單片機(jī)原理及應(yīng)用第八章

單片機(jī)原理及應(yīng)用第八章第1頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一§8.1按鍵、鍵盤及其接口

一、鍵輸入過程與軟件結(jié)構(gòu)第2頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一 按鍵通常采用機(jī)械彈性開關(guān)。 由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，在閉合和斷開瞬間產(chǎn)生一連串抖動(dòng)，約為5～10ms。 為確保CPU對(duì)一次按鍵動(dòng)作只確認(rèn)一次按鍵，必須消除抖動(dòng)的影響。

二、鍵盤輸入應(yīng)解決的問題第3頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一VcctoI/OR前沿抖動(dòng)鍵穩(wěn)定后沿抖動(dòng)鍵按下第4頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一三、消除抖動(dòng)的措施

1、硬件消抖采用消抖電路：如用RS觸發(fā)器或單穩(wěn)電路構(gòu)成；用電容吸收抖動(dòng)等措施。第5頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一三、消除抖動(dòng)的措施

2、軟件消抖采用程序延時(shí)避開抖動(dòng)過程:第一次檢測(cè)到有鍵按下，執(zhí)行延時(shí)子程序（10～20ms），再確定該鍵是否按下，從而消除抖動(dòng)的影響。第6頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一四、獨(dú)立式按鍵接口設(shè)計(jì)

鍵盤可以分為兩類：獨(dú)立連接式矩陣式獨(dú)立連接式鍵盤:

這是最簡(jiǎn)單的鍵盤電路，各按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)鍵獨(dú)立地接入一根數(shù)據(jù)輸入線。第7頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一1、獨(dú)立式按鍵及其接口芯片內(nèi)有上拉電阻芯片內(nèi)無上拉電阻第8頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一2、程序設(shè)計(jì)：

鍵盤掃描程序采用子程序方式，可供主程序、定時(shí)中斷、外部中斷等方式調(diào)用。下圖中，采用89C51的P1口低4位擴(kuò)展4個(gè)按鍵，子程序出口：A中放鍵值。若A中為FFH則表示無鍵按下。程序結(jié)構(gòu)：①識(shí)別有無鍵按下 ②識(shí)別具體按鍵，賦鍵值

第9頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一第10頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一KEYSCAN：MOVA,P1 ORLA,＃11110000B CPLA JZNOKEY LCALLDL10MS MOVA，P1 ORLA,＃11110000B CPLAJZNOKEY MOVA,P1 JNBACC.0，K1F JNBACC.1，K2F JNBACC.2，K3F JNBACC.3，K4FLJMPNOKEYK1F：MOVA，＃01H LJMPKEYNEDK2F： MOVA，＃02H LJMPKEYNEDK3F： MOVA，＃03H LJMPKEYNEDK4F： MOVA，＃04H LJMPKEYNEDNOKEY：MOVA，＃FFHKEYEND：RETDL10MS：略，延時(shí)10ms第11頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一查詢方式的鍵盤程序也可采用查詢方式的鍵盤程序。P0F~P7F為功能程序入口地址標(biāo)號(hào)，PROM0~PROM7分別為每個(gè)按鍵的功能程序。設(shè)I/O為P1口。第12頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一程序如下：SMKEY：ORLP1，#0FFH；置P1口為輸入方式MOVA，P1；讀P1口信息JNBACC.0，P0F；0號(hào)鍵按下，轉(zhuǎn)0號(hào)鍵處理JNBACC.1，P1F；1號(hào)鍵按下，轉(zhuǎn)1號(hào)鍵處理

…

…JNBACC.7，P7F；7號(hào)鍵按下，轉(zhuǎn)7號(hào)鍵處理LJMPSMKEYP0F：LJMPPROG0P1F：LJMPPROG1

…

…P7F：LJMPPROG7PROG0：…

…LJMPSMKEYPROG1：…

…LJMPSMKEY

…

…PROG7：…

…LJMPSMKEY第13頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一五、行列式鍵盤接口設(shè)計(jì)

行列式鍵盤也稱矩陣式鍵盤。用I/O口線組成行列結(jié)構(gòu)，按鍵位于行列的交叉點(diǎn)上。如：3×3行列結(jié)構(gòu)可有9個(gè)鍵，占6根I/O線 4×4行列結(jié)構(gòu)可有16個(gè)鍵，占8根I/O線

…特點(diǎn)：節(jié)省I/O口線，軟件結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，適用于按鍵較多場(chǎng)合。

第14頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一直接利用單片機(jī)的I/O口構(gòu)成鍵盤接口第15頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一利用擴(kuò)展的I/O口構(gòu)成鍵盤接口第16頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一1、按鍵的識(shí)別方法

