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1、1,第六章 常用的接口芯片及其应用,6.1 I/O接口概述 6.2简单接口 6.3总线控制器8288及总线裁决器8289 6.4可编程并行接口8255 6.5可编程定时器 6.6键盘显示接口 6.7中断控制接口 6.8可编程串行接口8251 6.9A/D及D/A变换器接口 6.10 DMA控制器8237,2,6.6.1键盘及其接口,键盘是微机系统的标准输入设备 编码键盘：按键时自动产生编码输出，比 如PC键盘在，按键与释放会自动向CPU 送出16位的编码。 非编码键盘：按键时不会自动产生编码输 出，需要CPU主动去检查识别，在构成较 为简单的嵌入式系统应用，以实现较为简 单的数据输入，其结构可
2、分为： 简单按键每个按键连接1根I/O线 矩阵式键盘多根行及列I/O线构成矩阵， 按键跨接在交叉点上。,3,第1段：是否有键按下,key1: mov al,00 mov dx,rowport ;rowport为连接行线的端口地址 out dx,al ;使所有行线为低电平 mov dx,colport ;colport为连接列线的端口地址 in al,dx ;读取列值 cmp al,0ffh ;判断列线是否读到全1 jz key1 ;是，无闭合键，循环等待 call delay ;否，延迟20ms清除抖动,键盘扫描程序,4,第2段：识别按键（扫描）,mov cx,8 ;扫描行数送CX mov a
3、h,0feh ;第一行扫描初值送AH key2: mov al,ah mov dx,rowport out dx,al ;输出行码（扫描码） mov dx,colport in al,dx ;读到列码,键盘扫描程序,5,第2段：识别按键（判断）,cmp al,0ffh ;判断列线是否全1 jnz key3 ;否，有按键，转下一步处理 rol ah,1 ;是，无按键，扫描码移位 loop key2 ;拟扫下一行 jmp key1 ;所有行都没有键按下，返回粗扫 key3: ;此时，al列码，ah行码,键盘扫描程序,6,2. 行列反转法识别矩阵式键盘,第一步，先将行线设为输出、列线设为检测输入 C
4、PU通过输出端口将行线（控制线）全部设置为 低电平，然后从输入端口读取列线（检测线）， 若列码读到全1说明无键按下，否则有键按下， 转第二步。 第二步，将行线和列线作用反转，即列线设为输 出，行线设为检测输入。将前一步读到的列码从 列线端口输出，并读取行线的输入码（行码） 当一个键被按下时，必然涉及一对特定的行码和 列码，以此组成按键特定的识别码，通过查表环 节可获得按键键值。,条件：连接行线和列线的接口电路必须能动态地改 变行线和列线的输入/输出方式,7,第1段：是否有键按下, ;设置行线接输出端口，列线接输入端口 key2: mov al,00 mov dx,rowport out dx,
5、al ;设置行线输出全0 mov dx,colport in al,dx ;读取列码 cmp al,0ffh ;判是否全1 jz key2 ;是，无键闭合，循环等待 push ax ;否，有闭合键，保存列码 push ax,键盘扫描程序,8,第2段：识别按键（反转法）, ;重新设置行线接输入口，列线接输出口 mov dx,colport pop ax out dx,al ;输出前面保存的列码 mov dx,rowport in al,dx ;读取行码 pop bx ;将行码、列码组合 mov ah,bl ;此时，al行值，ah列值,键盘扫描程序,9,行列值表和键代码表,;按键的识别码表 tab
6、le dw 0fefeh ;键0的识别码（16位） dw 0fdfeh ;键1的识别码 dw 0fbfeh ;键2的识别码 ;其他键的识别码 ;按键键值表 char db 0 ;键0的键值 db 1 ;键1的键值 db 2 ;键2的键值 ;其他键的键值,键盘扫描程序,10,第3段：查找键代码,mov si,offset table ;识别码表首址 mov di,offset char ;键值表表首址 mov cx,64 ;CX键的总数 key3: cmp ax,si ; ax与表中识别码相比较 jz key4;相同，说明找到，跳到key4 inc si ;不同，继续比较 inc si inc
7、di loop key3 jmp key1 ;全部比较完，都不同， ;说明是串键,键盘扫描程序,11,第4段：等待按键释放,key4: mov al,di ;获取键代码送AL ;判断按键是否释放，没有则等待 call delay ;按键释放，延时消除抖动 ;后续处理,键盘扫描程序,12,3. 按键抖动和串键问题,机械按键按键和释放时存在按键抖动现象 当键按下或释放时，因接触电阻的变化对数字 电路来说会导致输入的不确定性。 抖动的持续时间通常不大于10ms。 可采用硬件消抖电路或软件延时的方法来去抖。 串键指两个或多个键同时闭合 出现串键时，读取的码值中必然出现一个以上 的0 用户决定是否给予识
8、别处理。,13,串键处理,认为是无效的按键不予识别 认为是有效的组合键加以识别 只承认先识别出来的键 连锁法：直到所有键都释放后，读入下一个键 巡回法：等被识别的键释放以后，就可以 对其他闭合键作识别，而不必等待全部键 释放,14,10.4 LED数码管及其接口,发光二极管LED是最简单的 显示设备 由8段LED组成的LED数码管 LED数码管广泛用于单板微 型机、微型机控制系统及数 字化仪器中 LED数码管可以显示内存地 址和数据等,15,LED数码管的结构,共阳极,共阳极,+5V,a b c d e f g h,共阴极,a b c d e f g h,共阴极,16,2. 单个LED数码管的
