單片機(jī)常用外圍設(shè)備接口電路課件

第9章常用外圍設(shè)備接口電路本章要點(diǎn):LED數(shù)碼管及編碼方式靜態(tài)顯示方式及其典型應(yīng)用電路動態(tài)顯示方式及其典型應(yīng)用電路虛擬I2C總線串行顯示電路鍵盤去抖動和連接、控制方式獨(dú)立式按鍵及其接口電路矩陣式鍵盤及其接口電路并行A/DADC0809及其接口電路串行A/DADC0832及其接口電路I2C串行A/D典型應(yīng)用電路DAC0832及其接口電路I2C串行D/A典型應(yīng)用電路開關(guān)量驅(qū)動輸出接口電路§0開關(guān)量驅(qū)動輸出接口電路一、驅(qū)動發(fā)光二極管二、

驅(qū)動繼電器三、光電隔離接口LED輸出電路§1LED數(shù)碼管顯示接口一、LED數(shù)碼管LED顯示器的擴(kuò)展(結(jié)構(gòu))LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)：①共陽與共陰＠

單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展LED數(shù)碼管時(shí)多用共陽LED:共陽數(shù)碼管每個(gè)段筆畫是用低電平(“0”)點(diǎn)亮的,要求驅(qū)動功率很?。欢碴帞?shù)碼管段筆畫是用高電平(“0”)點(diǎn)亮的，要求驅(qū)動功率較大。＠

通常每個(gè)段筆畫要串一個(gè)數(shù)百歐姆的降壓電阻。公共陽極hgfedcbaabcdgefh公共陰極hgfedcbaabcdgefhhgf……ahgf……a高電平點(diǎn)亮低電平點(diǎn)亮接高電平接地LED數(shù)碼管的軟件譯碼八段LED數(shù)碼管段代碼編碼表(連線不同可有多種表):公共陽極hgfedcbaabcdgefh公共陰極hgfedcbaabcdgefhhgf……ahgf……a高電平點(diǎn)亮低電平點(diǎn)亮接高電平接地字形0123456789黑共陽0C00F90A40B09992820F880900FF共陰3F065B4F666D7D077F6F00LED數(shù)碼管分類：按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為共陰型和共陽型；

按其外形尺寸有多種形式，使用較多的是0.5"和0.8"；

按顯示顏色也有多種形式，主要有紅色和綠色；

正向壓降一般為1.5～2V，額定電流為10mA，最大電流為40mA。靜態(tài)顯示時(shí)取10mA為宜，動態(tài)掃描顯示，可加大脈沖電流，但一般不超過40mA。

按亮度強(qiáng)弱可分為超亮、高亮和普亮。二、LED數(shù)碼管編碼方式

表9-1共陰和共陽LED數(shù)碼管幾種八段編碼表

顯示數(shù)字共陰順序小數(shù)點(diǎn)暗共陰逆序小數(shù)點(diǎn)暗共陽順序小數(shù)點(diǎn)亮共陽順序小數(shù)點(diǎn)暗

Dpgfedcba16進(jìn)制abcdefgDp16進(jìn)制0001111113FH11111100FCH40HC0H10000011006H0110000060H79HF9H2010110115BH11011010DAH24HA4H3010011114FH11110010F2H30HB0H40110011066H0110011066H19H99H5011011016DH10110110B6H12H92H6011111017DH10111110BEH02H82H70000011107H11100000E0H78HF8H8011111117FH11111110FEH00H80H9011011116FH11110110F6H10H90H【例9-1】已知顯示數(shù)存在內(nèi)RAM30H（高位）、31H中，試將其轉(zhuǎn)換為5位共陰字段碼（順序），存在以30H（高位）為首址的內(nèi)RAM中。⑴從顯示數(shù)中分離出顯示的每一位數(shù)字

方法是將顯示數(shù)除以十進(jìn)制的權(quán)顯示數(shù)轉(zhuǎn)換為顯示字段碼的步驟：⑵將分離出的顯示數(shù)字轉(zhuǎn)換為顯示字段碼

方法是查表SPRT:MOVR0,#30H;置萬位BCD碼間址

MOVA,30H;置被除數(shù)

MOVB,31H;MOVR6,#27H;置除數(shù)10000=2710HMOVR5,#10H;LCALLSUM;除以10000,萬位商存30H,余數(shù)存A、BMOVR6,#03H;置除數(shù)1000=03E8HMOVR5,#0E8H;INCR0;指向千位商間址(31H)LCALLSUM;除以1000,千位商存31H,余數(shù)存A、BMOVR6,#0;置除數(shù)100

MOVR5,#100;INCR0;指向百位商間址(32H)LCALLSUM;除以100,百位商存32H,余數(shù)存A(B=0)MOVB,#10;置除數(shù)10DIVAB;除以10INCR0;指向十位商間址(33H)MOV@R0,A;十位商存33HXCHA,B;讀個(gè)位數(shù)

INCR0;指向個(gè)位間址(34H)MOV@R0,A;個(gè)位存34HRET;解：連續(xù)調(diào)用下列二個(gè)子程序即可。⑴分離顯示數(shù)字子程序說明：SUM是16位除以16位子程序:(A、B)÷(R6、R5)=商@R0,余數(shù)(A、B)。(參閱例4-9)⑵轉(zhuǎn)換顯示字段碼子程序CHAG:MOVDPTR,#TAB

;置共陰字段碼表首址

MOVR0,#30H

;置顯示數(shù)據(jù)區(qū)首址CGLP:MOVA,@R0

;取顯示數(shù)字

MOVCA,@A+DPTR

;讀相應(yīng)顯示字段碼

MOV@R0,A

;存顯示字段碼

INCR0

;指向下一顯示數(shù)字

CJNER0,#35H,CGLP;判5個(gè)顯示數(shù)字轉(zhuǎn)換完否?未完繼續(xù)

RET;轉(zhuǎn)換完畢,結(jié)束TAB:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H;共陰字段碼表

