8-MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用擴(kuò)展技術(shù)教學(xué)課件

8MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用擴(kuò)展技術(shù)1、舟遙遙以輕飏，風(fēng)飄飄而吹衣。2、秋菊有佳色，裛露掇其英。3、日月擲人去，有志不獲騁。4、未言心相醉，不再接杯酒。5、黃發(fā)垂髫，并怡然自樂。8MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用擴(kuò)展技術(shù)8MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用擴(kuò)展技術(shù)1、舟遙遙以輕飏，風(fēng)飄飄而吹衣。2、秋菊有佳色，裛露掇其英。3、日月擲人去，有志不獲騁。4、未言心相醉，不再接杯酒。5、黃發(fā)垂髫，并怡然自樂。單片機(jī)原理與接口技術(shù)第9章MCS-51單片機(jī)

系統(tǒng)應(yīng)用擴(kuò)展技術(shù)本章教學(xué)要求(1)熟悉常用ADC和DAC芯片工作原理。(2)掌握含ADC和DAC芯片的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計和程序設(shè)計方法。(3)了解高于8位的ADC和DAC芯片工作原理及其單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計過程。(4)了解I2C總線工作原理，熟悉軟件模擬I2C總線時序的程序設(shè)計方法。(5)熟悉日歷時鐘芯片、IC卡、串行EEPROM存儲器接口設(shè)計方法。----第9章MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用擴(kuò)展技術(shù)D/A轉(zhuǎn)換器是一種將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的器件，為計算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)字信號和模擬信號環(huán)境的連續(xù)信號之間提供了一種接口。9.1D/A轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接口技術(shù)

D/A轉(zhuǎn)換器（DAC）根據(jù)其內(nèi)部是否具有鎖存器可以分為兩類：一類是芯片內(nèi)部有數(shù)據(jù)鎖存器、片選信號和寫信號，數(shù)據(jù)輸入引腳可以直接和單片機(jī)的總線進(jìn)行連接，不需要中間接口器件；另一類是芯片內(nèi)部沒有鎖存器，不能直接與單片機(jī)的總線連接，中間必須加鎖存器，或者通過并行接口或串行接口與單片機(jī)進(jìn)行連接。從分辨率角度看，D/A轉(zhuǎn)換器有8位分辨率器件和高于8位分辯率器件。單片機(jī)與D/A轉(zhuǎn)換器接口時，以上兩方面內(nèi)容都必須兼顧。9.1D/A轉(zhuǎn)換器及其與單片機(jī)接口技術(shù)9.1.18位D/A轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口技術(shù)--8位D/A轉(zhuǎn)換器芯片DAC0832DAC0832的主要技術(shù)特性：

轉(zhuǎn)換時間為1μs。

數(shù)據(jù)輸入可以采用單緩沖、雙緩沖或直通方式。

分辨率為8位。

邏輯電平輸入與TTL電平兼容。

采用單一正電源供電。---DAC0832與單片機(jī)的接口電路9.1.1常用DAC芯片簡介圖9-2DAC0832與MCS-51單片機(jī)的接口電路---DAC0832與單片機(jī)的接口電路9.1.1常用DAC芯片簡介【例9-1】根據(jù)圖9-2所示DAC0832與單片機(jī)的接口電路，編寫程序，實(shí)現(xiàn)在VOUT端輸出鋸齒波形。---DAC0832與單片機(jī)的接口電路9.1.1常用DAC芯片簡介分析：DAC0832工作在單緩沖方式，并且其端口地址為7FFFH。程序如下。P0832：MOVDPTR,#7FFFH;DPTR指向DAC0832 MOVA,#0LOOP:MOVXDPTR,A;數(shù)據(jù)送到DAC0832 NOP;延時,調(diào)整該時間可改變輸出波形斜率 INCA LJMPLOOP9.1.2高于8位的D/A轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口技術(shù)圖9-3DAC1210引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)【例9-2】設(shè)計DAC1210與MCS-51單片機(jī)的接口電路并編寫完成一次D/A轉(zhuǎn)換的程序。9.1.2高于8位的D/A轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口技術(shù)

