應(yīng)用系統(tǒng)配置及接口技術(shù)

第8章 應(yīng)用系統(tǒng)配置及接口技術(shù)

前向、后向、人機(jī)通道系統(tǒng)框圖8.1 人-機(jī)通道配置與接口技術(shù)8.1.1鍵盤接口及處理程序編碼鍵盤:鍵盤上閉合鍵的識別由專用的硬件譯碼器實現(xiàn),并產(chǎn)生鍵編號或鍵值非編碼鍵盤:靠軟件識別的鍵盤*用得多的是非編碼鍵盤按鍵特性硬件去抖動和軟件去抖動軟件方法：（用于鍵較多的場合。）檢測有鍵閉合，延時10ms~20ms左右，再檢測，仍保持閉合，則確認(rèn)為有鍵按下。硬件方法：利用RS觸發(fā)器，用于鍵較少的場合。一、鍵盤結(jié)構(gòu)

1、獨立式非編碼鍵盤接口及處理程序程序：

MOV A,#0FFH MOV P1,A MOV A,P1 ；鍵狀態(tài)輸入

JNB ACC.0,P0F ；0號鍵按下轉(zhuǎn)

JNB ACC.1,P1F JNB ACC.2,P2F JNB ACC.3,P3F JNB ACC.4,P4F JNB ACC.5,P5F JNB ACC.6,P6F JNB ACC.7,P7F LJMP START ；無鍵按下返回P0F: LJMPPROG0P1F: LJMP PROG1……..PROG0:……

LJMP START PROG1:……

2、行列式鍵盤接口及工作原理識別鍵的兩種方法：行（或列）掃描法線反轉(zhuǎn)法例：右圖（列掃法）向列線輸出全0，讀入行線電平，若有鍵按下，再逐列掃描，獲得相應(yīng)鍵鍵值二、單片機(jī)對非編碼鍵盤掃描的控制方式

常用行列矩陣式非編碼鍵盤的控制有三種方式：1、程序控制掃描方式，即查詢方式。2、定時掃描方式。3、中斷掃描方式。參見P148圖8-10應(yīng)用舉例： 程序控制掃描方式及處理程序，硬件連接圖如下。32個鍵對應(yīng)鍵值如下：

（按PA,PC口二進(jìn)制碼，為任意值）FEEFDEFBEE7EEFEDFEBFE7FEFEDFDDFBDE7DEFDDFDBFD7FDFEBFDBFBBE7BEFBDFBBFB7FBFE7FD7FB7E77EF7DF7BF77F7鍵值到鍵號的轉(zhuǎn)換：閉合的鍵號=行首鍵號+列號鍵盤掃描子程出口：（A）=鍵號 對8155的初始化在主程序中完成，設(shè)PA為基本輸出，PC為基本輸入。

KEY1: ACALL IfPressKey ；判斷有無鍵按下

JNZ KeyDebouce ；有,(A)0 AJMP KEY1 KeyDebouce：ACALLT12MS ；delay12ms ACALL IfPressKey ;再判斷

JNZ ScanKeypad ;有，逐列掃描鍵盤

AJMP KEY1 Scankeypad:MOV R2,#0FEH ；首列掃描字

MOV R4,#00H ；首列號

LK4: MOV DPTR,#7F01H ；PA口地址

MOV A,R2 MOVX @DPTR,A ；列掃

INC DPTR INC DPTR ；PC口地址

MOVX A,@DPTR ；讀入行

JB ACC.0,LONE ;第0行無鍵按下轉(zhuǎn)

MOV A,#00H ；行首鍵號

AJMP LKP ;轉(zhuǎn)求鍵號 LONE: JB ACC.1,LTWO MOV A,#08H AJMP LKP LTWO: JB ACC.2,LTHR MOV A,#10H AJMP LKP LTHR: JB ACC.3,NEXT MOV A,#18H LKP: ADD A,R4；行首鍵號＋列號

