71數(shù)碼管顯示與接口技術(shù)課件

7.1數(shù)碼管顯示與接口技術(shù)7.1數(shù)碼管顯示與接口技術(shù)1多位七段LED數(shù)碼顯示器結(jié)構(gòu)利用人的視覺延遲的特點，采用掃描的方式驅(qū)動多位七段LED數(shù)碼管，節(jié)省驅(qū)動電路，降低功耗。

保證一定的掃描循環(huán)頻率，得到較好的顯示質(zhì)量。

各位七段LED數(shù)碼管公用一個段驅(qū)動器、一個段碼鎖存器，為段驅(qū)動器提供邏輯輸入。

每位七段LED數(shù)碼管的公共端連接一個位驅(qū)動器，控制各位數(shù)碼管的點燃。

位驅(qū)動器由一個位碼鎖存器提供輸入邏輯電平。

顯示器在系統(tǒng)中占用兩個端口號：段碼口與位碼口。

多位七段LED數(shù)碼顯示器結(jié)構(gòu)利用人的視覺延遲的特點，采用掃描2DATASEGMENTMESGDB06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH；123456字形碼DB1,2,4,8,10H,20H；位選代碼COUNTDB6；顯示位數(shù)LED_BEQU200H；位選口地址LED_SEQU201H；段選口地址DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATABEG:MOVAX,DATAMOVDS,AXLAST1:MOVBX,OFFSETMESGLAST2:MOVAL,[BX]MOVDX,LED_SOUTDX,AL；輸出字形碼MOVAL,[BX+6]MOVDX,AL；定位顯示CALLDELAY；延時1msINCBXDATASEGMENT3 DECCOUNT;計數(shù) JNZLAST2 MOVCOUNT,6；重新計數(shù) MOVAH,1 INT16H；有鍵輸入否 JZLAST1；否，轉(zhuǎn)回 MOVAH,4CH INT21HDELAYPROC；延時1ms子程序MOVAH,86H MOVCX,0 MOVDX,1000 INT15H RETDELAYENDPCODEENDSENDBEG DECCOUNT47.2小鍵盤與接口技術(shù)通過小鍵盤完成數(shù)據(jù)和監(jiān)控命令的輸入，小鍵盤采用矩陣結(jié)構(gòu)，行線和列先通過并行接口與CPU三總線相連構(gòu)成鍵盤電路。軟件鍵盤掃描程序完成三項任務(wù)：按鍵識別、處理重鍵、消除鍵抖動。按鍵識別的方法：逐行掃描法和行翻轉(zhuǎn)法。7.2小鍵盤與接口技術(shù)通過小鍵盤完成數(shù)據(jù)和監(jiān)控命令的輸入，57.2.1逐行掃描法工作原理：CPU向矩陣的第0行輸出低電平，其它各行輸出高電平，讀取列值，若所有列線均為高電平，則第0行沒有鍵按下，接著向第1行輸出低電平，其它各行為高電平，再次讀取列值，逐行掃描直到最后一行。若向某行輸出低電平后，讀取的列值中有一位為低電平，則立即退出行掃描，再逐位檢查是哪根列線為低電平，從而根據(jù)行線和列線的位置識別出是哪個鍵閉合。7.2.1逐行掃描法工作原理：6處理“重鍵”問題：若一行上有重鍵，則多條列上同時出現(xiàn)低電平，退出行掃描后，最先查到有低電平的有效。若列上有重鍵，則最先掃描的那一行閉合鍵有效。處理“鍵抖動”問題：退出掃描后，延時一段時間（毫秒級），等待鍵抖動結(jié)束再讀取列值。行掃描法按鍵識別程序設(shè)計書p304圖處理“重鍵”問題：若一行上有重鍵，則多條列上同時出現(xiàn)低電平，77.2.2行翻轉(zhuǎn)法工作原理：將0送行線端口使鍵盤矩陣全部行線為0，然后從列線端口中讀取列值，若值中有一位為0，說明有鍵閉合，轉(zhuǎn)入下一步。將剛剛收到的列值從列線端口輸出，再從行線端口讀取行值，然后將行值和列值組合成一個16位的鍵值，再查鍵值表，確定哪個鍵閉合。書p307行翻轉(zhuǎn)按鍵識別程序設(shè)計p308圖7.2.2行翻轉(zhuǎn)法工作原理：87.3數(shù)模轉(zhuǎn)換概述：計算機應(yīng)用中，有時需處理的信息不是數(shù)字量，而是一些隨時間連續(xù)變化的模擬量，甚至是一些非電量，如溫度、壓力、速度等。模擬量的存儲處理困難。首先將非電的模擬信號變成與之對應(yīng)的模擬電信號，這要通過各種傳感器來完成。計算機可處理的信息均是數(shù)字量（電脈沖信號）1和0，必須把要處理的模擬電量轉(zhuǎn)換成數(shù)字化的電信號，這需要模擬(Analog)與數(shù)字(Digital)轉(zhuǎn)換電路。7.3數(shù)模轉(zhuǎn)換概述：97.3.1數(shù)模轉(zhuǎn)換IiIRiRoIf+-數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換:(DigitaltoAnalogConvert,D/A)

