【正文】 多功能接口芯片 8155 與微型計(jì)算機(jī)接口。用上述接口方法，對鍵盤和顯示器的掃描是由軟件實(shí)現(xiàn)的，不但程序比較復(fù)雜，更不利的是占用 CPU很多時(shí)間。若采用專用的可編程鍵盤 /顯示控制器 8279 與微型計(jì)算機(jī)接口，則由 8279 對鍵盤和顯示器進(jìn)行自動(dòng)掃描，可充分提高 CPU 的工作效率。 8279 的主要功能 Intel8279 可以顯示 8 位或 16位 LED 顯示器，可以和具有 64 個(gè)按鍵或傳感器的陣列相連，通過 編程可以實(shí)現(xiàn)多種工作方式。 8279 的主要功能如下： （ 1） 鍵盤與顯示器能同時(shí)工作； （ 2） 掃描式鍵盤工作方式； （ 3） 掃描式傳感器工作方式； （ 4） 用選通方式送入輸入信號； （ 5） 帶有 8字符的鍵盤先入先出存儲器（ FIFO） （ 6） 觸點(diǎn)回彈時(shí)兩鍵封鎖或 N鍵巡回； （ 7） 雙排 8字或 16 字節(jié)顯示器； （ 8） 可右入或左出的 16 字節(jié)顯示 RAM； （ 9） 工作方式可由 CPU 編程； （ 10） 可編程掃描定時(shí)，鍵盤送入時(shí)有中斷輸出。 Intel8279 的管腳 單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ２２ 圖 38 8279 引腳 8279 采用 40 引腳封裝，其管腳與邏輯符號如圖 38 。 起引腳功能分述如下： DB0～ DB7：雙向緩沖器總線，與 CPU 總線連接，用于在 CPU 和 8279 之間傳送命令，數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。 CLK： 時(shí)鐘輸入線，為 8279 提供內(nèi)部定時(shí)時(shí)鐘。 RESET： 復(fù)位線，當(dāng)輸入高電平時(shí)， 8279 復(fù)位。其復(fù) 位 狀態(tài)為 16 個(gè)字符左入顯示：編碼掃描鍵盤雙 鍵封鎖；時(shí)鐘為 31 分頻。 CS： 片選信號，當(dāng)輸入低電平時(shí)，允許對 8279 進(jìn) 行讀寫操作，否則禁止。 A0： 數(shù) 據(jù)緩沖器地址輸入線。 A0=1 時(shí)，選擇命令 或狀態(tài)寄存器， A0=0 時(shí)，選擇數(shù)據(jù)寄存器。 RD， WD： 讀寫控制線，低電平有效。 IRQ： 中斷請求線，高電平有效。在鍵盤工作方式下，當(dāng) FIFO/傳感器 RAM 有數(shù)據(jù)是（有鍵閉合）， IRQ 變?yōu)楦唠娖较?CPU 請求中斷。當(dāng) CPU 讀出 FIFO 中的數(shù)據(jù)時(shí)， IRQ 變低，若 RAM 中還有數(shù)據(jù)， IRQ 在讀出后又返回高電平，直至 FIFO ２３ 中數(shù)據(jù)被讀完， 該線復(fù)位。在傳感器工作中，每當(dāng)檢測到傳感器狀態(tài)變化時(shí)，IRQ 就出現(xiàn)高電平。 Vcc， Vss：電源線（ +5V），地線 SL0～ SL3：行掃描輸出線，用來掃描鍵盤和顯示器。掃描分為譯碼方式和編碼方式的輸出波形圖。 RL0～ RL7：回送線，內(nèi)部有有源提升電路，以保持高電平，有鍵閉和為低電平。在選通工作方式中，也可以作為一般的數(shù)據(jù)輸入端。 SHIFT： 字型變換輸入線，在鍵盤方式時(shí)，用于擴(kuò)充鍵的功能，可以用作鍵盤的上下檔功能鍵。在傳感器方式和選通方式下，該信號無效。 CNTL/STB：控制 /選通輸入線。在鍵盤方式下，通常用來擴(kuò)充鍵的功能。在選通輸入方式時(shí)，該信號的上升沿將鎖存 RL0～ RL7 的信號 。在傳感器方式，該線無用。 OUTA0～ OUTA3： A組顯示輸出線（顯示 RAM 高 4 位）。 OUTB0～ OUTB3： B組顯示輸出線（顯示 RAM 低 4 位）。 這是兩個(gè) 16*4 顯示刷新寄存器的輸出端。依次顯示 RAM 的內(nèi)容送到端口上，并與掃描線（ SL0～ SL3）同步。兩個(gè)端口可分別使用，也可合起來作為一個(gè) 8 位端口。 BD：顯示熄滅信號，該信號在數(shù)字切換或使用熄滅命令時(shí)，輸出為低電平。 鍵盤，顯示器工作原理 鍵盤的分類 ，可將鍵盤分為硬板鍵盤和軟板鍵盤 硬板鍵盤：帶彈簧的按鍵焊 接在印刷電路板上所做成的鍵盤。 