DB6DH,7DH,07H,7FH,6FH;三、靜態(tài)顯示方式及其典型應(yīng)用電路⑵動態(tài)顯示方式，在某一瞬時(shí)顯示一位，依次循環(huán)掃描，輪流顯示，由于人的視覺滯留效應(yīng)，人們看到的是多位同時(shí)穩(wěn)定顯示。

特點(diǎn)：占用I/O端線少，電路較簡單，編程較復(fù)雜，CPU要定時(shí)掃描刷新顯示。一般適用于顯示位數(shù)較多的場合。LED數(shù)碼管顯示分類：靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式。⑴靜態(tài)顯示方式，每一位字段碼分別從I/O控制口輸出，保持不變直至CPU刷新。

特點(diǎn)：編程較簡單，但占用I/O口線多，一般適用于顯示位數(shù)較少的場合。LED顯示器的擴(kuò)展(顯示方式)LED數(shù)碼管的顯示方式：③靜態(tài)與動態(tài)動態(tài)顯示特點(diǎn):有閃爍，用元器件少，占I/O線少，必須掃描，花費(fèi)CPU時(shí)間，編程復(fù)雜。(有多個(gè)LED時(shí)尤為突出）靜態(tài)顯示特點(diǎn):無閃爍，用元器件多，占I/O線多，無須掃描，節(jié)省CPU時(shí)間，編程簡單。靜態(tài)顯示:各數(shù)碼管在顯示過程中持續(xù)得到送顯信號，與各數(shù)碼管接口的I/O口線是專用的。動態(tài)顯示:各數(shù)碼管在顯示過程中輪流得到送顯信號，與各數(shù)碼管接口的I/O口線是共用的。1、并行擴(kuò)展靜態(tài)顯示電路

【例9-2】按圖9-3編制顯示子程序，顯示數(shù)（≤255）存在內(nèi)RAM30H中。

解：DIR1:MOVA,30H;讀顯示數(shù)

MOVB,#100;置除數(shù)

DIVAB;產(chǎn)生百位顯示數(shù)字

MOVCA,@A+DPTR;讀百位顯示符

MOVDPTR,#0DFFFH;置74377(百位)地址

MOVX@DPTR,A;輸出百位顯示符

MOVA,B;讀余數(shù)

MOVB,#10;置除數(shù)

DIVAB;產(chǎn)生十位顯示數(shù)字

MOVDPTR,#TAB;置共陽字段碼表首址

MOVCA,@A+DPTR;讀十位顯示符

MOVDPTR,#0BFFFH;置74377(十位)地址

MOVX@DPTR,A;輸出十位顯示符

MOVA,B;讀個(gè)位顯示數(shù)字

MOVDPTR,#TAB;置共陽字段碼表首址

MOVCA,@A+DPTR;讀個(gè)位顯示符

MOVDPTR,#7FFFH;置74377(個(gè)位)地址

MOVX@DPTR,A;輸出個(gè)位顯示符

RET;TAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H;共陽字段碼表

DB92H,82H,0F8H,80H,90H;2、串行擴(kuò)展靜態(tài)顯示電路DIR2:MOVSCON,#00H;置串口方式0

CLRES;串口禁中

SETBP1.0;“與”門開,允許TXD發(fā)移位脈沖

MOVSBUF,30H;串行輸出個(gè)位顯示字段碼

JNBTI,$;等待串行發(fā)送完畢

CLRTI;清串行中斷標(biāo)志

MOVSBUF,31H;串行輸出十位顯示字段碼

JNBTI,$;等待串行發(fā)送完畢

CLRTI;清串行中斷標(biāo)志

MOVSBUF,32H;串行輸出百位顯示字段碼

JNBTI,$;等待串行發(fā)送完畢

CLRTI;清串行中斷標(biāo)志

CLRP1.0;“與”門關(guān),禁止TXD發(fā)移位脈沖

RET;【例9-3】按圖9-4編制顯示子程序，顯示字段碼已分別存在32H～30H內(nèi)RAM中。解：要求：根據(jù)上圖編寫通過串行口和74LS164驅(qū)動共陽LED數(shù)碼管查表顯示的子程序。條件：系統(tǒng)有6個(gè)LED數(shù)碼管,待顯數(shù)據(jù)(00H—09H)已放在35H—30H單元中(分別對應(yīng)十萬位→個(gè)位)，DSPLY:MOVDPTR,#TABLE;共陽LED數(shù)碼管譯碼表首址

MOVR0，#30H;待顯數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的個(gè)位地址REDO：MOVA，@R0;通過R0實(shí)現(xiàn)寄存器間接尋址

MOVCA,@A+DPTR;查表

MOVSBUF,A;經(jīng)串行口發(fā)送到74LS164JNBTI,$;查詢送完一個(gè)字節(jié)的第8位？

CLRTI;為下一字節(jié)發(fā)送作準(zhǔn)備

INCR0;R0指向下一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖單元

CJNER0，#36H，REDO;判斷是否發(fā)完6個(gè)數(shù)？

RET;發(fā)完6個(gè)數(shù)就返回TABLE：DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H;共陽LED譯碼表

DB92H,82H,0F8H,80H,90H3、BCD碼輸出靜態(tài)顯示電路CD4511是“BCD碼→七段共陰譯碼/驅(qū)動”IC;4511是4線-7段鎖存/譯碼/驅(qū)動電路，能將BCD碼譯成7段顯示符輸出。圖中：4511ABCD為0～9二進(jìn)制數(shù)輸入端(A是低位)，abcdefg為顯示段碼輸出端，LE為輸入信號鎖存控制(低電平有效)，數(shù)碼管為共陰數(shù)碼管。

利用4511實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示與一般靜態(tài)顯示電路不同，一是節(jié)省I／0端線，段碼輸出只需4根；二是不需專用驅(qū)動電路，可直接輸出；三是不需譯碼，直接輸出二進(jìn)制數(shù)，編程簡單；缺點(diǎn)是只能顯示數(shù)字，不能顯示各種符號。

解：編程如下：DIR3:MOVP1,#11100000B;選通個(gè)位

ORLP1,30H;輸出個(gè)位顯示數(shù)

MOVP1,#11010000B;選通十位

ORLP1,31H;輸出十位顯示數(shù)

