单片机原理与接口技术电子教案重庆工商职业学院.ppt
《单片机原理与接口技术电子教案重庆工商职业学院.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《单片机原理与接口技术电子教案重庆工商职业学院.ppt(63页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、单片机原理与接口技术 电子教案 重庆工商职业学院,第六章 单片机系统扩展,内容提要 本章主要介绍单片机的扩展技术。单片机的扩展包括了存储器扩展,输入、输出接口的扩展,数模转换器和模数转换器的扩展以及与人机对话通道接口等等。 学习要求 应掌握单片机的扩展方法,即利用存储器地址分配原理扩展包括存储器、I/O口的方法。掌握8279等专用芯片的结构原理及与单片机的接口技术。理解一些常用的扩展器件,如程序存储器、数据存储器、常用的TTL器件、LED、键盘以及常用的专用器件8255和8279、A/D、D/A转换器件的工作原理,了解串行接口的扩展原理及应用。,6.1 存储器操作时序,一、外部程序存储器操作时
2、序,图6-1 访问外部程序存储器的操作时序图,6.1 存储器操作时序,二、外部数据存储器操作时序,图6-2 访问外部数据存储器的操作时序图,6.1 存储器操作时序,三、单片机扩展中的地址译码技术,对于地址的选择一般称为地址译码。常用的地址译码技术包括:,1.线选法 微型机剩余高位地址总线直接连接各存储器片选线。 2.译码片选法 微型机剩余高位地址总线通过地址译码器输出片选信号。多片存储器芯片组成大容量存储器连接常用片选方法。,1. 8051的引脚定义及功能,图 63 MCS-51的引脚图及功能分类图,6.1 存储器操作时序,四、单片机最小系统,2. MCS-51单片机最小应用系统,图 64 8
3、051/8751最小应用系统,6.1 存储器操作时序,四、单片机最小系统,图 65 外部程序存储器一般连接方法,6.2 存储器扩展,6.2 存储器扩展,一、程序存储器(EPROM)扩展,图6-6 28引脚EPROM芯片管脚配置,6.2 存储器扩展,一、程序存储器(EPROM)扩展,图6-7 2764 EPROM扩展电路,6.2 存储器扩展,二、电可擦除存储器(EEPROM)扩展,图6-8 2864A管脚图,2864A有四种工作方式: (1)维持方式 (2)读出方式 (3)写入方式 (4)数据查询方式,EEPROM是一种电擦除可编程只读存储器,其主要特点是能在计算机系统中进行在线修改,并能在断电
4、的情况下保持修改的结果。因而在智能化仪器仪表、控制装置等领域得到普遍采用。 常用的EEPROM芯片主要有Intel 2817A、2864A等。,6.2 存储器扩展,三、数据存储器(RAM)扩展,数据存储器一般采用RAM芯片,这种存储器在电源关断后,存储的数据将全部丢失。 RAM器件有两大类: 动态RAM(DRAM),一般容量较大,易受干扰,使用略复杂。 静态RAM(SRAM),在工业现场常使用。,6.2 存储器扩展,三、数据存储器(RAM)扩展,1. SRAM的引脚,6264 逻辑图,6264 引脚图,型号:6264 前两位数62, 表示SRAM 后两位648=8k字节容量 62128 有12
5、88=16k 字节容量 62256 有2568=32k 字节容量,6.2 存储器扩展,三、数据存储器(RAM)扩展,2. RAM存储器的连接,存储器与微型机三总线的连接: 1)数据线 D0n 连接数据总线 DB0n 2)地址线 A0N 连接地址总线低位AB0N。 3)片选线 CS 连接地址总线高位ABN+x。 4) 读写线OE、WE(R/W) 连接读写控制线RD、WR。,3. 数据存储器的扩展,图 6-9 扩展2KB数据存储器的线路图,6.2 存储器扩展,三、数据存储器(RAM)扩展,图 6-10 扩展16KB RAM和16KB EPROM,6.2 存储器扩展,四、存储器混合扩展,6.3 单片
