半導(dǎo)體存儲(chǔ)器及其應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)使用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器作為主存儲(chǔ)器

第七章

8051單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展與接口技術(shù)

第一節(jié)

8051單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展概述第二節(jié)

單片機(jī)外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展第三節(jié)單片機(jī)輸入輸出〔I/O〕口擴(kuò)展及應(yīng)用第四節(jié)

LED顯示器接口電路及顯示程序第五節(jié)

單片機(jī)鍵盤(pán)接口技術(shù)第六節(jié)單片機(jī)與數(shù)模〔D／A〕及模數(shù)〔A／D〕轉(zhuǎn)換一．半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類(lèi)第一節(jié)

8051單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展概述一、總線1、地址總線〔AddressBus，簡(jiǎn)寫(xiě)為AB〕2、數(shù)據(jù)總線〔DataBus，簡(jiǎn)寫(xiě)為DB〕3、控制總線〔ControlBus，簡(jiǎn)寫(xiě)為CB〕總線3、控制總線〔ControlBus，簡(jiǎn)寫(xiě)為CB〕控制總線實(shí)際上就是一組控制信號(hào)線，包括單片機(jī)發(fā)出的，以及從其它部件送給單片機(jī)的各種控制或聯(lián)絡(luò)信號(hào)。對(duì)于一條控制信號(hào)線來(lái)說(shuō)，其傳送方向是單向的，但是由不同方向的控制信號(hào)線組合的控制總線那么表示為雙向的?？偩€結(jié)構(gòu)形式大大減少了單片機(jī)系統(tǒng)中連接線的數(shù)目，提高了系統(tǒng)的可靠性，增加了系統(tǒng)的靈活性。此外，總線結(jié)構(gòu)也使擴(kuò)展易于實(shí)現(xiàn)，各功能部件只要符合總線標(biāo)準(zhǔn)，就可以很方便地接入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)擴(kuò)展。1、地址總線〔AddressBus，簡(jiǎn)寫(xiě)為AB〕地址總線可傳送單片機(jī)送出的地址信號(hào)，用于訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器單元或I/O端口。A地址總線是單向的，地址信號(hào)只是由單片機(jī)向外發(fā)出。B地址總線的數(shù)目決定了可直接訪問(wèn)的存儲(chǔ)器單元的數(shù)目。例如N位地址，可以產(chǎn)生2N個(gè)連續(xù)地址編碼，因此可訪問(wèn)2N個(gè)存儲(chǔ)單元，即通常所說(shuō)的尋址范圍為2N個(gè)地址單元。MCS—51單片機(jī)有十六位地址線，因此存儲(chǔ)器展范圍可達(dá)216=64KB地址單元。C掛在總線上的器件，只有地址被選中的單元才能與CPU交換數(shù)據(jù)，其余的都暫時(shí)不能操作，否那么會(huì)引起數(shù)據(jù)沖突。2、數(shù)據(jù)總線〔DataBus，簡(jiǎn)寫(xiě)為DB〕數(shù)據(jù)總線用于在單片機(jī)與存儲(chǔ)器之間或單片機(jī)與I/O端口之間傳送數(shù)據(jù)。A單片機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的位數(shù)與單片機(jī)處理數(shù)據(jù)的字長(zhǎng)一致。例如MCS—51單片機(jī)是8位字長(zhǎng)，所以數(shù)據(jù)總線的位數(shù)也是8位。B數(shù)據(jù)總線是雙向的，即可以進(jìn)行兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)傳送。二、單片機(jī)總線構(gòu)成MCS—51單片機(jī)的P0口，是一個(gè)地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用口。即在某些時(shí)鐘周期時(shí)，P0口傳送低八位地址，這時(shí)ALE為高電平有效；而在其它時(shí)鐘周期時(shí)傳送數(shù)據(jù)，這時(shí)ALE為無(wú)效的低電平。利用P0口輸出低八位地址和ALE同時(shí)有效的條件，即可用鎖存器〔74LS373〕把低八位地址鎖存下來(lái)。所以系統(tǒng)的低八位地址是從鎖存器輸出端送出的.而P0口本身那么又可直接傳送數(shù)據(jù)。高八位地址總線那么是直接由P2口組成的。CPU的每一條控制信號(hào)引腳的組合，即構(gòu)成了控制總線。8位地址鎖存器74LS373、8282例:程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展第二節(jié)