軟板鍵盤： 以導(dǎo)電橡膠作為接觸材料放在以聚脂薄膜作為基底的印刷電路上所形成的鍵盤。 ，可將鍵盤分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤 編碼鍵盤： 主要用硬件實(shí)現(xiàn)對每個(gè)按鍵的定義和識別。 非編碼鍵盤：主要用軟件實(shí)現(xiàn)對每個(gè)按鍵的定義和識別。 鍵盤的工作原理 微機(jī)系統(tǒng)中最常用的鍵盤是非編碼鍵盤，非編碼鍵盤又可以分為線性鍵盤和非線性鍵盤。 單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ２４ 1． 線性鍵盤 每個(gè)鍵對應(yīng) I/O 端口的一位，沒有按鍵閉合時(shí)，各位均處于高電位；當(dāng)某鍵被按下時(shí)，對應(yīng)位與地接通，則為底電位，而其他仍為高 電位。因此， CPU 通過讀入 I/O 端口數(shù)據(jù)并判斷哪一位為“ 0”，即可知哪一個(gè)鍵按下，從而轉(zhuǎn)到相應(yīng)功能的處理程序去執(zhí)行。 可見，線性鍵盤硬件簡單，但只適合按鍵不多的情況。若按鍵太多（十幾個(gè)或幾十個(gè)），則占用 I/O 端口線過多，會造成系統(tǒng)硬件資源緊張。 2. 矩陣鍵盤 如圖所示。把若干個(gè)按鍵排列成矩陣形式，每一行和每一列都占用 I/O 端口的一位。為簡單起見，這里只畫了 4行 3列，共 12個(gè)按鍵。圖中行線為 a0～ a3，列線為b0～ b2。 對于矩陣鍵盤，用鍵盤掃描程序來識別按鍵的方法通常有兩種，即行掃描法和行反轉(zhuǎn)法。還可以通 過中斷掃描方式實(shí)現(xiàn)按鍵的識別。 （ 1） 掃描法，硬件連接如圖 在鍵盤掃描程序中，每次使某一行為“ 0”，其余行為“ 1”，讀回列線狀態(tài)，并判斷。若列線全為“ 1”，則無鍵按下；若列線不全為“ 1”，則說明為“ 0”的列線與為“ 0”的行線相交的鍵被按下。 （ 2） 反轉(zhuǎn)法 在鍵盤掃描程序中，首先使所有行線全輸出“ 0”，然后讀取列線狀態(tài)，并判斷。若列線全為“ 1”，則無鍵按下；若列線不全為“ 1”，則將剛讀回的列線狀態(tài)從列線輸出，并讀取行線狀態(tài)，那么，說明為“ 0”的行列相交的鍵被按下。最后， CPU 根據(jù)行列編碼所構(gòu)成的鍵值轉(zhuǎn)相應(yīng)功能程序執(zhí)行 。 3． 7． 3 LED 數(shù)碼管顯示器的工作原理 由于 CPU 可向 LED 數(shù)碼管輸出任意二進(jìn)制段碼，故不像一般數(shù)字系統(tǒng)那樣在 LED 前要接譯碼器。但在微機(jī)系統(tǒng)中 CPU 或接口的輸出電流有限，不足以使 LED 發(fā)亮或亮度不夠。因此，輸出的段碼需經(jīng)過驅(qū)動(dòng)才能送給 LED。 常用于 LED 的驅(qū)動(dòng)器如： 7407/7406 同向 /反向驅(qū)動(dòng)器， 75452 二輸入與非驅(qū)動(dòng)器等。鎖存器可用 74LS273， 74LS373， 74LS244 等集成電路。 另外系統(tǒng)有多位 LED，則每次只能使一位 LED 顯示信息，每位 LED上有一選通端（公共端）。要想使 哪位顯示，就應(yīng)給其公共端提供有效電平（共陽極為“ 1”，共陰極為“ 0”），而給其它位的公共端提供無效電平。這樣構(gòu)成的二進(jìn)制編碼稱為位碼或位選碼。 ２５ 還需注意，在多位 LED 顯示中，既要使每一位的顯示信息有一個(gè)持續(xù)時(shí)間，可用循環(huán)延時(shí)程序?qū)崿F(xiàn)，又要保證一遍一遍地進(jìn)行循環(huán)時(shí)不出現(xiàn)閃爍，在軟，硬件設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮LED 的位數(shù)不能太多，顯示的延時(shí)要適中。多位 LED在系統(tǒng)中循環(huán)輪流顯示，稱為動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)。 單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ２６ 第四章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn) 基于多 MCU 通信的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由 監(jiān)控計(jì)算機(jī)單元，數(shù)據(jù)處理單元，總線隔 離器單元，接收單片機(jī)，數(shù)據(jù)采集單元組成。 