《單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)》課件第8章

第八章顯示器及鍵盤(pán)接口電路8.1顯示器及其接口

8.2鍵盤(pán)接口

8.3A/D轉(zhuǎn)換接口電路

8.4D/A轉(zhuǎn)換器及其單片機(jī)接口電路

8.5習(xí)題

實(shí)訓(xùn)八顯示器及鍵盤(pán)接口電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)

8.1顯示器及其接口

8.1.1LED數(shù)碼管

LED顯示器由8個(gè)發(fā)光二極管組成。根據(jù)內(nèi)部二極管連接方式，LED顯示器在結(jié)構(gòu)上又分為共陰極型和共陽(yáng)極型兩種。共陰極型內(nèi)部發(fā)光二極管的陰極連接在一起，接低電平；共陽(yáng)極型內(nèi)部發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接在一起，接高電平。當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)筆劃發(fā)光，控制相應(yīng)的二極管導(dǎo)通，就能顯示出對(duì)應(yīng)字符。一般情況下，把其中7只發(fā)光二極管構(gòu)成“8”字型，第8個(gè)二極管顯示小數(shù)點(diǎn)的這種顯示器稱(chēng)為七段數(shù)碼顯示器，也有人稱(chēng)之為八段顯示器，如圖8-1所示。圖8-1七段LED顯示器從圖8-1中可見(jiàn)，a、b、c、d、e、f、g分別為7個(gè)發(fā)光二極管，dp引腳為小數(shù)點(diǎn)。在圖8-1(b)中，將各段發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起作為公共端COM的這種顯示器稱(chēng)為共陽(yáng)極LED。當(dāng)給共陽(yáng)極七段LED中的某一段二極管接低電平時(shí)，相應(yīng)的二極管因?qū)ǘl(fā)光，否則不發(fā)光。而在圖8-1(c)中，將各段發(fā)光二極管的陰極連在一起作為公共端COM的這種顯示器稱(chēng)為共陰極LED。當(dāng)給共陰極七段LED中的某一段二極管接高電平時(shí)，該二極管因?qū)ǘl(fā)光。控制共陽(yáng)極或共陰極中的不同段二極管的亮與滅，可構(gòu)成一個(gè)顯示字符，這樣形成的顯示字符代碼稱(chēng)為L(zhǎng)ED字符顯示碼或段選碼。表8-1是顯示字形與共陽(yáng)極和共陰極兩種接法的字段碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系。表8-1LED數(shù)碼管顯示字形與字段碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系

【例8-1】

已知顯示數(shù)RAM50H(高位)、51H(低位)，試將其轉(zhuǎn)換為5位共陰極字段碼并存放在以40H為首址的內(nèi)RAM中。

解：這個(gè)程序可以分為兩個(gè)部分。

(1)分離顯示數(shù)字子程序。

8.1.2LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示方式及其典型應(yīng)用電路

靜態(tài)顯示電路的接法有以下幾種方式。

1．串行擴(kuò)展靜態(tài)顯示電路

圖8-2為串行擴(kuò)展的3位LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路。其中，RXD串行輸出顯示字段碼，TXD發(fā)出移位時(shí)鐘，而P1.0為串行移位使能端。LED數(shù)碼管為共陽(yáng)結(jié)構(gòu)。圖8-2串行輸出的靜態(tài)顯示電路

【例8-2】

按照?qǐng)D8-2中的LED數(shù)碼管的顯示順序，依次顯示存放在內(nèi)存RAM中的41H～43H單元的數(shù)據(jù)。

解：利用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序如下：

2．并行擴(kuò)展靜態(tài)顯示電路

圖8-3為并行擴(kuò)展6位LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路，74LS237并行擴(kuò)展8位I/O口，P0口輸出8位字段碼，P2口用于片選6位數(shù)據(jù)的74LS237，控制顯示LED數(shù)碼管為共陽(yáng)結(jié)構(gòu)。圖8-3并行口靜態(tài)顯示電路

【例8-3】

按照?qǐng)D8-3中的LED數(shù)碼管的顯示順序，依次顯示數(shù)據(jù)88H,83H,C6H,A1H,86H,8EH。

解：利用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序如下：

8.1.3LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示方式及其典型應(yīng)用電路

1．共陰型6位動(dòng)態(tài)顯示電路

圖8-4為共陰型6位動(dòng)態(tài)顯示電路。圖8-4共陰型6位動(dòng)態(tài)顯示電路

【例8-4】

按照?qǐng)D8-4，試編制循環(huán)掃描6次顯示子程序，已知顯示字段碼存放在以50H為首址的6個(gè)字節(jié)內(nèi)RAM中。

解：利用匯編語(yǔ)言編程如下:

2．共陽(yáng)型6位動(dòng)態(tài)顯示電路

圖8-5為由PNP型三極管74LS377組成的共陽(yáng)型6位LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示電路。圖8-5共陽(yáng)型6位動(dòng)態(tài)顯示電路

【例8-5】

根據(jù)圖8-5所示電路，試編制6位動(dòng)態(tài)掃描顯示程序，已知顯示字段碼存在以30H為首址的6字節(jié)內(nèi)RAM中。

解：利用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序如下：8.1.4LCD及其接口原理

LCD(LiquidCrystalDisplay)是液晶顯示器的縮寫(xiě)。液晶顯示器是一種平面超薄顯示設(shè)備，它由一定數(shù)量的彩色或黑白像素組成，放置于光源或者反射面前方。它的主要原理是以電流刺激液晶分子產(chǎn)生點(diǎn)、線、面配合背部燈管構(gòu)成畫(huà)面。液晶顯示器具有功耗低、體積小、厚度薄、重量輕、工作電壓低、無(wú)輻射、無(wú)閃爍、能直接與CMOS集成電路匹配等特點(diǎn)。因此，LCD備受工程師青睞，適用于使用電池的電子設(shè)備。液晶顯示模塊按顯示圖形和控制方式，分為筆段式液晶顯示模塊、點(diǎn)陣字符型液晶顯示模塊和點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊。

LCD的數(shù)字和字符顯示與LED一樣分為7個(gè)(a、b、c、d、e、f、g)段，另外還有一個(gè)公共極(COM)，如圖8-6所示。圖8-6LCD的字形段和公共極例如要顯示數(shù)字“2”，應(yīng)使a、b、d、e、g段的方波與COM極上方波的相位相反，而c、f段的方波與COM極上方波的相位相同。假定COM極上加負(fù)方波，則段碼方波極性及數(shù)字顯示見(jiàn)表8-2。表8-2LCD段碼與顯示數(shù)字 8.2鍵盤(pán)接口