程序結(jié)構(gòu)：①識(shí)別鍵盤有無鍵按下 ②識(shí)別具體按鍵，賦鍵值識(shí)別有無鍵按下：讓所有行（列）線置零，讀列（行）線。若列（行）線中有0電平，則有鍵按下。否則無鍵按下。（編程時(shí)要消除鍵抖）識(shí)別具體鍵：逐行（列）置0電平，其余行（列）置高電平，檢查各列（行）線電平。若某列（行）線為0，則此行列的交叉點(diǎn)處的按鍵被按下。第17頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一2、設(shè)計(jì)舉例電路如圖，利用單片機(jī)的P1口擴(kuò)展4×4鍵盤。注意鍵盤的編碼（鍵值）：鍵號(hào)＝行號(hào)＋列號(hào)P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7+5V80510123行048C列048C159DEA6237BF第18頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

KEYSCAN：LCALLKAP JNZKP1 LJMPKEYENDKP1：LCALLDELY LCALLKAP JNZKAP2 LJMPKEYENDKP2：MOVR2，＃0FEH MOVR4，＃00H;（行號(hào)）KP4：MOVP1，R2 MOVA，P1 JBACC.4，L1 MOVA，＃00H；（列號(hào)） ALMPKP5L1：JBACC.5，L2 MOVA，＃04H；（列號(hào)） AJMPKP5L2：JBACC.6，L3 MOVA，＃08H；（列號(hào)）ALMPKP5L3： JBACC.7，NEXT MOVA，＃0CH；KP5： ADDA，R4；（鍵號(hào)） PUSHACCKP3：LCALLDELY LCALLKAP JNZKP3 POPACCKEYEND:RETNEXT：INCR4 MOVA，R2JNBACC.4，KEYEND RLA MOVR2，A AJMPKP4KAP： MOVP1，＃0F0H MOVA，P1 CPLA ANLA，＃0F0H RETDELY：延時(shí)10ms子程序，略。第19頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一§8.2LED顯示及顯示接口

一、LED顯示器1．顯示器結(jié)構(gòu)與原理

LED顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，由若干發(fā)光二極管組合而成的，一般的“8”字形顯示塊由“a、b、c、d、e、f、g、h”8個(gè)發(fā)光二極管組成。這種顯示塊有共陰極與共陽極兩種。第20頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一8段數(shù)碼管外形共陰極數(shù)碼管共陽極數(shù)碼管第21頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

(1)共陽極接法。把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極，使用時(shí)公共陽極接+5V,每個(gè)發(fā)光二極管的陰極通過電阻與輸入端相連。(2)共陰極接法。把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極，使用時(shí)公共陰極接地。每個(gè)發(fā)光二極管的陽極通過電阻與輸入端相連。第22頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一2、字形顯示代碼字形顯示代碼用一個(gè)字節(jié)16進(jìn)制數(shù)表示。共陽極和共陰極LED的顯示代碼互為反碼。字形代碼位D7D6D5D4D3D2D1D0段符號(hào)hgfedcba例如，顯示數(shù)字5，則共陽極LED代碼為：92H共陰極LED代碼為：6DH第23頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一第24頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一二、顯示方式

1．靜態(tài)顯示方式

各LED的公共端連地（共陰極）或連＋5V（共陽極）。每一位的段選線（a~dp）分別與一個(gè)8位端口的鎖存輸出相連。各LED同時(shí)導(dǎo)通。

第25頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一特點(diǎn)：亮度較高，編程方便，占用的I/O口多。

第26頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一2．動(dòng)態(tài)顯示方式

所有位的段選線相連，由一個(gè)8位I/O口控制，各位的公共端由另外的I/O口線控制。各位LED分時(shí)點(diǎn)亮。第27頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一特點(diǎn)：各位分時(shí)導(dǎo)通，占用CPU時(shí)間多，亮度較低，占用的I/O口少。第28頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一三、接實(shí)例口

1、靜態(tài)顯示并行輸出：第29頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一串行輸出：第30頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