單片機(jī)外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展7-2-1

隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器RAM7-2-2

只讀存儲(chǔ)器ROM7-2-3

存儲(chǔ)器的連接DRAM動(dòng)態(tài)RAM：使用電容作存儲(chǔ)元件，需要刷新電路。集成度高，反響快，功耗低，但需要刷新電路。7-2-1

隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器(RAM) 存儲(chǔ)器中的信息可讀可寫(xiě)，但失電后會(huì)喪失信息。1.雙極型：由TTL電路組成根本存儲(chǔ)單元，存取速度快。(((((SRAM：靜態(tài)RAM。存儲(chǔ)單元使用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，可帶電信息可長(zhǎng)期保存。7-2-1-1常見(jiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器－靜態(tài)RAMIntel6116、6264INTEL公司62系列MOS型靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器產(chǎn)品有：6264，62128，62256，62512等。6264是容量為8K×8位的靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器芯片，6116的容量?jī)H2K×8位注意存儲(chǔ)容量的計(jì)算7-2-2 只讀存儲(chǔ)器〔ROM〕工作時(shí)，ROM中的信息只能讀出，要用特殊方式寫(xiě)入(固化信息)，失電后可保持信息不喪失。1.掩膜ROM：不可改寫(xiě)ROM由生產(chǎn)芯片的廠家固化信息。在最后一道工序用掩膜工藝寫(xiě)入信息，用戶(hù)只可讀。2.PROM：可編程ROM用戶(hù)可進(jìn)行一次編程。存儲(chǔ)單元電路由熔絲相連，當(dāng)參加寫(xiě)脈沖，某些存儲(chǔ)單元熔絲熔斷，信息永久寫(xiě)入，不可再次改寫(xiě)。7-2-2 只讀存儲(chǔ)器〔ROM〕3.EPROM：可擦除PROM用戶(hù)可以屢次編程。編程加寫(xiě)脈沖后，某些存儲(chǔ)單元的PN結(jié)外表形成浮動(dòng)?xùn)?，阻擋通路，?shí)現(xiàn)信息寫(xiě)入。用紫外線照射可驅(qū)散浮動(dòng)?xùn)?，原有信息全部擦除，便可再次改?xiě)。4.EEPROM：可電擦除PROM既可全片擦除也可字節(jié)擦除，可在線擦除信息，又能失電保存信息，具備RAM、ROM的優(yōu)點(diǎn)。但寫(xiě)入時(shí)間較長(zhǎng)。

7-2-2-1常見(jiàn)程序存儲(chǔ)器-EPROMINTEL公司只讀存儲(chǔ)器芯片〔EPROM〕的產(chǎn)品有：2716，2732，2764，27128，27256，27512等。2764具有8K〔1024×8〕字節(jié)容量，共需要有13根地址線〔213=8192〕A12—A0進(jìn)行尋址，加上8條數(shù)據(jù)線D7—D0、一條片選信號(hào)線CE、一條數(shù)據(jù)輸出選通線OE、一條編程電源線Vpp及編程脈沖輸入線PGM，另外有一條正電源線UCC及接地線GND，其第26號(hào)引腳為NC，使用時(shí)應(yīng)接高電平。在非編程狀態(tài)時(shí)UPP及PGM端應(yīng)接高電平。其中片選信號(hào)為保證多片存貯系統(tǒng)中地址的正確選擇，數(shù)據(jù)輸出選通線保證時(shí)序的配合，編程電源線及編程脈沖輸入線可實(shí)現(xiàn)程序的電編程。注意容量計(jì)算，系列數(shù)字27后面的數(shù)據(jù)除以8即為該芯片的K數(shù)。如：27256為32K容量。7-2-2-2常見(jiàn)程序存儲(chǔ)器-EEPROM2816、2817、28647-2-3-1存儲(chǔ)器與單片機(jī)的連接存儲(chǔ)器與微型機(jī)三總線的一般連接方法和存儲(chǔ)器讀寫(xiě)時(shí)序。1.數(shù)據(jù)總線與地址總線為兩組獨(dú)立總線。

DB0～n

AB0～ND0～nA0～N

ABN+1CSR/WR/W微型機(jī)存儲(chǔ)器DB0～n地址輸出數(shù)據(jù)有效數(shù)據(jù)采樣R/WAB0～N

7-2-3

存儲(chǔ)器的連接通常把擴(kuò)展的ROM稱(chēng)之為外部ROM，把擴(kuò)展RAM稱(chēng)之為外部RAM。7-2-3-1

存儲(chǔ)器與單片機(jī)的連接2.微型機(jī)復(fù)用總線結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)與地址分時(shí)共用一組總線。單片機(jī)