PUSH ACC LK3: ACALL IfPressKey；等待鍵釋放

JNZ LK3 POP ACC ； 鍵號送A RET NEXT: INC R4 ;指向下一列

MOV A,R2 ；判斷8列掃描完否？

JNB ACC.7,KND； 完，返回 RL A ；否則變?yōu)橄铝袙呙枳?/p>

MOV R2,A AJMP LK4 ；轉(zhuǎn)下列掃描KND: AJMP KEY1IfPressKey: MOV DPTR,#7F01H ；PA口地址

MOV A,#00H ；送全掃描字

MOVX @DPTR,A INC DPTR INC DPTR MOVX A,@DPTR CPL A ANL A,#0FH RETT12MS: MOV R7,#18H ；12ms延時子程TM: MOV R6,#0FFHTM6: DJNZ R6,TM6 DJNZ R7,TM RET三、鍵操作及功能處理MOV DPTR,#JMPTABCLR CRLC AJMP @DPTR+A

JMPTAB: AJMP AAA AJMP BBB AJMP CCC

…….8.1.2LED顯示器接口及顯示程序一、LED顯示器結(jié)構(gòu)原理二、LED顯示器接口及顯示方式

LED有靜態(tài)（占較多I/O口線）和動態(tài)（需不斷掃描）兩種顯示方式。三、LED顯示器與8155接口及顯示子程序動態(tài)顯示：掃描每位LED的間隔不能超過20ms,并注意保持延時一段時間。DIS: MOV R0,#7EH；顯示緩沖區(qū)

MOV R2,#01H；位碼

MOV A,R2LP0: MOV DPTR,#7F01H MOVX @DPTR,A INC DPTR MOV A,@R0 ADD A,#0DH MOVC A,@A+PC；段碼

MOVX @DPTR,A ACALL D1MS DEC R0 MOV A,R2 JB ACC.5,LP1 RL A MOV R2,A AJMP LP0LP1: RETDB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DHDB 7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CHDB 39H,5EH,79H,71H,40H,00HD1MS: MOV R7,#02HDL: DJNZ R6,DL1DL1: DJNZ R7,DL RET8.1.3鍵盤/LED顯示器與8155接口及鍵盤掃描子程序KD1: MOV A,#00000011B ;PA,PB為輸出方式，PC為輸入方式

MOV DPTR,#7F00H MOVX @DPTR,AKEY1: ACALL IfPressKey JNZ LK1 ACALL DIS ;調(diào)用顯示子程

AJMP KEY1LK1: ACALL DIS ；調(diào)用顯示子程并delay12ms ACALL DIS ACALL IfPressKey ;逐行掃描鍵盤

JNZ ScanKeypad JNZ DIS AJMP KEY1Scankeypad:MOV R2,#0FEH MOV R4,#00HLK4: MOV DPTR,#7F01H MOV A,R2 MOVX @DPTR,A INC DPTR INC DPTR MOVX A,@DPTR JB ACC.0,LONE MOV A,#00H AJMP LKPLONE: JB ACC.1,LTWO MOV A,#08H AJMP LKPLKP: ADD A,R4；行首鍵號＋列號

PUSH ACCLK3: ACALL IfPressKey；等待鍵釋放

JNZ LK3 POP ACC RETNEXT: INC R4 MOV A,R2 JNB ACC.7,KND RL A MOV R2,A AJMP LK4KND: AJMP KEY1IfPressKey:MOV DPTR,#7F01H MOV A,#00H MOVX @DPTR,A INC DPTR INC DPTR MOVX A,@DPTR CPL A ANL A,#0FH RETLTWO: JB ACC.2,LTHR MOV A,#10H AJMP LKPLTHR: JB ACC.3,NEXT MOV A,#18H8.1.4串行口控制的鍵盤/LED顯示器接口電路KEY: MOV A,#00H MOV SBUF,AKL0: JNZ TI,KL0 CLR TIKL1: JNB P1.0,PK1 JB P1.1,KL1PK1: ACALL D10MS JNB P1.0,PK2 JB P1.1,KL1PK2: MOV R7,#08H MOV R6,#FEH MOV R3,#00HPL5: MOV A,R6 MOV SBUF,AKL2: JNB TI,KL2 CLR TI JNB P1.0,PK4 JNB P1.1,PK5 MOV A,R6 RL A MOV R6,A INC R3 DJNZ R7,PL5 RET