鍵盤(pán)是微型計(jì)算機(jī)最常用的外部輸入設(shè)備，用戶(hù)可以通過(guò)鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的人機(jī)對(duì)話(huà)交流。鍵盤(pán)通過(guò)若干個(gè)按鍵組成的開(kāi)關(guān)矩陣向計(jì)算機(jī)輸入指令、地址和數(shù)據(jù)，以達(dá)到控制計(jì)算機(jī)的目的。

鍵盤(pán)根據(jù)識(shí)別方式的不同，可以分為編碼鍵盤(pán)和非編碼鍵盤(pán)兩種。采用專(zhuān)用的硬件實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)閉合識(shí)別功能的鍵盤(pán)稱(chēng)為編碼鍵盤(pán)；而采用軟件方式實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)閉合識(shí)別功能的鍵盤(pán)稱(chēng)為非編碼鍵盤(pán)。

鍵盤(pán)接口電路用于實(shí)現(xiàn)外部鍵盤(pán)矩陣與計(jì)算機(jī)之間的通信功能，包括：

(1)鍵盤(pán)掃描功能：檢測(cè)是否有按鍵閉合。

(2)鍵盤(pán)識(shí)別功能：確定閉合按鍵所在的行、列位置號(hào)。

(3)產(chǎn)生相應(yīng)的鍵代碼(鍵值)。

(4)消除按鍵抖動(dòng)。

8.2.1按鍵開(kāi)關(guān)的抖動(dòng)問(wèn)題

一般情況下，按鍵的觸點(diǎn)分為觸點(diǎn)式和非觸點(diǎn)式兩種。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，一般都采用機(jī)械觸點(diǎn)。在圖8-7中，當(dāng)按鍵S斷開(kāi)時(shí)，P1.0輸入高電平；當(dāng)按鍵S閉合時(shí)，P1.0輸入低電平。因?yàn)榘存I是機(jī)械觸點(diǎn)，在按下或斷開(kāi)時(shí)會(huì)產(chǎn)生接觸不穩(wěn)定的情況，引起P1.0點(diǎn)電平不穩(wěn)定，如圖8-8所示。圖8-8按鍵按下和彈起時(shí)的抖動(dòng)圖8-7按鍵原理圖常見(jiàn)的去抖動(dòng)的方法有兩種：硬件方法和軟件方法。

1．硬件去抖動(dòng)

硬件去抖動(dòng)通常采用的電路有三種：

(1)利用雙穩(wěn)電路的去抖動(dòng)電路；

(2)利用單穩(wěn)電路的去抖動(dòng)電路；

(3)利用RC濾波電路的去抖動(dòng)電路。

2．軟件去抖動(dòng)

軟件去抖動(dòng)的方法就是根據(jù)按鍵抖動(dòng)的不穩(wěn)定性，在第一次檢測(cè)到按鍵按下時(shí)，大約執(zhí)行10?ms左右的延時(shí)子程序后再確認(rèn)該鍵是否確實(shí)按下，從而消除按鍵抖動(dòng)對(duì)單片機(jī)讀鍵值的影響。8.2.2鍵盤(pán)掃描控制方式

1．程序控制掃描方式

在該種控制掃描方式下，CPU只有在空閑時(shí)間內(nèi)才能調(diào)用鍵盤(pán)掃描子程序，使外部鍵盤(pán)設(shè)備真正占用CPU。鍵盤(pán)掃描子程序的編寫(xiě)一般固定在主程序的某個(gè)程序段，當(dāng)主程序依次運(yùn)行到該程序段時(shí)，按照順序進(jìn)行鍵盤(pán)掃描，判斷是否有鍵按下。若有，則計(jì)算按鍵編號(hào)，執(zhí)行相應(yīng)的鍵功能子程序。在這種程序控制掃描方式下工作，鍵盤(pán)掃描程序占用CPU的時(shí)間最小，對(duì)CPU的利用率不會(huì)造成影響。但是鍵盤(pán)處理的時(shí)間間隔不宜太長(zhǎng)，以免影響識(shí)別鍵盤(pán)響應(yīng)的實(shí)時(shí)性。

【例8-6】

單片機(jī)控制32個(gè)按鍵的動(dòng)作如圖8-9所示。利用程序控制掃描方式來(lái)進(jìn)行按鍵的掃描。圖8-98031與4?×?8鍵盤(pán)的連接

2．定時(shí)掃描方式

定時(shí)掃描工作方式就是利用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器每隔一定時(shí)間產(chǎn)生定時(shí)中斷，CPU響應(yīng)中斷后對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描。通常利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器產(chǎn)生10?ms的定時(shí)中斷，CPU響應(yīng)定時(shí)器發(fā)出的中斷請(qǐng)求，對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，響應(yīng)鍵盤(pán)的輸入請(qǐng)求。定時(shí)掃描方式和程序控制掃描方式的區(qū)別是：程序控制掃描方式是用軟件程序來(lái)實(shí)現(xiàn)掃描間隔時(shí)間的定時(shí)；而定時(shí)掃描工作方式是利用定時(shí)器/控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制的。定時(shí)掃描方式下定時(shí)時(shí)間不能太長(zhǎng)，如果時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)影響CPU對(duì)按鍵輸入響應(yīng)的實(shí)時(shí)性。

3．中斷控制方式

中斷控制方式就是利用單片機(jī)的外部中斷源0和1來(lái)響應(yīng)按鍵輸入信號(hào)。當(dāng)鍵盤(pán)上有鍵按下時(shí)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求(只有有鍵按下時(shí)CPU才能響應(yīng)中斷)，執(zhí)行中斷服務(wù)程序，判斷鍵盤(pán)上閉合鍵的鍵號(hào)，并作相應(yīng)的處理。中斷控制方式可以大大提高CPU的利用效率。

