嵌入式系统设计ppt电子课件教案第五章系统接口

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1、嵌入式系统设计天津大学计算机学院车明第五章:嵌入式系统接口2021/7/2115.1键盘接口5.1.1少量按键(<=8键)基本按键逻辑如右图，通常按下/释放都要检测键按下为逻辑0，释放为逻辑1接法一：每个按键占用1条IO接口线：接法二：1组按键通过三态门接入总线：2021/7/2125.1.2矩阵键盘需要较多按键时，可使用矩阵键盘：设置M条行输出线设置N条列输入线在每条行、列线的交点可设置1个按键软件通过逐行输出，按列检索的方式检测按键右图为4*4键盘矩阵，最多支持16键2021/7/213按键抖动及其消除按键是机械簧片接触，其

2、在按下、抬起的过程中会由于机械抖动产生多次瞬时的重复开合，这种情况即为按键抖动。抖动为机械运动，速度极快的键盘扫描程序有可能将每次抖动判断为一次按键动作如果重复按键无关紧要，可以不处理抖动如果连续2次按键含义不同，则必须处理：硬件上可增加去抖电路（电容、触发器等）软件上可通过延时方法，在首次发现按键或释放动作后延时，然后再次检测同一按键。（延时一般在20ms，因抖动多发生在动作开始后5ms-15ms之间）2021/7/2145.1.3专用键盘扫描芯片为方便键盘及LED显示的管理，也可采用专用的功能芯片。如：INTEL的8279通

3、用可编程键盘显示接口芯片支持64个开关组成的键盘矩阵自动扫描，接收键盘输入并编码包含去抖动等功能在有键输入时向单片机请求中断对8位或16位LED自动扫描显示使用专用芯片可减少CPU的管理开销、简化编程2021/7/2155.2打印机接口PC标准CENTRONNIC并行打印总线36条信号线，也可简化到25线主要信号线为：D0–D7数据线/STB数据选通BUSY打印机忙/ACK打印完成串行接口打印机：使用RS-232C标准USB接口打印机：使用USB设备标准协议目前打印机连接的主流方式2021/7/2165.3光电隔离I/O接口嵌入

4、式应用中，通常需要一些数字量信息的输入和输出。如：开/关状态的输入、运行脉冲输入、…继电器控制输出、指示灯开关控制、…一般地，为使数字信号有效传递，通常要求系统中各个设备有统一的地线，具备一致的地电位。即要求不同设备“共地”这些需求数字信息的现场设备通常是强电（高电压、大电流）设备，在与弱电的嵌入式控制器共地过程中，通过公共地线对嵌入式控制器产生了严重干扰。为避免这种干扰，引入光电隔离器件将现场设备与嵌入式控制器的电路联系彻底分割。2021/7/2175.3.1光电隔离器件光电隔离器件种类繁多，但其基本原理相同以521-1光电偶

5、合器为例：其输入端是发光二极管其输出端是光敏三极管当输入端通过电流使发光二极管发光时，输出端的光敏三极管基极受光，并感应出电流驱动基极开始放大动作，使光敏三极管的集电极与发射极导通。实际上光敏三极管可以工作在截止、放大、饱和三个工作区，但本器件用于数字电路中，我们仅使用它的截止和饱和两个工作区，这样：输入端发光管无光时，光敏管截止，输出端不通输入端发光管发光时，光敏管饱和，输出端导通光信号完成了数字传递，实现了电气隔离。2021/7/2185.3.2光电隔离器件的应用1）用于输入数字信号2）用于输出数字信号为什么MCU的输出不用

6、高电平直接驱动发光二极管？2021/7/2193）控制电磁继电器作为输出，驱动继电器，形成两级隔离Kon是单刀双掷型继电器，在驱动线圈的磁场控制下，其公共触点可分别接向常开点和常闭点。Dvcc二极管是继电器的放电回路，用于在光偶由导通到截止变化时，将继电器线圈中的感应电压放掉，以保护光偶输出极不被击穿。发光二极管LED用来监视输出信号线的状态。2021/7/21105.4数模转换D/A接口数字信号与模拟信号：数字信号在时间和幅度上都是离散的，两者缺一不可。数字信号也称为离散信号。模拟信号在时间和幅度上都是连续的，两者缺一不可。模

7、拟信号也称为连续信号。嵌入式应用中，需要将计算机的输出传递到模拟设备时,必须将数字信号转化为相应的模拟信号,转换器件称为数模转换器(D/A)。D/A器件是数字与模拟混合集成电路，它既拥有一般数字电路接口，又拥有模拟量输出接口。输出模拟量的大小是由输入的数字数值决定的。2021/7/21115.4.1D/A转换器基本原理D/A转换的基本原理是：按权展开，然后相加数字量→按权相加→模拟量1101B＝1×23＋1×22＋0×21＋1×20＝132021/7/2112n位D/A转换器（T型电阻网络）虚地、等效电阻、电流分配、电流累加UR

8、RS1S2S3RA1d1d2d3(MSB)2RI8RI4RI2RI2R2R2R4RIUoRdn-1dn(LSB)1R2-nInI2RnI2R1R2-nI2R2R2RIoSn-1SnR1A2A3An-1An1010101010∞-++N2021/7/2113当n=