《单片机原理及接口技术 教学课件 ppt 作者 赵佩华 眭碧霞 第8章 常用接口技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机原理及接口技术 教学课件 ppt 作者 赵佩华 眭碧霞 第8章 常用接口技术（87页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第8章 常用接口技术,机械工业出版社,第8章 常用接口技术,输入/输出口的扩展 键盘及其接口技术 LED显示器接口技术 LCD显示器接口技术 语音接口技术,8.1 输入/输出口的扩展,简单I/O口的扩展 扩展并行I/O口的方法主要有：采用单片机专用的扩展I/O接口芯片，如8212、8155、8255等；利用通用三总线扩展接口。,8.1 输入/输出口的扩展,简单I/O口的扩展 应用系统需要扩展的I/O口数量较少、功能单一时，一般采用锁存器、三态门等IC芯片构成简单I/O口。 接口通过P0口扩展。P0口是数据/地址总线，输入口面向总线，必须是三态的；输出口连接外部设备，应具有锁存功能。因此扩展简单
2、并行口选择器件的原则是“输入三态，输出锁存”。,8.1 输入/输出口的扩展,用74LS273、74LS377扩展并行输出口 74LS273的引脚图和功能表,8.1 输入/输出口的扩展,用74LS273、74LS377扩展并行输出口 用74LS273扩展单片机输出口,8.1 输入/输出口的扩展,用74LS273、74LS377扩展并行输出口 74LS377的引脚图和功能表,8.1 输入/输出口的扩展,用74LS273、74LS377扩展并行输出口 用74LS377扩展输出口,8.1 输入/输出口的扩展,用三态门扩展输入口 74LS244的引脚图和逻辑图,8.1 输入/输出口的扩展,用三态门扩展输
3、入口 用74LS244的扩展输入口,8.1 输入/输出口的扩展,用带三态门的锁存器扩展输入/输出口 74LS373结构框图和引脚图,8.1 输入/输出口的扩展,扩展总线驱动器 74LS245的引脚图和逻辑图,8.1 输入/输出口的扩展,可编程I/O接口电路 8155是可编程接口芯片，具有多种功能，如并行I/O端口、小容量随机存取存储器和一个定时器/计数器。 8155功能强，使用方便，特别适合单片机系统在扩展I/O口的同时，还需要扩展少量存储器和定时器/计数器的场合。,8.1 输入/输出口的扩展,8155的结构与组成 8155组成： 存储器、I/O接口、定时器/计数器等。 8155的结构框图,8
4、.1 输入/输出口的扩展,8155的引脚功能 8155的引脚图,8.1 输入/输出口的扩展,8155与MCS-51的连接,8.1 输入/输出口的扩展,按此接口电路，地址如下： RAM地址：7E00H7EFFH I/O口地址：命令状态口 7E00H A口 7E01H B口 7E02H C口 7E03H 定时器低8位 7E04H 定时器高8位 7E05H,8.1 输入/输出口的扩展,8155与内RAM的使用 对MCS-51单片机来说，8155的RAM是外部RAM，应使用MOVX指令进行读/写操作。操作条件是IO/M =0。,8.1 输入/输出口的扩展,8155 I/O口的控制字和状态字 8155的
5、A口、B口都有两种工作方式：基本输入/输出方式和选通输入/输出方式。每种方式都可编程为输入或输出以及是否具有中断功能。C口能用作基本输入/输出，也可为A口、B口提供选通方式下的控制线。,8.1 输入/输出口的扩展,8155 I/O口的控制字和状态字 8155I/O口工作方式的选择通过写入命令寄存器的工作方式控制字来实现。命令寄存器的内容只能写入，不能读出。 8155内部的状态寄存器（状态口），其内容（状态字）表示8155各端口和定时器的工作状态。状态寄存器内容只能读出不能写入，状态口与命令口地址相同。,8.1 输入/输出口的扩展,基本输入/输出方式 当8155工作方式控制字的D3D2设置为00
