第七章 单片机应用系统接口技术-11-2

第七章单片机应用系统接口技术主要内容1.接口技术的基本概念及控制方式2.显示器接口技术3.键盘接口技术*4.LCD显示器及其接口5.应用举例与问题讨论重点:1.I/O控制方式的编程方法2.显示器接口电路及应用编程(难点)3.键盘接口电路及应用编程(难点)第七章1----1一、单片机系统接口的基本功能接口技术是研究CPU如何与外设实现最佳耦合和匹配，以实现双方高效、可靠地交换信息的一门技术。（1）I/O设备工作速度不同；（2）I/O设备的数据字长多样；（3）I/O设备处理的信号不同(模拟或数字信号、并行或串行)；（4）I/O设备所需的控制信号不同。为了实现单片机与外部设备可靠通信，接口一般应具备的功能：（1）数据的寄存和缓冲功能；(输入时?输出时?)（2）设备选择功能；（3）信号转换功能；（4）对外部设备的控制和联络功能;（5）中断管理功能；*（6）可编程功能。第七章1----2第一节单片机接口技术的基本概念二、单片机与I/O设备间的接口信息1）数据信息2）状态信息3）控制信息三、I/O信息传递方式1）并行I/O2）串行I/O四、I/O的传递控制方式1）无条件传送方式(演示)2）查询传送方式3）中断传送方式第七章1----3三种控制方式的编程有什么不同?第七章1----4第一节单片机接口技术的基本概念第七章1--51）无条件传送方式ORG0000HLPP:ORLP2,#0FHMOVA,P2MOVP1,AMOVR1,#0FFHLP:MOVR2,#0FFHDJNZR2,$DJNZR1,LPSJMPLPP2）查询传送方式ORG0000HLPP:JBP3.3,$LP:MOVR2,#0FFH;DJNZR2,$JBP3.3,LPP;ORLP2,#0FHMOVA,P2MOVP1,AJNBP3.3,$;SJMPLPP第一节单片机接口技术的基本概念3）中断传送方式ORG0000HSJMPMAINORG0013HAJMPINT11；转入服务程序ORG0030HMAIN:SETBIT1；设INT1为边沿触发SETBEX1；允许INT1中断SETBEA；开放总允许SJMP$中断服务程序：INT11:ORLP2,#0FH；MOVA,P2；从P1口输入开关状态MOVP1，A；输出RETI第七章1----6P3.3第七章1----7如图示输入接口口电路1）电路分析五、查询I/O方式举例3）查询程序的编写MOVR0，#0FEH；TE:MOVXA，@R0;输入状态JNBACC.1,TEDECR0MOVXA,@R0;输入数据…………2)I/O端口地址分析数据口：11111101B——FDH状态口：11111110B——FEH10思考:从该端口输入50个数存入内部RAM30H开始的区域,应如何编程?第七章1----8…………LOOP:MOVR0，#0FEH；TE:MOVXA，@R0;输入状态JNBACC.1,TEDECR0MOVXA,@R0;输入数据…………从该端口输入50个数存入内部RAM30H开始的区域MOVR1,#30HMOVR2,#50LOOP:MOVR0，#0FEH；TE:MOVXA，@R0;输入状态JNBACC.1,TEDECR0MOVXA,@R0;输入数据MOV@R1,AINCR1DJNZR2,LOOPSJMP$第七章1---9第二节显示器接口技术1.本节主要内容LED7段的显示器原理、字型码编码方法LED显示器静态显示控制方式LED显示器动态显示控制方式动态显示的接口电路与编程方法(重点、难点)实例分析回忆第三章的例题——由P1口控制的8个LED指示灯的电路第七章1---10第二节显示器接口技术P1口接到7段显示器复习:7段LED显示器结构与原理第七章1---11第二节显示器接口技术(1)LED显示器——7段、16段米字型、点阵式一、单片机应用系统中常用的显示器及显示控制方式1.常用的显示器第七章1---12(2)LCD液晶显示器件液晶显示器具有体积小、质量轻，低电压、微功耗、抗干扰能力强等优点，因此被广泛应用于各种便携式电子信息产品。第二节显示器接口技术与液晶显示器相比，更适于在光线暗的环中使用。它的主要缺点是工作电流较大第七章1---13(3)LED7段显示器常用的字符编码表第七章1---14思考:若某系统显示器引脚采用下列连接方式,字符编码又是怎样的?代码位D7D6D5D4D3D2D1D0显示段eddpcgbfa00010100LED显示器的字符编码方法问题：为什么会有不同的接线方式呢？2.LED显示器显示控制方式显示器显示接口按驱动方式可分成静态显示和动态显示两种显示方式第七章1---15GND/+5VGND/+5VGND/+5VGND/+5VGND/+5VI/O（1）I/O（2）I/O（3）I/O（4）LED静态显示接口静态显示方式——每位的段码需要一个8位的锁存器锁存，ＣＰＵ只要对每个显示字符输出一次，相应锁存器锁存的段码输出将维持不变。优点:显示稳定，亮度高,编程简单；缺点:占用硬件资源多(I／O口、驱动器等).I/O（1）DDDDDDDDI/O（2）75643210第七章1--16动态显示方式——将所有显示位的段码线相应段并联在一起，由一个I/O口控制，形成段码线的多路复用，每个LED的位选分别由一根相应的I/O口线控制,各位显示器的分时选通。采用扫描工作方式。优点:节省硬件电路(如I／O口、驱动器等)；缺点:是采用软件扫描时占用CPU时间多，当动态显示位数较多时，显示器亮度将受到影响。LED动态显示接口演示XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C52第七章1---17４位一体的LED显示器思考：这个电路是动态控制方式还是静态控制方式？