如圖8-10所示的中斷方式下的鍵盤(pán)接口電路。圖8-10中斷方式的鍵盤(pán)接口電路8.2.3按鍵鍵盤(pán)與單片機(jī)的連接

鍵盤(pán)與單片機(jī)的連接方法大致可以分為獨(dú)立式按鍵鍵盤(pán)和矩陣式按鍵鍵盤(pán)兩種方式。

1．獨(dú)立式按鍵接口技術(shù)及編程

1)按鍵直接通過(guò)I/O口連接

按鍵的數(shù)量就是需要的單片機(jī)的I/O口的數(shù)量，即一個(gè)按鍵接一條I/O口線。每一條I/O口線的工作狀態(tài)互不影響，各個(gè)按鍵彼此獨(dú)立。如圖8-11所示，4個(gè)按鍵分別接到P3.0、P3.1、P3.2、P3.3，這里取用S1和S2兩個(gè)按鍵，采用不斷查詢(xún)的方法，檢測(cè)是否有鍵閉合，如有鍵閉合，則去除鍵抖動(dòng)，判斷鍵號(hào)并轉(zhuǎn)入相應(yīng)的鍵處理。圖8-11獨(dú)立按鍵接口電路圖

【例8-7】

在圖8-11中，當(dāng)有鍵按下時(shí)，對(duì)應(yīng)的I/O口線為低電平；當(dāng)按鍵斷開(kāi)時(shí)，對(duì)應(yīng)的I/O口線為高電平。

利用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)鍵識(shí)別程序如下：

2)采用中斷方式

如圖8-12所示，如果每個(gè)按鍵都接到一個(gè)與非門(mén)上，當(dāng)有任何一個(gè)按鍵按下時(shí)，都會(huì)使與非門(mén)輸出為低電平，從而引起單片機(jī)的中斷。此方式的優(yōu)勢(shì)在于免去了在主程序中不斷地循環(huán)查詢(xún)，如果有鍵按下，單片機(jī)再去做相應(yīng)的處理。圖8-12中斷方式按鍵連接電路圖

3)按鍵與擴(kuò)展I/O口連接

單片機(jī)擴(kuò)展I/O口可以有并行擴(kuò)展和串行擴(kuò)展兩種方式，這兩種擴(kuò)展方式都可以與按鍵進(jìn)行連接。

(1)按鍵與并行擴(kuò)展I/O口連接。單片機(jī)一般采用74LS373鎖存器進(jìn)行并行擴(kuò)展I/O口。圖8-13所示為80C31與按鍵進(jìn)行并行擴(kuò)展的連接電路圖。圖8-13按鍵與并行擴(kuò)展I/O口連接電路圖圖8-14按鍵與串行擴(kuò)展I/O口連接電路圖

2．矩陣式鍵盤(pán)接口技術(shù)及編程

矩陣式鍵盤(pán)的結(jié)構(gòu)與工作原理：在鍵盤(pán)中按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少I(mǎi)/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。在矩陣鍵盤(pán)中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵來(lái)連接。這樣，一個(gè)端口(P1口、P2口或P3口)就可以構(gòu)成4×4=16個(gè)按鍵，比直接將端口線用于鍵盤(pán)的擴(kuò)展多出了一倍，而且線數(shù)越多，擴(kuò)展的按鍵的數(shù)量也越多。如果再多加一條口線就可以構(gòu)成4×5=20個(gè)鍵的鍵盤(pán)，而直接用端口線則只能多出

一個(gè)鍵。因此，在需要的按鍵數(shù)量比較多的情況下，采用矩陣式結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)鍵盤(pán)是非常合理的。采用矩陣式結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)鍵盤(pán)顯然要比直接法要復(fù)雜一些。例如圖8-15中，鍵盤(pán)矩陣的列線通過(guò)限流電阻R接正電源，并將行線所接的單片機(jī)的I/O口作為輸出端，而列線所接的I/O口則作為輸入端。當(dāng)鍵盤(pán)中沒(méi)有按鍵按下時(shí)，所有的輸入端都是高電平，表示無(wú)鍵按下。一旦有鍵按下，則輸入線就會(huì)被拉低，這樣，通過(guò)讀入輸入線的狀態(tài)就可以判斷是否有鍵按下了。圖8-15矩陣式鍵盤(pán)

1)判斷鍵盤(pán)中有無(wú)鍵按下的過(guò)程

逐行掃描查詢(xún)法是一種最常用的按鍵識(shí)別方法，又稱(chēng)為行掃描法，具體的工作過(guò)程如下：

(1)將全部行線置低電平，然后檢測(cè)列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低電平，則表示鍵盤(pán)中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個(gè)按鍵中。若所有列線均為高電平，則鍵盤(pán)中無(wú)鍵按下。

(2)當(dāng)確認(rèn)有鍵按下后，就要判斷閉合鍵所在的位置。確認(rèn)的方法是在確認(rèn)有鍵按下后，依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時(shí)，其他線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測(cè)各列線的電平狀態(tài)。若某列為低電平，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。行掃描法識(shí)別按鍵的過(guò)程就好像在二維平面上找確定的點(diǎn)一樣。按鍵掃描法就是先確定它的行線位置，再確定它的列線位置，最后通過(guò)公式：鍵值?=?行號(hào)?×?列數(shù)?+?列號(hào)來(lái)計(jì)算得到鍵值。

例如圖8-16中的行線為掃描線(輸出)，列線為狀態(tài)線(輸入)。圖8-16矩陣式鍵盤(pán)

2)鍵處理程序

如圖8-16所示，8031的P1口用作鍵盤(pán)I/O口，鍵盤(pán)的列線接到P1口的低4位，鍵盤(pán)的行線接到P1口的高4位。列線P1.0～P1.3分別接有4個(gè)上拉電阻到正電源?+5?V，并把列線P1.0～P1.3設(shè)置為輸入線，行線P1.4～P1.7設(shè)置為輸出線。4根行線和4根列線形成16個(gè)按鍵的相交點(diǎn)。按鍵掃描過(guò)程如下：

(1)檢測(cè)當(dāng)前是否有鍵按下。檢測(cè)的方法是P1.4～P1.7輸出全“0”，讀取P1.0～P1.3的狀態(tài)，若P1.0～P1.3為全“1”，則無(wú)鍵閉合，否則有鍵閉合。進(jìn)入讀按鍵值的下一個(gè)過(guò)程。

(2)去除按鍵抖動(dòng)。當(dāng)檢測(cè)到有鍵按下后，延時(shí)一段時(shí)間后再進(jìn)入下一步的讀鍵值的檢測(cè)判斷過(guò)程。