2、動(dòng)態(tài)顯示

例1利用擴(kuò)展的8155構(gòu)成的顯示接口電路（顯示緩沖區(qū)為79H~7EH）第31頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一DIS：MOVR0，#79H ；顯示數(shù)據(jù)緩沖區(qū)首地址送R0 MOVR3，#01H ；使顯示器最右邊位亮 MOVA，R3 ；LD0：MOVDPTR，#7F01H ；數(shù)據(jù)指針指向A口 MOVX@DPTR，A ；送掃描值 INCDPTR ；數(shù)據(jù)指針指向B口 MOVA，@R0 ；取欲顯示的數(shù)據(jù) ADDA，#0DH ；加上偏移量 MOVCA，@A+PC ；取出字型碼 MOVX@DPTR，A ；送顯示 ACALLDL1 ；調(diào)用延時(shí)子程序 INCR0 ；指向下一個(gè)顯示段數(shù)據(jù)地址 MOVA，R3 ； JBACC.5，ELD1 ；掃描到第六個(gè)顯示器否? RLA ；未到，掃描碼左移1位 MOVR3，A AJMPLD0ELD1：RET第32頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一DSEG：DB3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DHDB7DH，07H，7FH，6FH，77H，7CHDB39H，5EH，79H，71H，40H，00HDL1：MOVR7，#02H ；延時(shí)1ms子程序DL：MOVR6，#0FFHDL6：DJNZR6，DL6 DJNZR7，DL RET

第33頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一例2、利用P1口構(gòu)成的顯示接口電路

P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AaB·

C·

DgAy0By1C.y7……CD451174LS13889C51LED1LED2LED8本例中，只能顯示0～9數(shù)字，顯示緩沖區(qū)為50H～57H緩沖區(qū)內(nèi)為BCD碼。

第34頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一DISP： MOVR0，#50H ；顯示指針 MOVR2，＃00H ；顯示位指針 MOVR7，＃08H ；循環(huán)指針LOOP： MOVA，R2 SWAPA MOVR3，A ；暫存顯示位地址 MOVA，@R0 ORLA，R3 ；拼湊顯示字 MOVP1，A INCR0 INCR2 LCALLDL DJNZR7，LOOP RETDL：略，延時(shí)1ms。第35頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一3、鍵盤和顯示器接口示例

例：8155的鍵盤及顯示接口第36頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一KD1:MOVA，#00000011B；8155初始化：PA、PB為基本輸出，PC為輸入MOVDPTR，#7F00H；MOVX@DPTR，A；KEY1:ACALLKS1；查有無鍵按下JNZLK1；有，轉(zhuǎn)鍵掃描ACALLDIS；調(diào)顯示子程序AJMPKEY1；LK1:ACALLDIS；鍵掃描ACALLDIS；兩次調(diào)顯示子程序，延時(shí)12msACALLKS1；JNZLK2；ACALLDIS；調(diào)顯示子程序AJMPKEY1

第37頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

LK2：MOVR2,#0FEH；從首列開始MOVR4，#00H；首列號(hào)送R4LK4：MOVDPTR,#7F01H；MOVA，R2；MOVX@DPTR，A；INCDPTR；INCDPTR；指向C口MOVXA，@DPTR；JBACC.0，LONE；第0行無鍵按下，轉(zhuǎn)查第1行MOVA，#00H；第0行有鍵按下，該行首鍵號(hào)送AAJMPLKP；轉(zhuǎn)求鍵號(hào)LONE:JBACC.1，LTWO；第1行無鍵按下，轉(zhuǎn)查第2行MOVA，#06H；第1行有鍵按下，該行首鍵號(hào)送AAJMPLKP；轉(zhuǎn)求鍵號(hào)LTWO:JBACC.2，NEXT；第2行無鍵按下，轉(zhuǎn)查下一列MOVA，#0CH；第2行有鍵按下，該行首鍵號(hào)送ALKP:ADDA，R4；求鍵號(hào)。鍵號(hào)＝行首鍵號(hào)＋列號(hào)PUSHACC；保護(hù)鍵號(hào)LK3:ACALLDIS；等待鍵釋放ACALLKS1；JNZLK3；POPACC；RET

；鍵掃描結(jié)束。此時(shí)A的內(nèi)容為按下鍵的鍵號(hào)

第38頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

NEXT:INCR4；指向下一列MOVA，R2；RLA；掃描字對(duì)應(yīng)下一列JNBACC.5，KND；判6列掃描完沒有。MOVR2，A；AJMPLK4；未完，轉(zhuǎn)下一列掃描KND:AJMPKEY1；掃完，轉(zhuǎn)入新一輪掃描KS1:MOVDPTR，#7F01H；查有無鍵按下子程序。先指向A口MOVA，#00H；MOVX@DPTR，A；送掃描字“00H”INCDPTR；INCDPTR；指向C口MOVXA，@DPTR；CPLA；變正邏輯ANLA,#07H；屏蔽高5位RET；子程序出口，A的內(nèi)容非0則有鍵按下第39頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一§8.3A/D轉(zhuǎn)換器接口

一、A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo) 將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的器件稱為模／數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）主要技術(shù)指標(biāo)有：1、分辨率