PK5: MOV R4,#08H AJMP PK3PK4: MOV A,#00H MOV SBUF,AKL3: JNB TI,KL3 CLR TIKL4: JNB P1.0,KL4 JNB P1.1,KL4 MOV A,R4 ADD A,R3 SUBB A,#0AH JNC KL6 MOV DPTR,#TABL ADD A,#0AH MOVC A,@A+DPTR MOV R0,60H MOV @R0,A INC R0 CJNE R0#60H,KD MOV 60H,#58H SJMP KD1KD: MOV 60H,R0KD1: ACALL LED RETKL6: MOV B,#03H MUL AB MOV DPTR,KTAB JMP @A+DPTRKTAB: LJMP K1 LJMP K2…..TABL: DB C0H,F9H,A4H,B0H DB 99H,92H,82H,F8H DB 80H,90HLED: SETB P1.2 MOV R7,#08H MOV R0,#58HLED1: MOV A,@R0 MOV SBUF,ALED2: JNB TI,LED2 CLR TI INC R0 DJNZ R7,LED1 CLR P1.2 RETA/D、D/A轉(zhuǎn)換在單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用示意圖MCS-51D/A轉(zhuǎn)換器控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器多路開關(guān)傳感器1傳感器2傳感器n控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)溫度、壓力、流量等信號模擬信號模擬信號數(shù)字信號被控實體8.2單片機(jī)測控系統(tǒng)前向通道配置－－傳感器及小信號放大電路傳感器模擬小信號放大8.3前向通道中的A/D轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù)

8.3.1逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù)

一、ADC0809A/D串換器芯片ADC0809芯片的引腳IN0～I(xiàn)N7:八路模擬電壓輸入端；ALE:

地址鎖存控制信號，上升沿送入、下降沿鎖存；addA～addC:地址輸入線；START:

啟動輸入端，高電平有效。EOC:轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志輸出.高電平表明轉(zhuǎn)換完成。再次啟動ADC時該引腳變低電平，直到轉(zhuǎn)換完成后再次變高電平。D7～D0:數(shù)字量輸出線。OE:輸出三態(tài)控制線.置高電平時數(shù)據(jù)經(jīng)D7～D0向外輸出。CLOCK:時鐘輸入端。提供640KH逐次比較脈沖時序。Vref（+）、Vref（-）:參考電壓輸入，為電阻網(wǎng)絡(luò)提供電壓。

Vref（+）、Vref（-）可以與Vcc和GND連接。Vcc、GND:電源和地。二、ADC0809與8031接口

連接方案一：例：某糧庫某冷凍廠需對8點進(jìn)行溫度巡回檢測，被測溫度范圍－30～50c.MAIN: MOV R0,#0A0H MOV R2,#08H SETB IT1 SETB EA SETB EX1 MOV DPTR,#7FF8H MOVX @DPTR,A ;啟動A/D轉(zhuǎn)換HERE: SJMP HERE;Interrupt MOVX A,@DPTR MOVX @R0,A INC DPTR INC R0 DJNZ R2,DONE RETIDONE: MOVX @DPTR,A RETI

連接方案二：/RD/WRP0口

MCS-51

ALE/INT1OESTARTALEADC0809

addCaddBaddCD7～D0CLOCKEOC地址鎖存器地址譯碼器++P0.2P0.1P0.0分頻器F0H該連接方案IN0-IN7的通道地址怎么給出？

正確理解MOVX@Ri，A指令，是設(shè)計ADC與單片機(jī)接口的關(guān)鍵。指令執(zhí)行周期：P0先輸出Ri中的地址F0H（地址信號鎖存在373中），后輸出A中通道代碼（數(shù)據(jù)信號鎖存到ADC中）。S1S2S6S5S4S3S1S2S6S5S4S3ALE/PsenA7-A0指令Ri=F0HA中數(shù)據(jù)/WRP0口選中外部單元MOVX@Ri,A

指令的時序START、ALE=/WR∨/F0HOE=/RD∨/F0H鎖存A中通道地址于ADC，啟動ADC鎖存低8位地址于373中對IN0-IN7上的模擬電壓采集并送到內(nèi)部RAM30H開始的單元

（采用中斷方式）

ORG0000H LJMPSTART

ORG0013HLJMPCINT1ORG0A00H

START:MOVR1,#30H ;數(shù)據(jù)區(qū)指針R1賦初值30H MOVR4,#08H ;計數(shù)器R4賦初值08H MOVR2,#00H ;通道代碼送R2 SETBEA SETBEX1 ;開/INT1中斷

SETBIT1 ;設(shè)/INT1為邊沿觸發(fā)