MOVP1,#10110000B;選通百位

ORLP1,32H;輸出百位顯示數(shù)

RET;【例9-4】按圖9-5試編制顯示子程序（小數(shù)點(diǎn)固定在第二位），已知顯示數(shù)存在內(nèi)RAM30H～32H中。動態(tài)顯示電路連結(jié)形式：①顯示各位的所有相同字段線連在一起，共8段，由一個(gè)8位I/O口控制；②每一位的公共端（共陽或共陰COM）由另一個(gè)I/O口控制。四、動態(tài)顯示方式及其典型應(yīng)用電路LED數(shù)碼管動態(tài)顯示舉例P1.5P1.4P1.3P1.2P1.2P1.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.07406OC門X3上拉電阻×14+5VAT89C51工作原理：從P0口送段代碼,P1口送位選信號。段碼雖同時(shí)到達(dá)6個(gè)LED，但一次僅一個(gè)LED被選中。利用“視覺暫留”，每送一個(gè)字符并選中相應(yīng)位線，延時(shí)一會兒,再送/選下一個(gè)……循環(huán)掃描即可。共陰數(shù)碼管位選線段代碼P1.5P1.4P1.3P1.2P1.2P1.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.07406OC門X3+5VAT89C51位選線段代碼要求：此處為共陰數(shù)碼管，P0口送段代碼，P1口送位選信號。通過查表實(shí)現(xiàn)動態(tài)顯示。條件：待顯數(shù)據(jù)(00H—09H)已放在:7FH—7AH單元中(分別對應(yīng)十萬位～個(gè)位)說明：由于用了反相驅(qū)動器7406，要用共陽譯碼表。共陰數(shù)碼管上拉電阻×147406OC門X3+5V(7FH)(7EH)(7DH)(7CH)(7BH)(7AH)十萬萬位千位百位十位個(gè)位數(shù)據(jù)緩沖區(qū)/顯示緩沖區(qū)P0口送段代碼，P1口送位選信號。待顯數(shù)據(jù)已經(jīng)放在:7FH—7AH單元(分別對應(yīng)十萬位→個(gè)位)使用共陽譯碼表。DIR:MOVDPTR,#DSEG

;數(shù)碼管譯碼表首址

MOVR0，#7AH;待顯緩沖區(qū)個(gè)位地址

MOVR3，#01H;個(gè)位的位選信號=01HLD1：MOVA，@R0;通過R0間接尋址

MOVCA,@A+DPTR

;查表

MOVP0,A

;字段碼送到P0口

MOVP1，R3;字位選擇送到P1口

LCALLDELY

;調(diào)延時(shí)1ms子程序

INCR0;R0指向下一字節(jié)

MOVA，R3JBACC.5，LD2

;判是否發(fā)完6個(gè)數(shù)？

RLA;R1指向下一個(gè)位

MOVR3，A;位選信號存回R1SJMPLD1

;跳去再顯示下一個(gè)數(shù)LD2：

RET;發(fā)完6個(gè)數(shù)就返回DSEG：DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H;共陽譯碼表

DB92H,82H,0F8H,80H,90HP0口送段代碼，P1口送位選信號。待顯數(shù)據(jù)已經(jīng)放在:7FH—7AH單元(分別對應(yīng)十萬位→個(gè)位)使用共陽譯碼表。動態(tài)顯示舉例(循環(huán)顯示“8”的實(shí)驗(yàn))實(shí)驗(yàn)箱從P0口擴(kuò)展了兩個(gè)8位的簡單I/O口:

一個(gè)送段代碼(字形狀)，地址是0DCH;

一個(gè)送位選信號(字位置)，地址是0DDH。

ORG0000H

MOVR0,#0DCH;指向字形口

MOVA,#80H;送“8”的字形代碼

MOVX@R0,A;輸出字形代碼

MOVR1,#0DDH

;指向字位口

MOVA,#20H

;從最高位開始

LEDO:

MOVX@R1,A

;輸出字位代碼

ACALLDEYS

;調(diào)延時(shí)子程序

RRA

;右移一位

SJMPLEDO

;循環(huán)顯示“8”1、共陰型8位動態(tài)顯示電路DIR4:MOVR2,#10;置循環(huán)掃描次數(shù)

MOVDPTR,#7FFFH;置74377口地址DLP1:ANLP1,#11111000B;第0位先顯示

MOVR0,#30H;置顯示字段碼首址DLP2:MOVA,@R0;讀顯示字段碼

MOVX@DPTR,A;輸出顯示字段碼

LCALLDY2ms;調(diào)用延時(shí)2ms子程序(參閱例4.13)

INCR0;指向下一位字段碼

INCP1;選通下一位顯示

CJNER0,#38H,DLP2;判8位掃描顯示完否?未完繼續(xù)

DJNZR2,DLP1;8位掃描顯示完畢,判10次循環(huán)完否?

CLRA;10次循環(huán)完畢,顯示暗

MOVX@DPTR,A;RET;子程序返回【例9-5】按圖9-7，試編制循環(huán)掃描（10次）顯示子程序，已知顯示字段碼存在以30H（低位）為首址的8字節(jié)內(nèi)RAM中。解：編程如下：2、共陽型3位動態(tài)顯示電路DIR5:MOVDPTR,#0BFFFH;置74377地址

MOVR2,#100;置循環(huán)顯示次數(shù)DIR50:SETBP1.2;百位停顯示

MOVA,40H;取個(gè)位字段碼

MOVX@DPTR,A;輸出個(gè)位字段碼

CLRP1.0;個(gè)位顯示

LCALLDY2ms;調(diào)用延時(shí)2ms子程序(參閱例4.13)DIR51:SETBP1.0;個(gè)位停顯示

MOVA,41H;取十位字段碼

MOVX@DPTR,A;輸出十位字段碼

CLRP1.1;十位顯示

LCALLDY2ms;延時(shí)2msDIR52:SETBP1.1;十位停顯示

MOVA,42H;取百位字段碼

MOVX@DPTR,A;輸出百位字段碼

CLRP1.2;百位顯示

LCALLDY2ms;延時(shí)2msDJNZR2,DIR50;判循環(huán)顯示結(jié)束否?未完繼續(xù)