ADC的分辨率是指轉(zhuǎn)換器所能分辨的被測(cè)量的最小值，通常用輸出二進(jìn)制代碼的位數(shù)來表示。例如8位ADC的分辨率為8位，模擬電壓的變化范圍被分成256級(jí)，而10位ADC能把模擬輸入電壓分成1024級(jí)。第40頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一2、精度

精度指的是轉(zhuǎn)換的結(jié)果相對(duì)于實(shí)際的偏差。精度有兩種表示方法。（1）絕對(duì)精度：用最低位(LSB)的倍數(shù)來表示，如±(1/2)LSB或±1LSB等。（2）相對(duì)精度：用絕對(duì)精度除以滿量程值的百分?jǐn)?shù)來表示，如±0.05%等。第41頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

分辨率和精度是兩個(gè)不同的概念。同樣分辨率的A/D轉(zhuǎn)換器其精度可能不同。分辨率高但精度不一定高，而精度高則分辨率必然也高。第42頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一3、偏移誤差偏移誤差是指輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出信號(hào)不為零的值，所以有時(shí)又稱為零值誤差。4、線性度誤差線性度誤差是指轉(zhuǎn)換器實(shí)際的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換關(guān)系與理想直線不同而出現(xiàn)的誤差，通常用多少LSB來表示。5、轉(zhuǎn)換速率ADC的轉(zhuǎn)換速率是能夠重復(fù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的速度，即每秒轉(zhuǎn)換的次數(shù)。而完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間（包括穩(wěn)定時(shí)間），則是轉(zhuǎn)換速率的倒數(shù)。第43頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一影響A/D轉(zhuǎn)換器技術(shù)指標(biāo)的主要因素工作電源電壓不穩(wěn)定；外接時(shí)鐘頻率不適合；環(huán)境溫度不適合；與其他器件的電特性不匹配，如負(fù)載過重等；外界有強(qiáng)干擾；印刷電路板布線不合理；第44頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一二、

A/D轉(zhuǎn)換器運(yùn)用要點(diǎn)一般來說，各種型號(hào)的A／D轉(zhuǎn)換芯片均設(shè)有數(shù)據(jù)輸出、啟動(dòng)轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換結(jié)束、控制等引腳。所以，A/D轉(zhuǎn)換器與MCS－51單片機(jī)的接口就是要處理好上述引腳的硬件連接問題。第45頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一1、數(shù)字量輸出線的連接

A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字量輸出線與單片機(jī)的連接方法與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)。對(duì)于內(nèi)部帶有三態(tài)鎖存數(shù)據(jù)輸出緩沖器的ADC(如ADC0809、AD574等)，可直接與單片機(jī)相連。對(duì)于內(nèi)部不帶鎖存器ADC，一般通過鎖存器或并行I/O接口與單片機(jī)相連。此外，隨著位數(shù)的不同，ADC與單片機(jī)的連接方法也不同。對(duì)于8位ADC，其數(shù)字輸出線可與8位單片機(jī)數(shù)據(jù)線對(duì)應(yīng)相接。對(duì)于8位以上的ADC，必須增加讀取控制邏輯，把8位以上的數(shù)據(jù)分兩次或多次讀取。第46頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一2、ADC啟動(dòng)方式

ADC開始轉(zhuǎn)換時(shí)，必須加一個(gè)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)，這一啟動(dòng)信號(hào)要由單片機(jī)提供。不同型號(hào)的ADC，對(duì)于啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)的要求也不同，一般分為脈沖啟動(dòng)和電平啟動(dòng)兩種。對(duì)于脈沖啟動(dòng)型ADC，只要給其啟動(dòng)控制端上加一個(gè)符合要求的脈沖信號(hào)即可，如ADC0809等。對(duì)于電平啟動(dòng)型ADC，當(dāng)把符合要求的電平加到啟動(dòng)控制端上時(shí)，立即開始轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換過程中，必須保持這一電平，否則會(huì)終止轉(zhuǎn)換的進(jìn)行。第47頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一3、轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)處理方法當(dāng)ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，ADC輸出一個(gè)轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志信號(hào)，通知單片機(jī)讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。單片機(jī)檢查判斷A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束的方法一般有中斷和查詢兩種。對(duì)于中斷方式，可將轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志信號(hào)接到單片機(jī)的中斷請(qǐng)求輸入線上或允許中斷的I/O接口的相應(yīng)引腳，作為中斷請(qǐng)求信號(hào)。對(duì)于查詢方式，可把轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志信號(hào)經(jīng)三態(tài)門送到單片機(jī)的某一位I/O口線上，作為查詢狀態(tài)信號(hào)。也可采用定時(shí)讀取的方式。第48頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4、時(shí)鐘信號(hào)的連接A/D轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)重要連接信號(hào)是時(shí)鐘，其頻率是決定芯片轉(zhuǎn)換速度的基準(zhǔn)。整個(gè)A/D轉(zhuǎn)換過程都是在時(shí)鐘的作用下完成的。A/D轉(zhuǎn)換時(shí)鐘的提供方法有兩種：一種是由芯片內(nèi)部提供(如AD574)，一般不需外加電路；另一種是由外部提供，有的用單獨(dú)的振蕩電路產(chǎn)生，更多的則把單片機(jī)輸出時(shí)鐘經(jīng)分頻后，送到A/D轉(zhuǎn)換器的相應(yīng)時(shí)鐘端。（如利用單片機(jī)的ALE信號(hào)，ALE頻率為單片機(jī)時(shí)鐘頻率的1／6）。第49頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一三、