AD0～n

ALER/WD0～nA0～nR/W存儲(chǔ)器Di

QiG地址鎖存器ALE地址鎖存地址鎖存地址輸出數(shù)據(jù)有效地址輸出數(shù)據(jù)有效AD0～n數(shù)據(jù)采樣數(shù)據(jù)采樣R/W8位地址鎖存器74LS373、8282MCS—51單片機(jī)的P0口，是一個(gè)地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用口。即在某些時(shí)鐘周期時(shí)，P0口傳送低八位地址，這時(shí)ALE為高電平有效；而在其它時(shí)鐘周期時(shí)傳送數(shù)據(jù)，這時(shí)ALE為無(wú)效的低電平。利用P0口輸出低八位地址和ALE同時(shí)有效的條件，即可用鎖存器〔74LS373〕把低八位地址鎖存下來(lái)。所以系統(tǒng)的低八位地址是從鎖存器輸出端送出的.而P0口本身那么又可直接傳送數(shù)據(jù)。高八位地址總線那么是直接由P2口組成的。CPU的每一條控制信號(hào)引腳的組合，即構(gòu)成了控制總線。MCS-51用于擴(kuò)展存儲(chǔ)器的外部總線信號(hào)：P0.0～0.7： 8位數(shù)據(jù)和低8位地址信號(hào)，復(fù)用總線AD0～7。P2.0～2.7： 高8位地址信號(hào)AB8～15ALE： 地址鎖存允許控制信號(hào)PSEN： 片外程序存儲(chǔ)器讀控制信號(hào)RD： 片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀控制信號(hào)WR： 片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)控制信號(hào)EA： 程序存儲(chǔ)器選擇7-2-3-2 存儲(chǔ)器與單片機(jī)的連接實(shí)例7-2-3-2 存儲(chǔ)器與單片機(jī)的連接實(shí)例一.擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器電路：8031擴(kuò)展2KBEPROMIntel2716常用EPROM芯片：Intel2716(2K×8位)、2732(4KB)、2764(8KB)、27128(16KB)、27256(32KB)、27512(64KB)。8051擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器2764二.擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器電路：常用EPROM芯片：Intel6116(2KB)、6264(8KB)、62256(32KB)。8031擴(kuò)展2KBRAMIntel61168051擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器器6264注意關(guān)于地址重疊四.單片機(jī)擴(kuò)展存儲(chǔ)器實(shí)用電路單片機(jī)連接8KBEPROM2764和8KBRAM6264各一片7-2-3-3存儲(chǔ)器芯片的擴(kuò)充用多片存儲(chǔ)器芯片組成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所要求的存儲(chǔ)器系統(tǒng)。要求擴(kuò)充后的存儲(chǔ)器系統(tǒng)引出線符合微型計(jì)算機(jī)機(jī)的總線結(jié)構(gòu)要求。一.擴(kuò)充存儲(chǔ)器位數(shù)例用2K×8位存儲(chǔ)器芯片組成2K×16位存儲(chǔ)器系統(tǒng)。例三片8KB的存儲(chǔ)器芯片組成24KB容量的存儲(chǔ)器。確定各存儲(chǔ)器芯片的地址空間：D0～7R/WCEA0～12D0～7R/WCE1A0～12CE2D0～7R/WCEA0～12D0～7R/WCEA0～12CE3ⅠⅡⅢ設(shè)CE1、CE2、CE3分別連接微型機(jī)的高位地址總線AB13、AB14、AB15 ABi15141312

1110987654

3210～15141312

111098

7654

3210 Ⅰ：1100000000000000～1101111111111111=C000H～DFFFHⅡ：1010000000000000～1011111111111111=A000H～BFFFHⅢ：0110000000000000～0111111111111111=6000H～7FFFH掌握要點(diǎn)什么情況下需要擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器?鎖存器的作用,何時(shí)需要,如何應(yīng)用連線?數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量計(jì)算及其與地址線的關(guān)系?程序存儲(chǔ)器容量計(jì)算及其與地址線的關(guān)系?EA腳的作用?程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)的連線,特別是控制線?數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)的連線,特別是控制線?程序存儲(chǔ)器地址重疊問(wèn)題第三節(jié)單片機(jī)輸入輸出〔I/O〕口擴(kuò)展及應(yīng)用§概述一、I/O接口電路把CPU與外設(shè)連接起來(lái)的電路。二、CPU與外設(shè)之間通過(guò)I/O口交換的信息1、數(shù)據(jù)信息2、控制信息3、狀態(tài)信息

三、I/O接口的作用

消除CPU與外設(shè)之間的差異。1、速度協(xié)調(diào)?！?〕數(shù)據(jù)鎖存?！?〕三態(tài)緩沖。2、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。3、電平轉(zhuǎn)換。四、數(shù)據(jù)交換的方式1、無(wú)條件傳送方式定時(shí)的簡(jiǎn)單外設(shè)。2、條件傳送方式〔查詢(xún)方式〕定時(shí)未知的中低外設(shè)。3、中斷方式4、DMA方式五、通信方式主機(jī)與外設(shè)之間信息交換稱(chēng)為通信。1、并行通信數(shù)據(jù)的各位同時(shí)傳送，并行接口實(shí)現(xiàn)。2、串行通信數(shù)據(jù)的各位分時(shí)一位一位順序傳送，串行接口實(shí)現(xiàn)。六、I/O接口的編址方式1、統(tǒng)一編址方式外部I/O接口與外部RAM統(tǒng)一編址，共用一個(gè)地址空間。用訪問(wèn)外部RAM的指令MOVX訪問(wèn)外部I/O口。2、獨(dú)立編址方式外部I/O接口有獨(dú)立的地址空間，有專(zhuān)用的I/O接口輸入/輸出指令。第三節(jié)單片機(jī)輸入輸出〔I/O〕口擴(kuò)展及應(yīng)用7-3-1單片機(jī)簡(jiǎn)單I/O口應(yīng)用及擴(kuò)展7-3-28155作單片機(jī)的I/O擴(kuò)展一、8155引腳RESET：復(fù)位信號(hào)線，高電平有效。CE：片選端，低電平有效。該端加一低電平時(shí)，芯片被選中，可以與單片機(jī)交換信息。AD7─AD0：三態(tài)地址/數(shù)據(jù)總線，分時(shí)傳送8位地址信號(hào)和數(shù)據(jù)號(hào)。ALE：地址鎖存器啟用信號(hào)線，高電平有效，其有效信號(hào)可將AD7─AD0的地址信號(hào)、以及片選信CE，IO/M信號(hào)鎖存起來(lái)。