MOVR0,#0F0H ;ADC地址送間址寄存器R0 MOVA,R2 ;通道代碼送累加器A

MOVX@R0,A ;送通道代碼并啟動ADC SJMP$ ;等待中斷

ORG0100HCINT1:MOVR0,#0F0H ;中斷服務(wù)程序

MOVXA,@R0 ;讀入ADC數(shù)據(jù)

MOV@R1,A ;存入轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)

INCR1 ;修改數(shù)據(jù)區(qū)指針R1 INCR2 ;修改通道代碼寄存器R2 MOVA,R2 ;通道代碼送累加器A

MOVX@R0,A ;送下一個通道代碼并啟動ADC DJNZR4,LOOP ;若未采集完轉(zhuǎn)LOOP CLREX1 ;采集完時，關(guān)中斷LOOP:RETI ;中斷返回

END

初始化：R0:ADC口地址=F0HR1:數(shù)據(jù)塊指針=30HR2:ADC通道代碼=00HR4:循環(huán)計數(shù)器=08H開INT1中斷送通道代碼并啟動ADCMOVX@R0,A等待INT1中斷CINT1從ADC中讀數(shù)據(jù)MOVXA,@R0修改數(shù)據(jù)指針修改同道代碼數(shù)據(jù)送內(nèi)存MOV@R1,A送下一個通道代碼并啟動ADC8個通道完成？返回YN主程序流程圖關(guān)閉INT1中斷服務(wù)程序采用查詢方式的ADC采集程序

ORG0000H LJMP0100H

ORG0100HSTART: MOVR1,#30H;數(shù)據(jù)區(qū)指針R1賦初值30H MOVR4,#08H;計數(shù)器R4賦初值08H MOVR2,#00H;通道代碼送R2 MOVA,#00H ;通道代碼送A MOVR0,#0F0HLOOP:

MOVX@R0,A;送通道代碼，啟動ADC

JBIE1,$;ADC轉(zhuǎn)換是否結(jié)束

MOVXA,@R0 MOV@R1,A;取ADC的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)

INCR1 INCA DJNZR4,LOOPSJMP$

END

初始化：R0:ADC口地址=F0HR1:數(shù)據(jù)塊指針=30HR2:ADC通道代碼=00HR4:循環(huán)計數(shù)器=08H送通道代碼并啟動ADCMOVX@R0,A停機(jī)IE1=1?從ADC中讀數(shù)據(jù)MOVXA,@R0數(shù)據(jù)送內(nèi)存MOV@R1,ACC修改數(shù)據(jù)指針修改同道代碼8個通道完成？NY查尋法流程圖8.3.2雙積分A/D轉(zhuǎn)換器機(jī)及接口技術(shù)8.4系統(tǒng)后向通道配置及接口技術(shù)8.4.1后向通道中的功率開關(guān)器件及接口一、繼電器及接口二、光電耦合器（隔離器）件及驅(qū)動接口8.4.2后向通道中的D/A轉(zhuǎn)換及接口技術(shù)D7:D0tVout數(shù)字量輸入NVout模擬量輸出

將數(shù)字量N（D7～D0）轉(zhuǎn)換為模擬量Vout的器件稱之為D/A轉(zhuǎn)換器。D/A轉(zhuǎn)換器一、D/A轉(zhuǎn)換芯片——DAC0832DAC0832芯片引腳介紹數(shù)字量輸入線DI7～DI0；第1級緩沖控制線：ILE:允許數(shù)字量輸入線，高電平有效。/CS:片選線，低電平有效。/WR1:寫命令控制線，低電平有效?！炬i存原理】ILE=1,/CS=/WR1=0時：數(shù)據(jù)進(jìn)入輸入寄存器；

反之，條件不滿足時：鎖存器鎖存數(shù)據(jù)。第2級緩沖控制線（控制DAC新的轉(zhuǎn)換時刻）：/WR2:寫命令控制線，低電平有效。/XFER:輸入傳送控制線，低電平有效。

