搜索
3.5.4键盘的接口技术在单片机应用系统中，常常需要人机对话。这就需要键盘及显示器的等部分。对于键盘来说，要有：（1）键扫描功能，即检测是否有健按下；（2）产生相应的键代码(键值)；（3）消除按键抖动及多键按下的问题。一、键盘工作原理以4×4键盘为例，原理见下图：识别按键的方法有两种：一是行扫描法，二是线反转法。行扫描法：通过行线发出低电平信号，从列线上读数据。线反转法：行、列均要外加上拉阻。该方法先将行线作为输出线，列线作为输入线，行线输出全“0”，读入列线的值，然后将行线和列线的输入输出关系互换，并且将刚才读到的列线值从列线所接的端口输出，再读取行线的输入值。那么在闭合键所在的行线上值必为“0”。这样，当一个键被按下时，必定可读到一对唯一的行列值。二、键盘与单片机的接口一般有：独立的按键法、矩阵按键法和中断按键法三种。3.5.5显示器接口技术常用的显示器有：发光二极管显示器（LED）和液晶显示器（LCD）。一、LED数码管显示器的结构为了显示字符和数字，往往要编码。在按下列顺序排列时：共阴与共阳编码见表3-30。二、LED数码管显示器的原理与接口点亮LED显示器：有静态和动态两种方法。（一）静态显示接口（二）动态显示接口（三）LED点阵接口3.5.5A/D转换器接口技术A/D转换的种类很多，根据转换原理主要分为逐次逼近式、双积分式、量化反馈式和并行式等。一、双积分A/D转换器及接口双积分型A/D转换器，一般具有精度高，抗干扰性好，价格便宜等优点，但转换速度慢，广泛用于数字仪表。常用的有：三位半（相当于11位的二进制数）的MC14433、ICL7126和四位半（相当于14位的二进制数）的ICL7135等。二、逐次逼近式A/D转换器及接口逐次逼近式A/D转换器有8位、12位、16位和并行输出、串行输出等多种型号。从转换速度考虑并行较快，但输出接线较多，而串行A/D虽然输出速度较慢，但接口简单，目前被广泛使用。教材以TLC2543为例作了说明，这里以TLC549为例，讨论其用法（参考P286页，A/D转换实验）。（一）实验电路描述（二）软件编程练习#includereg51.h//51的头文件sbitDATA=P1^0；//数据线sbitCLK=P1^6；//时钟信号线sbitCS=P1^5；//片选控制线，低电平有效unsignedcharADconver(void)//TLC549A/D转换函数{unsignedchari，ad=0；DATA=1；//置输入状态CS=1；//芯片复位CS=0；CLK=0；//芯片起始for(i=0；i8；i++){CLK=0；//输出一个时钟0ad=ad1；//串行数据向左移一位CLK=1；//输出一个时钟1if(DATA==1)ad=ad|0x01；//在时钟的高电平时，读数据elsead=ad|0x00}CLK=0；CS=1；//时钟0，转换完毕returnad；//返回转换结果}voidmain(void)//测试主程序{unsignedchartemp；while(1){temp=ADconver()；//AD转换//调显示程序}}调试时可以通过串口把AD函数得到的值在电脑上显示，如本例中可以在“temp=ADconver()；”函数后加上一句“printf(“temp=%c\n”,temp)；”就可以在串口调试工具软件中看到值了，当然别忘了串口初始化和设置波特率。3.5.6D/A转换器接口技术在计算机应用领域中，特别是在实时控制系统中，除需要把外界模拟量变成数字量输入计算机进行加工、处理外，也需要把单片机计算结果的数字量转换成连续变化的模拟量输出，用以控制。一、D/A转换器与单片机的接口D/A转换器分并行和串行。前者，速度快，后者较慢。但串行接口简单。一般，位数越多（8bit、10bit、12bit、16bit等），价格越贵。这里以TLC5615串行10位D/A转换器为例，说明其用法，这是SPI接口。二、D/A转换器的应用以串口为例说明。（一）硬件电路（二）编程练习#includereg51.h//51的头文件sbitDIN=P2^0；//数据线sbitSCLK=P2^1；//时钟信号线sbitCS=P2^2；//片选控制线，低电平有效voidDAconver(unsignedintx)//D/A转换函数{unsignedchark；CS=1；SCLK=1；//芯片复位SCLK=0；//把时钟线置低x=x&0x03ff；//10bitD/Ax=x2；//调整格式最后两位为0CS=0；//CS置低，芯片起始for(k=0；k16；k++)//按16位传送{DIN=（bit）（x&0x8000）；//取最高位SCLK=1；SCLK=1；SCLK=0；SCLK=0；//给时钟x=x1；//向高位移一位}CS=1；//开始转换}voidmain(void)//测试主程序{unsignedinttemp=0；while(1){temp++;if(temp0x3ff)temp=0;DAconver(temp);//输出锯齿波//调显示程序}}3.5.7开关电路及驱动电路接口在单片机应用系统中，有时需用单片机输出控制各种各样的开关电路器件(如继电器、无触点开关等)或高压大电流负载，这些大功率负载显然不能用单片机的I/O口线来直接驱动，而必须施加各种驱动电路。此外，为了隔离和抗干扰，有时需加接光电耦合器。一、开关电路接口二、光电耦合器接口常用的光电耦合器有晶体管输出型和晶闸管输出型。3.5.8I2C、SPI总线与单片机的接口目前，对控制系统微型化的要求越来越高，为了使仪器微型化，首先要设法减少仪器锁用芯片的引脚数。因此就出现了I2C和SPI总线的器件。I2C：（Inter-IntegratedCircuit），即：内部集成电路。SPI：（SerialPeripheralInterface），即：串行的外围接口。I2C，需要二根信号线（时钟、数据）。SPI，需要四根信号线（时钟、数据进、数据出、片选）。（时序见相关材料，实例见P292相关说明）