A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809與單片機(jī)的接口主要性能為：分辨率為８位；精度：ADC0809小于±1LSB（ADC0808小于±1/2LSB）；單+5V供電，模擬輸入電壓范圍為0～＋5V；具有鎖存控制的８路輸入模擬開關(guān)；可鎖存三態(tài)輸出，輸出與TTL電平兼容；功耗為15mW；不必進(jìn)行零點(diǎn)和滿度調(diào)整；轉(zhuǎn)換速度取決于芯片外接的時(shí)鐘頻率。時(shí)鐘頻率范圍：10～1280KHz。典型值為時(shí)鐘頻率640KHz，轉(zhuǎn)換時(shí)間約為100μS。1．ADC0809芯片簡(jiǎn)介第50頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能第51頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一引腳介紹1、IN0～I(xiàn)N7，８路模擬量輸入端。2、D7～D0，８位數(shù)字量輸出端。3、ALE，地址鎖存允許信號(hào)輸入端。通常向此引腳輸入一個(gè)正脈沖時(shí)，可將三位地址選擇信號(hào)A、B、C鎖存于地址寄存器內(nèi)并進(jìn)行譯碼，選通相應(yīng)的模擬輸入通道。4、START，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸入端。一般向此引腳輸入一個(gè)正脈沖，上升沿復(fù)位內(nèi)部逐次逼近寄存器，下降沿后開始A/D轉(zhuǎn)換。5、CLK，時(shí)鐘信號(hào)輸入端。6、EOC，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出端。A/D轉(zhuǎn)換期間EOC為低電平，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后EOC為高電平。7、OE，輸出允許控制端，控制輸出鎖存器的三態(tài)門。當(dāng)OE為高電平時(shí)，轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)出現(xiàn)在D7～D0引腳。當(dāng)OE為低電平時(shí)，D7～D0引腳對(duì)外呈高阻狀態(tài)。8、C、B、A，８路模擬開關(guān)的地址選通信號(hào)輸入端，3個(gè)輸入端的信號(hào)為000～111時(shí)，接通IN0～I(xiàn)N7對(duì)應(yīng)通道。9、VR（＋）、VR（－）：分別為基準(zhǔn)電源的正、負(fù)輸入端。第52頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一2、ADC0809與單片機(jī)的接口通道IN0～I(xiàn)N7地址：7F00H～7F07H第53頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一例：對(duì)８路模擬信號(hào)輪流采樣一次，并依次把轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲(chǔ)到片內(nèi)RAM以30H為起始地址的連續(xù)單元中。MAIN：MOVR1，#30H；置數(shù)據(jù)區(qū)首地址MOVDPTR，#7F00H；指向０通道MOVR7，#08H；置通道數(shù)LOOP：MOVX@DPTR，A；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換HER：JBP3.3，HER；查詢A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束MOVXA，@DPTR；讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果MOV@R1，A；存儲(chǔ)數(shù)據(jù)INCDPTR；指向下一個(gè)通道INCR1；修改數(shù)據(jù)區(qū)指針DJNZR7，LOOP；８?jìng)€(gè)通道轉(zhuǎn)換完否？