(3)若有鍵被按下，采用行掃描法讀鍵值，來(lái)判斷閉合鍵所在的位置。

P1.4～P1.7按照下述4種組合依次輸出：

P1.71110

P1.61101

P1.51011

P1.40111在每組行輸出時(shí)讀取P1.0～P1.3，若全為“1”，則表示這一行沒(méi)有鍵閉合，否則有鍵閉合。由此得到閉合鍵的行值和列值，然后可采用查表法或計(jì)算法將閉合鍵的行值和列值轉(zhuǎn)換成所定義的鍵值。在鍵處理程序中，如果鍵閉合一次只能進(jìn)行一次鍵功能操作，則需等待按鍵釋放后，再進(jìn)行鍵功能操作；否則，按一次鍵，有可能會(huì)連續(xù)多次進(jìn)行同樣的鍵處理操作，為了保證鍵每次閉合時(shí)CPU僅作一次處理，必須去除鍵釋放時(shí)的抖動(dòng)。圖8-17為矩陣式鍵盤(pán)程序流程圖。圖8-17鍵盤(pán)掃描程序流程圖

【例8-8】

按照鍵盤(pán)掃描流程圖8-17，編寫(xiě)匯編語(yǔ)言程序如下：圖8-18中斷方式下的矩陣式鍵盤(pán)接口電路 8.3A/D轉(zhuǎn)換接口電路

8.3.1A/D轉(zhuǎn)換的基本概念

1．A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)參數(shù)

(1)分辨率：輸出的數(shù)字量變化一個(gè)LSB(LeastSignificantBit，數(shù)字代碼最低有效位)值時(shí)，輸入模擬量的變化值，一般定義為轉(zhuǎn)換器的滿(mǎn)刻度電壓(基準(zhǔn)電壓)UFSR與2n之間的比值，即分辨率=?UFSR/2n。其中，n為A/D轉(zhuǎn)換器輸出的二進(jìn)制位數(shù)，n越大，分辨率越高。

(2)滿(mǎn)量程誤差：輸出全為1時(shí)輸入的電壓與理想輸入量之差。

(3)轉(zhuǎn)換時(shí)間：指A/D轉(zhuǎn)換器完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間。轉(zhuǎn)換時(shí)間越短，A/D轉(zhuǎn)換器適應(yīng)輸入信號(hào)快速變化的能力越強(qiáng)。當(dāng)需要A/D轉(zhuǎn)換的模擬量變化較快時(shí)，就需選擇轉(zhuǎn)換時(shí)間短的A/D轉(zhuǎn)換器，否則會(huì)引起較大誤差。其倒數(shù)就是轉(zhuǎn)換速率。

(4)轉(zhuǎn)換速率：完成一次A/D采樣的時(shí)間。

(5)轉(zhuǎn)換精度：實(shí)際A/D結(jié)果與理想值之差。

(6)與CPU之間的接口方式：并行接口或串行接口方式。

(7)溫度系數(shù)：A/D轉(zhuǎn)換器受溫度影響的程度，一般用環(huán)境溫度變化1℃所產(chǎn)生的相對(duì)誤差來(lái)表示，單位是10－6/℃。

2．A/D轉(zhuǎn)換器的分類(lèi)

隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，A/D轉(zhuǎn)換器的種類(lèi)也越來(lái)越多。按照工作原理劃分，A/D轉(zhuǎn)換器的種類(lèi)主要有逐次逼近式、積分式、并行比較型/串并行式、∑-△調(diào)制式、電容陣列逐次比較式及壓頻變換式。

下面介紹最常用的逐次逼近式、并行式、雙積分式和V/F變換式的轉(zhuǎn)換原理。

(1)逐次逼近式。逐次逼近式屬于直接式A/D轉(zhuǎn)換器，由一個(gè)比較器和D/A轉(zhuǎn)換器通過(guò)逐次比較邏輯構(gòu)成。其工作原理可以簡(jiǎn)單地理解為將輸入模擬量逐次與UREF/2、UREF/4、UREF/8、…、UREF/2n-1比較，模擬量大于比較值的取值為數(shù)字1；否則，取0。最終得到的數(shù)字值就是A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果。其電路規(guī)模屬于中等規(guī)模。逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換精度較高，速度較快，價(jià)格適中，功耗低，是目前種類(lèi)最多、應(yīng)用范圍最廣的A/D轉(zhuǎn)換器。典型的8位A/D逐次逼近式A/D芯片有ADC0809。

(2)并行式。并行式也屬于直接式A/D轉(zhuǎn)換器，它是所有類(lèi)型A/D轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換速度最快的，但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格高，因此只適用于要求高速轉(zhuǎn)換的場(chǎng)合。

(3)雙積分式。雙積分式是一種間接式A/D轉(zhuǎn)換器，其工作原理是：先用積分器把輸入模擬電壓轉(zhuǎn)換成中間量(時(shí)間T或頻率F)，然后再把中間量轉(zhuǎn)換成數(shù)字。它的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)換精度高，抗干擾能力強(qiáng)，價(jià)格便宜；缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)換時(shí)間較長(zhǎng)，一般要幾十毫秒，適用于轉(zhuǎn)換速度不快的場(chǎng)合，如用于數(shù)字式測(cè)量?jī)x表中。典型芯片有MC14433和ICL7135等。

(4)?V/F變換式。V/F變換器也是一種間接式A/D轉(zhuǎn)換器，能夠?qū)⒛M電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)，再對(duì)頻率信號(hào)計(jì)數(shù)，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、高精度、抗干擾能力強(qiáng)以及便于長(zhǎng)距離傳送等，可替代A/D轉(zhuǎn)換，但轉(zhuǎn)換速度偏低。

下面介紹在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛的8位并行A/D芯片ADC0809的工作原理及應(yīng)用實(shí)例。8.3.2并行A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809及其接口電路

1．8位A/D轉(zhuǎn)換芯片0809的結(jié)構(gòu)和引腳

ADC0809是8位CMOS逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，帶8個(gè)模擬量輸入通道及通道地址譯碼鎖存器，輸出帶三態(tài)數(shù)據(jù)鎖存器。啟動(dòng)信號(hào)為脈沖啟動(dòng)方式。每一通道的轉(zhuǎn)換時(shí)間大約為100?ms。它的主要性能指標(biāo)如下：

(1)分辨率為8位；

(2)最大不可調(diào)誤差為?+1LSB；

(3)單電源?+5?V供電，基準(zhǔn)電壓由外部提供，典型值為?+5?V；

(4)具有鎖存控制的8路模擬選通開(kāi)關(guān)；

(5)輸出電平與TTL電平兼容；

(6)功耗為15?mW；

(7)轉(zhuǎn)換速度取決于芯片的時(shí)鐘頻率。時(shí)鐘頻率范圍為(10～1280)kHz，當(dāng)CLK=500?kHz時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間為128?ms。