分析：根據(jù)圖9-3及其功能描述，DAC1210與MCS-51單片機(jī)的接口電路如圖9-4所示。從圖中連接關(guān)系可以看出，高8位數(shù)據(jù)寫入地址為E000H（P2.7=1，P2.6=1，P2.5=1），低4位數(shù)據(jù)的寫入地址為C000H（P2.7=1，P2.6=1，P2.5=0），12位DAC寄存器的寫入地址為2000H（P2.7=0，P2.6=0，P2.5=1）。設(shè)：R2中為D/A轉(zhuǎn)換高8位數(shù)據(jù)，R3中為D/A轉(zhuǎn)換低4位數(shù)據(jù)。9.1.2高于8位的D/A轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口技術(shù)9.1.2高于8位的D/A轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口技術(shù)DA1210:PUSHDPL PUSH DPH MOV DPTR,#0E000H;DPTR指向8位輸入緩沖器 MOV A,R2 MOVX DPTR,A ;送出高8位數(shù)據(jù) MOV DPTR,#0C000H;DATR指向4位輸入緩沖器 MOV A,R3 MOVXDPTR,A ;送出低4位數(shù)據(jù) MOV DPTR,#2000H;DPTR指向12位DAC寄存器 MOVX DPTR,A ;選通12位DAC寄存器 POP DPH POP DPL RETD/A轉(zhuǎn)換程序9.2A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口技術(shù)A/D轉(zhuǎn)換器是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的重要器件，它是將連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)的器件。從工作原理上看，常用A/D器件有雙積分型、逐次逼近型等；從分辨率角度看，有8位A/D器件及分辨率高于8位的A/D器件。9.2.18位A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口技術(shù)1．8位A/D轉(zhuǎn)換器芯片ADC0809圖9-5ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)2．ADC0809與單片機(jī)的接口電路9.2.18位A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口技術(shù)圖9-7ADC0809的控制時序9.2.18位A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口技術(shù)【例9-3】根據(jù)圖9-8所示ADC0809與MCS-51的硬件連接，要求采用中斷方法，編寫進(jìn)行8路A/D轉(zhuǎn)換的程序。9.2.18位A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口技術(shù)

分析：由圖9-8連接關(guān)系可知，8個A/D通道的地址范圍是7FF8H～7FFFH，將IN0～I(xiàn)N7轉(zhuǎn)換結(jié)果分別存入片內(nèi)RAM的30H～37H地址單元中。

;******主程序******ORG0000HLJMPMAIN ;轉(zhuǎn)主程序ORG0003H ;中斷服務(wù)程序入口地址LJMPINT0F ;中斷服務(wù)程序ORG0100HMAIN:MOVR0,#30H ;內(nèi)部數(shù)據(jù)指針指向30H單元 MOVDPTR,#7FF8H ;指向P2.7口,且選通IN0 ;(低3位地址為000) SETBIT0 ;設(shè)置外部中斷0為下降沿觸發(fā) SETBEX0 ;允許中斷 SETBEA ;開總中斷允許MOVXDPTR,A ;啟動A/D轉(zhuǎn)換 LJMP$ ;等待轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷9.2.18位A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口技術(shù);******中斷服務(wù)程序******INT0F:MOVXA,DPTR ;取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果 MOVR0,A ;存結(jié)果 INCR0 ;內(nèi)部指針下移 INCDPTR ;外部指針下移,指向下一路 CJNER0,#38H,NEXT ;未轉(zhuǎn)換完8路,繼續(xù)轉(zhuǎn)換 CLREX0 ;關(guān)中斷允許 RETI ;中斷返回NEXT:MOVXDPTR,A ;啟動下一路A/D轉(zhuǎn)換 RETI ;中斷返回 END9.2.18位A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口技術(shù)9.2.2高于8位的A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口技術(shù)1．12位A/D轉(zhuǎn)換器芯片AD574圖9-9AD574的引腳9.2.2高于8位的A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口技術(shù)表9-2AD574的控制信號組合表9.2.2高于8位的A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口技術(shù)2．AD574與單片機(jī)的接口電路9.2.2高于8位的A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口技術(shù)AD574:MOVR1,#30H;R1指向數(shù)據(jù)緩沖區(qū) MOVR0,#0FCH ;R0指向啟動地址 MOVXR0,A ;啟動A/D轉(zhuǎn)換LOOP:JBP1.0,LOOP ;等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 INC R0 ;指向讀高8位數(shù)據(jù)地址 INC R0 MOVXA,R0 ;讀高8位數(shù)據(jù) MOVR1,A ;存高8位數(shù)據(jù) INC R0;指向讀低4位數(shù)據(jù)地址 INC R1 ;指向緩沖區(qū)下一字節(jié)地址 MOVXA,R0 ;讀低4位數(shù)據(jù) MOVR1,A ;保存低4位數(shù)據(jù) RET9.3串行EEPROM與單片機(jī)接口技術(shù)

為了簡化集成電路之間的互連，Philips公司開發(fā)出一種標(biāo)準(zhǔn)外圍總線互連接口，稱為“集成電路間總線”或“內(nèi)部集成電路總線”I2C（Inter-IC），I2C總線是一個兩線雙向串行總線接口標(biāo)準(zhǔn)。采用這種接口標(biāo)準(zhǔn)的器件只需要使用兩條信號線與單片機(jī)進(jìn)行連接，就可以完成單片機(jī)與接口器件之間的信息交互。9.3.1I2C串行總線概述I2C總線運(yùn)用主/從雙向通信。器件發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上，則定義為發(fā)送器，器件接收數(shù)據(jù)則定義為接收器。主控器件和被控器件都可以工作于接收和發(fā)送狀態(tài)?？偩€必須由主控器件控制，主控器件產(chǎn)生串行時鐘控制總線的傳輸方向，并產(chǎn)生起始和停止條件。串行數(shù)據(jù)線（SDA）上的數(shù)據(jù)狀態(tài)僅在串行時鐘線（SCL）為低電平期間才能改變，SCL為高電平期間，SDA狀態(tài)的改變被用來表示起始和停止條件。I2C總線數(shù)據(jù)傳輸過程如圖9-11所示。9.3.1I2C串行總線概述圖9-11I2C總線數(shù)據(jù)傳輸過程9.3.224CXXEEPROM存儲器1．串行EEPROM引腳功能圖9-1224CXX封裝2．串行EEPROM尋址3．串行EEPROM操作9.3.324C01與單片機(jī)接口技術(shù)圖9-13MCS-51單片機(jī)與24C01EEPROM的硬件接口電路9.4日歷時鐘芯片與單片機(jī)接口技術(shù)