6、机应用系统中的I/O接口扩展技术,利用TTL芯片、COMS锁存器、三态门等接口芯片把P0接口扩展,常选用74LS273、74LS373、74LS244等芯片。,一、简单I/O接口扩展,6.3 单片机应用系统中的I/O接口扩展技术,二、8255A可编程并行I/O扩展接口,1.8255内部结构及引脚功能,6.3 单片机应用系统中的I/O接口扩展技术,二、8255A可编程并行I/O扩展接口,2.方式选择及方式控制字,(1)8255工作方式 :方式0、方式1,方式2 (2)方式选择,6.3 单片机应用系统中的I/O接口扩展技术,二、8255A可编程并行I/O扩展接口,3.8255扩展电路及地址设置,(
7、1)8255地址口确定,6.3 单片机应用系统中的I/O接口扩展技术,二、8255A可编程并行I/O扩展接口,3.8255扩展电路及地址设置,(2)8255初始化,例如,欲设置8255的A、B、C口全为输出状态(或输出方式),控制字为80H。 程序(结合上图)如下: MOV DPTR, #0003H ;8255控制口地址 DPTR MOV A, #80H ;控制字送A MOVX DPTR, A ;控制字写入控制寄存器,对8255的3个端口的工作方式预先设置。设置控制字经控制口写入。,6.4 8279键盘、显示接口,一、键盘和显示器,键盘输入数据和命令,显示用于计算机的状态、命令和计算结果。 1
8、.键盘 单片机键盘有两种: 一种是全编码键盘,其键码全由硬件提供,但是这种方式硬件结构复杂,成本高; 另一种是非编码键盘,这种键盘多采用矩阵方式,利用软件识别键码及完成各种键功能处理。 单片机系统中多采用非编码键盘。,6.4 8279键盘、显示接口,一、键盘和显示器,2.显示器 LED显示器 内部由发光二极管组成段显示。 数码管结构又分为共阳极型和共阴极型。 LCD液晶显示器 常用的LCD可分为字符型和点阵型两大类。 字符型可用来显示字符和数字, 点阵型可用来显示汉字及图形。,6.4 8279键盘、显示接口,二、键盘和显示器接口设计,1.独立式键盘接口电路,每个按键单独占有一根I/O 接口引线
9、。 输入每根I/O接口引线的信号 对应某个数据。,6.4 8279键盘、显示接口,二、键盘和显示器接口设计,1.独立式键盘接口电路,键盘处理程序任务 1)键输入 检查键盘是否有键被按下,消除按键抖动。确定被按键的键号,获取键号。 硬件电路消除抖动或软件消除抖动。 2)键译码 键号为键盘位置码,根据键号查表得出被按键的键值。键值:数字键09、字符键0AH0FH、功能键10H 。 3)键处理 根据键值转移到不同程序段。若键值属于数字、字符键,则调用显示数字和字符的子程序。若键值属于功能键,则进行多分支转移,执行各个功能程序段。,6.4 8279键盘、显示接口,二、键盘和显示器接口设计,2.矩阵式键
10、盘接口电路,由多条I/O接口引线组成矩阵式键盘。,6.4 8279键盘、显示接口,二、键盘和显示器接口设计,2.矩阵式键盘接口电路,扫描法 列线输出,行线输入。 列线逐行输出0,某行有按键,行线输入有0,若无按键,行线输入全部为1。 反转法 行列线交换输入、输出,两步获取按键键号。 中断扫描方式 有按键按下时发出中断请求信号,提高CPU的效率。,6.4 8279键盘、显示接口,二、键盘和显示器接口设计,3.LED显示器及接口设计,由发光二极管组成,不同的发光段亮,可组成不同字型,电流太大,耗电量大,电流太小,发光度不够,一般各管电流在10mA较合适。,共阳极,共阴极,外形图,6.4 8279键
11、盘、显示接口,二、键盘和显示器接口设计,3.LED显示器及接口设计,LED显示器用于显示工业控制参数、过程状态。 (1) LED数码管 共阴极LED和共阳极LED 当LED字段引线与数据线连接,每个显示字形对应一个字形码。,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 h g f e d c b a,6.4 8279键盘、显示接口,二、键盘和显示器接口设计,3.LED显示器及接口设计,(2)显示程序任务:,1)设置显示缓冲区,存放待显示数据 2)显示译码:程序存储器中建立字形码常数表,查表得出对应数据的字形码 3)输出显示:输出字形码到显示端口,例: MOV DPTR,#WTAB ;指向字形