…

…（1）、查詢方式第54頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一（2）、中斷方式

初始化程序：

ORG0000HLJMPMAINORG0013HLJMPPINT1ORG0030HMAIN:MOVR0，#30H ；設(shè)立數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)指針MOVR2，#08H ；設(shè)置8路采樣計(jì)數(shù)值SETBIT1；設(shè)置外部中斷1為邊沿觸發(fā)方式SETBEA ；CPU開放中斷SETBEX1 ；允許外部中斷1中斷MOVDPTR，#7F00H；送入口地址并指向IN0LOOP：MOVX@DPTR，A；啟動(dòng)A/D，A值無含義HERE：SJMPHERE ；等待中斷第55頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一中斷服務(wù)程序：PINT1:MOVXA，@DPTR ；讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量 MOV@R0，A ；存入片內(nèi)RAM單元 INCDPTR ；指向下一模擬通道 INCR0 ；指向下一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 DJNZR2，DONE ；8路未轉(zhuǎn)換完，則繼續(xù) CLREA ；已轉(zhuǎn)換完，則關(guān)中斷 CLREX1 ；禁止外部中斷0中斷 RETI ；中斷返回DONE：MOVX@DPTR，A ；再次啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換 RETI ；中斷返回第56頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一四、A/D轉(zhuǎn)換器AD574與單片機(jī)的接口

1．AD574芯片簡(jiǎn)介AD574是一種快速的12位A/D轉(zhuǎn)換芯片，片內(nèi)有兩片雙極型電路組成的28腳雙插直列式芯片，具備內(nèi)部時(shí)鐘電路，無需外接元器件就可獨(dú)立完成A/D轉(zhuǎn)換功能。即可實(shí)現(xiàn)12位變換，也可作快速的8位轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)可12位一次輸出，也可按8位、4位分兩次輸出。內(nèi)部設(shè)有三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。一次轉(zhuǎn)換時(shí)間為25μs。芯片引腳如下圖所示。第57頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一AD574的引腳圖

第58頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一AD574的引腳定義如下：

REFOUT：內(nèi)部參考電源輸出(+10V)；

REFIN：參考電壓輸入；

BIP：補(bǔ)償調(diào)整，調(diào)整ADC輸出的零點(diǎn)；

10VIN：±5V或0~10V模擬輸入；

20VIN：±10V或0~20V模擬輸入；

DB0~DB11：數(shù)字量輸出，高半字節(jié)為B8~DB11，低字節(jié)為DB0~DB7；

STS：工作狀態(tài)指示端。STS=1時(shí)表示轉(zhuǎn)換器正處于轉(zhuǎn)換狀態(tài)，STS返回到低電平時(shí)，表示轉(zhuǎn)換完畢。該信號(hào)可處理器作為中斷或查詢信號(hào)用；第59頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一12/-8：變換輸出字長(zhǎng)選擇控制端，在輸入為高電平時(shí)，變換字長(zhǎng)輸出為12位，在低電平時(shí)，按8位輸出；

-CS、CE：片選信號(hào)。當(dāng)CS=0、CE=1同時(shí)滿足時(shí)，AD574才能處于工作狀態(tài)。

R／-C：數(shù)據(jù)讀出和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)控制；

A0：字節(jié)地址控制。它有兩個(gè)作用，在啟動(dòng)AD574(R/C=0)時(shí)，用來控制轉(zhuǎn)換長(zhǎng)度。A=0時(shí)，按完整的12位A/D轉(zhuǎn)換方式工作，A=1時(shí)，則按8位A/D轉(zhuǎn)換方式工作。在AD574處于數(shù)據(jù)讀出工作狀態(tài)(R/-C=1)時(shí)，A0和12/8成為輸出數(shù)據(jù)格式控制。DGND：數(shù)字公共端（數(shù)字地）AGND：模擬公共端（模擬地）第60頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一AD574控制信號(hào)狀態(tài)表

CECSR/C12/8A0功能說明100×012位轉(zhuǎn)換100×18位轉(zhuǎn)換101+5V×12位輸出101地0高8位輸出101地1低4位輸出第61頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一2．AD574模擬輸入電路的極性選擇AD574的模擬輸入電路

(a)單極性輸入；(b)雙極性輸入第62頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一3．AD574與MCS-51單片機(jī)的接口由于AD574有內(nèi)部時(shí)鐘，故無需外加時(shí)鐘信號(hào)。當(dāng)AD574與8031單片機(jī)接口時(shí)，由于AD574輸出12位數(shù)碼，所以單片機(jī)讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果需分兩次進(jìn)行：先高8位、后低4位。在電路連接上AD574的12／-8引腳接地，高8位數(shù)據(jù)線接單片機(jī)數(shù)據(jù)線，低4位數(shù)據(jù)線接單片機(jī)的低4位數(shù)據(jù)線。A0＝0時(shí)讀取高8位，A0＝1時(shí)讀取低4位。第63頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一AD574與MCS–51單片機(jī)接口電路

