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1、第8章 机械工业出版社同名教材 配套电子教案,单片机原理与控制技术,第3版,第8章 常用外围设备接口电路,8.1 LED数码管显示接口电路,8.1.1 LED数码管和编码方式, LED数码管, LED数码管编码方式,8.1.2 静态显示方式及其典型应用电路,LED数码管显示电路在单片机应用系统中可分为 静态显示方式和动态显示方式。,在静态显示方式下， 每一位显示器的字段需要一个8位I/O口控制， 而且该I/O口须有锁存功能， N位显示器就需要N个8位I/O口， 公共端可直接接+5V（共阳）或接地（共阴）。 显示时，每一位字段码分别从I/O控制口输出， 保持不变直至CPU刷新显示为止，也就是各字
2、段的亮灭状态不变。,静态显示方式编程较简单，但占用I/O端线多， 即软件简单、硬件成本高，一般适用显示位数较少的场合。, 并行扩展静态显示电路,【例8-2】 已知电路如图8-2所示， 显示数（255）存在内RAM 30H（设为234）中，试编制显示子程序。,Proteus ISIS虚拟电路仿真见例9-15。, 串行扩展静态显示电路,【例8-3】 已知电路如图8-3所示，P1.0控制串行输出， 显示字段码已分别存在32H30H内RAM中，试编制显示子程序。,Proteus ISIS虚拟仿真调试见例9-16。,8.1.3 动态显示方式及其典型应用电路,动态扫描显示电路是将 显示各位的所有相同字段线
3、连在一起， 每一位的a段连在一起，b段连在一起， ，g段连在一起，共8段， 由一个8位I/O口控制， 而每一位的公共端（共阳或共阴COM） 由另一个I/O口控制，如图8-4所示。,在某一瞬时，只让某一位的字位线处于选通状态（共阴极LED数码管为低电平， 共阳极为高电平），其他各位的字位线处于开断状态， 同时字段线上输出该位要显示的相应字符的字段码。 在这一瞬时，只有这一位在显示，其他几位暗。 同样，在下一瞬时，单独显示下一位，这样依次循环扫描，轮流显示， 由于人视觉的滞留效应，人们看到的是多位同时稳定显示。,动态扫描显示电路的特点是占用I/O端线少； 电路较简单，硬件成本低；编程较复杂，CPU
4、要定时扫描刷新显示。 当要求显示位数较多时，通常采用动态扫描显示方式。,【例8-4】 已知电路如图8-5所示， 显示字段码存在以TAB为首址的ROM中， 试编制循环扫描（100次）显示子程序。,Keil C51软件调试和Proteus ISIS虚拟电路仿真见例9-17。,8.3 键盘接口电路,8.3.1 键盘接口慨述, 按键开关去抖动问题,消除抖动不良后果的方法有硬、软件两种方法：, 硬件去抖动：利用双稳电路、单稳电路和RC滤波电路, 软件去抖动：延时10ms后再确认该键是否确实按下。, 按键连接方式,可分为独立式按键和矩阵式键盘。,独立式按键是各按键相互独立，每个按键占用一根I/O端线， 每
5、根I/O端线上的按键工作状态不会影响其他I/O端线上按键的工作状态，, 独立式按键, 矩阵式键盘,I/O端线分为行线和列线，按键跨接在行线和列线上。 按键按下时，行线与列线连通。,配置灵活，但每个按键必须占用一根I/O端线，电路结构显得繁杂。 适用于按键数量较少的场合。,占用I/O端线较少，编程较复杂，适用于按键较多的场合。,【例8-6】 试按图8-12编制按键掃描子程序。,8.3.3 矩阵式键盘及其接口电路,【例8-7】 已知电路如图8-13所示， 要求将闭合键编号存入以30H为首地址的内RAM， 闭合键总数存入40H，试编制键盘扫描程序。,Proteus ISIS虚拟电路仿真 见教辅书例9