在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中經(jīng)常用到與日期、時間有關(guān)的控制操作，如在收費(fèi)系統(tǒng)、計量系統(tǒng)中有許多與日期、時間有關(guān)的操作。這時在系統(tǒng)中加入一個日歷時鐘芯片，將給編程及操作帶來很大的方便。9.4.1日歷時鐘芯片8563的工作原理

8563的內(nèi)部組成包括：一個可自動產(chǎn)生增量的地址寄存器，一個內(nèi)置的32.768kHz的振蕩器（帶有一個內(nèi)部集成的電容），一個分頻器（用于給實(shí)時時鐘RTC提供源時鐘），一個可編程時鐘輸出，一個定時器，一個報警器，一個掉電檢測器和一個400kHzI2C總線接口。圖9-148563引腳定義9.4.1日歷時鐘芯片8563的工作原理

8563有16個寄存器。16個寄存器被設(shè)計成可尋址的8位并行寄存器：兩個控制/狀態(tài)寄存器的地址是00H和01H；秒-年寄存器的地址是02H～08H；報警寄存器的地址是09～0CH，用于定義報警條件；地址是0DH的寄存器用于控制CLKOUT引腳的輸出頻率；定時器控制寄存器的地址是0EH；定時器寄存器的地址是0FH。秒、分鐘、小時、日、月、年、分鐘報警、小時報警、日報警寄存器的編碼格式為BCD，星期和星期報警寄存器不以BCD格式編碼。9.4.2日歷時鐘芯片8563與單片機(jī)接口技術(shù)【例9-6】

設(shè)計8563與MCS-51單片機(jī)的接口電路并編寫讀寫操作程序代碼。分析：根據(jù)8563工作原理，其接口方法和24C01與單片機(jī)接口方法相同，接口電路如圖9-15所示。9.4.2日歷時鐘芯片8563與單片機(jī)接口技術(shù);讀8563時間參數(shù)至單片機(jī)內(nèi)部RAM的30H～36H單元。 DTEQUB DATA0EQU0 ;R0 ADDREQU1 ;R1READTIME: MOV A,#2 MOV ADDR,A MOV A,#30H MOV DATA0,A MOV A,#0A3H MOV DT,A CALLREADN ;該子程序在 例9-5中給出 RET9.4.2日歷時鐘芯片8563與單片機(jī)接口技術(shù);將內(nèi)部RAM的30H～36H單元的時間參數(shù)寫入8563。WTIME:MOV A,#2 MOV ADDR,A MOV A,#30H MOV DATA0,A MOV A,#0A2H MOV DT,A CALLWRITEN;該子程序在例9-5中給出 RET9.5IC卡與單片機(jī)接口技術(shù)IC卡是將集成電路芯片鑲嵌于塑料基片中、封裝成卡的形狀，外形與磁卡相似。IC卡是一種電路卡，它在讀寫性能上優(yōu)于磁卡和光卡，在使用上更容易進(jìn)行操作，因而得到了廣泛應(yīng)用。IC卡可以分成下列3類。(1)存儲卡：卡中的集成電路僅是EEPROM芯片，是較簡單的IC卡。(2)邏輯加密卡：卡中的集成電路除具有EEPROM芯片外，還有加密邏輯。(3)CPU卡：卡中的集成電路包括CPU，RAM，ROM，EEPROM和固化在ROM中的片內(nèi)操作系統(tǒng)。9.5.1SLE4442IC卡圖9-16SLE4442IC卡觸點(diǎn)分布表9-9SLE4442IC卡觸點(diǎn)的定義和功能1．EEPROM主存儲器2．32位PROM型保護(hù)存儲器3．4×8位EEPROM型加密存儲器9.5.2SLE4442IC卡數(shù)據(jù)傳送協(xié)議1．復(fù)位和復(fù)位響應(yīng)圖9-18SLE4442IC卡復(fù)位響應(yīng)時序圖2．命令模式9.5.2SLE4442IC卡數(shù)據(jù)傳送協(xié)議圖9-20SLE4442IC卡命令模式的時序3．輸出數(shù)據(jù)模式4．處理數(shù)據(jù)模式9.5.3SLE4442IC卡操作命令表9-10SLE4442IC卡命令格式表9-11SLE4442IC