6、、11时，8155工作于ALT1、ALT2方式。A、B、C三个端口为基本输入/输出方式。C口在ALT1方式下为输出，在ALT2方式下为输入。A口、B口为输入或输出，由方式控制字的D0、D1设定。,8.1 输入/输出口的扩展,选通输入/输出方式 当8155工作方式控制字的D3D2设置为01时，8155工作于ALT3方式。A口为选通输入/输出方式，B口为基本输入/输出方式。C口的低3位作为A口选通方式的控制信号，C口的其余3位用作输出。,8.1 输入/输出口的扩展,选通输入/输出方式 当8155工作方式控制字的D3D2设置为10时，8155工作于ALT4方式，即A口和B口均为选通输入/输出方式。C
7、口6位作为A口和B口的控制信号。,8.1 输入/输出口的扩展,8155定时器/计数器的使用 8155内部有一个14位的减法计数器。计数脉冲从TIN引脚输入，每输入一个计数脉冲，计数器减1，当计数器减到零时从TOUT引脚输出一个信号。这个信号可以作为计数满或定时时间到的标志。,8.1 输入/输出口的扩展,8155定时器/计数器的设定如下： 1. 工作状态，如启动、停止 2. 时间常数（即计数器初值） 3. TOUT引脚的输出信号形式,8.1 输入/输出口的扩展,可编程并行接口 8255 8255有3个8位并行口，端口既可以编程为普通I/O口，也可以为选通I/O口和双向传输口。 8255为总线兼容
8、型，可以与8051的总线直接连接。,8.1 输入/输出口的扩展,8255-结构和引脚,8.1 输入/输出口的扩展,8255-结构和引脚,8.1 输入/输出口的扩展,8255 -命令字 8255有两个命令字：方式选择字和口C置位/复位命令字。它们的编程状态决定8255各端口的工作方式。这两个命令字占用同一地址，由各自的标识位区别。,8.1 输入/输出口的扩展,8255 -命令字 8255有3种工作方式：方式0、方式1和方式2。方式选择由方式命令字确定。 口A有3种工作方式，口B有2种工作方式。 口C的输出具有位控制功能：按位置位或复位。其操作由口C的置位/复位命令字控制。,8.1 输入/输出口的
9、扩展,8255 -工作方式0 方式0：基本输入/输出方式。方式0下，端口按方式选择命令字指定的方式输入或输出;输出时具有端口锁存功能，输入时只有口A有锁存功能。口C的高、低4位可以分别为输入或输出。,8.1 输入/输出口的扩展,8255 -工作方式1 方式1：选通输入/输出方式。方式1下，8255的三个端口被分成A组和B 组。A组中，口A为I/O口，口C的三位为其提供联络信号。B组中，口B为 I/O口，口C的三位为其提供联络信号。,8.1 输入/输出口的扩展,8255 -工作方式2 方式2：双向传输方式，只适用口A。口A工作在方式2时，口C提供5个联络信号。,8.1 输入/输出口的扩展,825
10、5与8051的接口,8.1 输入/输出口的扩展,用8255控制打印机,8.1 输入/输出口的扩展,可编程定时器8253 8253的结构和引脚,8.1 输入/输出口的扩展,可编程定时器8253,8.1 输入/输出口的扩展,8253-控制字 8253工作方式是通过编程设定，将控制字写入控制寄存器，来选择每一个计数器作方式。,8.1 输入/输出口的扩展,8253-工作方式0 8253有6种工作方式，方式0、1、2、3、4、5。 方式0：在计数器减为0时，输出线OUT升为高电平，向CPU发出请求。方式控制字写入后，输出线OUT为低电平。计数器初值写入后计数器开始计数，计数期间仍为低电平。,8.1 输入
11、/输出口的扩展,8253-工作方式2 方式1：输出单拍负脉冲信号，脉冲宽度可编程设定。在设定工作方式和写入计数数值后，OUT输出高电平。当门控信号GATE上升为高电平时，OUT输出低电平，并开始计数。在计数器减为0时，输出变为高电平。,8.1 输入/输出口的扩展,8253-工作方式2 方式2：脉冲发生器方式，产生连续的负脉冲信号。OUT输出的负脉冲的宽度等于一个时钟周期，脉冲周期等于写入计数器的计数值和时钟周期的乘积。 OUT受门控信号GATE控制。,8.1 输入/输出口的扩展,8253-工作方式3 方式3：方式3计数时，计数器输出为方波。若计数值N为偶数，则在前N/2计数期间OUT输出高电平