【鎖存原理】/WR2=0，/XFER=0時：數(shù)據(jù)進(jìn)入DAC寄存器,通過

T型電阻網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)DAC轉(zhuǎn)換；反之，條件不滿足時：鎖存器鎖存數(shù)據(jù)。DAC寄存器不接收輸入寄存器的數(shù)據(jù)。輸出線：Rfb:與外接運(yùn)算放大器的輸出端相連。Iout1、Iout2:模擬電流輸出線，分別與運(yùn)算放大器的反相端、同相端連接。電源線：VCC:電源輸入線，+5V～+15V之間。VREF:參考電壓輸入線，-10V～+10V范圍內(nèi)，由基準(zhǔn)電源提供。DGND:數(shù)字電源地。AGND:模擬電源地。－＋I(xiàn)RfVout電流/電壓變換DAC0832Iout1Iout2Vref根據(jù)DAC0832結(jié)構(gòu)特點，DAC0832的接法有：無緩沖的直通方式：用于無CPU的普通儀表場合。單緩沖方式：

在單片機(jī)系統(tǒng)中常用的使用模式。雙緩沖方式：用于多DAC的應(yīng)用場合。二、D/A轉(zhuǎn)換器與8031接口1、單緩沖方式將DAC兩個緩沖器中的后級直通（/XFER，/WR2=0）。前級的/WR1與單片機(jī)的/WR連接，/CS與地址譯碼器連接。這樣，執(zhí)行MOVX指令時，DAC就開始進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

MOVR0,#0FEH

；DAC0832的地址送R0

MOVX@R0,A

；產(chǎn)生/WR、/CS信號使0832進(jìn)行轉(zhuǎn)換。/WRP0口ALE/WR1/WR2/XFERRfb/CSIout1ILEIout2DI7～DI0鎖存器譯碼器+5V－＋VoutFEHMOVX@R0,A指令時序圖S1S2S6S5S4S3S1S2S6S5S4S3ALEPsenA15-A8(PC)A7-A0指令A(yù)7-A0數(shù)據(jù)/RD或/WRP2口P0口選中DAC0832R0中的地址（FEH）累加器A中的數(shù)據(jù)使用DAC0832作波形發(fā)生器，輸出鋸齒波、三角波和方波。1，鋸齒波發(fā)生器程序：

ORG1000HSTART:MOVR0,#0FEH；DAC口地址

MOVX@R0,A；數(shù)據(jù)送DAC INCA；數(shù)據(jù)加一

SJMPSTART；返回繼續(xù)

END【說明】：單極性輸出Vout

/WR1/WR2/XFERRfb/CSIout1ILEIout2DI7～DI0－＋VoutVoutt2,三角波發(fā)生器程序：

ORG1000HSTART:CLRA MOVR0,#0FEHDOWN:MOVX@R0,A INCA JNZDOWNUP: DECA MOVX@R0,A JNZUP SJMPDOWN

END【說明】：單極性輸出Vout/WR1/WR2/XFERRfb/CSIout1ILEIout2DI7～DI0－＋VoutVoutt3,方波發(fā)生器程序：

ORG1000HSTART:MOVR0,#0FEH；DAC口地址LOOP:MOVA,#33H；數(shù)據(jù)為33H MOVX@R0,A；DAC轉(zhuǎn)換

ACALLDELAY；調(diào)延時

MOVA,#0FEH；數(shù)據(jù)為FEH MOVX@R0,A；DAC轉(zhuǎn)換

ACALLDELAY；調(diào)延時

SJMPLOOP；返回繼續(xù)DELAY:

:

END【說明】：單極性輸出Vout/WR1/WR2/XFERRfb/CSIout1ILEIout2DI7～DI0－＋VoutVoutt2、雙緩沖方式/WRP0口ALE/WR1/WR2/CSRfb/XFERIout1ILEIout2DI7～DI0鎖存器譯碼器+5V－＋VXFDHFEHFFH/WR1/WR2/CSRfb/XFERIout1ILEIout2DI7～DI0+5V－＋VY第一級緩沖：數(shù)據(jù)寄存器存:/WR1,/CS第二級緩沖：DAC寄存器:/WR2,/XFER設(shè)內(nèi)部RAM單元有兩個長度為30的數(shù)據(jù)塊，起始地址分別為DA1和DA2，試編程將DA1,DA2中的數(shù)據(jù)分別從1#和2#DAC0832輸出的程序。【解】：FDH:1#DAC0832數(shù)字量輸入控制口；

FEH:2#DAC0832數(shù)字量輸入控制口；

FFH:1#,2#DAC0832的DAC轉(zhuǎn)換控制口；R2為數(shù)據(jù)塊長度計數(shù)器0區(qū)R1為DA1數(shù)