第64頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4．轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)舉例設(shè)要求AD574進(jìn)行12位轉(zhuǎn)換，單片機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)換結(jié)果讀入，高8位和低4位分別存于片內(nèi)RAM的31H和30H單元。電路接口如上圖，采用查詢方式。啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換：使CE=1，/CS=0，R/-C=0，A0=0；SYS＝1時(shí)，處轉(zhuǎn)換狀態(tài)，SYS＝0時(shí)轉(zhuǎn)換完畢。讀取12位轉(zhuǎn)換結(jié)果：CE=1，/CS=0，R/-C=1，A0=0，讀取高8位；CE=1，/CS=0，R/-C=1，A0=1，讀取低4位；程序如下：

第65頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一ADTRANS：MOVR0，#7CH ；7CH地址使AD574的;CS=0、A0=0、R/C=0MOVR1，#31H；R1指向轉(zhuǎn)換結(jié)果的送存單元地址MOVX@R0，A；產(chǎn)生有效的WR信號(hào)，啟動(dòng)AD574為 ；12位工作方式MOVA，P1；讀P1口，檢測(cè)STS的狀態(tài)WAIT：ANLA，#01HJNZWAIT；轉(zhuǎn)換未結(jié)束，等待。 INCR0 ；使CS=0、A0=0、R/C=1，為按雙字節(jié)；讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，并讀高字節(jié)第66頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一MOVXA，@R0；讀取高8位轉(zhuǎn)換結(jié)果MOV@R1，A；送存高8位轉(zhuǎn)換結(jié)果DECR1 ；R1指向低4位轉(zhuǎn)換結(jié)果存放單元地址INCR0INCR0 ；(R0)=7FH，使CS=0、A0=1、R/C=1，；為讀低字節(jié)MOVXA，@R0；讀取低4位轉(zhuǎn)換結(jié)果ANLA，#0FH；只取低4位結(jié)果MOV@R1，A ；送存低4位結(jié)果RET第67頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一§8.4D/A轉(zhuǎn)換器接口

一、D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo) 將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的器件稱為模／數(shù)轉(zhuǎn)換器（DAC）主要技術(shù)指標(biāo)有：1、分辨率

分辨率是指輸入數(shù)字量的最低有效位（LSB）發(fā)生變化時(shí)，所對(duì)應(yīng)的輸出模擬量（常為電壓）的變化量。它反映了輸出模擬量的最小變化值。

如對(duì)于5V的滿量程，采用８位的DAC時(shí)，分辨率為5V/256＝19.5mV；當(dāng)采用12位的DAC時(shí)，分辨率則為5V/4096＝1.22mV。顯然，位數(shù)越多分辨率就越高。（也可用有效位數(shù)來給出分辨率）第68頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一2、轉(zhuǎn)換精度指滿量程時(shí)DAC的實(shí)際模擬輸出值和理論值的接近程度。3、偏移量誤差

偏移量誤差是指輸入數(shù)字量為零時(shí)，輸出模擬量對(duì)零的偏移值。第69頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4、建立時(shí)間建立時(shí)間是描述D/A轉(zhuǎn)換速率快慢的一個(gè)重要參數(shù)。一般所指的建立時(shí)間是輸入數(shù)字量變化后，模擬輸出量達(dá)到終值誤差±LSB/2(最低有效位)時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間。根據(jù)建立時(shí)間的長(zhǎng)短，把D/A轉(zhuǎn)換器分成以下幾擋：超高速<100ns較高速100ns~1μs高速1~10μs中速10~100μs低速≥100μs第70頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一二、

D/A轉(zhuǎn)換器運(yùn)用要點(diǎn)選擇D/A轉(zhuǎn)換芯片時(shí)，主要要考慮芯片的性能、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用特性。在性能上必須滿足D/A轉(zhuǎn)換的技術(shù)要求；在結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特性上應(yīng)滿足接口方便、外圍電路簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等要求。第71頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一1、D/A轉(zhuǎn)換芯片主要性能指標(biāo)的選擇

D／A轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)在芯片的器件手冊(cè)上都會(huì)給出。在選擇時(shí)主要考慮的是轉(zhuǎn)換精度（常用位數(shù)表示，如8位、12位等）和轉(zhuǎn)換時(shí)間。2、D/A轉(zhuǎn)換芯片輸出特性

D／A轉(zhuǎn)換器的輸出形式有電壓輸出和電流輸出兩種形式。目前多數(shù)并行接口的D／A轉(zhuǎn)換器件均為電流輸出型，要得到電壓輸出一般要通過電阻負(fù)載或運(yùn)算放大器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。第72頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一3、鎖存特性及轉(zhuǎn)換控制

