《单片微机原理及应用 教学课件 ppt 作者 丁元杰 主编 素材包 第五章 MCS-51系列单片机的接口与应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片微机原理及应用 教学课件 ppt 作者 丁元杰 主编 素材包 第五章 MCS-51系列单片机的接口与应用（93页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 MCS-51系列单片机的接口与应用,第一节 扳键开关、拨盘开关、按钮、键盘与单片机的接口 第二节 显示器与单片机的接口 第三节 行程开关、继电器、晶闸管元件与单片机的接口 第四节 打印机与单片机的接口 第五节 A/D、D/A转换芯片与单片机的接口 第六节 应用实例一 第七节 应用实例二 第八节 应用实例三,第一节 扳键开关、拨盘开关、按钮、键盘与单片机的接口,一、扳键开关与单片机的接口 二、拨盘开关与单片机的接口 三、按钮与单片机的接口 四、键盘与单片机的接口,一、扳键开关与单片机的接口,应用扳键开关或钮子开关类器件可将高电平或低电平经单片机的I/O引脚置入单片机，以实现操作分档、参数
2、设定等人机联系的功能。,二、拨盘开关与单片机的接口,1.拨盘开关 2.拨盘开关应用实例,1.拨盘开关,图5-1 扳键开关应用示例,图5-2 BCD码拨盘开关,2.拨盘开关应用实例,表 5-1,图5-3 拨盘开关应用示例,三、按钮与单片机的接口,图5-4 按钮应用示例,四、键盘与单片机的接口,1.键盘工作原理 2.键盘应用示例,1.键盘工作原理,按键组合成键盘后常排列成矩阵的形式，称为矩阵式键盘或行列式键盘，例如28键盘、44键盘、48键盘、88键盘等。以28键盘为例，它共有28=16个按键；若以2为行，8为列，每个行、列交叉处跨接以一个按键，则刚好是16个按键。 可采用“扫描”的办法查看键盘中
3、有无按键按下以及所按是哪一个键，其原理见图5-5。先对各行线都送以低电平(称为“全扫描”)，若读回各列线的电平值仍为全1，便说明未曾按过按键；若某列出现低电平，则说明跨接到该列的按键已有按下，因此使行线上的低电平引入到列线。要辨别是该列的哪个按键被按，需进一步通过“逐行扫描”(逐行送低电平)、查看各列线电平值来鉴别。,2.键盘应用示例,图5-5 键盘工作原理,图5-6 键盘应用示例,图5-7 上列键盘扫描子程序的流程粗框图,第二节 显示器与单片机的接口,一、LED与单片机的接口 二、LED数码管与单片机的接口 三、8279芯片 四、CRT与单片机的接口,一、LED与单片机的接口,图5-8是LE
4、D信号灯的应用示例。对于输入器件，常通过扩展输入口与单片机连接(见上节)；对于输出器件，则常通过扩展输出口与单片机连接。本例LED通过74LS377芯片与单片机接口。 要点亮图5-8中信号灯，可应用下列程序段： MOV DPTR0BFFFH ；准备选通扩展口和输出控制信息 SETBA.0；准备点亮图上信号灯 MOVXDPTR，A；自P0口经74LS377输出点亮信号灯的控制信息 反之，要熄灭该灯，则在DPTR内容未变的条件下，应用下列两条命令： CLRA.0 MOVXDPTR，A,二、LED数码管与单片机的接口,图5-8 LED信号灯应用示例,图5-9 LED数码管静态扫描显示应用示例,图5-
5、10 LED数码管动态扫描显示应用示例,三、8279芯片,1. 8279芯片各主要部件介绍 2.由CPU向8279写入的8种命令字,1. 8279芯片各主要部件介绍,(1) 数据总线缓冲器和I/O控制 双向、三态的数据总线缓冲器用于与单片机的数据总线相连。 (2) 控制及定时寄存器和控制及定时 控制及定时寄存器用于寄存CPU送来的命令字，再通过译码产生相应的控制信号。 (3) 扫描计数器 它有两种工作方式。 (4) 输入缓冲器和键盘消抖控制 输入缓冲器用于锁存RL7RL0上的信息。 (5) FIFO/传感器RAM和它的状态寄存器 该RAM有8个单位。 (6) 显示RAM和显示地址寄存器 该RA
