單片機(jī)接口技術(shù)教學(xué)課件ppt(已修改)
2025-02-01 02:57 本頁(yè)面
【正文】 第 10節(jié) 單片機(jī)接口技術(shù) Office: 學(xué)研大廈 C座 813 Tel: 62337736 Email： 工學(xué)院 張超一 為什么需要 I/O接口？ ? 單片機(jī)的外部設(shè)備多種多樣 ， 其工作原理 、 驅(qū)動(dòng)方式 、 信息格式 、 以及工作速度方面彼此差別很大 ? 它們不能與 單片機(jī) 直接相連 ? 必須經(jīng)過中間 硬件電路 、 并配以相應(yīng) 軟件驅(qū)動(dòng) 與單片機(jī)相連 I/O接口功能： I/O接口的作用是把單片機(jī)輸出的信息變成外設(shè)能夠識(shí)別的信息 ， 同時(shí)把外設(shè)輸入的信息轉(zhuǎn)化成單片機(jī)所能接受的信息。 2 什么是 I/O接口 ? I/O接口是位于單片機(jī)與外設(shè)間 、 用來協(xié)助完成數(shù)據(jù)傳送和控制任務(wù)的邏輯 硬件電路 以及相應(yīng)的 軟件驅(qū)動(dòng)程序 80C51 I/O 接口 I/O 設(shè)備 3 I/O接口的主要功能 (1)對(duì)信號(hào)的形式和數(shù)據(jù)的格式進(jìn)行變換 將 數(shù)字量 、 開關(guān)量 、 脈沖量 、 模擬量 轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可直接處理的二進(jìn)制形式 (2)電平轉(zhuǎn)換和放大 如將 TTL電平轉(zhuǎn)換成 RS232電平 、 信號(hào)放大 、 功率放大 (3) 對(duì)輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖和鎖存 輸出接口有 鎖存器 ；輸入接口有 緩沖器 (5) 并行 IO、 串行 IO的轉(zhuǎn)換等 4 I/O口的擴(kuò)展 I/O設(shè)備的關(guān)系 ： 80C51 單片機(jī)與外設(shè)的連接框圖 7 4 L S 3 7 3 OE LE ALE D7 : : D0 Q7 : : Q0 P2 P0 INT X RD,WR 2 2 數(shù)據(jù)端口 狀態(tài)端口 控制端口 I/O接口 I/O設(shè)備 控制信號(hào) 狀態(tài)信號(hào) 數(shù)據(jù) 5 （ 1）無(wú)條件傳送 簡(jiǎn)單的 I/O設(shè)備（如開關(guān)、 LED顯示器、 繼電器等）的操作，或者 I/O設(shè)備的定時(shí)固定 或已知的場(chǎng)合。 3. 單片機(jī)與 I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送方式 （ 2） 條件傳送： 查詢方式 （ 3）中斷傳送方式： 效率高 （ 4） DMA方式： 高速外設(shè)以及成組交換數(shù)據(jù) 的場(chǎng)合。 6 單片機(jī)的典型外圍接口技術(shù) ?顯示接口 ?鍵盤接口 ?DAC接口 ?ADC接口 7 1 鍵盤接口技術(shù) 鍵盤是計(jì)算機(jī)機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用最廣泛的一種數(shù)據(jù)輸入設(shè)備。鍵盤是一組按鍵的組合。鍵通常是一種常開型按鈕開關(guān)，常態(tài)下鍵的兩個(gè)觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)，按下鍵時(shí)它們才閉合（短路）。 VCC GND ( a ) K ( b ) 抖動(dòng)時(shí)間 ＜ 10ms 開關(guān)動(dòng)作時(shí)間 ＞ 100ms “ 斷開 ” “ 閉合 ” ＜ 10ms “ 斷開 ” 8 非編碼鍵盤 按組成結(jié)構(gòu)又可分為 獨(dú)立式鍵盤 和 矩陣式鍵盤 。 其硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)都比較簡(jiǎn)單 ， 嵌入式系統(tǒng)中經(jīng)常采用非編碼鍵盤 通常 ， 鍵盤有 編碼 和 非編碼 兩種 。 編碼鍵盤 通過硬件電路產(chǎn)生被按按鍵的鍵碼和一個(gè)選通脈沖 。 選通脈沖可作為 CPU的中斷請(qǐng)求信號(hào) 。這種鍵盤使用方便 ， 所需程序簡(jiǎn)單 ， 但硬件電路復(fù)雜 ，常不被單片機(jī)采用 ， 如 PC機(jī)鍵盤 。 9 S1 S4 S3 S2 80C51 +5V 獨(dú)立式鍵盤接口 特點(diǎn)： 每個(gè)按鍵占用一條 I/O線，當(dāng)按鍵數(shù)量較多時(shí)， I/O口利用率不高，但程序編制簡(jiǎn)單。適用于所需按鍵較少的場(chǎng)合。 特點(diǎn)： 電路連接復(fù)雜，但提高了 I/O口利用率，軟件編程較復(fù)雜。適用于需使用大量按鍵的場(chǎng)合。 80C51 +5V 矩陣式鍵盤接口 10 鍵盤控制流程 單片機(jī)鍵盤接口處理的一般過程如右圖。 鍵掃描 消抖 求鍵碼 等待釋放 鍵掃描 消除抖動(dòng) 有鍵按下？ 再次鍵掃描 確有鍵按下？ 求鍵值 按鍵處理 鍵釋放？ Y Y Y N N 等待鍵釋放 N 開始 返回 按鍵處理 鍵盤處理流程框圖 1號(hào)鍵程序 2號(hào)鍵程序 n號(hào)鍵程序 11 1. 鍵掃描 鍵掃描就是要判斷有無(wú)鍵按下 ， 當(dāng)掃描到有鍵按下時(shí)再進(jìn)行下一步處理 ， 否則退出鍵盤處理程序 。 ?獨(dú)立式鍵盤掃描以查詢或中斷方式讀取 IO口狀態(tài)
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