ORLP1,#00000111B;3位滅顯示

RET;【例9-6】根據(jù)圖9-8電路，試編制3位動態(tài)掃描顯示程序(循環(huán)100次),已知顯示字段碼存在以40H(低位)為首址的3字節(jié)內(nèi)RAM中。解：編程如下：1、SAA1064引腳功能五、虛擬I2C總線串行顯示電路①VDD、VEE：電源、接地端。電源4.5～15V；②P1～P16：段驅(qū)動輸出端。分為兩個(gè)8位口：P1～P8；P9～P16。P8、P16為高位?？阪i存器具有反相功能，置1時(shí)，端口輸出0。③MX1、MX2：位碼驅(qū)動端。靜態(tài)顯示驅(qū)動時(shí)，一片SAA1064可驅(qū)動二位LED數(shù)碼管；動態(tài)顯示驅(qū)動時(shí)，按圖9-10連接方式，一片SAA1064可驅(qū)動四位LED數(shù)碼管；④SDA、SCL：I2C總線數(shù)據(jù)端、時(shí)鐘端；⑤CEXT：時(shí)鐘振蕩器外接電容，典型值2700pF⑥ADR：地址引腳端。SAA1064引腳地址A1、A0采用ADR模擬電壓比較編址。當(dāng)ADR引腳電平為0、3VDD/8，5VDD/8、VDD時(shí)，相應(yīng)引腳地址A2、A1、A0分別為000、001、010、011；2、硬件電路設(shè)計(jì)

⑴片內(nèi)寄存器

符號COMdata1data2data3data4裝載內(nèi)容控制命令顯示段碼1顯示段碼2顯示段碼3顯示段碼4片內(nèi)地址00H01H02H03H04H3、片內(nèi)可編程功能⑵控制命令COMCOMD7D6D5D4D3D2D1D000H—C6C5C4C3C2C1C0CO:靜動態(tài)控制，C0=1，動態(tài)顯示，動態(tài)顯示時(shí)，data1、data2輪流從P8～P1輸出，data3、data4輪流從P16～P9輸出；C1:顯示位1、3亮暗選擇，C1=1，選擇亮；C2:顯示位2、4亮暗選擇，C2=1，選擇亮；C3:測試位，C3=1，所有段亮；C4、C5、C6:驅(qū)動電流控制位，C4、C5、C6分別為1時(shí)，驅(qū)動電流分別為3mA、6mA、12mA；C4、C5、C6全為1時(shí)，驅(qū)動電流最大，可達(dá)21mA。⑶寫數(shù)據(jù)操作格式

SSLAWASADRACOMAdata1Adata2Adata3Adata4AP

紅色部分由80C51發(fā)送，SAA1064接收；黑色部分由SAA1064發(fā)送，80C51接收。SLAW為寫SAA1064尋址字節(jié)，按圖9-10所示連接電路:SAA1064（1）SLAW=01110000B;SAA1064（2）SLAW=01110110B。其中0111（D7～4）為SAA1064器件地址，

D3～1為A2A1A0尋址字節(jié)，末位D0為R/W；SADR為片內(nèi)寄存器地址；COM為控制命令。解:VSAA:MOVMTD,#00H;置SAA1064控制命令寄存器COM片內(nèi)子地址

MOV31H,#01000111B;置控制命令字,動態(tài)顯示,驅(qū)動電流12mAMOVNUMB,#6;置發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù):SADR+COM+data1～4=6SAA1:MOVRO,#51H;將51H～54H顯示符數(shù)據(jù)移至32H～35HLCALLMOVB;MOVSLA,#01110000B;置SAA1064(1)寫尋址字節(jié)SLAWLCALLWRNB;發(fā)送給SAA1064(1)SAA2:MOVR0,#55H;將55H～58H顯示符數(shù)據(jù)移至32H～35H

LCALLMOVB;MOVSLA,#01110110B;置SAA1064(2)尋址字節(jié)SLAWLCALLWRNB;發(fā)送給SAA1064(2)RET;MOVB:MOVR1,#32H;顯示符數(shù)據(jù)移至32H～35H子程序MOVB1:MOVA,@R0;讀出

MOV@R1,A;存入

INCRO;指向下一讀出單元

INCR1;指向下一存入單元

CJNER1,#36H,MOVB1;判4個(gè)數(shù)據(jù)移完否?未完繼續(xù)

RET;【例9-7】已知8位顯示符(共陰編碼)已依次存入內(nèi)RAM51H～58H中,試按圖9-10編程將其輸入SAA1064(1),(2)動態(tài)顯示,驅(qū)動電流為12mA。設(shè)VIIC軟件包已裝入ROM,VSDA.VSCL.SLA.NUMB.MTD.MRD均已按8.3.2軟件包小結(jié)中協(xié)議定義。4、程序設(shè)計(jì)1、按鍵開關(guān)去抖動問題

§2鍵盤接口一、鍵盤接口概述鍵盤的抖動時(shí)間一般為5～10ms，抖動現(xiàn)象會引起CPU對一次鍵操作進(jìn)行多次處理，從而可能產(chǎn)生錯(cuò)誤。⑴

硬件去抖動

消除抖動不良后果的方法：其中RC濾波電路去抖動電路簡單實(shí)用，效果較好。⑵軟件去抖動檢測到按鍵按下后，執(zhí)行延時(shí)10ms子程序后再確認(rèn)該鍵是否確實(shí)按下，消除抖動影響。2、按鍵連接方式