D／A轉(zhuǎn)換器對(duì)數(shù)字輸入量輸入是否具有鎖存功能將直接影響與CPU的接口設(shè)計(jì)。如果D／A轉(zhuǎn)換器沒有輸入鎖存器，通過CPU數(shù)據(jù)總線傳送數(shù)字量時(shí)，必須外加鎖存器，否則只能通過具有輸出鎖存功能的I/O口給D／A送入數(shù)字量。有些D／A轉(zhuǎn)換器并不是對(duì)鎖存輸入的數(shù)字量立即進(jìn)行D／A轉(zhuǎn)換，而是只有在外部施加了轉(zhuǎn)換控制信號(hào)后才開始轉(zhuǎn)換和輸出。第73頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4、參考源

D／A轉(zhuǎn)換中，參考電壓源是唯一影響輸出結(jié)果的模擬參量，是D/A轉(zhuǎn)換接口中的重要電路，對(duì)接口電路的工作性能、電路的結(jié)構(gòu)有很大影響。一般要考慮采用低漂移精密參考電壓源。有時(shí)為了方便地改變輸出模擬電壓的范圍和極性時(shí)，需要配置相應(yīng)的參考電壓源。第74頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一三、D/A轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口1.不帶數(shù)據(jù)鎖存器的D/A轉(zhuǎn)換器的接口方法對(duì)于這類D/A轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口連接，只需在D/A轉(zhuǎn)換器輸入端外加一個(gè)鎖存器即可。MC1408是一個(gè)不帶鎖存器的8位D/A轉(zhuǎn)換器，圖8-17是MC1408與89C51的接口連線圖。第75頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一圖8-17不帶數(shù)據(jù)鎖存器的D/A轉(zhuǎn)換器與AT89C51的連接圖第76頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一由于MC1408不帶數(shù)據(jù)鎖存器，所以用一片片外鎖存器74LS273作為具有數(shù)據(jù)鎖存的并行輸出口，其輸出端與MC1408的輸入端相連，用2.5V的AD580作為D/A的參考電壓源。第77頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一MC1408的輸出外接一個(gè)運(yùn)放，目的是由電流型轉(zhuǎn)換為電壓型的輸出，用RBP選擇輸出電壓的極性：若連上RBP，輸出電壓是雙極性的；若斷開RBP，則輸出電壓是單極性的。第78頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

根據(jù)圖8-17中的連接方法，選通74LS273的口地址為FEH，以下三條指令就能實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換。MOVA，#NN ；NN為待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量MOVR0，#0FEH ；送口地址MOVX@R0，A ；輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)執(zhí)行MOVX指令，即產(chǎn)生信號(hào)，將鎖存在74LS273中的數(shù)據(jù)輸出到MC1408，立即進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換。第79頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一以下程序可以產(chǎn)生連續(xù)的鋸齒波。 MOV R0，#0FEH MOV A，#00H；置轉(zhuǎn)換初值LOOP：MOVX@R0，A ；啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換 INCA ；轉(zhuǎn)換值加1 AJMP LOOP第80頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一2.帶數(shù)據(jù)鎖存器的D/A轉(zhuǎn)換器的接口方法1)?DAC0832特性與結(jié)構(gòu)

DAC0832是使用非常普遍的８位D/A轉(zhuǎn)換器，由于其片內(nèi)有輸入數(shù)據(jù)鎖存器，故可以直接與單片機(jī)接口。DAC0832以電流形式輸出，當(dāng)需要轉(zhuǎn)換為電壓輸出時(shí)，可外接運(yùn)算放大器。屬于該系列的芯片還有DAC0830、DAC0831，它們可以相互代換。DAC0832主要特性：分辨率８位；電流建立時(shí)間１μS；數(shù)據(jù)輸入可采用雙緩沖、單緩沖或直通方式；輸出電流線性度可在滿量程下調(diào)節(jié)；邏輯電平輸入與TTL電平兼容；單一電源供電（＋5V～＋15V）；低功耗，20mＷ。

第81頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一DAC0832具有兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)寄存器的8位DAC，分辨率為8位，電流穩(wěn)定時(shí)間1μs，可采用單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)字輸入工作方式，轉(zhuǎn)換結(jié)果為電流型，它能直接與51系列單片機(jī)接口。DAC0809是單一電源供電(＋5V～＋15V)，低功耗。圖8-18是DAC0832的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)圖。第82頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一圖8-18DAC0832的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖/LEX=1（X=1、2）：寄存器數(shù)據(jù)直通。/LEX=0（X=1、2）：寄存器數(shù)據(jù)鎖存。第83頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一圖8-19DAC0832的引腳圖第84頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一2)?DAC0832引腳功能介紹(1)?DI0～DI7：數(shù)據(jù)輸入線。(2)?ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許端，高電平有效。(3)/CS：輸入寄存器選擇信號(hào)端，低電平有效。(4)/W