6、M有16个单元，用于存放要显示的笔划信息。,图5-11 8279芯片的引脚图,图5-12 8279芯片的内部结构图,表 5-2,表 5-2,2.由CPU向8279写入的8种命令字,(1) 方式命令字 用于设定8279的工作方式。 (2) 分频命令字 用于设定分频系数N。 (3) 读FIFO/传感器RAM命令字 在读FIFO/传感器RAM中的数据前，必须先写入此命令字。 (4) 读显示RAM命令字 在读显示RAM中的数据前，必须先写入此命令字。 (5) 写显示RAM命令字 在写显示RAM中的数据前，必须先写入此命令字。 (6) 屏蔽与消隐命令字 需要改写显示RAM中某单元的半个字节，而要求不影响
7、、即屏蔽它的另半个字节时要写入此命令字；需要使显示熄灭、即消隐时也要写入此命令字。 (7) 清除命令字 在需要清除RAM中内容等情况下，写入此命令字。 (8) 结束中断/设定出错命令字 它有两种功能。,表 5-3,表 5-4,图5-13 8279应用示例,四、CRT与单片机的接口,以SCIB接口板为例，概述其一般结构与原理。 为了在CRT显示器上显示，接口板输出的应是视频信号，而且配有行同步信号、帧同步信号和消隐信号。这一信号可以直接送入监视器，或串接一1020F电解电容后接到电视机视放预放级的输入端。 SCIB的输入端用了一片8155，因此它与单片机的连接便和8155与单片机的连接一样，可参
8、见图4-37和图4-34。SCIB只适用于CRT作单一的字符显示的场合。通过8155的PA口将送入字符代码，通过8155的PB口将送入显示屏幕的位置代码，而PC口的低4位则用于内部控制。 SCIB内部用一片2764作为字库，字库内包含数字、英文字母、常用符号、常用汉字，具体内容以及在2764中的存放地址可由用户自己写入、编定。一旦写就后，一定的字库地址便代表了一定的字符显示内容，即成了该字符的字符代码。每个字符由1616点阵组成，可见要占用内存的328位、即32个字节，所以用2764作字库，最多可容纳256个字符。 SCIB的屏幕显示格式是固定的，它每行显示24个字符，共8行，因此全屏幕有24
9、8共192个显示位置。每个显示位置有一个位置代码，第一行自左到右依次为00H17H，第二行自左到右依次为20H38H，依次类推，第八行自左到右依次为E0HF7H。18H1FH、38H3FH、E8HFFH则并不代表屏幕上某一显示位置。 SCIB有一片6116作屏幕编辑用，储存由CPU写入的每个显示位置的字符代码，供屏幕上显示整幅字符。,第三节 行程开关、继电器、晶闸管元件与单片机的接口,一、行程开关、继电器触点与单片机的接口 二、继电器线圈与单片机的接口 三、晶闸管元件与单片机的接口,一、行程开关、继电器触点与单片机的接口,行程开关常开触点与单片机接口如图5-14所示。当触点闭合时，光耦合器件的
10、发光二极管端流通电流，通过光耦合作用、使右端光敏晶体管导通，导致送向单片机引脚的是高电平；而在触点闭合前送向单片机引脚的是低电平。当然，如将图5-14中行程开关常开触点用继电器常开触点或按钮常开触点代替，电路的原理相同。 图中左下角10F电容可解决触点闭合时的弹跳、抖动问题，与其并联的10k电阻支路保证了发光二极管电路在接通暂态过去后的电流通路。行程开关触点恢复断开后，这一支路提供了电容的放电电路。,二、继电器线圈与单片机的接口,图5-14 行程开关常开触点接口示例,图5-15 继电器线圈与单片机接口示例,图5-16 双向晶闸管与单片机接口示例,三、晶闸管元件与单片机的接口,双向晶闸管与单片机
11、接口的示例见图5-16。就该图而言，当P1.0输出高电平(例如执行SETB P1.0指令)、即光耦起作用时双向晶闸管将导通，联在交流电路中的负载得以通电。与小继电器比较，用了晶闸管可实现无触点控制，但小继电器的众多触点有利于控制动作的联锁和灵活多样。,第四节 打印机与单片机的接口,一、GP16与单片机的接口 二、PP40与单片机的接口,一、GP16与单片机的接口,1.GP16打印机 2.GP16与单片机的接口,1.GP16打印机,图5-17 GP16微型打印机的结构框图,图5-18 GP16打印一点行的示意图,表 5-5,图5-19 GP16打印曲线示例打印正弦曲线,图5-20 GP16与单片