9、显示,8255A,PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7,同 相 驱 动 电 路,a b c d e f g h,com,+5V,对一般数字电路而言，其灌电流（输出低电平）的能力要大于拉电流 （输出高电平）的能力,共阳数码管,送0点亮,送0点亮,17,单个数码管的显示,LEDtb db 0c0h,0f9h,0a4h ;共阳七段码表 db mov al,1 ;要显示的数码在表中的位置 mov bx,offset LEDtb ;bx指向七段码表 xlat ;通过换码取要显示的七段码 ;alds:bxal mov dx,port out dx,al ;输出七段码,软件译码,1
10、8,3. 多个LED数码管的显示,以动态扫描显示8个数码管为例 硬件使用两个8位的输出端口，其中： 锁存输出七段码的端口，通过公用的段驱动 电路来驱动多个数码管各段 锁存输出位选通码的端口，每次只点亮一个 数码管 软件用轮流点亮（扫描）的方法实现 多位数码显示，扫描频率应控制在16次/秒 以上，当扫描频率达50次/秒时，显示将无 闪烁感。,19,段控制端口作用,控制哪些段点亮，决定具体显示什么数码 段控制端口送出七段码到数码管段控制端 此端口为8个数码管的共用端口,段控制：Di0，相应段点亮,通过位、段控制端口的共同作用才能确 定哪个数码管显示什么数码,20,位控制端口作用,位控制端口控制点亮
11、哪位数码管（其 余数码管暂不点亮） 当位控制端口的控制码某位为0时， 经反相驱动，便在相应数码管的公共 阳极上加了高电平，该数码管将点亮 并显示数据,位控制：Di0，相应数位的数码管可以发光,21,数码缓冲区,;数据段 LEDdt db 8 dup(0) ;显示缓冲区，存放要显示 ;数码在七段码表中的序号 ;主程序 mov si,offset LEDdt ;si指向显示缓冲区首址 call LEDdisp ;调用显示子程序,22,获取显示代码,LEDdisp proc push ax push bx push dx mov bx,offset LEDtb mov ah,0feh ;从最左边数码
12、管开始 LED1: lodsb ;取显示数据 xlat ;换码得到要显示的七段码 ;ALCS:BXAL,23,数码显示,mov dx,segport ;segport为段控制端口 out dx,al ;送出七段码 mov al,ah ;取出位显示代码 mov dx,bitport ;bitport为位控制端口 out dx,al ;送出位选通码 call delay ;实现数码管延时显示,24,显示下位数码,rol ah,1 ;选通码移位，指向下个数码管 cmp ah,0feh ;选通码又回最左边的数码管？ jnz LED1 ;否，显示下一个数字 pop dx ;是，显示完一轮，退出 pop
13、bx pop ax ret LEDtb db 0c0h,0f9h ;共阳七段码表 db LEDdisp endp,25,软件延时,timer = 10 ;延时常量 delay proc push bx push cx mov bx,timer ;外循环：timer确定的次数 delay1: xor cx,cx delay2: loop delay2 ;内循环：216次循环,26,软件延时,dec bx jnz delay1 pop cx pop bx ret delay endp,通过控制重复频率和延时时间就可以得到各种显示效果,27,三、编码键盘（Intel 8279） 可编程键盘显示接口芯
14、片Intel 8279 键盘控制管理单片机Intel 8042,28,1、8279的引脚信号,8279为40引脚双列直插DIP芯片，除常规信号外， 几个主要信号说明如下：,（1）RESET：高电平有效的复位信号。复位状态：,双键锁定：为两键同时按下提供保护，在去抖动周期 如果有两键同时按下，则只有剩下的一键 在保持按下位置时才能被确认。,N键轮回： 为N键同时按下提供保护，如果有多键同时 按下，则键盘扫描能根据发现的顺序，依 次将它们的状态送入FIFO RAM。,8/16个字符显示，左入口 编码扫描键盘，双键锁定 程序时钟编程值设定为31,29,IRQ 高电平有效的中断请求输出线 键盘工作方式
15、时，FIFO RAM有键盘数据时有效， CPU读出后复位。,CLK 为8279提供内部定时的时钟输入线。 8279内部定时时钟为100KHZ，根据时钟输入不同 需写入不同的分频命令。,SL0 SL3 输出的用于键盘及显示的扫描线，可以编程 设定为编码输出（16取1）或译码输出（4取1）,RL0 RL7 回复线，为键盘或传感器矩阵列信号输入线。,SHIFT CONL 上档、控制功能键状态输入。,OUTA03 OUTB03 二组显示输出线，控制LED显示值。,30,31,BD 消隐控制输出线，通过硬件使7段LED显示熄灭。,2、8279的组成和基本工作原理,8279有三种键盘数据读入方法 （1）一
16、般扫描键（译码扫描，编码扫描） 采用8*8矩阵，SL0 2提供扫描，当扫描矩阵中 任何一个键按下时，即将按键位置信息存入键盘 RAM中，IRQ置位申请中断。CPU可通过中断处理 读入键盘 RAM ，取得键盘数据。,32,（2）传感器矩阵 键盘矩阵种按键作为开关量传感器接点信号输入， 矩阵中任一传感器的状态发生变化置IRQ有效，CPU写入 地址后读出键盘RAM 的值。,（3）选通方式 数据格式与传感器方式相同，但必须在STB输入 正选通脉冲时方能将传感器开关状态锁存入键盘RAM。,33,3、8279的控制命令,（1）键入与显示方式设定,DD=00 8字符显示 左入口 DD=01 16字符显示 左入口 DD=10 8字符显示