12、码表首地址 MOV A,R0 ;取显示缓冲区中数据 MOVC A,A+DPTR ;查表显示译码 MOV P1,A ;输出显示 WTAB: DB 3FH,06H,5BH ;字形码表 ,6.4 8279键盘、显示接口,二、键盘和显示器接口设计,3.LED显示器及接口设计,(3) LED接口电路,静态显示,动态显示,6.4 8279键盘、显示接口,二、键盘和显示器接口设计,4.LCD显示器及接口设计,6.4 8279键盘、显示接口,三、 8279键盘/显示器接口,8279是专用键盘/显示器控制芯片,能对显示器自动扫描,能识别键盘上按下键的键号;可充分提高CPU的工作效率。 8279与MCS-51接口
13、方便,由它构成的标准键盘/显示器接口在微机应用系统中使用越来越广泛。,图6-11 8279的键盘/显示器电路及与8031接口,6.5 A/D、D/A转换及其与单片机的接口,1. 测控系统的依据采集信号 模拟量输入采集被测对象信号。 传感器输出电信号计算机的TTL电信号。 2. 传感器模拟信号 输出信号较弱,应用模拟、数字混杂电路,考虑边界区域、线性区域、分辨率等。 3. 模拟量输入通道靠近现场,易受干扰。由于传感器输出信号一般都比较微弱。,模拟量输入通道的一般组成,6.5 A/D、D/A转换及其与单片机的接口,一、 D/A转换器及其与单片机的接口,1.D/A转换原理 n位数字量与模拟量的关系式
14、: VO = VREF / 2n D (VREF - 参考电压) 2.集成D/A转换器 DAC 0832:8位双缓冲器结构的D/A转换器。,6.5 A/D、D/A转换及其与单片机的接口,一、 D/A转换器及其与单片机的接口,3.DAC 0832内部结构,图 6-12 DAC0832的引脚排列 图 6-13 DAC0832结构图,6.5 A/D、D/A转换及其与单片机的接口,一、 D/A转换器及其与单片机的接口,4. DAC 0832与单片机连接,直通方式: 输入寄存器和DAC寄存器共用一个地址,同时选通输出。 双缓冲器方式: 输入寄存器和DAC寄存器分配有各自的地址,可分别选通用同时输出多路模
15、拟信号。,6.5 A/D、D/A转换及其与单片机的接口,一、 D/A转换器及其与单片机的接口,5. 应用,例 利用单片机及DAC 0832产生阶梯波,DAC 0832采用单缓冲方式,定时1ms,增幅10,10ms一循环。 参考程序如下: START:MOV A,#00H MOV DPTR,#7FFFH ;转换器地址 MOV R1,#0AH ;10个台阶(10ms) LOOP: MOVX DPTR,A ;送欲转换数字量 CALL DL1 ;延时1ms DJNZ R1,NEXT ;10个台阶未完继续增幅 SJMP START NEXT: ADD A,#10 JMP LOOP DL1: MOV 20
16、H,#249 DLL: NOP NOP DJNZ 20H,DLL RET 如此,还可产生锯齿波,三角波等。,6.5 A/D、D/A转换及其与单片机的接口,二、 A/D转换器及其与单片机的接口,集成A/D转换器 ADC 0809/0808为8路输入通道、8位逐次逼近式A/D转换器,可分时转换8路模拟信号。 1.结构 一个8位逐次逼近式A/D转换器、8路模拟转换开关、3-8地址锁存译码器和三态输出数据锁存器。,2.引脚 8路模拟量输入信号端: IN0IN7 8位数字量输出信号端: D0D7 通道选择地址信号输入端: ADDA、ADDB、ADDC,6.5 A/D、D/A转换及其与单片机的接口,二、
17、A/D转换器及其与单片机的接口,3.ADC 0809与单片机连接,A/D转换程序: MOV DPTR,#0FE00H ;ADC口地址 MOV A,#00 ;转换IN0 MOVX DPTR,A ;启动A/D转换 LCALL DELAY ;等待转换结束 MOVX A,DPTR ;取转换结果,6.5 A/D、D/A转换及其与单片机的接口,二、 A/D转换器及其与单片机的接口,4.应用,例:对通道IN0,采样一次,转换,并将转换结果存到数据存 储区。参考程序如下: MAIN: MOV R1,#data ;存数地址 MOV DPTR,#7FF8H ;P2.7 = 0,指向IN0 MOVX DPTR,A
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 单片机 原理 接口 技术 电子 教案 重庆 工商 职业学院
链接地址:https://www.31doc.com/p-2309130.html