AT89S51单片机输入输出外设接口

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1、8AT89S51单片机与输入/输出外设的接口本章主要内容（本章学时6学时）1.LED数码管动态显示接口设计2.矩阵式键盘接口设计3.液晶显示器使用初步2单片机典型应用系统组成单片机A/D接口D/A接口开关量输入开关量输出通信接口存储器人机界面3单片机典型应用系统组成单片机系统组成A/D接口：实现模拟信号的采集并行A/D串行A/DD/A接口：输出模拟量的控制信号并行D/A串行D/A开关量输入输出：实现开关信号的检测和控制步进电机、PWM控制的直流电机开关量输出的传感器（如光电、霍尔传感器等）4通信接口：实现系统和外界（单片机或PC）的数据交换RS-232CRS-485人机界面：

2、沟通用户和系统的渠道键盘、显示打印机5单片机应用系统实例单片机存储器通信接口输出开关量控制信号输入开关量控制信号68.1.LED数码显示器的接口设计数码管是如何显示出字符的数码管静态显示数码管动态显示原理数码管显示电路与程序设计7单片机系统中常用的显示器有：发光二极管LED(LightEmittingDiode)显示器、液晶LCD(LiquidCrystalDisplay)显示器、CRT显示器等。LED、LCD显示器有两种显示结构：段显示（7段、米字型等）和点阵显示（5×8、8×8点阵等）。8数码管：由发光二极管阵列构成。用于显示数字和简单英文字符。常用的有7段、8段LED数

3、码管、米字型数码管、点阵型数码管及专用数码管。9数码管的工作原理数码管的结构共阳极数码管共阴极数码管共阳共阴10数码管是如何显示出字符的数码管的结构共阳极数码管共阴极数码管数码管的显示段码，数码管显示的内容位码，（即com端）数码管是否点亮gabcefddp11数码管的段码（以共阴数码管为例）dpgfedcbaMSBLSB0x3F0x060x5B0x4F0x660x6D0x7D0x070x7F0x6F0x770x7C0x580x5E0x790x7112LED数码显示方式及电路LED显示器工作方式有两种：静态显示方式和动态显示方式。静态显示的特点是每个数码管的段选必须接一个8位

4、数据线来保持显示的字形码。当送入一次字形码后，显示字形可一直保持，直到送入新字形码为止。这种方法的优点是占用CPU时间少，显示便于监测和控制。缺点是硬件电路比较复杂，成本较高。13动态显示的特点是将所有位数码管的段选线并联在一起，由位选线控制是哪一位数码管有效。选亮数码管采用动态扫描显示。所谓动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选，利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位数码管同时都在显示。动态显示的亮度比静态显示要差一些，所以在选择限流电阻时应略小于静态显示电路中的。8.1.1动态显示方式14多个数码管的控制静态显示，每个数码管单独控制，所有数码

5、管同时点亮动态显示，段码共用，位码分别控制，每个数码管循环点亮段码输入位码扫描15例8-18位数码管的软件扫描显示16程序设计延时扫描段选码，位选码，每送入一次后延时1ms，因人眼的视觉暂留时间为0.1s，所以每位显示的间隔不必超过20ms，并保持延时一段时间，造成视觉暂留效果。定时器中断刷新显示178.1.2用SPI接口显示驱动芯片控制数码管多位显示MAX7219/MAX7221是一种集成化的串行输入/输出共阴级显示驱动器件。它可以驱动8位7段数码管显示，也可以连接条形LED或8×8LED点阵屏。采用MAX7219仅占用单片机的3只引脚，大大节省了动态刷新数码管程序对单片机

6、资源的占用。是驱动数码管显示的最常用的IC器件。MAX7219采用SPI接口和单片机相连接。1819SPI总线串行扩展简介SPI(SerialPeripheralInterface--串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。SPI有三个寄存器分别为：控制寄存器SPCR，状态寄存器SPSR，数据寄存器SPDR。外围设备包括FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。SPI接口是在CPU和外围低速器件之间进行同步串行数据传输，在主器件的移位脉冲下，数据按位传输，高位在前，低位在后，为全双工

7、通信，数据传输速度总体来说比I2C总线要快，速度可达到几Mbps。20目前许多单片机都带有SPI接口，对于AT89S51单片机，由于不带SPI接口，SPI接口的实现，采用软件与I/O口结合来模拟SPI时序，对器件进行操作。21例8-2用MAX7219控制数码管显示22按键的作用：按键是单片机系统与操作人员之间交互重要组件，用于完成操作人员对单片机系统的输入控制。（开关）（按键）8.2键盘的接口设计23单片机多路键盘的扩展方法并口键盘：每个IO口接一个按键，优点是编程简单可靠，可以中断方式使用，缺点是IO