⑴

獨(dú)立式按鍵

獨(dú)立式按鍵是每個(gè)按鍵占用一根I/O端線。

特點(diǎn)：

①各按鍵相互獨(dú)立，電路配置靈活；

②按鍵數(shù)量較多時(shí)，I/O端線耗費(fèi)較多，電路結(jié)構(gòu)繁雜；

③軟件結(jié)構(gòu)簡單。

適用于按鍵數(shù)量較少的場合。

⑵矩陣式鍵盤

I/O端線分為行線和列線，按鍵跨接在行線和列線上，按鍵按下時(shí)，行線與列線發(fā)生短路。

特點(diǎn)：

①占用I/O端線較少；

②軟件結(jié)構(gòu)教復(fù)雜。

適用于按鍵較多的場合。3、鍵盤掃描控制方式

⑴程序控制掃描方式鍵處理程序固定在主程序的某個(gè)程序段。

特點(diǎn)：對CPU工作影響小，但應(yīng)考慮鍵盤處理程序的運(yùn)行間隔周期不能太長，否則會影響對鍵輸入響應(yīng)的及時(shí)性。

⑵定時(shí)控制掃描方式利用定時(shí)/計(jì)數(shù)器每隔一段時(shí)間產(chǎn)生定時(shí)中斷，CPU響應(yīng)中斷后對鍵盤進(jìn)行掃描。

特點(diǎn)：與程序控制掃描方式的區(qū)別是，在掃描間隔時(shí)間內(nèi)，前者用CPU工作程序填充，后者用定時(shí)/計(jì)數(shù)器定時(shí)控制。定時(shí)控制掃描方式也應(yīng)考慮定時(shí)時(shí)間不能太長，否則會影響對鍵輸入響應(yīng)的及時(shí)性。

⑶中斷控制方式中斷控制方式是利用外部中斷源，響應(yīng)鍵輸入信號。

特點(diǎn)：克服了前兩種控制方式可能產(chǎn)生的空掃描和不能及時(shí)響應(yīng)鍵輸入的缺點(diǎn)，既能及時(shí)處理鍵輸入，又能提高CPU運(yùn)行效率，但要占用一個(gè)寶貴的中斷資源。1、按鍵直接與I/O口連接

二、獨(dú)立式按鍵及其接口電路【例9-8】按圖9-13(a)、(b)，試分別編制按鍵掃描子程序。解：按圖9-13(a)編程如下：KEYA:ORLP1,#07H;置P1.0～P1.2為輸入態(tài)

MOVA,P1;讀鍵值,鍵閉合相應(yīng)位為0CPLA;取反,鍵閉合相應(yīng)位為1ANLA,#00000111B;屏蔽高5位,保留有鍵值信息的低3位

JZGRET;全0,無鍵閉合,返回

LCALLDY10ms;非全0,有鍵閉合,延時(shí)10ms,軟件去抖動

MOVA,P1;重讀鍵值,鍵閉合相應(yīng)位為0CPLA;取反,鍵閉合相應(yīng)位為1ANLA,#00000111B;屏蔽高5位,保留有鍵值信息的低3位

JZGRET;全0,無鍵閉合,返回;非全0,確認(rèn)有鍵閉合

JBAcc.0,KA0;轉(zhuǎn)0#鍵功能程序

JBAcc.1,KA1;轉(zhuǎn)1#鍵功能程序

JBAcc.2,KA2;轉(zhuǎn)2#鍵功能程序GRET:RETKA0:LCALLWORK0;執(zhí)行0#鍵功能子程序

RETKA1:LCALLWORK1;執(zhí)行1#鍵功能子程序

RETKA2:LCALLWORK2;執(zhí)行2#鍵功能子程序

RET按圖9-13(b)編程如下：

KEYB:ORLP1,#07H;置P1.0～P1.2為輸入態(tài)

MOVA,P1;讀鍵值,鍵閉合相應(yīng)位為1ANLA,#00000111B;屏蔽高5位,保留有鍵值信息的低3位

JZGRET;全0,無鍵閉合,返回

LCALLDY10ms;非全0,有鍵閉合,延時(shí)10ms,軟件去抖動

MOVA,P1;重讀鍵值,鍵閉合相應(yīng)位為1ANLA,#00000111B;屏蔽高5位,保留有鍵值信息的低3位

JZGRET;全0,無鍵閉合,返回;非全0,確認(rèn)有鍵閉合

JBAcc.0,KB0;轉(zhuǎn)0#鍵功能程序

JBAcc.1,KB1;轉(zhuǎn)1#鍵功能程序

JBAcc.2,KB2;轉(zhuǎn)2#鍵功能程序GRET:RETKB0:LCALLWORK0;執(zhí)行0#鍵功能子程序

RETKB1:LCALLWORK1;執(zhí)行1#鍵功能子程序

RETKB2:LCALLWORK2;執(zhí)行2#鍵功能子程序

RET⑴按鍵與并行擴(kuò)展I/O口連接

2、按鍵與擴(kuò)展I/O口連接【例9-9】按圖9-14，試編制按鍵掃描子程序，將鍵信號存入內(nèi)RAM30H。解：編程如下：KEY99:MOVDPTR,#7FFFH;置74373口地址

MOVXA,@DPTR;輸入鍵信號(“0”有效)

MOV30H,A;存鍵信號數(shù)據(jù)

RET;參閱8.2.4，圖8-6，【例8-2】。⑵按鍵與串行擴(kuò)展I/O口連接三、矩陣式鍵盤及其接口電路

【例9-10】按圖9-15及圖9-16，試編制矩陣式鍵盤掃描程序。

解：KEY:MOVP1,#0F0H;行線置低電平,列線置輸入態(tài)KEY0:MOVA,P1;讀列線數(shù)據(jù)

CPLA;數(shù)據(jù)取反,“1”有效

ANLA,#0F0H;屏蔽行線,保留列線數(shù)據(jù)

MOVR1,A;存列線數(shù)據(jù)(R1高4位)JZGRET;全0,無鍵按下,返回KEY1:MOVP1,#0FH;行線置輸入態(tài),列線置低電平

MOVA,P1;讀行線數(shù)據(jù)

CPLA;數(shù)據(jù)取反,“1”有效

ANLA,#0FH;屏蔽列線,保留行線數(shù)據(jù)

MOVR2,A;存行線數(shù)據(jù)(R2低4位)JZGRET;全0,無鍵按下,返回

JBCF0,WAIT;已有消抖標(biāo)志,轉(zhuǎn)

