (變反200次即200ms)。500S500S100個T (變反200次即100ms)。TT第23頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三Y第24頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三 ORG 0000H CLR A ；A作1KHz，500Hz 轉(zhuǎn)換控制BEG: JB P1.7, ；檢測P1.7的開關(guān)狀態(tài) MOV R2, #200 ；開關(guān)閉合報警，R2控制音響時間DV： CPL P1.0 CJNE A, #0FFH, N1 ；AFFH，延時500S ACALL D500 ；A=FFH ; 延時1ms P1.0變反

14、N1： ACALL D500 DJNZ R2，DV CPL A SJMP BEGD500: MOV R7, #250 ；延時500 S子程序 DJNZ R7, RET END第25頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三5.1.3 用并行口設計LED數(shù)碼顯示器和鍵盤電路 鍵盤和顯示器是單片機應用系統(tǒng)中常用的輸入輸出裝置。LED數(shù)碼顯示器是常用的顯示器之一，下面介紹用單片機并行口設計LED數(shù)碼顯示電路和鍵盤電路的方法。 第26頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三用并行口設計LED顯示電路1. LED顯示器及其原理 LED有著顯示亮度高，響應速度快的特點，最常用

15、的是七段式LED顯示器，又稱數(shù)碼管。 七段LED顯示器內(nèi)部由七個條形發(fā)光二極管和一個小圓點發(fā)光二極管組成，根據(jù)各管的亮暗組合成字符。常見LED的管腳排列見圖4(a)。其中COM為公共點，根據(jù)內(nèi)部發(fā)光二極管的接線 形式，可分成共陰極型圖4(b)和共陽極型圖4(c)。 第27頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三(a)(b)(c)圖4abcdefgdpcdedp12345678910abfgcomcomabcefabcdefgdpcomcomdg第28頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三 LED數(shù)碼管的ga七個發(fā)光二極管因加正電壓而發(fā)亮，因加零電壓而不能發(fā)亮，

16、不同亮暗的組合就能形成不同的字形，這種組合稱之為字形碼，顯然共陽極和共陰極的字形碼是不同的 ，其字形碼見下表。LED數(shù)碼管每段需1020ma的驅(qū)動電流，可用TTL或CMOS器件驅(qū)動。 字形碼的控制輸出可采用硬件譯碼方式，如采用BCD 7段譯碼/驅(qū)動器74LS48、74LS49、CD4511(共陰極)或74LS46、74LS47、CD4513(其陽極)也可用軟件查表方式輸出。 第29頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三顯示字符段 符 號十六進制代碼dpgfedcba共陰共陽0123456789ABCDEFHP0000000000000000000011111011110111

17、111000111011111011111010001010111111111011011011011110001101111111110100001111100111100100011011011111101011113FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H7FH6FH77H7CH39H5EH79H71H76HF3HC0F9A4B0999282F880908883C6A18684FFBF第30頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三2.LED數(shù)碼管的顯示 數(shù)碼管的顯示有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示。靜態(tài)顯示每一位都用各自的8位輸出口控制，在顯示某字段時，相應的斷恒定地發(fā)光或不發(fā)

18、光。特點：編程簡單，占用接口多，如果PO口和P2口要用作數(shù)據(jù)線和地址線，僅用單片機的并行口就只能接二個數(shù)碼管。改進方法：采用串入并出移位寄存器（如74LS164）擴展I/0口， 使之靜態(tài)顯示. 動態(tài)顯示采用各數(shù)碼管循環(huán)輪流顯示的方法，當循環(huán)顯示頻率較高時，利用人眼的暫留特性 ，看不出閃爍顯示現(xiàn)象，這種顯示需要一個接口完成字形碼的輸出(字形選擇)，另一接口完 成各數(shù)碼管的輪流點亮(數(shù)位選擇)。第31頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三例4-2利用AT89S51單片機的P0端口的P0.0P0.7連接到一個共陰數(shù)碼管的ah的筆段上，數(shù)碼管的公共端接地。在數(shù)碼管上循環(huán)顯示09數(shù)字，

19、時間間隔0.2秒。 第32頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三硬件設計：P0.0/AD0與a相連，P0.1/AD1與b相連，P0.2/AD2與c相連，P0.7/AD7與h相連。 由于顯示的數(shù)字09的字形碼沒有規(guī)律可循，只能采用查表的方式來完成我們所需的要求了。這樣我們按著數(shù)字09的順序，把每個數(shù)字的筆段代碼按順序排好！建立的表格如下所示：TABLEDB3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH，7DH，07H，7FH，6FH 第33頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三第34頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三匯編程序 ORG 0S

20、TART:MOV R1,#00HNEXT:MOV A,R1MOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,ALCALL DELAYINC R1CJNE R1,#10,NEXTLJMP STARTDELAY:MOV R5,#20D2:MOV R6,#20D1:MOV R7,#248DJNZ R7,$DJNZ R6,D1DJNZ R5,D2RETTABLE:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FHEND第35頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三C語言#include unsigned char code tabl