ADC0809的結(jié)構(gòu)圖如圖8-19所示。圖8-19ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)從圖8-19中可以看出，ADC0809由兩大部分組成：一部分為輸入通道，包括8位模擬開(kāi)關(guān)、3條地址線的鎖存器和譯碼器，可以實(shí)現(xiàn)8路模擬輸入通道的選擇；另一個(gè)部分為一個(gè)逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器。

下面介紹它的引腳和通道地址碼。ADC0809的引腳如圖8-20所示。圖8-20ADC0809引腳圖從上面的引腳說(shuō)明可以看出，只有在ALE信號(hào)有效時(shí)，C、B、A輸入的通道地址才被鎖存。啟動(dòng)信號(hào)START啟動(dòng)后開(kāi)始轉(zhuǎn)換，但是EOC信號(hào)是在START的下降沿到來(lái)10?ms后才變?yōu)闊o(wú)效的低電平。這要求查詢(xún)程序待EOC無(wú)效后再開(kāi)始查詢(xún)。轉(zhuǎn)換結(jié)束后由OE產(chǎn)生信號(hào)輸出數(shù)據(jù)。具體的模擬通道地址的選擇如表8-3所示。表8-3模擬通道地址碼

2．ADC0809與8051的接口

ADC0809與80C51的典型連接電路如圖8-21所示。圖8-21ADC0809與8051的接口電路

ADC0809進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，可用中斷、查詢(xún)和延時(shí)等待三種方式編制程序。

(1)中斷方式。把轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)EOC作為中斷請(qǐng)求信號(hào)，以中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。編寫(xiě)程序時(shí)，在主程序執(zhí)行的過(guò)程中，遇到需要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的時(shí)候才啟動(dòng)中斷轉(zhuǎn)入執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程，并繼續(xù)執(zhí)行主程序。當(dāng)接收到ADC的轉(zhuǎn)換結(jié)束EOC信號(hào)后，立即轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序，并在中斷程序中取回A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果，啟動(dòng)下一次轉(zhuǎn)換等操作。

【例8-10】按照?qǐng)D8-22所示的電路，采用中斷方式分別對(duì)8路模擬信號(hào)輪流采集一遍，并將結(jié)果存入以40H為首地址的80C51片內(nèi)RAM單元中。設(shè)單片機(jī)的晶振頻率為fOSC=6?MHz。圖8-22采用中斷方式下的ADC0809與MCS-51單片機(jī)的接口電路

(2)查詢(xún)方式。A/D轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)，例如ADC0809的EOC端。因此可以用查詢(xún)方式測(cè)試EOC的狀態(tài)，即可確認(rèn)轉(zhuǎn)換是否完成，如果完成則接著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。

【例8-11】按照?qǐng)D8-23所示的電路，改用P2.1直接與ADC0809芯片的EOC端相連，使用查詢(xún)方式編制程序，對(duì)8路模擬信號(hào)依次進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換一次，并把結(jié)果存入以50H為首址的80C51片內(nèi)RAM單元中。設(shè)單片機(jī)的fOSC=6?MHz。

利用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序如下：圖8-23采用查詢(xún)方式下的ADC0809與MCS-51單片機(jī)的接口電路

(3)延時(shí)等待方式。對(duì)于一種A/D轉(zhuǎn)換類(lèi)型來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)換時(shí)間是一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，并且是已知和固定的。例如我們這里研究的ADC0809的轉(zhuǎn)換時(shí)間為128?ms，相當(dāng)于6?Hz的MCS-51單片機(jī)的64個(gè)機(jī)器周期。因此可以設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)子程序，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)后即可調(diào)用此子程序，延時(shí)時(shí)間一到，轉(zhuǎn)換也肯定已經(jīng)完成了，接著就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。

下面是利用延時(shí)等待的方法進(jìn)行8路模擬信號(hào)的采集的Cx51程序：

【例8-12】

根據(jù)圖8-24所示，采用軟件延時(shí)的方法編寫(xiě)ADC0809采樣匯編語(yǔ)言程序。設(shè)ADC0809的地址是7FF8H～7FFFH，要求對(duì)8路模擬信號(hào)輪流采樣，采樣后的結(jié)果存放到50H～57H中。在程序中啟動(dòng)ADC0809的同時(shí)將通道號(hào)寫(xiě)到ADC0809中。圖8-24ADC0809與MCS-51單片機(jī)的接口電路 8.4D/A轉(zhuǎn)換器及其單片機(jī)接口電路

8.4.1D/A轉(zhuǎn)換

1．D/A轉(zhuǎn)換的基本概念

基本的D/A轉(zhuǎn)換器由電壓基準(zhǔn)或電流基準(zhǔn)、精密電阻網(wǎng)絡(luò)、電子開(kāi)關(guān)及全電流求和電路構(gòu)成。選擇D/A轉(zhuǎn)換器時(shí)要看三個(gè)重要指標(biāo)，分別是分辨率、準(zhǔn)確度和轉(zhuǎn)換速度。另外還要考慮其基本要求，例如溫度穩(wěn)定性、輸入編碼、輸出方式、基準(zhǔn)和功耗等。

D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理是通過(guò)應(yīng)用電阻解碼網(wǎng)絡(luò)將n位數(shù)字量逐位轉(zhuǎn)換成模擬量，再經(jīng)過(guò)運(yùn)算器相加，從而得到一個(gè)與n位數(shù)字量成比例的模擬量。由于CPU輸出的數(shù)字量數(shù)據(jù)是不連續(xù)的，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換的過(guò)程也需要一定的時(shí)間，轉(zhuǎn)換后的模擬量結(jié)果也是斷續(xù)的。因此，事實(shí)上CPU進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換后輸出的模擬量隨時(shí)間的變化曲線不是連續(xù)的，而是呈階梯狀。

D/A轉(zhuǎn)換器的種類(lèi)有很多，下面從兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行分類(lèi)。按照數(shù)據(jù)的輸入方式，D/A轉(zhuǎn)換器有串行和并行方式兩種，輸入數(shù)據(jù)包括8位、10位、12位、14位、16位等多種規(guī)格，輸入數(shù)據(jù)位數(shù)越多，分辨率也越高；按照輸出模擬量的性質(zhì)分，D/A轉(zhuǎn)換器分為電流輸出型和電壓輸出型兩種。電壓輸出又有單極性和雙極性之分，如0～+5?V、0～+10?V、±2.5?V、±5?V、±10?V等，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。