IO/M：I/O口和RAM選擇信號(hào)線，高電平選擇I/O口，低電平選擇RAM。RD：讀信號(hào)線，低電平有效，當(dāng)片選信號(hào)與RD有效時(shí)，此時(shí)如果IO/M為低電平，那么RAM的內(nèi)容讀至AD7─AD0；如果IO/M為高電平，那么選中的I/O口的內(nèi)容讀到AD7─AD0。TIN：定時(shí)/計(jì)數(shù)器輸入信號(hào)線，定時(shí)/計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖由此輸入。TOUT：定時(shí)/計(jì)數(shù)器輸出信號(hào)線，輸出信號(hào)為方波還是脈沖那么由定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式而定。VCC：電源線，接＋5V直流電源。VSS：接地線。WR：寫(xiě)信號(hào)線，低電平有效，當(dāng)片選信號(hào)和WR信號(hào)有效時(shí)，AD7─AD0上的數(shù)據(jù)將根據(jù)IO/M的極性寫(xiě)入RAM或I/O口中PB7─PB0：端口B的輸入輸出信號(hào)線，通用的8位I/O口，輸入/輸出方向通過(guò)命令/狀態(tài)存放器的編程來(lái)選擇。PC5─PC0：端口C的輸入/輸出線，6位可編程I/O口，也可用作A和B的控制信號(hào)線，通過(guò)對(duì)命令/狀態(tài)存放器編程來(lái)選擇。PA7─PA0：輸入/輸出口A的信號(hào)線，通用8位I/O口，輸入/輸出的方向通過(guò)對(duì)命令/狀態(tài)存放器的編程來(lái)選擇。二、結(jié)構(gòu)地址（AD7—AD0）A7A6A5A4A3A2A1A0寄存器XXXXX000XXXXX001XXXXX010XXXXX011XXXXX100XXXXX101*內(nèi)部命令/狀態(tài)寄存器A口（PA7—PA0）B口（PB7—PB0）C口（PC5—PC0）定時(shí)器低8位定時(shí)器高6位和2位計(jì)時(shí)器方式位三、8155的RAM和I/O口尋址8155在8051系統(tǒng)中的RAM和I/O口是按外部存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址的,為16位地址。其高8位提供和輸入信號(hào)。低8位地址由8051的P0口送到8155芯片地址線AD0~AD7確定。當(dāng)為0時(shí)，單片機(jī)對(duì)8155RAM讀/寫(xiě)，RAM低8位編址為00H~FFH；當(dāng)為1時(shí)，單片機(jī)對(duì)I/O口進(jìn)行讀寫(xiě)，8155內(nèi)部I/O及定時(shí)器的低8位編址如表四、8155存放器8155內(nèi)部共有7個(gè)存放器，其中命令存放器〔只寫(xiě)〕和狀態(tài)存放器〔只讀〕共用一個(gè)地址XXXXX000B，故稱(chēng)命令/狀態(tài)存放器，由讀寫(xiě)指令來(lái)區(qū)別，定時(shí)器存放器的高8位和低8位各有其地址，XXXXX101B和XXXXX100B1命令存放器〔COMMAND，只寫(xiě)〕可以把一個(gè)命令寫(xiě)入XXXXX000B地址中改變命令存放器的內(nèi)容實(shí)現(xiàn)編程，即控制I/O接口的工作方式和數(shù)據(jù)流向。工作方式控制字的格式及功能如下圖2狀態(tài)存放器〔STATUS,只讀〕狀態(tài)存放器和命令存放器的地址相同，當(dāng)讀地址XXXXX000B的內(nèi)容時(shí)，那么可查詢(xún)I/O口和定時(shí)/計(jì)數(shù)器的狀態(tài)。狀態(tài)存放器中各位的意義如表所示：D7D6D5D4D3D2D1D0—TIMERINTEBBFBINTRBINTEABFAINTRA6定時(shí)/計(jì)數(shù)器8155片內(nèi)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器是一個(gè)14位的減法計(jì)數(shù)器，另外兩位是用于確定輸出方式。因此它是兩個(gè)8位存放器。低8位地址為XXXXX100B和高8位地址為XXXXX101B。計(jì)數(shù)初值由程序預(yù)置，每次預(yù)置一個(gè)字節(jié)，該存放器的0—13位規(guī)定了下一次計(jì)數(shù)的長(zhǎng)度，14、15位規(guī)定了定時(shí)/計(jì)數(shù)器的輸出方式，該存放器的定義如表所示。M2M1T13T12T11T10T9T8T7T6T5T4T3T2T1T0輸出方式計(jì)數(shù)長(zhǎng)度高6位計(jì)數(shù)長(zhǎng)度低8位兩個(gè)存放器有雙重作用，在寫(xiě)操作時(shí)，可送入定時(shí)常數(shù)和輸出方式的指令；在讀操作時(shí)，可把定時(shí)/計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值和方式位讀出。上述讀寫(xiě)均要分兩次傳送進(jìn)行。對(duì)定時(shí)器編程首先要計(jì)數(shù)常數(shù)和定時(shí)器的方式字送入地址口04H和05H。定時(shí)常數(shù)范圍：2H~3FFFH。定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)和停止命令送命令存放器〔00H〕的最高位。定時(shí)/計(jì)數(shù)器是遞減計(jì)數(shù)器，定時(shí)/計(jì)數(shù)器對(duì)TIN端的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，并在到達(dá)最后計(jì)數(shù)值〔TC〕終值時(shí)給出一個(gè)方波或脈沖。高字節(jié)存放器中的M1和M2是輸出波形控制位。波形如下圖。五、8155的使用1、作片外256字節(jié)RAM2、作擴(kuò)展I/O口使用3、作定時(shí)器擴(kuò)展用IO/M腳接低電平，8155作片外RAM用，地址高8位接片選端CE和IO/M端，低8位為00H~FFH，與其它片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址。IO/M腳接高電平，8155作擴(kuò)展I/O口用，此時(shí)PA、PB、PC口的口地址低等位分別為01H、02H、03H〔設(shè)無(wú)關(guān)位為0〕。I/O方式的選擇是對(duì)命令存放器〔命令口〕設(shè)定命令控制字。定時(shí)器的方式選擇定時(shí)器的編程六、MCS—51芯片和8155的連接和編程1、連接方法2、8155軟件設(shè)下例中按上圖連接課本例子現(xiàn)用8155作為外部256個(gè)RAM擴(kuò)展及六位LED顯示器接口電路，要求外部RAM地址范圍是0200H－02FFH；A口輸出，作為L(zhǎng)ED顯示器八位段控輸出口，地址是0301H；C口輸出，作為六位LED的位控輸出口，地址是0303H，試設(shè)計(jì)硬件電路并寫(xiě)出初始化程序。解：由題意可得硬件電路如7─19所示：由圖可得：P2.1=1，CE=0時(shí)芯片選中；P2.0=0，選中RAM單元；P2.0=1，選中I/O口。顯然地址信號(hào)在0200H—02FFH范圍內(nèi)可選中8155中256個(gè)RAM單元?！睵2.1P2.0=10，A7─A0從00000000—11111111B變化〕，8155中六個(gè)I/O地址如下：