6、-19。,需要说明的是，图8-13电路在许多单片机教材和技术资料中被介绍， 但实际上该电路连接存在问题，当同一行有多键同时按下， 且该行其中一键所在列又有多键同时按下时，会发生信号传递路径出错。 例如，K1、K2、K8、K9同时按下，当P1.4行扫描输出低电平时， 按理，仅有P1.2、P1.1会因K2、K1闭合而得到低电平列信号。 但由于K2与K9同列且K8与K9同行， P1.4输出的低电平信号会通过K1K9K8传递到P1.0， 产生低电平列信号，引起出错。 同理，当P1.6行扫描输出低电平时， 其低电平信号会通过K9K1K2传递到P1.2，产生低电平列信号，引起出错。 不出错的条件是多键行与
7、多键列不交叉。 因此，这种矩阵式键盘电路适用于无锁按键并使用中断处理时相对合理。,8.4 A-D转换接口电路,在单片机应用系统中，常需要将检测到的连续变化的模拟量， 如电压、温度、压力、流量、速度等转换成数字信号， 才能输入到单片微机中进行处理。,8.4.1 A-D转换的基本概念,UA = DUREF / 2N （其中：D=D020+D121+ +DN-12N-1）,D为N位二进制数字量，UA为电压模拟量，UREF为参考电压。,无论A-D或D-A，其转换关系为：, A-D转换器的主要性能指标：, 分辨率。分辨率 = UREF / 2N, 量化误差。, 转换时间。, A-D转换器分类, 逐次逼近
8、式, 双积分式, V-F变换式,8.4.2 并行ADC0809及其接口电路,ADC 0809是8通道8位CMOS逐次逼近式A-D转换器， 美国国家半导体公司产品，是目前国内应用较广泛的8位通用A-D芯片。, CLK：外部时钟输入端，允许范围为101280KHz 。, D0D7： A-D转换数字量输出端。, OE：A-D转换结果输出允许控制端，高电平有效。, ALE： 8路通道地址锁存控制端。, START：A-D转换启动控制端。, EOC：A-D转换结束信号输出端。, UREF（+）、UREF（-）：正负基准电压输入端。, IN0IN7：8路模拟信号输入端。, ADDA、ADDB、ADDC：
9、8路模拟信号转换通道地址码输入端。,【例8-8】 按图8-16电路，要求用中断方式对8路模拟信号依次A-D 转换一次，并把结果存入以30H为首址的内RAM中，试编制程序。,查询方式时，0809 EOC端可不必通过反相器与 或 相连， 直接与80C51 P1口或P3口中任一端线相连， 不断查询EOC电平，当EOC高电平时，表示0809A-D完成，即可读0809A-D值。 延时等待方式时，0809 EOC端可不必与80C51相连，而是根据时钟频率计算出 A-D转换时间，每路每次需64个时钟周期，80C51一机周发出2次ALE信号， 因此需要32个机器周期，略微延长后直接读A-D转换值。,8.5 D
10、-A转换接口电路,将数字量转换成模拟量的过程称为D-A转换。,8.5.1 D-A转换的基本概念, 基本概念,由于数字量不是连续的，且每次输出数据和D-A转换需要一定的时间， 因此D-A转换器输出的模拟量随时间的变化曲线不是连续的，而是呈阶梯状。 但若T很短，1LSB也很小，曲线的台阶就很密， 则模拟量曲线仍然可以看作是连续的。, 主要性能指标, 分辨率：D-A转换的位数越多，分辨率越高。, 线性度, 转换精度, 建立时间, 温度系数,8.5.2 DAC 0832及其接口电路,DAC 0832是8位D-A芯片，是目前国内应用较广的8位D-A芯片。, 8位数据输入端： DI0DI7, D-A控制端：ILE、 、 、 、, IOUT1、IOUT2：电流输出端, RFB：反馈电流输入端, UREF：基准电压输入端, 工作方式, 直通工作方式: 5个控制信号均预置为有效, 单缓冲工作方式: 5个控制端由CPU一次选通, 双缓冲工作方式: 5个控制端分二次选通,【例8-10】电路按图8-23，要求输出锯齿波如图8-25a所示，幅度为UREF/2=2.5V。,Keil C51软件调试和Proteus ISIS虚拟电路仿真参阅例9-22。,