2．D/A轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)指標(biāo)

1)分辨率

當(dāng)輸入的數(shù)字信號(hào)發(fā)生單位數(shù)碼變化時(shí)，所對(duì)應(yīng)的輸出模擬量的變化量即為分辨率。用數(shù)學(xué)公式表示為分辨率?=?模擬輸出滿(mǎn)量程值/2N，其中N表示數(shù)字量的位數(shù)。

在實(shí)際應(yīng)用中，更常用的方法是用輸入的數(shù)字量的位數(shù)來(lái)表示分辨率，如8位二進(jìn)制的D/A轉(zhuǎn)換器常稱(chēng)其分辨率為8位。有時(shí)分辨率也可用相對(duì)值表示：相對(duì)分辨率?=?1/2N。它反映了輸出模擬量的最小變化值。D/A轉(zhuǎn)換的位數(shù)越多，分辨率越高。例如：8位D/A轉(zhuǎn)換器，其相對(duì)分辨率為1/28?≈?0.0039。因此，在實(shí)際使用中，也經(jīng)常用數(shù)字輸入信號(hào)的有效位數(shù)給出分辨率，例如0832的分辨率為8位。

2)線性度

線性度也稱(chēng)為非線性誤差，通常用非線性誤差的大小表示D/A轉(zhuǎn)換的線性度。一般情況下，我們把理想的輸入/輸出特性的偏差與滿(mǎn)刻度輸出之比的百分比定義為非線性誤差。

3)轉(zhuǎn)換精度

轉(zhuǎn)換精度是以最大靜態(tài)轉(zhuǎn)換誤差的形式給出的。在D/A轉(zhuǎn)換過(guò)程中，影響轉(zhuǎn)換精度的主要因素有失調(diào)誤差、增益誤差、非線性誤差和微分非線性誤差。

轉(zhuǎn)換精度與分辨率是兩個(gè)不同的概念。精度是指轉(zhuǎn)換后所得的實(shí)際值對(duì)于理想值的接近程度；而分辨率是指能夠?qū)D(zhuǎn)換結(jié)果發(fā)生影響的最小輸入量。D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度與D/A轉(zhuǎn)換器的集成芯片的結(jié)構(gòu)和接口電路配置有關(guān)。如果不考慮其他D/A轉(zhuǎn)換誤差時(shí)，D/A的轉(zhuǎn)換精度就是分辨率的大小，因此要獲得高精度的D/A轉(zhuǎn)換結(jié)果，首先要保證選擇有足夠分辨率的D/A轉(zhuǎn)換器。同時(shí)D/A轉(zhuǎn)換精度還與外接電路的配置有關(guān)，當(dāng)外部電路器件或電源誤差較大時(shí)，會(huì)造成較大的D/A轉(zhuǎn)換誤差，當(dāng)這些誤差超過(guò)一定程度時(shí)，D/A轉(zhuǎn)換就產(chǎn)生錯(cuò)誤。對(duì)于分辨率很高的D/A轉(zhuǎn)換器一定具有較高的精度。

4)建立時(shí)間

建立時(shí)間是指輸入的數(shù)字量發(fā)生變化后，輸出模擬量達(dá)到了穩(wěn)定數(shù)值(即進(jìn)入規(guī)定的精度范圍內(nèi))所需要的時(shí)間。建立時(shí)間指標(biāo)是描述D/A轉(zhuǎn)換速度快慢的一個(gè)重要指標(biāo)。

5)溫度系數(shù)

指在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，溫度每變化1℃時(shí)，DAC的增益、線性度、零點(diǎn)等參數(shù)的變化量。它們分別稱(chēng)為增益溫度系數(shù)、線性度溫度系數(shù)等。

6)電源抑制比

D/A轉(zhuǎn)換器受電源變化影響的指標(biāo)為電源抑制比，通常用電源變化1?V時(shí)所產(chǎn)生的輸出誤差相對(duì)滿(mǎn)量程的比值來(lái)描述。8.4.2D/A轉(zhuǎn)換芯片及其單片機(jī)接口

DAC0832是國(guó)內(nèi)使用較為普遍的8位D/A轉(zhuǎn)換器，由于其片內(nèi)有輸入數(shù)據(jù)寄存器，故可以直接與單片機(jī)接口。DAC0832是由美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司研制的，同系列的芯片還有DAC0830和DAC0831，它們都是8位D/A轉(zhuǎn)換器，可以互換。DAC0832一般以電流形式輸出，當(dāng)需要轉(zhuǎn)換為電壓輸出時(shí)，可以外接運(yùn)算放大器。

DAC0832芯片的主要技術(shù)參數(shù)如下：

(1)分辨率為8位；

(2)電流建立時(shí)間1?ms；

(3)數(shù)據(jù)輸入可采用雙緩沖、單緩沖或直通方式；

(4)輸出電流線性度可在滿(mǎn)量程下調(diào)節(jié)；

(5)邏輯電平輸入與TTL電平兼容；

(6)溫度系數(shù)為2×10－6/℃；

(7)單一電源供電(+5?V～+15?V)；

(8)非線性度誤差：DAC0830為0.05%FSR，DAC0831為0.10%FSR，DAC0832為0.20%FSR；

(9)低功耗為20?mW。

1．DAC0832的結(jié)構(gòu)和引腳

DAC0832由8位輸入寄存器、8位DAC寄存器和8位D/A轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。DAC0832中有兩級(jí)鎖存器，第一級(jí)即輸入寄存器，第二級(jí)即DAC寄存器。因?yàn)橛袃杉?jí)鎖存器，故DAC0832可以工作在雙緩沖方式下，在輸出模擬信號(hào)的同時(shí)可以采集下一個(gè)數(shù)字量。這樣能夠有效地提高轉(zhuǎn)換速度。另外，有了兩級(jí)鎖存器，可以在多個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器同時(shí)工作時(shí)，利用第二級(jí)鎖存信號(hào)實(shí)現(xiàn)多路D/A的同時(shí)輸出。

DAC0832的邏輯結(jié)構(gòu)如圖8-25所示。圖8-25DAC0832結(jié)構(gòu)和引腳

1)直通工作方式

直通工作方式是將兩個(gè)寄存器的5個(gè)控制信號(hào)均預(yù)先置為有效，兩個(gè)寄存器都開(kāi)通，處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，只要數(shù)字信號(hào)送到數(shù)據(jù)輸入端DI0～DI7，就立即進(jìn)入D/A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這種方式主要用于不帶微機(jī)的電路中。