又根據(jù)題意可得8155控制字如下：初始化程序如下：MOVDPTR，#0300H ；指向命令存放器地址。MOVA，#05H ；控制字送A。MOVX@DPTR，A ；控制字送命令存放器?！っ顮顟B(tài)存放器地址：0300H〔P2.1，P2.0=11，A2A1A0=000〕口A地址：0301H〔P2.1，P2.0=11，A2A1A0=001〕口C地址：0303H〔P2.1，P2.0=11，A2A1A0=011〕第四節(jié)LED顯示器接口電路及顯示程序一．LED顯示器工作原理LED顯示器用于顯示工業(yè)控制參數(shù)、過(guò)程狀態(tài)。1.LED數(shù)碼管 共陰極LED和共陽(yáng)極LED當(dāng)LED字段引線與數(shù)據(jù)線連接，每個(gè)顯示字形對(duì)應(yīng)一個(gè)字形碼。COM

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cdhabhD7D6D5D4D3D2D1D0hgfedcba

abhCOM二、LED顯示器與單片機(jī)的接口電路顯示多位數(shù)據(jù)的兩種電路：1．靜態(tài)顯示2．動(dòng)態(tài)顯示多位LED共用一個(gè)8位字段口，各位LED公共端用字位口控制，掃描輸出顯示不同字形。每個(gè)LED需要一個(gè)8位并行口

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abhCOMCOMhCOMD7…D1D0D0D1D2hbbhCOMafbge

cdhaaba例：8155接6位LED動(dòng)態(tài)顯示三、顯示程序任務(wù)：1.設(shè)置顯示緩沖區(qū)，存放待顯示數(shù)據(jù)和字符〔位置碼〕。2.顯示譯碼：程序存儲(chǔ)器中建立字形碼常數(shù)表，查表得出對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)和字符的字形碼。3.輸出顯示：輸出字形碼到顯示端口。COM

