单片机原理及应用--第七章单片机的典型外围ppt课件.ppt

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1、主讲：张松灿河南科技大学电子信息工程学院自动化系单片机原理与应用第七章单片机的典型外围接口技术17.1键盘接口7.1.1键盘的工作原理和扫描方式7.1.2键盘的接口电路7.2显示接口7.2.1LED显示器的工作原理7.2.2显示电路的分类与接口7.3DAC接口7.3.1D/A转换器及其接口电路的一般特点7.3.2D/A转换器的接口电路7.4ADC接口(207)7.4.1A/D转换器及与单片机的接口7.4.2A/D转换器与单片机的接口27.1键盘接口在计算机系统中，为实现人机对话，显示和键盘是两个必不可少的功能配置。在过程控制和智能仪器仪表中，通常是用微控制器进行实时控制及实时数据处理

2、的。但是计算机所能加工和处理的信息是数字量，而被控和检测对象的有关参量往往是一些连续变化的模拟量。因此，模/数及数/模转换接口功能配置，也是必不可少的。7.1.1键盘的工作原理和扫描方式1键盘的工作原理键盘可以分为两类：独立连接式和矩阵式。3（1）独立连接式键盘是最简单的键盘电路，每个键独立地接入一根数据输入线，如图所示。一般情况下，所有的数据输入线都被连接成高电平；当有键压下，与之相连的数据输入线将被拉成低电平。要判断是否有键压下，只要用位处理指令即可判断是否有键按下。优点：结构简单、使用方便，但随着键数的增多所占用的I/O口线也增加。适用于键数不多的单片机系统中。4(2)矩阵式

3、键盘组成矩阵式键盘电路，其组成如下：①键盘开关矩阵；②输出（行线）锁存器；③输入（列线）缓冲器。52、矩阵式键盘的工作过程①CPU先使行线O0线为低，其余行线为高，即0行为“0”状态，其余行均为“1”状态。②CPU读入输入缓冲器的状态，以确定哪条列线为“0”状态。如此时，若I0为“0”状态，则为“0”键压下；若I1为“0”状态，则为“1”键压下；等等。③若输入缓冲器的状态全部为“1”状态，则CPU继续使行线O1为低、其余行线为高。再读入输入缓冲器的状态，以确定哪条列线为“0”状态，从而判断是哪个键压下。④当判断出哪个键压下之后，程序转入相应的键处理程序。这样的工作过程，称为键扫描。6

4、键扫描的方式有：①程控扫描：CPU的控制一旦进入监控程序，将反复不断地扫描键盘，等待输入命令或数据。②定时扫描：在初始化程序中对定时器/计数器进行编程，使之产生10ms的定时中断，CPU响应定时中断，执行中断服务程序，对键盘扫描一遍，检查键盘的状态，实现对键盘的定时扫描。当两遍扫描到键位上都有键压下（延迟正好为8ms）时，CPU才作键处理。③中断扫描：当键位上有键压下时，产生中断请求，CPU响应中断，执行中断服务程序，判断键位上压下的键的键号，继而作相应的处理。77.1.2键盘的接口电路1、直接使用I/O口的键盘电路由于80C51的I/O口具有输出锁存和输入缓冲的功能，用它们组成键盘

5、电路时，可以省掉输出锁存器和输入缓冲器。图中4×4的键位与80C51的接口电路。键位的列线（输入线）连到P1口的低4位，行线（输出线）连到P1口的高4位，而四根列线则通过“与”门相连后，连到INT0端。8初态时，P1.7-P1.4全部为0，没有键压下时，INT0为高电平；当有键压下时，INT0端变为低，向CPU发出中断请求。若CPU开放外部中断0，则响应中断、执行中断服务程序扫描键盘。在行输出电路中，每行都串联一个二极管是为防止多键同时压下，使输出口短路。92、利用I/O口和译码器的接口利用译码器74HC138通过三根口线获得8根行线，从而节省了I/O口线。10图7--5使用串行口的

6、键盘电路3利用串行口的键盘电路用80C51的串行口工作在方式0下,将74HC164的输出作为行线，P1.1及P1.0为列线的8×2键盘。117.2.1LED显示器的工作原理1、发光二极管的控制发光二极管一般为砷化镓半导体二极管，其电路如图7--6所示。7.2显示接口Ri为限流电阻，阻值在100-300Ω之间。12当U2=UTTLL时，若U1=UTTLH，二极管发光；若U1=UTTLL，二极管不发光。当U2=UTTLH时，U1为任何电平，二极管均不发光。或者，当U1=UTTLH时，若U2=UTTLL，二极管发光；若U2=UTTLH，二极管不发光。当U1=UTTLL时，U2为任何电平，

7、二极管均不发光。132、显示块的控制显示块是由若干发光二极管组合而成的，一般的“8”字形显示块由“a、b、c、d、e、f、g、h”8个发光二极管组成，每个发光二极管称为一字段。“8”字形显示块有共阳极和共阴极两种结构形式。14显示块的控制方法，以共阴极显示块为例，。如图7--7(c)所示，共阴极的电平为Ue，每字段上所加的电平分别为Ua，Ub，…，Uh，设某字段的电平为Ui。当Ue=UTTLL时，若Ui=UTTLH，该段发光；若Ui=UTTLL，该段不发光