12、机接口示例,2.GP16与单片机的接口,GP16与单片机的接口见图5-20。根据该图的接法，GP16的地址应为7FFFH(P2.7为低电平)。在将数据指针寄存器设定为7FFFH后，要读取GP16的状态或向GP16输出数据、命令便可分别应用MOVX A，DPTR或MOVX DPTR，A指令。 若采用读取状态字的方式查询GP16的状态，则BUSY线闲置无用，该线可以不作任何联接。 关于GP16的具体应用示例请见后面第七节应用实例二。,二、PP40与单片机的接口,1.PP40彩色描绘器 2.PP40与单片机的接口,1.PP40彩色描绘器,表 5-7,图5-21 PP40与主机的通信时序,表 5-8,
13、表 5-8,图5-22 X1，100，5命令的执行结果,例5-1 执行X1，100，5命令后的结果是什么? 执行该命令，即将编码58H，31H，2CH，31H，30H，30H，2CH，35H，0DH送PP40执行。编码串的最后一个编码是应后随的回车命令。,例5-2 打印字符串“SHANGHAI UNIVERSITY”。,例5-3 所示坐标图形描绘汉字“中”的命令表。,图5-23 汉字“中”的坐标图形,2.PP40与单片机的接口,图5-24 PP40与单片机接口示例,第五节 A/D、D/A转换芯片与单片机的接口,一、A/D转换芯片与单片机的接口 二、D/A转换芯片与单片机的接口,图5-25 某监
14、控系统的框图,一、A/D转换芯片与单片机的接口,1. 5G14433应用示例 2. ADC0809应用示例,表 5-9,1. 5G14433应用示例,图5-26 5G14433的结构框图,图5-27 5G14433输出时序图,表 5-10,图5-28 5G14433应用示例,图5-29 ADC0809的结构框图,2. ADC0809应用示例,图5-30 ADC0809应用示例,表 5-11,二、D/A转换芯片与单片机的接口,1.DAC0832应用示例 2.D/A转换芯片用于产生波形 3.DAC1210应用示例,1.DAC0832应用示例,1) ILE接高电平，、互连，、互连，于是二级锁存控制成
15、了一级锁存控制，适用于无须二级控制的场合。 2) VREF未接基准电源，直接接到VCC，适用于对转换精度要求一般的场合。 3) 输出端在片外接有运放，使该电流输出型D/A转换芯片可有适当的模拟量输出电压(片内在RFB与IOUT1间接有反馈电阻RFB)输出。,图5-31 DAC0832的结构框图,图5-32 DAC0832应用示例,2.D/A转换芯片用于产生波形,图5-33 上例D/A转换芯片 输出的锯齿波形,3.DAC1210应用示例,图5-34 DAC1210的结构框图,图5-35 DAC1210应用示例,第六节 应用实例一,一、系统的要求 二、硬件安排 三、程序与说明,一、系统的要求,表
16、5-12,表 5-12,图5-37 实现表5-12所列汽车信号灯 要求的数字逻辑电路,二、硬件安排,根据表5-12，可画出实现这一汽车信号灯要求的相应数字逻辑电路，见图5-37。,图5-38 汽车转弯信号灯单片机控制系统的具体电路,图5-38是改用单片机控制后的硬件安排。,三、程序与说明,1.程序 2.总体说明 3.1Hz闪烁信号的产生与占空比 4.30Hz闪烁信号的产生与占空比,表 5-13,第七节 应用实例二,一、系统的要求 二、硬件安排 三、程序与说明 四、报表打印,一、系统的要求,1) 废水治理后在厂总排放口处随机取样，其pH值应符合69的排放标准。 2) 净水系统每小时自动测1次水的电导率，需测读进水口和出水口两处的数据；污水系统每半小时自动测1次厂总排放口处废水的pH值。 3) 废水原呈酸性，需加碱处理。 4) 工厂扩建或工艺布局调整，水处理系统常相随作大调整。 5) 净水系统有两套去离子纯水制备设备，一套在线，一套备用。,二、硬件安排,根据系统的要求，单片机系统主要满足： 1