SETBF0;無消抖標(biāo)志,置消抖標(biāo)志

LCALLDY10ms;調(diào)用10ms延時(shí)子程序(參閱例4.13),消抖

SJMPKEY0;重讀行線列線數(shù)據(jù)GRET:RET;WAIT:MOVA,P1;等待按鍵釋放

CPLA;ANLA,#0FH;JNZWAIT;按鍵未釋放,繼續(xù)等待KEY2:MOVA,R1;取列線數(shù)據(jù)(高4位)MOVR1,#03H;取列線編號初值

MOVR3,#03H;置循環(huán)數(shù)

CLRC;KEY3:RLCA;依次左移入C中

JCKEY4;C=1,該列有鍵按下,(列線編號存R1)DECR1;C=0,無鍵按下,修正列編號

DJNZR3,KEY3;判循環(huán)結(jié)束否?未結(jié)束繼續(xù)尋找有鍵按下的列線KEY4:MOVA,R2;取行線數(shù)據(jù)(低4位)MOVR2,#00H;置行線編號初值

MOVR3,#03H;置循環(huán)數(shù)

CLRC;KEY5:RRCA;依次右移入C中

JCKEY6;C=1,該行有鍵按下,(行線編號存R2)INCR2;C=0,無鍵按下,修正行線編號

DJNZR3,KEY5;判循環(huán)結(jié)束否?未結(jié)束繼續(xù)尋找有鍵按下的行線KEY6:MOVA,R2;取行線編號

CLRC;RLCA;行編號×2RLCA;行編號×4ADDA,R1;行編號×4+列編號=按鍵編號KEY7:CLRC;RLCA;按鍵編號×2RLCA;按鍵編號×4(LCALL+RET共4字節(jié))MOVDPTR,#TABJ;JMP@A+DPTR;散轉(zhuǎn),執(zhí)行相應(yīng)鍵功能子程序TABJ:LCALLWORK0;調(diào)用執(zhí)行0#鍵功能子程序

RET;LCALLWORK1;調(diào)用執(zhí)行1#鍵功能子程序

RET;……LCALLWORK15;調(diào)用執(zhí)行15#鍵功能子程序

RET;【例9-11】按圖9-17，試編制中斷方式鍵盤掃描程序,將鍵盤序號存入內(nèi)RAM30H。

ORG0000H;復(fù)位地址

LJMPSTAT;轉(zhuǎn)初始化

ORG0003H;中斷入口地址

LJMPPINT0;轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序

ORG0100H;初始化程序首地址STAT:MOVSP,#60H;置堆棧指針

SETBIT0;置為邊沿觸發(fā)方式

MOVIP,#00000001B;置為高優(yōu)先級中斷

MOVP1,#00001111B;置P1.0～P1.3置為輸入態(tài),置P1.4～P1.7輸出0SETBEA;CPU開中

SETBEX0;開中

LJMPMAIN;轉(zhuǎn)主程序,并等待有鍵按下時(shí)中斷解：

OGR2000H;中斷服務(wù)程序首地址PINT0:PUSHAcc;保護(hù)現(xiàn)場

PUSHPSW;MOVA,P1;讀行線(P1.0～P1.3)數(shù)據(jù)

CPLA;數(shù)據(jù)取反,“1”有效

ANLA,#0FH;屏蔽列線,保留行線數(shù)據(jù)

MOVR2,A;存行線(P1.0～P1.3)數(shù)據(jù)(R2低4位)MOVP1,#0F0H;行線置低電平,列線置輸入態(tài)

MOVA,P1;讀列線(P1.4～P1.7)數(shù)據(jù)

CPLA;數(shù)據(jù)取反,“1”有效

ANLA,#0F0H;屏蔽行線,保留列線數(shù)據(jù)(A中高4位)MOVR1,#03H;取列線編號初值

MOVR3,#03H;置循環(huán)數(shù)

CLRC;PINT01:RLCA;依次左移入C中

JCPINT02;C=1,該列有鍵按下,(列線編號存R1)DECR1;C=0,無鍵按下,修正列編號

DJNZR3,PINT01;判循環(huán)結(jié)束否?未結(jié)束繼續(xù)尋找有鍵按下列線PINT02:MOVA,R2;取行線數(shù)據(jù)(低4位)MOVR2,#00H;置行線編號初值

MOVR3,#03H;置循環(huán)數(shù)PINT03:RRCA;依次右移入C中

JCPINT04;C=1,該行有鍵按下,(行線編號存R2)INCR2;C=0,無鍵按下,修正行線編號

DJNZR3,PINT03;判循環(huán)結(jié)束否?未結(jié)束繼續(xù)尋找有鍵按下行線PINT04:MOVA,R2;取行線編號

CLRC;RLCA;行編號×2RLCA;行編號×4ADDA,R1;行編號×4+列編號=按鍵編號

MOV30H,A;存按鍵編號

POPPSW;POPAcc;RETI;§9-3A/D轉(zhuǎn)換接口電路一、A/D轉(zhuǎn)換的基本概念

A/D轉(zhuǎn)換的功能是把模擬量電壓轉(zhuǎn)換為N位數(shù)字量。設(shè)D為N位二進(jìn)制數(shù)字量，UA為電壓模擬量，UREF為參考電壓，無論A/D或D/A，其轉(zhuǎn)換關(guān)系為：UA=D×UREF/2N

（其中：D=D0×20+D1×21+…+DN-1×2N-1）1、A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)：

⑴轉(zhuǎn)換精度。轉(zhuǎn)換精度通常用分辨率和量化誤差來描述。

①分辨率。分辨率=UREF/2N

表示輸出數(shù)字量變化一個(gè)相鄰數(shù)碼所需輸入模擬電壓的變化量。N為A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)，N越大，分辨率越高，習(xí)慣上分辨率常以A/D轉(zhuǎn)換位數(shù)N表示。

②量化誤差。量化誤差是指零點(diǎn)和滿度校準(zhǔn)后，在整個(gè)轉(zhuǎn)換范圍內(nèi)的最大誤差。

⑵轉(zhuǎn)換時(shí)間。指A/D轉(zhuǎn)換器完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需時(shí)間。轉(zhuǎn)換時(shí)間越短，適應(yīng)輸入信號快速變化能力越強(qiáng)。2、A/D轉(zhuǎn)換器分類