3.显示器接口的数据输出方式与电路形式在单片机和显示器之间的接口电路一般是根据显示器的位数、电流大小、译码要求来确定接口电路的形式。第七章1---18四位锁存驱动七段译码74ABCDabc…g（1）译码显示数据方式一般为专用显示器接口器件，接口包含锁存器/译码器/驱动器等，可以把一位BCD码或十六进制数锁存、译码为相应的字形代码并有足够的功率驱动显示。（2）非译码显示数据方式显示器接口只包含锁存器和驱动器，必须由软件将BCD码或十六进制数通过软件查表转换为相应的字形代码输出。各自有什么特点？应用于什么场合？二、LED显示器及接口电路实例分析1.LED静态显示器接口常用的LED静态驱动接口器件有：驱动共阴极LED——可选用CD4511、CD4513、CD14495驱动共阳极LED——可选用74LS74、74LS274123456789181716151413121110CD4513fgabcdeGNDVCCBCLTBILEDARBIRBO四位锁存驱动七段译码74ABCDabc…g第七章1---19例１：用CD4513驱动4位共阴极LED静态显示，接口电路如图。P0.0~P0.7ALE8031EA373AY0BY1CY2Y3Y4Y5Y6Y774LS138DCBALE4513a…gDCBALE4513a…gDCBALE4513a…gDCBALE4513a…g877774D0~D3G1G2AG2BA0A1A2A77R7R7R7R第七章1---20（1）电路分析：工作过程？端口地址？（2）编程练习：编写显示子程序：利用上述显示接口，把内存RAM40H～43H单元中四个非压缩BCD码送显示器显示。（端口地址80H～83H）。DISP：MOVR0，#80H；R0指向显示端口MOVR1，#40H；R1指向显示数据地址MOVR2，#04H；置显示字符数DISP1：MOVA，@R1;取待显示BCD码MOVX@R0,A；送出显示INCR1；修改显示显示端口地址INCR0；修改显示显示数据地址DJNZR2,DISP1RET第七章1---21（3）特点？编程简单、硬件较复杂、译码缺乏灵活性２.动态显示接口电路灯位控制与驱动P2.4~P2.7例2：利用单片机并行I/O口作显示器接口思考:位控高电平有效还是低电平有效？思考:位控为什么要采用9015做驱动？P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7123456781615141312111091KΩ8×1KΩ9015PNP9015PNP9015PNP9015PNP1KΩR1KΩR1KΩR1KΩRP2.7P2.6P2.5P2.4VCC四合一七段数码管显示实验电路EDDPCGS4S1AFS2S3B四合一七段显示器5461BH共阳数码管P0.0P0.1P0.7P0.2P0.6P0.5P0.4P0.3P2.7P2.6P2.5P2.43.动态显示控制时的编程方法缓冲区TAB‘0’‘1’‘2’‘3’..‘-’黑第七章1---23;------------主程序----------------：ORG0000MOVSP,#60HMOV7AH,#01H；置显示缓冲区初值MOV7BH,#02HMOV7CH,#03HMOV7DH,#04HLP:ACALLDISPLAY；调显示子程序SJMPLP1）在内存区建立一个显示缓冲区2）建立一个待显示的字形编码表3）编写显示子程序分时循环输出动态显示子程序流程图MOVCA,@A+DPTR共阴极位选：P2.4＝0开始取字型表首地址→DPTRR1.0=0?YN位选初值11101111B→R1取待显示字符→A取显示字符查表转换为字形码→P0口延时1ms（可调）显示缓冲区指针R0加1修改选码R1左移1位返回显示缓冲区初值→R0送位选码→P2口已显示完最后一位吗？;------------显示子程序----------------DISPLAY:MOVDPTR,#TAB；取字型表首地址DISPLAY1:MOVR0,#7AH；取显示缓冲区首地址MOVR1,#0EFH；取位选控制码初值NEXTT:MOVA,@R0；取待显示字符MOVCA,@A+DPTR；查表取得字型码MOVP0,A；送字型码MOVA,R1MOVP2,A；送位选码LCALLDAY；延时INCR0；指向下一位RLA；修改选码MOVR1,A；CJNER1,#0FEH,NEXTT；4位没循环完继续RET;------------延时子程序----------------DAY:MOVR6,#4D1:MOVR7,#248DJNZR7,$DJNZR6,D1RETTAB:DB28H;0DB0EBH;1DB32H;2DB0A2H;3DB0E1H;4DB0A4H;5DB24H;6DB0EAH;7DB20H;8DB0A0H;9DB60H;ADB25H;BDB3CH;CDB23H;DDB34H;EDB74H;FDB0D7H;-.DB61H;HDB70H;PDB0DFH;.DB27H;ODB0FFH;全黑（演示）第七章1---26利用可编程接口8255作显示器接口4.其他形式的显示器接口电路利用单片机串行口与显示器连接第七章1---27VCC第七章1---28串行口工作于方式0(移位寄存器输入／输出方式)输出字形代码，图中4片74LSl64作为4位LED显示器的连接端口，74LSl64的低电平输出电流8mA,可直接驱动共极阳极LED。第七章1---28用串行口做4位LED与显示器接口显示器工作是静态/动态?DIR:SETBP3.3;开放显示器传送控制MOVR7，#04HMOVR0，#79H;79H