D/A轉(zhuǎn)換電路是模擬電路加上電子開關(guān)。D/A轉(zhuǎn)換電路的核心是一個運算放大器。求和元件是一個運算放大器。運算放大器的特性:(OperationAmplifier)K->無窮大，V和->0傳遞函數(shù)：V0=-Vi*R0/RiIi->0,I和=If-KVoViV和7.3.1數(shù)模轉(zhuǎn)換IiIRiRoIf+-數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換:102021252627……...RIF-OA+I2RRS7VA2RRS5VC2RRS6VBVREF2R2RS0VH2RRS1

<=R……...VG……...……...R-2R電阻梯形網(wǎng)絡(luò)用于D/A轉(zhuǎn)換器V02021252627……...RIF-I2RRS7VA211數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換梯形R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器Si受一個8位二進制代碼控制,分別為D7-D0某位為1，對應(yīng)開關(guān)K倒向右邊；某位為0，對應(yīng)開關(guān)K倒向左邊。Ki不論倒向哪邊，等效電阻都為2R。S7－S0的電流為：I/2,I/4,…,I/256總電流＝D7*I*1/2+D6*I*1/4+..+D0*I*1/256＝n*1/256*(Vref/3R)數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換梯形R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器12數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832系列器件ILE：輸入鎖存允許；WR1#：加載INREG；WR2#:加載DACREG；XFER#:INREG傳到DACREG；Iout1,Iout2:外接OA輸入；Rfb:反饋電阻接OA輸出；VREF：參考電源，控制輸出電壓變化范圍。數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832系列器件137.4模數(shù)轉(zhuǎn)換模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換(Analogto DigitalConvert)（1）計數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換原理啟動后，計數(shù)器清0，產(chǎn)生的8位數(shù)字量經(jīng)內(nèi)部的D/A轉(zhuǎn)換輸出0V電壓。計數(shù)器在CLK信號驅(qū)動下加1計數(shù)，使D/A轉(zhuǎn)換后的電壓不斷上升。當(dāng)D/A轉(zhuǎn)換后的電壓等于輸入的模擬電壓時，比較器輸出為0，計數(shù)器停止計數(shù)，數(shù)據(jù)線D7－D0上的數(shù)字量就是模數(shù)轉(zhuǎn)換的結(jié)果。7.4模數(shù)轉(zhuǎn)換模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換(Analogto Digi14逐次逼近法A/D轉(zhuǎn)換原理(SuccessiveApproximation,SA)在第一個CLK周期，控制電路使逐次逼近寄存器最高位為1，即（10000000）通過D/A轉(zhuǎn)換后產(chǎn)生一個V0，如果V1>V0，比較器輸出為高，保留置1的位置。在第2個CLK周期，再使次高位為1（即11000000）。如果V1<V0，比較器輸出為低，使剛才置1的位置清0（即10000000），再重復(fù)上述過程，直到D0位測試完成。逐次逼近法A/D轉(zhuǎn)換原理15VMAX0.75VMAX0.6875VMAX0.75VMAX0.625VMAX0.5VMAX0.5VMAX第一次猜測值1000第二次猜測值1100第三次猜測值1010第四次猜測值1011VIN0

V4-位逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換過程t模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換逐次逼近法A/D轉(zhuǎn)換原理VMAX0.75VMAX0.6875VMAX0.75V16In<4?In<2?In<6?In<1?In<3?In<5?In<7?<=><<<<<>>>>>><======In=1In=0In=2In=3In=4In=5In=6In=7三位逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換過程模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換逐次逼近法A/D轉(zhuǎn)換原理In<4?In<2?In<6?In<117Analogin_+VGOH:0VFFH:-5V