2)單緩沖工作方式

DAC0832工作于單緩沖工作方式時(shí)的接口電路如下圖8-26所示。圖8-26DAC0832與8051的單緩沖接口電路

3)雙緩沖工作方式

在多路D/A轉(zhuǎn)換情況下，如果用戶(hù)要求同步輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，必須采用雙緩沖工作方式。例如智能示波器要求同步輸出X軸信號(hào)和Y軸信號(hào)，若采用單緩沖工作方式，X軸信號(hào)和Y軸信號(hào)只能先后輸出，不能同步輸出，否則會(huì)形成光點(diǎn)偏移。圖8-27為雙緩沖工作方式時(shí)接口電路圖。圖8-27DAC0832的雙緩沖接口電路

2．12位D/A芯片AD7521

AD7521是12位的D/A轉(zhuǎn)換器，片內(nèi)不帶輸入寄存器。對(duì)于沒(méi)有輸入寄存器的D/A轉(zhuǎn)換器，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)變化時(shí)，輸出電流或電壓也隨之變化；當(dāng)輸入數(shù)據(jù)消失時(shí)，輸出電流或電壓也會(huì)消失。在實(shí)際控制過(guò)程中，為了控制一個(gè)對(duì)象，往往要求轉(zhuǎn)換之后的模擬量要保持一定時(shí)間。因此，在連接這類(lèi)D/A轉(zhuǎn)換器之前，需要增加一個(gè)數(shù)據(jù)鎖存器再與總線相連。這類(lèi)D/A轉(zhuǎn)換器是總線不兼容的。

1)?AD7521的引腳

AD7521共有18個(gè)引腳，引腳圖如圖8-28所示。圖8-28AD7521引腳圖

2)?AD7521與8051的接口

AD7521是12位數(shù)據(jù)輸入的，因此需要外加12位數(shù)據(jù)鎖存器。我們采用低8位和高4位數(shù)據(jù)分別進(jìn)行鎖存，主要采用74LS377和74LS379兩個(gè)鎖存器。低8位采用2片74LS377作為雙緩沖寄存器，高4位用1片74LS379作為單緩沖寄存器。輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，先輸出低8位數(shù)據(jù)到第一級(jí)緩沖寄存器，然后輸出高4位數(shù)據(jù)到4位緩沖寄存器。在輸出高4位數(shù)據(jù)的同時(shí)，把低8位數(shù)據(jù)打入第二級(jí)緩沖寄存器，以便12位數(shù)據(jù)同時(shí)轉(zhuǎn)換。AD7521與8051的接口電路如圖8-29所示。圖8-29AD7521與8051的接口圖8-30DAC0832與8051接口電路 8.5習(xí)題

1．常見(jiàn)的顯示器件有幾種？LED數(shù)碼管具有什么特點(diǎn)？

2．LED顯示有哪兩種顯示結(jié)構(gòu)？LED顯示器在結(jié)構(gòu)上又分為哪兩種？如何工作？

3．按照下列要求編制LED數(shù)碼管8段字段碼表：

(1)共陰順序小數(shù)點(diǎn)亮(a低位)；

(2)共陰逆序小數(shù)點(diǎn)亮(a高位)；

(3)共陽(yáng)逆序小數(shù)點(diǎn)暗(a高位)；

(4)共陽(yáng)逆序小數(shù)點(diǎn)亮(a高位)。

4．LED的外形尺寸、顏色、亮度如何劃分？LED正向壓降、額定電流和最大電流各是多少？

5．如何從顯示數(shù)中分離出顯示數(shù)字？

6．如何將顯示數(shù)轉(zhuǎn)換為顯示字段碼？

7．編制下列不規(guī)則英文字母aACdEFHLPUy(共陰順序小數(shù)點(diǎn)暗)的字段碼。

8．已知顯示數(shù)存放在RAM30H(高位)、31H(低位)，試將其轉(zhuǎn)換為5位共陰極字段碼并存放在以50H為首址的內(nèi)RAM中。

9．LED數(shù)碼管工作方式有哪兩種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

10．靜態(tài)顯示電路的接法有哪幾種？

11．參照?qǐng)D8-2，利用74164代替CD4094完成串行輸出的靜態(tài)顯示電路中的LED數(shù)碼管的顯示順序，依次顯示存放在內(nèi)存RAM中的51H～53H單元的數(shù)據(jù)。

12．參照?qǐng)D8-3，按照下列要求修改并畫(huà)出電路圖，編制顯示程序。

(1)百、十、個(gè)位利用74LS377片選端改為P2.0、P2.1、P2.2;

(2)數(shù)碼管改為共陰，顯示字段碼要求按逆序排列小數(shù)點(diǎn)暗;

(3)顯示數(shù)為88H、83H、C6H。

13．什么是動(dòng)態(tài)掃描顯示？與靜態(tài)掃描顯示相比有什么優(yōu)勢(shì)？如何連線？對(duì)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電流有什么要求？

14．參照?qǐng)D8-4所示共陰極6位動(dòng)態(tài)顯示電路，畫(huà)出循環(huán)掃描電路圖。要求將P1.5、P1.6、P1.7與74LS138相連，P2.6片選74LS377。并編制反復(fù)循環(huán)顯示程序，已知待顯示字段碼存在以50H(低位)為首址的8字節(jié)內(nèi)RAM中。

15．根據(jù)圖8-5所示電路，畫(huà)出8位動(dòng)態(tài)掃描顯示程序的共陽(yáng)極8位動(dòng)態(tài)掃描顯示電路，并編制8位動(dòng)態(tài)掃描顯示程序，已知顯示字段碼存放在以40H為首址的8字節(jié)內(nèi)RAM中。

16．什么是LCD顯示器？簡(jiǎn)述LCD顯示器的工作原理。

17．LCD顯示器與LED顯示器相比有什么不同？

18．LCD顯示器的種類(lèi)有哪幾種？

19．什么是鍵盤(pán)？鍵盤(pán)可以分為哪幾種？什么是鍵盤(pán)接口？鍵盤(pán)接口實(shí)現(xiàn)的功能是什么?