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對(duì)應(yīng)字位線：D0D1D2D3D4D51、顯示緩沖區(qū)與多位LED對(duì)應(yīng)關(guān)系：例： MOVDPTR，#WTAB；指向字形碼表首地址 MOVA，@R0 ；取顯示緩沖區(qū)中數(shù)據(jù) MOVCA，@A+DPTR；查表顯示譯碼 MOVP1，A ；輸出顯示 … WTAB： DB 3FH，06H，5BH；字形碼表 … 2、譯碼3、顯示程序：DIS：MOVR0，#7AH ；指向顯示緩沖區(qū)起始單元 MOVR3，#01H ；字位碼初值→R3 MOV A，R3 ；取字位碼DLP：MOVDPTR，#PAAR；指向字位口(PA口) MOVX@DPTR，A ；輸出字位碼，顯示其中1位 MOV A，@R0 ；取一個(gè)顯示數(shù)據(jù) ADD A，#0CH ；查表偏移量 MOVCA，@A+PC ；取出字形碼 INC DPTR ；指向字段口(PB口) MOVX@DPTR，A ；輸出字形碼 ACALLDLY1MS ；延時(shí)1ms INC R0 ；指向顯緩區(qū)下一單元 MOV A，R3 ；修改字位碼 RL A ；顯示下一位 MOV R3，A JNB ACC.6，DLP；未顯示到最右邊LED，繼續(xù)顯示 RET ；全部掃描一遍，結(jié)束DTAB：DB0C0H，0F9H，0A4H；字形表,共陽(yáng)極LED DB0B0H，99H， DLY1MS：… ；延時(shí)1ms子程序課本例子1.建立顯示緩沖區(qū)通常在內(nèi)部RAM中開(kāi)辟顯示緩沖區(qū)，顯緩區(qū)單元個(gè)數(shù)與LED位數(shù)相同。例如對(duì)六位LED顯示器，可設(shè)顯示緩沖區(qū)單元為79H─7EH，對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：顯示緩沖區(qū)中可按顯示次序放入所顯示字符的編碼，或直接放入所顯示的字符，然后再通過(guò)查字形代碼表找出相應(yīng)字符編碼作為段控碼送LED顯示器。2．編寫(xiě)顯示程序現(xiàn)用六位LED顯示〞008031〞六個(gè)字符，設(shè)A口地址為0301H，C口地址為0303H，用查表方式來(lái)求得相應(yīng)編碼并顯示。可事先在顯示緩沖區(qū)中依次放入待顯示字符如下：例：8155接6位LED動(dòng)態(tài)顯示顯示參考程序如下：〔考慮反相驅(qū)動(dòng)器反相作用〕DIS：MOVR1，#79H ；指向顯緩區(qū)首址。MOVR2，#00000001B ；從右面第一位開(kāi)始顯示。LD0：MOVA，#00HMOVDPTR，#0303H；送字形前先關(guān)顯示。MOVX@DPTR，AMOVA，@R1；取顯示字符。MOVDPTR，TABLE；指向字符代碼表首址。MOVCA，@A+DPTR；取字符相應(yīng)編碼。MOVDPTR，#0301H ；指向段控口。MOVX@DPTR，A；字符編碼送A口〔段控口〕。MOVA，R2；位控碼送A。MOVDPTR，#0303H；指向位控口。MOVX@DPTR，A；位控碼送C口〔位控口〕。ACALLDELAY；延時(shí)。INCR1 ；指向下一顯緩單元。MOVA，R2；取當(dāng)前位控碼。JBACC.5，LD1， ；是否掃描到最左邊，是返回。RLA ；否，左移一位。MOVR2，A；保存位控碼。AJMPLD0 ；繼續(xù)掃描顯示。LD1：RET ；返回。

ORG3000H ；依次建立字符代碼表。TABLE：DB0C0H；0DB0F9H ；1DB0A4H ；2DB0B0H ；3DB99H ；4DB92H ；5. .. .. .幾點(diǎn)說(shuō)明：1．單片機(jī)定期調(diào)用上述顯示子程序，使字符顯示穩(wěn)定。2．由于考慮反相驅(qū)動(dòng)器的反相因素，所以用共陽(yáng)極LED字符代碼表。同時(shí)設(shè)位控端為〞1〞時(shí)對(duì)應(yīng)LED點(diǎn)亮。3．如不用查表方式求得字符編碼，也可直接向顯示緩沖區(qū)中寫(xiě)入待顯示字符編碼，再將上述程序稍加修改后即可。第五節(jié) 鍵盤(pán)與單片機(jī)接口1.鍵輸入檢查鍵盤(pán)是否有鍵被按下，消除按鍵抖動(dòng)。確定被按鍵的鍵號(hào)，獲取鍵號(hào)。硬件電路消除抖動(dòng)或軟件消除抖動(dòng)。＆I/O接口＆+5v+5v消除抖動(dòng)電路開(kāi)關(guān)單片機(jī)抖動(dòng)時(shí)間＜10ms開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)間＞100ms“1”“0”＜10ms延時(shí)等待10ms仍有按鍵信號(hào)？Y有按鍵信號(hào)？NYN鍵盤(pán)處理

按鍵釋放？NY鍵盤(pán)處理程序任務(wù)2.鍵譯碼鍵號(hào)為鍵盤(pán)位置碼，根據(jù)鍵號(hào)查表得出被按鍵的鍵值。鍵值：數(shù)字鍵0～9、字符鍵0AH～0FH、功能鍵10H～。3.鍵處理根據(jù)鍵值轉(zhuǎn)移到不同程序段。假設(shè)鍵值屬于數(shù)字、字符鍵，那么調(diào)用顯示數(shù)字和字符的子程序。假設(shè)鍵值屬于功能鍵，那么進(jìn)行多分支轉(zhuǎn)移，執(zhí)行各個(gè)功能程序段。7-5-1 獨(dú)立式鍵盤(pán)電路7-5-2矩陣式鍵盤(pán)