A/D轉(zhuǎn)換器分類：

按轉(zhuǎn)換原理形式可分為逐次逼近式、雙積分式和V/F變換式；

按信號傳輸形式可分為并行A/D和串行A/D。二、并行A/DADC0809及其接口電路

1、引腳功能和典型連接電路

⑴IN0～I(xiàn)N7：8路模擬信號輸入端。

⑵C、B、A：8路模擬信號轉(zhuǎn)換選擇端。與低8位地址中A0～A2連接。由A0～A2地址000～111選擇IN0～I(xiàn)N7八路A/D通道。

⑶CLK：外部時(shí)鐘輸入端。時(shí)鐘頻率高，A/D轉(zhuǎn)換速度快。允許范圍為10～1280KHz。通常由80C51ALE端直接或分頻后與0809CLK端相連接。

⑷D0～D7：數(shù)字量輸出端。

⑸OE：A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出允許控制端。

OE=1，允許將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果從D0～D7端輸出。通常由80C51的端與0809片選端（例如P2.0）通過或非門與0809OE端相連接。

⑹ALE：地址鎖存允許信號輸入端。

0809ALE信號有效時(shí)將當(dāng)前轉(zhuǎn)換的通道地址鎖存。

⑺START：啟動A/D轉(zhuǎn)換信號輸入端。當(dāng)START端輸入一個(gè)正脈沖時(shí)，立即啟動0809進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。START端與ALE端連在一起，由80C51WR與0809片選端（例如P2.0）通過或非門相連。

⑻EOC：A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出端，高電平有效。

⑼UREF（+）、UREF（-）：正負(fù)基準(zhǔn)電壓輸入端。

⑽Vcc：正電源電壓（+5V）。GND：接地端。2、ADC0809應(yīng)用實(shí)例

⑴中斷方式

【例9-12】按圖9-20，用中斷方式對8路模擬信號依次A/D轉(zhuǎn)換一次，并把結(jié)果存入以30H為首址的內(nèi)RAM中，試編制程序。

解：

ORG0000H;復(fù)位地址

LJMPSTAT;轉(zhuǎn)初始化程序

ORG0013H;中斷服務(wù)子程序入口地址

LJMPPINT1;中斷,轉(zhuǎn)中斷服務(wù)子程序;

ORG0100H;初始化程序首地址

STAT:MOVR1,#30H;置數(shù)據(jù)區(qū)首址

MOVR7,#8;置通道數(shù)

SETBIT1;置邊沿觸發(fā)方式

SETBEX1;開中

SETBEA;CPU開中

MOVDPTR,#0FEF8H;置0809通道0地址

MOVX@DPTR,A;啟動0通道A/D

LJMPMAIN;轉(zhuǎn)主程序,并等待A/D中斷

ORG0200H;中斷服務(wù)子程序首地址PINT1:PUSHAcc;保護(hù)現(xiàn)場

PUSHPSW;MOVXA,@DPTR;讀A/D值

MOV@R1,A;存A/D值

INCDPTR;修正通道地址

INCR1;修正數(shù)據(jù)區(qū)地址

MOVX@DPTR,A;啟動下一通道A/DDJNZR7,GORETI;判8路采集完否?未完繼續(xù)

CLREX1;8路采集已完,關(guān)中GORETI:POPPSW;恢復(fù)現(xiàn)場

POPAcc;RETI;中斷返回⑵查詢方式工作在查詢方式時(shí),0809EOC端可不必通過反相器與或相連，直接與80C51P1口或P3口中任一端線相連?！纠?-13】圖9-20中，用P1.0直接與0809EOC端相連，試用查詢方式編制程序，對8路模擬信號依次A/D轉(zhuǎn)換一次，并把結(jié)果存入以40H為首址的內(nèi)RAM中。解：MAIN:MOVR1,#40H;置數(shù)據(jù)區(qū)首址

MOVR7,#8;置通道數(shù)

SETBP1.0;置P1.0輸入態(tài)

MOVDPTR,#0FEF8H;置0809通道0地址LOOP:MOVX@DPTR,A;啟動A/DJNBP1.0,$;查詢A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束否？未完繼續(xù)查詢等待

MOVXA,@DPTR;A/D已結(jié)束,讀A/D值

MOV@R1,A;存A/D值

INCDPTR;修改通道地址

INCR1;修改數(shù)據(jù)區(qū)地址

DJNZR7,LOOP;判8路采集完否?未完繼續(xù)

RET;8路采集完畢,返回⑶延時(shí)等待方式工作在延時(shí)等待方式時(shí),0809EOC端可不必與80C51相連,是根據(jù)時(shí)鐘頻率計(jì)算出A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間,略微延長后直接讀A/D轉(zhuǎn)換值?！纠?-14】圖9-20中，0809EOC端開路，fosc=6MHz，試用延時(shí)等待方式編制程序，對8路模擬信號依次A/D轉(zhuǎn)換一次，并把結(jié)果存入以50H為首址的內(nèi)RAM中。解：編程如下：MAIN:MOVR1,#50H;置數(shù)據(jù)區(qū)首址

MOVR7,#8;置通道數(shù)

MOVDPTR,#0FEF8H;置0809通道0地址LOOP:MOVX@DPTR,A;啟動A/DMOVR6,#17;DJNZR6,$;延時(shí)68S:2機(jī)周×17=34機(jī)周,2S×34=68SMOVXA,@DPTR;讀A/D值

MOV@R1,A;存A/D值

INCDPTR;修正通道地址

INCR1;修正數(shù)據(jù)區(qū)地址

DJNZR7,LOOP;判8路采集完否?未完繼續(xù)

RET;8路采集完畢,返回三、串行A/DADC0832及其接口電路

ADC0832是8位串行A/D轉(zhuǎn)換器；轉(zhuǎn)換速度較高（250KHz時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)間32s）；單電源供電，功耗低（15mw）。1、引腳功能