20．按鍵開(kāi)關(guān)為什么有去抖動(dòng)問(wèn)題？如何消除？簡(jiǎn)述消除按鍵抖動(dòng)問(wèn)題的方法。

21．鍵盤(pán)掃描控制方式有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

22．設(shè)計(jì)單片機(jī)控制鍵盤(pán)掃描系統(tǒng)，要求單片機(jī)控制16個(gè)按鍵的動(dòng)作，設(shè)計(jì)4×4鍵盤(pán)的硬件電路圖，并編制程序控制掃描方式下的按鍵掃描程序。參照例題8-6。

23．設(shè)計(jì)單片機(jī)控制鍵盤(pán)掃描系統(tǒng)，要求單片機(jī)控制16個(gè)按鍵的動(dòng)作，設(shè)計(jì)4×4鍵盤(pán)的硬件電路圖，并編制定時(shí)掃描方式下的按鍵掃描程序。參照例題8-6。

24．設(shè)計(jì)單片機(jī)控制鍵盤(pán)掃描系統(tǒng)，要求單片機(jī)控制16個(gè)按鍵的動(dòng)作，設(shè)計(jì)4×4鍵盤(pán)的硬件電路圖，并編制中斷控制方式下的按鍵掃描程序。參照例題8-6。

25．鍵盤(pán)與單片機(jī)的連接方法有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？

26．設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)控制8個(gè)按鍵的獨(dú)立式按鍵接口電路，當(dāng)有鍵按下時(shí)，對(duì)應(yīng)的I/O口線為低電平；當(dāng)按鍵斷開(kāi)時(shí)，對(duì)應(yīng)的I/O口線為高電平。

27．利用并行擴(kuò)展I/O口，設(shè)計(jì)8個(gè)按鍵與并行擴(kuò)展I/O口電路，并編制按鍵掃描程序。

28．利用串行擴(kuò)展I/O口，設(shè)計(jì)8個(gè)按鍵與串行擴(kuò)展I/O口電路，并編制按鍵掃描程序。

29．簡(jiǎn)述矩陣式鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理。

30．簡(jiǎn)述矩陣式鍵盤(pán)按鍵的掃描過(guò)程及判別按鍵閉合的方法。

31．設(shè)計(jì)一個(gè)3×3矩陣式鍵盤(pán)單片機(jī)控制系統(tǒng)，繪制硬件電路圖并編制鍵盤(pán)掃描程序。

32．設(shè)計(jì)一個(gè)3×3矩陣式鍵盤(pán)單片機(jī)控制系統(tǒng)，要求單片機(jī)工作在中斷方式下，繪制硬件電路圖并編制鍵盤(pán)掃描程序，將鍵盤(pán)序號(hào)存入內(nèi)RAM40H中。

33．什么叫A/D轉(zhuǎn)換？為什么要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換？

34．A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)都有哪些？

35．A/D轉(zhuǎn)換器是如何分類(lèi)的？各有什么特點(diǎn)？

36．并行A/DC0809芯片有什么特點(diǎn)？它的性能指標(biāo)都有哪些？

37．ADC0809轉(zhuǎn)換器有幾種工作方式？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

38．ADC0809的ALE信號(hào)和START信號(hào)應(yīng)如何處理？

39．利用ADC0809芯片采用中斷方式對(duì)8路模擬信號(hào)依次進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換一次，并把結(jié)果存入以40H為首址的內(nèi)RAM中，設(shè)計(jì)硬件電路并編制匯編掃描程序。

40．利用P1.7口直接與0809EOC端相連，采用查詢(xún)方式編制程序，對(duì)8路模擬信號(hào)依次進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并把結(jié)果存入以50H為首址的內(nèi)RAM中。

41．ADC0809芯片的EOC端開(kāi)路，fOSC=6?MHz，試用延時(shí)等待方式編制程序，對(duì)8路模擬信號(hào)依次A/D轉(zhuǎn)換一次，并把結(jié)果存入以60H為首址的內(nèi)RAM中。

42．什么是D/A轉(zhuǎn)換？進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換的目的是什么？

43．簡(jiǎn)述進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換的工作原理。

44．如果數(shù)字量數(shù)據(jù)D=35H，VREF=5V，求經(jīng)過(guò)8位D/A轉(zhuǎn)換后輸出電壓是多少？

45．根據(jù)下列已知條件求D/A轉(zhuǎn)換后輸出電壓UA。

(1)?D=54H，VREF?=?4?V，N?=?8；

(2)?D=4AH，VREF?=?5?V，N?=?12；

(3)?D=ABH，VREF?=?3?V，N?=?8；

(4)?D=B9H，VREF?=?4?V，N?=?8。

46．D/A轉(zhuǎn)換器有哪些主要性能指標(biāo)？敘述其含義。

47．DAC0832芯片的主要技術(shù)參數(shù)有哪些？

48．DAC0832芯片的工作方式有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？各有什么區(qū)別？

49．12位的AD7521芯片與DAC0832有什么區(qū)別？各有什么特點(diǎn)？

50．要輸出圖8-31所示的連續(xù)鋸齒波形，其峰值為FFH，P1.0片選，試畫(huà)出DAC0832雙緩沖應(yīng)用電路，編制程序，并計(jì)算t1時(shí)間(fOSC=12MHz)。實(shí)訓(xùn)八顯示器及鍵盤(pán)接口電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

(1)掌握動(dòng)態(tài)和靜態(tài)LED數(shù)碼管顯示方式及其典型應(yīng)用電路的工作原理；

(2)掌握動(dòng)態(tài)和靜態(tài)LED數(shù)碼管顯示的軟件設(shè)計(jì)方法；

(3)掌握鍵盤(pán)接口的典型應(yīng)用電路的工作原理及軟硬件設(shè)計(jì)方法；

(4)掌握鍵盤(pán)掃描控制方式的特點(diǎn)；

(5)掌握利用外部中斷的方法進(jìn)行矩陣式鍵盤(pán)的設(shè)計(jì)及編程方法。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與元器件

(1)至少20?MB硬盤(pán)、16?MB內(nèi)存的Pentium、Pentium-Ⅱ或相應(yīng)兼容處理器的PC機(jī)；

(2)?KeilCV8.08版本的mVision2/3軟件；

(3)本實(shí)驗(yàn)中電路圖所涉及的元器件；

(4)面包板。

三、實(shí)驗(yàn)要求

(1)學(xué)習(xí)I/O口擴(kuò)展電路的設(shè)計(jì)方法；

(2)學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)LED數(shù)碼顯示方式及其典型應(yīng)用的軟硬件設(shè)計(jì)方法；

(3)熟悉并掌握鍵盤(pán)接口的I/O口擴(kuò)展電路的