12、，在后N/2计数期间OUT输出低电平;若计数值N为奇数，则高电平为(N+l)/2，低电平为(N-l)/2。 其余特性同方式2。,8.1 输入/输出口的扩展,8253-工作方式4 方式4：软件触发选通方式。方式控制字写入8253后，计数器输出高电平，在写入计数值之后开始计数。当计数到0时，输出一个时钟周期的负脉冲。当门控GATE输入低电平时，计数停止。,8.1 输入/输出口的扩展,8253-工作方式5 方式5：硬件触发选通方式。写入方式控制字和计数值后，输出保持高电平。只有在门控信号GATE上升沿之后才开始计数，计完最后一个数，输出一个时钟周期的负脉冲。,8.1 输入/输出口的扩展,8253与8
13、051的接口,8.2 键盘及接口技术,键盘是微机应用系统中的主要输入设备。 微机使用的键盘分为编码键盘和非编码键盘。编码键盘采用硬件线路来实现键盘编码，每按下一个键，键盘能自动生成按键代码，并有去抖动功能。非编码键盘仅提供键开关状态，由程序来识别闭合键，消除抖动，产生相应的代码，转入执行该键的功能程序。非编码键盘的按键数量少，硬件简单，在单片机中应用广泛。,8.2 键盘及接口技术,独立式键盘,8.2 键盘及接口技术,独立式键盘 独立式键盘结构简单，每个按键的电路是独立的，都有单独一根数据线输出键的通断状态。 当按键Si断开时，相应的数据线Di=1；当Si闭合时，Di=0。CPU通过检测各数据线
14、的状态，就可知道有无键闭合以及哪个键闭合。,8.2 键盘及接口技术,独立式键盘与MCS-51的接口 独立式键盘与微机的接口比较简单。常用的有通过I/O口连接以及通过三态门连接等2种。,8.2 键盘及接口技术,独立式键盘与MCS-51的接口 独立式键盘与微机的接口比较简单。常用的有通过I/O口连接以及通过三态门连接等2种 通过I/O口连接 图8-31所示为独立式键盘通过P1口与8031连接的电路。这种连接方式中的I/O口可以是8031的扩展I/O口。,8.2 键盘及接口技术,通过I/O口连接,8.2 键盘及接口技术,独立式键盘与MCS-51的接口 通过三态门连接 独立式键盘也可以通过三态门与80
15、31的数据线连接，如图8-33所示。这里用三态门作为键盘与微机的接口，其地址为7FFFH。,8.2 键盘及接口技术,通过三态门连接,8.2 键盘及接口技术,行列式键盘及其与单片机接口,8.2 键盘及接口技术,行列式键盘及其与单片机接口 一般采用扫描法检测键盘有无闭合键以及查找闭合键的键号 。,8.2 键盘及接口技术,键盘工作方式 键盘的工作方式有编程扫描方式、定时扫描方式和中断扫描方式等三种。 编程扫描方式 编程扫描方式是在CPU的工作空余，调用键盘扫描子程序，响应键输入要求。当CPU执行键功能程序时，不再响应键输入要求。,8.2 键盘及接口技术,键盘工作方式,8.2 键盘及接口技术,键盘工作
16、方式 定时扫描方式 定时扫描方式是利用定时器产生定时（例如10ms）中断，CPU响应中断后对键盘进行扫描，并在有键闭合时转入该键的功能处理程序。定时扫描的键盘电路与编程扫描方式相同。,8.2 键盘及接口技术,键盘工作方式,8.2 键盘及接口技术,键盘工作方式 中断扫描方式 在程序扫描或定时扫描方式中，CPU可能空扫描或不能及时响应键输入。为了克服这一缺点，可以采用中断扫描方式。,8.2 键盘及接口技术,键盘工作方式,8.2 键盘及接口技术,行列式键盘接口 典型的键盘接口有并行I/O扩展口、串行I/O扩展口和专用键盘接口芯片。 采用并行I/O扩展口作为键盘接口 这种键盘接口采用并行I/O扩展芯片（如8155、8255）的I/O口线来连接行列式键盘。 采用串行I/O扩展口作为键盘接口,8.2 键盘及接口技术,行列式键盘接口 采用串行I/O口作为行列式键盘的接口电路,8.2 键盘及接口技术,微机系统中键盘、显示器接口实例 下面以8155为例，说明键盘、显示器接口的方法。键盘、显示器与MCS-51的接口电路,8.3 LED显示器接口技术,
