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1、第8章 单片机的I/O接口技术,8.1 I/O接口技术概述,数字计算机系统CPU对外设的控制、处理，或者CPU与各种外设之间交换数据信息，往往是通过挂在系统总线上的接口电路实现的。在单片机诞生之前就有接口电路的概念，早期专指外部设备与CPU总线相连的电路。 接口技术指的就是这部分电路相应的硬件和软件技术。,8.2 单片机与LED显示器的接口技术,1）单个LED的控制,2）多个LED的控制,例8.1利用图8-2电路实现“跑马灯”功能，使8个指示灯循环点亮。,LIGHT EQU 62H ORG 0000H AJMP START ORG 0030H START： MOV SP，#30H CLR P1
2、.0 CLR P1.1 CLR P1.2 CLR P1.3 MOV LIGHT，#01H NOP MAIN： LCALL FLY_LED LCALL DELAY AJMP MAIN,FLYLED： MOV A，LIGHT CLR C RLC A CPL C MOV P1.0，C SETB P1.1 NOP CLR P1.1 SETB P1.2 NOP CLR P1.2 CJNE A，#0，FLYCON MOV A，#01H FLYCON： MOV LIGHT ，A RET,8.2.2 单片机与LED数码管显示器的接口,LED显示器的串行静态控制电路,例8.2假定需输出显示的数据存储在内部RAM
3、以LEDDATA命名的2个存储单元中，试基于图8-4所示的控制电路编写数码管显示程序。,LEDO: MOV R0,#LEDDATA MOV R1,#2 OUT1: MOV A,R0 MOV R2,#8 OUT2: RLC A MOV P1.0,C SETB P1.1 NOP CLR P1.1 DJNZ R2,OUT2 INC R0 DJNZ R1,OUT1 SETB P1.2 NOP CLR P1.2 RET,LED显示器的并行动态控制电路,D_DAT0 EQU 6AH D_DAT1 EQU 6BH D_DAT2 EQU 6CH D_DAT3 EQU 6DH ORG 0000H AJMP ST
4、ART,ORG 0030H START： MOV SP，#30H MOV D_DAT0，#0 MOV D_DAT1，#1 MOV D_DAT2，#2 MOV D_DAT3，#3 MOV D_DAT2，#4 MOV D_DAT3，#5 MOV P0，#0 CLR P1.1 CLR P1.2 MOV R0，#D_DAT0 MOV R1，#01H NOP MAIN： LCALL DISP LCALL DELAY AJMP MAIN,DISP： MOV A，R1 MOV P0，A SETB P1.1 NOP CLR P1.1 MOV A，R0 MOV DPTR，#DISPD MOVC A，A+DPTR
5、 MOV P0，A SETB P1.2 NOP CLR P1.2 INC R0 MOV A，R1 CLR C RLC A MOV R1，A JNB ACC.4，DISP1 MOV R0，#D_DAT0 MOV R1，#1 DISP1： RET,；数字笔画代码表,； 0 1 2 3 DISPD：DB 3FH，06H，5BH，4FH，,8.4 单片机与按键的接口技术,例8.5将3个按键设计为一个实用的温度控制系统的按键功能，通过按键设定一个上限值和一个下限值。,KBM EQU 63H D_MAX EQU 64H D_MIN EQU 65H T_DAT0 EQU 66H T_DAT1 EQU 67H
6、 ,MOV KBM，#0 MOV D_MAX，#80 MOV D_MIN，#70 MOV T_DAT0，#66 MOV T_DAT1，#0 MOV H_DAT0，T_DAT0 MOV H_DAT1，T_DAT1 LCALL HTD MAIN： LCALL DISP LCALL DELAY,JB P1.7，KEY1 LCALL DISP LCALL DELAY JB P1.7，KEY1 INC KBM MOV A，KBM CJNE A，#3，KEY01 MOV KBM，#0 KEY01： NOP AJMP KEND,KEY1： JB P1.6，KEY2 LCALL DISP LCALL DELA
7、Y JB P1.6，KEY2 MOV A，KBM CJNE A，#1，KEY11 INC D_MAX AJMP KEND KEY11： CJNE A，#2，KEY12 INC D_MIN KEY12： AJMP KEND,8.7 单片机与A/D转换器的接口技术,工程实际中需要测量的信号，一般都是模拟信号，而计算机系统只能对数字信号进行运算、处理和存储。因此要用计算机系统测量模拟信号，必须先将模拟电压信号转换为数字信号，这一过程称为模/数（A/D）转换。,A/D转换原理,2、采样/保持电路,3、模拟多路开关 CD4051,10位A/D转换器件TLC1551及应用,时序图,ADC: CLR P1.