AT89C52， 89C2051 與 MCS51 的指令系統(tǒng)完全兼容。 數(shù)據(jù)接收器接收，發(fā)送數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)接收器采用 AT89C52 單片機(jī)，與現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集單元以串行通信模式工作，固定數(shù)據(jù)交換長度為 7，幀格式定義為，如圖 22 所示，其中 OAA 為數(shù)據(jù)塊的塊頭，表示一個(gè)數(shù)據(jù)塊的開始，一旦接收到一個(gè)數(shù)據(jù)塊，則去掉塊頭，并將數(shù)據(jù)存入本機(jī) RAM 的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，然后將 =0 向主處理器發(fā)出中斷請求，中斷請求得到響應(yīng)后，首先主處理器回復(fù)數(shù)據(jù)接收器請求 =0，數(shù)據(jù)接收器檢測到 回復(fù)信號（ =0）后， 置位 =1,清除本次請求，并開始數(shù)據(jù)傳送。同時(shí)，主處理器將相應(yīng)的總線隔離器打開，使它與該接收器建立并行數(shù)據(jù)通信通道，待傳送完畢后，同時(shí)主處理器關(guān)閉通信通道，解除與該接收器的連接，數(shù)據(jù)接收器的數(shù)據(jù)傳送過程如圖 32 所示。若在下一個(gè)數(shù)據(jù)塊到來時(shí)，主處理器還未響應(yīng)中斷，則有新數(shù)據(jù)代替原數(shù)據(jù)，開始下一個(gè)周期的中斷申請。 ２７ 程序 1． 下面為數(shù)據(jù)接收器接收采樣數(shù)據(jù)的程序： Receive : MOV TMOD ,32 。定時(shí)器 T1，為方式 2 MOV TL1 ,0FDH 。裝載 MOV TH1 ,0FDH。 SETB TR1 。允許 T1 工作 MOV SCON , 40H 。串行口方式 1 MOV R0 ,50H 。接收數(shù)據(jù)放 50H～ 56H MOV R7 ,7 ；接收 7 個(gè)字節(jié) JBC RI ,$ ；等待接收， RI=1，則結(jié)束等待 NEXT: MOV A ,SBUF 。接收數(shù)據(jù)送 A MOV @R0 ,A ；接收數(shù)據(jù)送 RAM INC R0 ；調(diào)節(jié)指針地址 ANL A , 55H ； R0 中內(nèi)容是否為 0AAH JZ NEXT1 DJNZ R7 ,NEXT 。R7 不為 0，則轉(zhuǎn)移 CLR F1 ；清溢出標(biāo)志 SJMP $ ；回等待中斷狀態(tài) SETB CPL NEXT1: MOV A ,R7 ANL A ,0F8H ； R7 是否為 7 JZ NEXT RET 程序 2．?dāng)?shù)據(jù)接收器向主處理器發(fā)送數(shù)據(jù)： RECEIVE: MOV TMOD ,32 ；定時(shí)器 T1，為方式 2 MOV TL1 ,0FDH ；裝載 MOV TH1 ,0FDH SETB TR1 ；允許 T1 工作 SETB EA ；允許 CPU中斷 CLR ES ；不允許串行中斷 單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ２８ MOV SCON ,40H ；串行口方式 1 MOV R0 ,50H ；傳入數(shù)據(jù)放 50H MOV R7 ,7 ；傳送字節(jié)數(shù) JBC RI ,$ ；等待接收， RI=1，則等待結(jié)束 NEXT: MOV A , SBUF ；接收數(shù)據(jù)送 A MOV @R0 ,A ；送 50H INC R0 ANL A ,55H ；字節(jié)是否為“ 0AA” JZ NEXT1 DJNZ R7 , NEXT ；未傳送完，則繼續(xù)傳送 MOV R6 ,6 CLR TF1 ； 清除溢出標(biāo)志 CLR JNB , SEND ；判斷 CPU是否中斷 NEXT1 : MOV A ,R7 ；判斷是否為首字節(jié) ANL A ,0F8H JZ NEXT2