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1+5vC0C1R0R1鍵盤(pán)I/O接口1.掃描法列線輸出，行線輸入。列線逐行輸出0，某行有按鍵，行線輸入有0，假設(shè)無(wú)按鍵，行線輸入全部為1。2.反轉(zhuǎn)法行列線交換輸入、輸出，兩步獲取按鍵鍵號(hào)。P1.0P1.1P1.7+5v每個(gè)按鍵單獨(dú)占有一根I/O接口引線。按鍵處理程序：延時(shí)消抖鍵掃描求鍵號(hào)延時(shí)等待鍵譯碼求鍵值修改顯示緩沖區(qū)跳轉(zhuǎn)各功能程序有按鍵輸入？確有按鍵？按鍵釋放？是數(shù)字鍵？課本舉例三、獨(dú)立式按鍵獨(dú)立式按鍵是指直接用I／0口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路。每個(gè)獨(dú)立式按鍵單獨(dú)占有一根I／O口線，每根I／O口線上的按鍵的工作狀態(tài)不會(huì)影響其它1／0口線的工作狀態(tài)。圖7—23為一種獨(dú)立式四按鍵電路，鍵值由軟件用中斷或查詢(xún)方式獲得。1、K0—K3四個(gè)按鍵在沒(méi)有按下時(shí)，P1.0—P1.3均處于高電平狀態(tài)；只要有鍵按下，那么相應(yīng)的I/O口線就變成低電平；一個(gè)按鍵與一根I/O口線狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。3、顯然，在中斷效勞程序中，應(yīng)設(shè)計(jì)鍵盤(pán)去抖動(dòng)延時(shí)程序和讀鍵值程序。4、等待鍵釋放以后，再退出中斷效勞程序，轉(zhuǎn)向各鍵定義的各功能程序。這樣可以防止發(fā)生一鍵按下、屢次處理的現(xiàn)象。2．在圖中，為了使CPU能及時(shí)處理鍵盤(pán)功能，四根鍵盤(pán)狀態(tài)輸出線被送到四與門(mén)輸入端。這樣，只要有任一鍵按下，該四與門(mén)輸出端便由高電平變成低電平，再通過(guò)INT0向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。ORG0000HAJMPMAIN ；轉(zhuǎn)向主程序。ORG0003HAJMPJSB ；設(shè)置鍵識(shí)別中斷效勞程序入口。ORG0030HMAIN：MOVSP,#30H；設(shè)置堆棧。SETBEA ；開(kāi)中斷。SETBEX0 ；允許INT0中斷。MOVP1,#0FFH ；設(shè)P1口為輸入方式。HERE：SJMPHERE ；等待鍵閉合。鍵識(shí)別中斷效勞程序：ORG0120HJSB：PUSHACC ；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。CLREA；暫時(shí)關(guān)中斷。MOVA,P1 ；取P1口當(dāng)前狀態(tài)。ANLA,#0FH ；屏蔽高4位。CJNEA,#0FH,KEY ；有鍵按下，轉(zhuǎn)鍵處理KEY。SETBEA；開(kāi)中斷。POPACC ；現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)。RETI ；返回。KEY：MOVB,A ；保存鍵閉合信息到B。LCALLDELAY10 ；延時(shí)10ms,消去鍵閉合抖動(dòng)。LOOP：MOVA,P1 ；取P1口狀態(tài)。ANLA,#0FH ；屏蔽高4位。CJNEA,#0FH,LOOP ；等待鍵釋放。LCALLDELAY10 ；延遲10ms,消去鍵釋放抖動(dòng)。MOVA,B ；取鍵閉合信息。JNBACC.0,KEY0 ；假設(shè)K0按下，轉(zhuǎn)鍵處理程序KEY0。JNBACC.1,KEY1 ；假設(shè)K1按下，轉(zhuǎn)鍵處理程序KEY1。JNBACC.2,KEY2 ；假設(shè)K2按下，轉(zhuǎn)鍵處理程序KEY2。AJMPKEY3 ；轉(zhuǎn)鍵處理程序KEY3。四、行列式鍵盤(pán)行列式鍵盤(pán)必須由軟件來(lái)判斷按下鍵盤(pán)的鍵值。其判別方法是這樣的：如圖7—24所示，首先由CPU從PA口輸出一個(gè)全為0的數(shù)據(jù)，也就是說(shuō)，這時(shí)PA.7—PA.0全部為低電平，這時(shí)如果沒(méi)有鍵按下，那么PB.0—PB.3全部處于高電平。所以當(dāng)CPU去讀8155PB口時(shí)，PB.3—PB.0全為1說(shuō)明這時(shí)無(wú)鍵按下。從硬件圖中我們可以看到，只要是第4列鍵按下，CPU讀8155PB口時(shí)PB.3始終為0。其PB口的讀得值為XXXX0111B，這就是第4列鍵按下的特征。如果此時(shí)讀得PB口值為XXXX1101B，顯然可以斷定是第2列鍵被按下?，F(xiàn)在我們假設(shè)第5行第4列鍵是按下的〔即圖中箭頭指著的那個(gè)鍵〕。由于該鍵被按下，使第4根列線與第5根行線導(dǎo)通，原先處于高電平的第4根列線被第5根行線箝位到低電平。所以這時(shí)CPU讀8155PB口時(shí)PB.3=0；列值這種操作方式，就好似PA口為0的這根線，從最低位開(kāi)始逐位移動(dòng)〔稱(chēng)作掃描〕，直到PA.7為0為止。很明顯，對(duì)于我們上例中的第5行第4列鍵按下，必然有：在PA口輸出為11101111B時(shí)PB.0—PB.3不全為1，而是XXXX0111B。讀取被按鍵盤(pán)的行值，可用掃描方法。即首先使8155PA口輸出僅PA.0為0、其余位都是1然后去讀PB口的值，如讀得PB.3—PB.0為全1；那么接著使PA.1為0其余位都是1，再讀PB口，假設(shè)仍為全1；再繼續(xù)使PA.2為0，其余位為1，再讀PB口…直到讀出PB.0—PB.3不全為1或0位移到PA.7為0為止。行值鍵值此時(shí)行輸出數(shù)據(jù)和列輸入數(shù)據(jù)中0位置，即表示了該鍵的鍵值。綜上所述，行-列式鍵盤(pán)的掃描鍵值可歸結(jié)為二個(gè)步驟:判斷有無(wú)鍵按下；判斷按下鍵的行、列號(hào),并求出鍵值，鍵值＝行號(hào)×10H＋列號(hào)假設(shè)求得鍵值，那么可利用散轉(zhuǎn)指令,去執(zhí)行鍵盤(pán)各自的功能程序。假設(shè)在圖7-23硬件圖中，設(shè)定：行號(hào)=0，1，2，3，4，5，6，7；列號(hào)=0，1，2，3；可得鍵值如下圖:下面是圖7-24所示電路的鍵盤(pán)掃描及識(shí)別程序〔JSB〕算法及清單〔約定FFH為無(wú)效鍵值，設(shè)8155A口地址為FE01H，B口地址為FE02H〕〕：2．程序清單；JSB：ACALLKSl；調(diào)用按鍵判斷子程序，判斷是否有鍵按下。JNZLK1；有鍵按下時(shí)，〔A≠0〕轉(zhuǎn)去抖動(dòng)延時(shí)。MOVA，#0FFHAJMPFH；無(wú)鍵按下返回。LK1：ACALLDELAY12；延時(shí)12MS。ACALLKS1；查有無(wú)鍵按下，假設(shè)有，那么為鍵真實(shí)按下。JNZLK2；鍵按下〔A≠0〕轉(zhuǎn)逐列掃描。MOVA，#0FFHAJMPFH；沒(méi)有鍵按下，返回。LK2：M0VR2，＃OFEH；首行掃描字送R2。M0VR4，＃00H；首行號(hào)送R4。LK4：M0VDPTR,＃FE01H；指向A口。MOVA,R2M0VX＠DPTR，A；行掃描字送至8155PA口。INCDPTR；指向8155PB口。MOVXA，＠DPTR；8155PB口讀入列狀態(tài)。