8、0 CLR P1.2 NOP SETB P1.2 SETB P1.0 ADCON: JB P1.3,$ CLR P1.0 CLR P1.1 MOV ADCL,P0 MOV ADCH,P2 SETB P1.1 SETB P1.0 RET,10位A/D转换器件TLC1543及应用,时序图,AD_ADDR EQU 21H AD_DAT0 EQU 64H AD_DAT1 EQU 65H MAIN： CLR P1.7 CLR P1.5 CLR P1.4 MOV AD_ADDR，#0 LCALL AD_C LCALL AD_C,AD_C： CLR P1.4 MOV A，#00H MOV C，0BH MOV
9、 P1.6，C SETB P1.7 ；第一个时钟信号 MOV C，P1.5 RLC A CLR P1.7 MOV C，0AH MOV P1.6，C SETB P1.7 ；第二个时钟信号,MOV C，P1.5 RLC A CLR P1.7 MOV AD_DAT1，A MOV A，#00H MOV C，09H MOV P1.6，C SETB P1.7 ；第三个时钟信号 MOV C，P1.5 RLC A CLR P1.7 MOV C，08H MOV P1.6，C SETB P1.7 ；第四个时钟信号,MOV C，P1.5 RLC A CLR P1.7 CLR P1.6 SETB P1.7 ；第五个时
10、钟信号 MOV C，P1.5 RLC A CLR P1.7 SETB P1.7 ；第六个时钟信号 ,；第十个时钟信号 MOV C，P1.5 RLC A CLR P1.7 MOV AD_DAT0，A SETB P1.4 RET,8.8 单片机与D/A转换器的接口技术,在利用计算机的电气测量与控制系统中，有时只要将测量、计算的结果以数字量的方式显示、存储，或者直接以数字信号输出的方式控制输出开关，起到控制的作用；有时则需将数字信号转换成模拟电压信号输出。将数字信号转换成模拟电压信号的过程称为数/模（D/A）转换。,D/A转换原理,一个多位二进制数中每一位的1所代表的数值大小称为这一位的权。如果一个
11、n位二进制自然数用 aDn-1Dn-2D1D0 B 表示 从最高位Dn-1（简写作MSB）到最低位D0 (简写作LSB)的权依次为 2n-1、2n-2、21、20。,显然上式括号中的值即为输入二进制数值，也就是说输出模拟电压值对应于输入二进制数值。增加权电阻和电子开关的数量，就可以增加输入数据的位数，输出模拟电压值能够反映更多位数输入二进制数字的值，从而提高D/A转换的精度。,并行接口8位D/A转换器件DAC0832,DAC0832是采用CMOS工艺制成的电流输出型8位数/模转换器，是一种较早出现，至今仍应用较广泛的一种D/A转换器件。,0832工作原理,片选信号由高4位地址信号译码产生。假定
12、连接到DAC0832的地址为0A800H，则向该地址写数据，就能够产生相应的D/A输出。例如执行指令： MOV DPTR,#0A800H MOV A,#100 MOVX DPTR,A 就能够将数值100转换为相应的电压信号输出。,串行接口10位D/A转换器件TLC5617,TLV5617A 是带有灵活3 线串行接口的双10 位电压输出数/模转换器件。串行接口可与串行外设接口SPI兼容，也可用串行16 位字符方式接口。MCS51没有串行外设接口SPI，只能采用采用字符方式接口的方法。,时序图,SPD：速度控制位 1 快速方式 0 慢速方式 当设定为快速方式，转换时间为2.5s，当设定为慢速方式，
13、转换时间为12s PWR：功率控制位，若不进行D/A转换，可以使器件处于关断（不工作）状态以省电 1 低功耗省电状态 0 正常工作状态 在上电时，SPD和 PWR都被复位为 0（设定为慢速方式和正常工作状态）,R1、R0：寄存器操作选择位 0 0 写数据到DAC B寄存器和缓冲寄存器 0 1 写数据到缓冲寄存器 1 0 写数据到DAC A寄存器并且用缓冲寄 存器内容更新DAC B寄存器 1 1 保留,在TLV5617A内部有3个数据寄存器： DAC A数据寄存器用于存放A路D/A转换的数据，当将A路需转换的数据写入DAC A寄存器时，即启动A路D/A转换； DAC B数据寄存器用于存放B路D/
14、A转换的数据，当将B路需转换的数据写入DAC B寄存器时，即启动B路D/A转换； 另外还有一个缓冲寄存器，当先将B路需转换的数据写入缓冲寄存器，再将A路需转换数据写到DAC A寄存器并且同时用缓冲寄存器内容更新DAC B寄存器，就能够实现两路D/A转换同步启动。,例8.11 电路连接如图8-34所示，定义4个变量存储单元DATA_AH、DATA_AL和DATA_BH、DATA_BL，分别存放需D/A转换输出的两个10位数据，其中高位字节只有最低2位有效。将这两个10位数据，通过TLC5617的OUTA、OUTB转换为模拟电压输出，请编写程序实现 。,DATA_AL EQU 60H DATA_A
15、H EQU 61H DATA_BL EQU 62H DATA_BH EQU 63H ,DA_C： MOV R2,#2 CH1: CLR C MOV A,DATA_AL RLC A MOV DATA_AL,A MOV A,DATA_AH RLC A MOV DATA_AH,A DJNZ R2,CH1,MOV R2,#2 CH2: CLR C MOV A,DATA_BL RLC A MOV DATA_BL,A MOV A,DATA_BH RLC A MOV DATA_BH,A DJNZ R2,CH2,CLR P3.7 MOV R2,#8 MOV A,DATA_BH OR A,#10H SBYTE1
16、: RLC A MOV P3.4,C SETB P3.5 NOP CLR P3.5 DJNZ R2,SBYTE1,MOV R2,#8 MOV A,DATA_BL SBYTE2: RLC A MOV P3.4,C SETB P3.5 NOP CLR P3.5 DJNZ R2,SBYTE2,SETB P3.7 NOP CLR P3.7 MOV R2,#8 MOV A,DATA_AH OR A,#80H SBYTE3: RLC A MOV P3.4,C SETB P3.5 NOP CLR P3.5 DJNZ R2,SBYTE3,MOV R2,#8 MOV A,DATA_AL SBYTE4: RLC A MOV P3.4,C SETB P3.5 NOP CLR P3.5 DJNZ R2,SBYTE4 SETB P3.7 RET,本章不做习题,第8章完