21、e=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66, 0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;unsigned char dispcount;void delay02s(void) unsigned char i,j,k; for(i=20;i0;i-) for(j=20;j0;j-) for(k=248;k0;k-);void main(void) while(1) for(dispcount=0;dispcount10;dispcount+) P0=tabledispcount; delay02s(); 第36頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分

22、，星期三例4-3 圖5是接有五個共陰極數(shù)碼管的動態(tài)顯示接口電路，用74LS373接成直通的方式作驅(qū)動 電路，陰極用非門74LS04反相門驅(qū)動，字形選擇由P1口提供，位選擇由P3口控制。 當P3.0P3.4輪流輸出1時，五個數(shù)碼管輪流顯示。P1.7接開關(guān)，當開關(guān)打向位置“1”時， 顯示“12345”字樣，當開關(guān)打向“2”時，顯示“HELLO”字樣，程序清單如下： 第37頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三12第38頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三（1）動態(tài)掃描的方法采用各數(shù)碼管循環(huán)輪流顯示的方法，當循環(huán)顯示頻率較高時，利用人眼的暫留特性，看不出閃爍顯示

23、現(xiàn)象，這種顯示需要一個接口完成字型碼的輸出，另一接口完成各數(shù)碼管輪流點亮（數(shù)位選擇）。（2）對于顯示的字型碼數(shù)據(jù)，我們采用查表方法來完成。第39頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三開始K1按鍵識別成功否？置顯示“12345”字形碼首地址置顯示“HELLO”字形碼首地址置字形碼偏移量和位選代碼查表并送出顯示延時2ms，并指向下一個偏移量5個數(shù)碼管顯示完否？YN第40頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三 用匯編語言編程 ORG 0000H MOV P3，#0 ；清顯示TEST:SETB P1.7 JB P1.7，DIR1 ；檢測開關(guān) MOV DPTR，#TA

24、B 1 ; 開關(guān)置于1，12345字形表頭地址 SJMP DIRDIR1: MOV DPTR，#TAB2 ; 開關(guān)置于2，“HELLO”字形表頭DIR: MOV R0，#0 ；R0存字形表偏移量 MOV R1，#01 ；R1置數(shù)碼表位選代碼NEXT:MOV A，R0 MOVC A，A+DPTR ; 查字形碼表1 MOV P1，A ；送P1口輸出 第41頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三 MOV A，R1 MOV P3，A ；輸出位選碼 ACALL DAY ；延時 INC R0 ；指向下一位字形 RL A ；指向下一位 MOV R1，A CJNE R1，#20H，NEXT

25、;五個 數(shù)碼管顯示完? SJMP TESTDAY:MOV R6，#20 ; 延時20ms子程序DL2: MOV R7，#7DHDL1: NOP NOP DJNZ R7，DL1 DJNZ R6，DL2 RETTAB1:db 06H,5BH,4FH,66H,6DH ; “15”的字形碼TAB2:db 78H,79H,38H,38H,3FH ; “HELLO”的字形碼 END第42頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三 用C語言編程 #include #include unsigned char code table1=0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d;u

26、nsigned char code table2=0 x78,0 x79,0 x38,0 x38,0 x3f;unsigned char i;unsigned char a,b;unsigned char temp;void main(void) while(1) temp=0 x01; for(i=0;i5;i+) if(P1_7=1) P0=table1i; else P0=table2i; P3=temp;temp=temp0;a-) for(b=0 x7d;b0;b-) NOP; NOP; 第43頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三12第44頁，共51頁，2022年

27、，5月20日，7點41分，星期三（3）按鍵識別其實，作為一個按鍵從沒有按下到按下以及釋放是一個完整的過程，也就是說，當我們按下一個按鍵時，總希望某個命令只執(zhí)行一次，而在按鍵按下的過程中，不要有干擾進來，因為，在按下的過程中，一旦有干擾過來，可能造成誤觸發(fā)過程，這并不是我們所想要的。因此在按鍵按下的時候，要把我們手上的干擾信號以及按鍵的機械接觸等干擾信號給濾除掉，一般情況下，我們可以采用電容來濾除掉這些干擾信號，但實際上，會增加硬件成本及硬件電路的體積，這是我們不希望，總得有個辦法解決這個問題，因此我們可以采用軟件濾波的方法去除這些干擾信號，一般情況下，一個按鍵按下的時候，總是在按下的時刻存在著

28、一定的干擾信號，按下之后就基本上進入了穩(wěn)定的狀態(tài)。具體的一個按鍵從按下到釋放的全過程的信號圖如上圖所示第45頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三從圖中可以看出，我們在程序設計時，從按鍵被識別按下之后，延時5ms以上，從而避開了干擾信號區(qū)域，我們再來檢測一次，看按鍵是否真得已經(jīng)按下，若真得已經(jīng)按下，這時肯定輸出為低電平，若這時檢測到的是高電平，證明剛才是由于干擾信號引起的誤觸發(fā)，CPU就認為是誤觸發(fā)信號而舍棄這次的按鍵識別過程。從而提高了系統(tǒng)的可靠性。第46頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三第47頁，共51頁，2022年，5月20日，7點41分，星期三例4-4 數(shù)碼管靜態(tài)顯示，利用74LS164驅(qū)動電路顯示099的數(shù)。第48頁，共51頁，2022年，