DAC14088PC7PB0~7μC8255A(-5V~0

)-5V+5V模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換軟件實現(xiàn)逐次逼近法A/D轉(zhuǎn)換硬件：比較器、D/A轉(zhuǎn)換器、并行接口ViDAC：1408；00H:0V,FFH:-5VAnalogin_+VGOH:0VDAC118ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖StartCLK控制與時序EOC八路模擬開關(guān)逐次逼近寄存器電子開關(guān)256R電阻網(wǎng)絡(luò)鎖存與三態(tài)輸出

電源地址鎖存譯碼D0：：：D7OEVCCENDIN0：：：IN7AD0AD1AD2ALEVrdf+Vrdf-模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換8位A/D轉(zhuǎn)換集成電路ADC0809ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖StartCLK197.1數(shù)碼管顯示與接口技術(shù)7.1數(shù)碼管顯示與接口技術(shù)20多位七段LED數(shù)碼顯示器結(jié)構(gòu)利用人的視覺延遲的特點，采用掃描的方式驅(qū)動多位七段LED數(shù)碼管，節(jié)省驅(qū)動電路，降低功耗。

保證一定的掃描循環(huán)頻率，得到較好的顯示質(zhì)量。

各位七段LED數(shù)碼管公用一個段驅(qū)動器、一個段碼鎖存器，為段驅(qū)動器提供邏輯輸入。

每位七段LED數(shù)碼管的公共端連接一個位驅(qū)動器，控制各位數(shù)碼管的點燃。

位驅(qū)動器由一個位碼鎖存器提供輸入邏輯電平。

顯示器在系統(tǒng)中占用兩個端口號：段碼口與位碼口。

多位七段LED數(shù)碼顯示器結(jié)構(gòu)利用人的視覺延遲的特點，采用掃描21DATASEGMENTMESGDB06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH；123456字形碼DB1,2,4,8,10H,20H；位選代碼COUNTDB6；顯示位數(shù)LED_BEQU200H；位選口地址LED_SEQU201H；段選口地址DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATABEG:MOVAX,DATAMOVDS,AXLAST1:MOVBX,OFFSETMESGLAST2:MOVAL,[BX]MOVDX,LED_SOUTDX,AL；輸出字形碼MOVAL,[BX+6]MOVDX,AL；定位顯示CALLDELAY；延時1msINCBXDATASEGMENT22 DECCOUNT;計數(shù) JNZLAST2 MOVCOUNT,6；重新計數(shù) MOVAH,1 INT16H；有鍵輸入否 JZLAST1；否，轉(zhuǎn)回 MOVAH,4CH INT21HDELAYPROC；延時1ms子程序MOVAH,86H MOVCX,0 MOVDX,1000 INT15H RETDELAYENDPCODEENDSENDBEG DECCOUNT237.2小鍵盤與接口技術(shù)通過小鍵盤完成數(shù)據(jù)和監(jiān)控命令的輸入，小鍵盤采用矩陣結(jié)構(gòu)，行線和列先通過并行接口與CPU三總線相連構(gòu)成鍵盤電路。軟件鍵盤掃描程序完成三項任務(wù)：按鍵識別、處理重鍵、消除鍵抖動。按鍵識別的方法：逐行掃描法和行翻轉(zhuǎn)法。7.2小鍵盤與接口技術(shù)通過小鍵盤完成數(shù)據(jù)和監(jiān)控命令的輸入，247.2.1逐行掃描法工作原理：CPU向矩陣的第0行輸出低電平，其它各行輸出高電平，讀取列值，若所有列線均為高電平，則第0行沒有鍵按下，接著向第1行輸出低電平，其它各行為高電平，再次讀取列值，逐行掃描直到最后一行。若向某行輸出低電平后，讀取的列值中有一位為低電平，則立即退出行掃描，再逐位檢查是哪根列線為低電平，從而根據(jù)行線和列線的位置識別出是哪個鍵閉合。7.2.1逐行掃描法工作原理：25處理“重鍵”問題：若一行上有重鍵，則多條列上同時出現(xiàn)低電平，退出行掃描后，最先查到有低電平的有效。若列上有重鍵，則最先掃描的那一行閉合鍵有效。處理“鍵抖動”問題：退出掃描后，延時一段時間（毫秒級），等待鍵抖動結(jié)束再讀取列值。行掃描法按鍵識別程序設(shè)計書p304圖處理“重鍵”問題：若一行上有重鍵，則多條列上同時出現(xiàn)低電平，267.2.2行翻轉(zhuǎn)法工作原理：將0送行線端口使鍵盤矩陣全部行線為0，然后從列線端口中讀取列值，若值中有一位為0，說明有鍵閉合，轉(zhuǎn)入下一步。將剛剛收到的列值從列線端口輸出，再從行線端口讀取行值，然后將行值和列值組合成一個16位的鍵值，再查鍵值表，確定哪個鍵閉合。書p307行翻轉(zhuǎn)按鍵識別程序設(shè)計p308圖7.2.2行翻轉(zhuǎn)法工作原理：277.3數(shù)模轉(zhuǎn)換概述：計算機應(yīng)用中，有時需處理的信息不是數(shù)字量，而是一些隨時間連續(xù)變化的模擬量，甚至是一些非電量，如溫度、壓力、速度等。模擬量的存儲處理困難。首先將非電的模擬信號變成與之對應(yīng)的模擬電信號，這要通過各種傳感器來完成。計算機可處理的信息均是數(shù)字量（電脈沖信號）1和0，必須把要處理的模擬電量轉(zhuǎn)換成數(shù)字化的電信號，這需要模擬(Analog)與數(shù)字(Digital)轉(zhuǎn)換電路。7.3數(shù)模轉(zhuǎn)換概述：287.3.1數(shù)模轉(zhuǎn)換IiIRiRoIf+-數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換:(DigitaltoAnalogConvert,D/A)