JBACC·0，LONE；假設(shè)第0列無(wú)鍵按下，轉(zhuǎn)查第1列。M0VA，＃00H；第0列有鍵按下，將列首鍵號(hào)00H送A。AJMPLKP；轉(zhuǎn)求鍵值。LONE：JBACC.1，LTWO；假設(shè)第1列無(wú)鍵按下，轉(zhuǎn)第2列。M0VA，＃01H；第1列有鍵按下，將列號(hào)01H送A。AJMPLKP；轉(zhuǎn)求鍵值。LTWO：JBACC.2，LTHR；假設(shè)第2列無(wú)鍵按下，轉(zhuǎn)查第3列。M0VA，#02H；第2列有鍵按下，將列號(hào)02H送A。AJMPLKP；轉(zhuǎn)求鍵值。LTHR：JBACC.3，NEXT；假設(shè)第3列無(wú)鍵按下，改掃描下一行。M0VA，#03H；第3列有鍵按下,將列號(hào)03H送A。LKP：MOVR5,A；列號(hào)存R5。MOVA，R4；取回行號(hào)。MOVB,10HMULAB；乘10H。ADDA,R5；求得鍵號(hào)(行號(hào)*10H+列號(hào))。PUSHACC；鍵號(hào)進(jìn)棧保護(hù)。LK3：ACALLKS1；等待鍵釋放。JNZLK3；末釋放，繼續(xù)等待。POPACC；鍵釋放，鍵號(hào)送A。FH：RETI；鍵掃描結(jié)束,出口狀態(tài)為〔A〕=鍵號(hào)。NEXT：INCR4；指向下一行，行號(hào)加1。M0VA，R2；判8行掃描完沒(méi)有？JNBACC．7，KND；8行掃描完，返回。RLA；末完,掃描字左移一位。MOVR2，A；暫存A中。AJMPLK4；轉(zhuǎn)下一行掃描。KND：MOVA，#0FFHJMPFH按鍵判斷子程序KS1：KS1：MOVDPTR，#FE01H；指向PA口。MOVA，#00H；全掃描字＃00H=00000000B。M0VX＠DPTR，A；全掃描字送PA口。INCDPTR；指向PB口。MOVXA，＠DPTR；讀入PB口狀態(tài)。CPLA；變正邏輯，以高電平判定是否有鍵按下。ANLA，#0FH；屏蔽高4位。RET；返回。7-6

A/D轉(zhuǎn)換器接口7-6-1

集成A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809/0808為8路輸入通道、8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可分時(shí)轉(zhuǎn)換8路模擬信號(hào)。一．結(jié)構(gòu)一個(gè)8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器、8路模擬轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、3-8地址鎖存譯碼器和三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器。二．引腳8路模擬量輸入信號(hào)端： IN0～I(xiàn)N78位數(shù)字量輸出信號(hào)端： D0～D7通道選擇地址信號(hào)輸入端： ADDA、ADDB、ADDC多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)ABCIN0IN1IN7A/D轉(zhuǎn)換三．ADC0809與單片機(jī)連接A/D轉(zhuǎn)換程序：

MOVDPTR，#0FE00H；ADC口地址 MOVA，#00 ；轉(zhuǎn)換IN0 MOVX@DPTR，A ；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換 LCALLDELAY ；等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 MOVXA，@DPTR ；取轉(zhuǎn)換結(jié)果AD0～7ALEINT0WRP2.0RDD0～7ADDABC

CLKEOCALES