VDD、VSS：電源接地端，VDD同時(shí)兼任UREF；

CS：片選端，低電平有效；

DI：數(shù)據(jù)信號輸入端；

DO：數(shù)據(jù)信號輸出端；

CLK：時(shí)鐘信號輸入端，要求低于600KHz；

CH0、CH1：模擬信號輸入端（雙通道）；2、典型應(yīng)用電路

P1.0片選CS；

TXD發(fā)送時(shí)鐘信號輸入ADC0832CLK；

RXD與DI、DO端連接在一起。編碼通道選擇CH0CH100

＋－01

－＋10

＋11

＋表9-33、串行A/D轉(zhuǎn)換工作時(shí)序

工作時(shí)序分為二個(gè)階段：⑴起始和通道配置，由CPU發(fā)送，從ADC0832DI端輸入；⑵A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)串行輸出，由ADC0832從DO端輸出，CPU接收。4、軟件編程【例9-15】按圖9-21（b）電路，試編制程序，將CH0、CH1通道輸入的模擬信號A/D轉(zhuǎn)換，分別存入30H31H中。解：AD0832:MOVSCON,#00H;置串口方式0,禁止接收

CLRES;串口禁中

MOVR0,#30H;置A/D數(shù)據(jù)存儲區(qū)首址

CLRP1.0;片選0832

MOVA,#06H;置CH0通道配置ADC0:MOVSBUF,A;啟動A/DADC1:JNBTI,ADC1;串行發(fā)送啟動及通道配置信號

CLRTI;清發(fā)送中斷標(biāo)志

SETBREN;允許(啟動)串行接收ADC2:JNBRI,ADC2;接收第一字節(jié)

CLRRI;清接收中斷標(biāo)志,同時(shí)啟動接收第二字節(jié)

MOVA,SBUF;讀第一字節(jié)數(shù)據(jù)

MOVB,A;暫存說明：①接收第一字節(jié)的8位數(shù)據(jù)為（注意先接收低位D4）：②清串行接收中斷標(biāo)志后，啟動串行接收第二字節(jié)，其數(shù)據(jù)為：③組合后的8位數(shù)據(jù)為：

④高低4位互換后的8位數(shù)據(jù)為：

ADC3:JNBRI,ADC3;接收第二字節(jié)

CLRRI;清接收中斷標(biāo)志

MOVA,SBUF;讀第二字節(jié)數(shù)據(jù)

ANLA,#0FH;第二字節(jié)屏蔽高4位

ANLB,#0FOH;第一字節(jié)屏蔽低4位

ORLA,B;組合

SWAPA;高低4位互換,組成正確的A/D數(shù)據(jù)

MOV@R0,A;存A/D數(shù)據(jù)

INCR0;指向下一存儲單元

MOVA,#0EH;置CH1通道配置

CJNER0,#32H,ADC0;判兩通道A/D完畢否?未完繼續(xù)

CLRREN;兩通道A/D完畢,禁止接收

SETBP1.0;清0832片選

RET;D3D2D1D0D1D2D3D4××××D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D7D6D5D4D3D2D1D0四、I2C串行A/D典型應(yīng)用電路

I2C串行A/D芯片PCF8591，同時(shí)具有A/D、D/A轉(zhuǎn)換功能。

1、PCF8591引腳功能

SDA、SCL：I2C總線數(shù)據(jù)線、時(shí)鐘線；

A2、A1、A0：引腳地址輸入端；

AIN0～AIN3：模擬信號輸入端，

OSC：外部時(shí)鐘輸入端，內(nèi)部時(shí)鐘輸出端；

EXT：內(nèi)外部時(shí)鐘選擇端，EXT=0時(shí)選擇內(nèi)部時(shí)鐘；

VDD、VSS：電源、接地端；

AGND：模擬信號地；

UREF：基準(zhǔn)電壓輸入端；

AOUT：D/A轉(zhuǎn)換模擬量輸出端；

該芯片既可用于A/D轉(zhuǎn)換（模擬信號從AIN0～AIN3輸入），又可用于D/A轉(zhuǎn)換（D/A轉(zhuǎn)換模擬量從AOUT輸出），器件地址為1001，若A2A1A0接地，D/A轉(zhuǎn)換寫尋址字節(jié)SLAW=90H，A/D轉(zhuǎn)換讀尋址字節(jié)SLAR=91H。2、硬件電路設(shè)計(jì)3、片內(nèi)可編程功能

⑴

控制命令字

PCF8591內(nèi)部有一個(gè)控制寄存器，用來存放控制命令，其格式如下：COMD7D6D5D4D3D2D1D0D1、D0：A/D通道編號

00:通道0；01:通道1；10:通道2；11:通道3；D2：自動增量選擇

D2=1時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換將按通道0～3依次自動轉(zhuǎn)換；D3、D7：必須為0；D5、D4：模擬量輸入方式選擇位：

00:輸入方式0（四路單端輸入）；

01:輸入方式1（三路差分輸入）；

10:輸入方式2（二路單端一路差分輸入）；

11:輸入方式3（二路差分輸入）。D6：模擬輸出允許。D6=1，模擬量輸出有效；①輸入方式0（四路單端輸入）：

ANI0——通道0（單端輸入）

ANI1——通道1（單端輸入）

ANI2——通道2（單端輸入）

ANI3——通道3（單端輸入）②輸入方式1（三路差分輸入）：

③輸入方式2（二路單端一路差分輸入）：

④輸入方式3（二路差分輸入）：⑵ADC數(shù)據(jù)操作格式SSLAWACOMASSLARAData0AData1A

發(fā)出控制命令（寫操作）

A/D轉(zhuǎn)換（讀操作）其中紅色部分由80C51發(fā)送，PCF8591接收；黑色部分由PCF8591發(fā)送，80C51接收；4、軟件編程

【例9-16】按圖9-23（b）編程將AIN0～AIN34個(gè)通道的模擬信號A/D轉(zhuǎn)換后，依次存入以50H為首址的內(nèi)RAM中。設(shè)VIIC軟件包已裝入ROM，VSDA、VS