D/A轉(zhuǎn)換電路是模擬電路加上電子開關(guān)。D/A轉(zhuǎn)換電路的核心是一個運算放大器。求和元件是一個運算放大器。運算放大器的特性:(OperationAmplifier)K->無窮大，V和->0傳遞函數(shù)：V0=-Vi*R0/RiIi->0,I和=If-KVoViV和7.3.1數(shù)模轉(zhuǎn)換IiIRiRoIf+-數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換:292021252627……...RIF-OA+I2RRS7VA2RRS5VC2RRS6VBVREF2R2RS0VH2RRS1

<=R……...VG……...……...R-2R電阻梯形網(wǎng)絡(luò)用于D/A轉(zhuǎn)換器V02021252627……...RIF-I2RRS7VA230數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換梯形R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器Si受一個8位二進制代碼控制,分別為D7-D0某位為1，對應(yīng)開關(guān)K倒向右邊；某位為0，對應(yīng)開關(guān)K倒向左邊。Ki不論倒向哪邊，等效電阻都為2R。S7－S0的電流為：I/2,I/4,…,I/256總電流＝D7*I*1/2+D6*I*1/4+..+D0*I*1/256＝n*1/256*(Vref/3R)數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換梯形R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器31數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832系列器件ILE：輸入鎖存允許；WR1#：加載INREG；WR2#:加載DACREG；XFER#:INREG傳到DACREG；Iout1,Iout2:外接OA輸入；Rfb:反饋電阻接OA輸出；VREF：參考電源，控制輸出電壓變化范圍。數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832系列器件327.4模數(shù)轉(zhuǎn)換模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換(Analogto DigitalConvert)（1）計數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換原理啟動后，計數(shù)器清0，產(chǎn)生的8位數(shù)字量經(jīng)內(nèi)部的D/A轉(zhuǎn)換輸出0V電壓。計數(shù)器在CLK信號驅(qū)動下加1計數(shù)，使D/A轉(zhuǎn)換后的電壓不斷上升。當(dāng)D/A轉(zhuǎn)換后的電壓等于輸入的模擬電壓時，比較器輸出為0，計數(shù)器停止計數(shù)，數(shù)據(jù)線D7－D0上的數(shù)字量就是模數(shù)轉(zhuǎn)換的結(jié)果。7.4模數(shù)轉(zhuǎn)換模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換(Analogto Digi33逐次逼近法A/D轉(zhuǎn)換原理(SuccessiveApproximation,SA)在第一個CLK周期，控制電路使逐次逼近寄存器最高位為1，即（10000000）通過D/A轉(zhuǎn)換后產(chǎn)生一個V0，如果V1>V0，比較器輸出為高，保留置1的位置。在第2個CLK周期，再使次高位為1（即11000000）。如果V1<V0，比較器輸出為低，使剛才置1的位置清0（即