单片机_第10章
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单片机原理第10章 I／O过程通道
利用串行口控制系统中模拟量输入通道的设计非常重要因为现场的诸如温度压力流量等连续变化的非电物理量经传感器转换成模拟电量电压电流等通过变送单元转换成为一定形式的模拟电量之后需要使用ad转换器件将模拟量转换成数字量最后经由接口电路将数字量送入单片机处理
第10章 I／O过程通道
通过单片机系统的实时数据采集、实时决策和实 时控制，使被控对象完成预定的任务，实现设计 确定的功能。 单片机系统和被控对象之间信息的交互有输入 (Input)和输出(Output)两种类型，前者在单片 机系统数据采集时，将被控对象的信息经输入通 道送入单片机系统；后者在单片机系统控制输出 时，将单片机系统决策的控制信息经输出通道作 用于被控对象。 上述两类信息交互的通道称为过程I／O通道。
焊机等领域。
可控硅虽然驱动能力很强，但需要检测电路 和触发电路配合使用，结构比较复杂，在实 际开关量的控制场合中，常常需要几百毫安 到几十安培的驱动能力，此时使用继电器更 为简单、方便。
继电器有多种不同的类型，在实际应用中常 用是印刷板用超小型电磁继电器和固态继电 器。
该类继电器具有体积小，重量轻，易于焊在线路板 上等优点。线圈电压几伏到几十伏；触点负荷范围 为2～10A(DC24V)，电气寿命在105以上，属于机械 有触点式开关。
BCD码输出采用分时输出千、百、十、个位的 方法(以三位半为例)，由于它可以很方便地 驱动LCD显示，故常用于诸如数字万用表等应 用场合；
二进制输出一般要将转换数据送单片机处理 后使用。
(1)分辨率与分辨精度 (2)量化误差 (3)转换时间和转换速度 (4)量程 (5)其他指标
分辨率习惯用转换后的数据的位数来表示。
单片机接口可以是单片机端口线。如果单片 机的端口线不足，开关量输入信号就只能经 系统扩展中所扩展的输入缓冲芯片，通过数 据总线进入单片机。
第10章 I／O过程通道
通过单片机系统的实时数据采集、实时决策和实 时控制，使被控对象完成预定的任务，实现设计 确定的功能。 单片机系统和被控对象之间信息的交互有输入 (Input)和输出(Output)两种类型，前者在单片 机系统数据采集时，将被控对象的信息经输入通 道送入单片机系统；后者在单片机系统控制输出 时，将单片机系统决策的控制信息经输出通道作 用于被控对象。 上述两类信息交互的通道称为过程I／O通道。
焊机等领域。
可控硅虽然驱动能力很强，但需要检测电路 和触发电路配合使用，结构比较复杂，在实 际开关量的控制场合中，常常需要几百毫安 到几十安培的驱动能力，此时使用继电器更 为简单、方便。
继电器有多种不同的类型，在实际应用中常 用是印刷板用超小型电磁继电器和固态继电 器。
该类继电器具有体积小，重量轻，易于焊在线路板 上等优点。线圈电压几伏到几十伏；触点负荷范围 为2～10A(DC24V)，电气寿命在105以上，属于机械 有触点式开关。
BCD码输出采用分时输出千、百、十、个位的 方法(以三位半为例)，由于它可以很方便地 驱动LCD显示，故常用于诸如数字万用表等应 用场合；
二进制输出一般要将转换数据送单片机处理 后使用。
(1)分辨率与分辨精度 (2)量化误差 (3)转换时间和转换速度 (4)量程 (5)其他指标
分辨率习惯用转换后的数据的位数来表示。
单片机接口可以是单片机端口线。如果单片 机的端口线不足，开关量输入信号就只能经 系统扩展中所扩展的输入缓冲芯片，通过数 据总线进入单片机。
单片机原理与应用(方怡冰)1-10
先修课程：数字电路、C语言程序设计
单元0：什么是单片机
本课程《微机原理与接口技术》，主要学习某种型号的微 处理器及其接口电路的结构、工作原理、设计应用。
本课程选择microchip公司的PIC16F877A单片机为学习对 象。
CPU与存储器/寄存器关系是哈佛架构、2级流水线。 接口电路丰富。 8位CPU，适合入门学习。 单片机设计软件、硬件开发套件等易得，理论学习和实践
5.1 中断逻辑
图5-1 PIC16F87X中断逻辑图
5.2 与中断逻辑有关的寄存器
5.2.1 中断控制寄存器INTCON 5.2.2 选项寄存器OPTION-REG INTEDG，这是与上述的外部中断有关的控制位。
1=选择RB0/INT上升沿触发； 0=选择RB0/INT下降沿触发。
5.3 端口RB做中断信号输入时的工作原理 5.3.1 外部中断输入端RB0/INT
用举例
4.1 RA端口
输入\输出端口分别是RA、RB、RC、 RD、RE
图4-2 RA4端口内部结构 图4-1 RA0-3、5端口内部结构
拓展：用汇编指令在RA端口电路上说明电 路工作原理
4.2 RB端口
拓展视：频用：C指用令汇在编R指B端令口在电RB路端上口说电明路上说明 电路工作原理 图4-3 RB0-3端口内部结构
第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端
第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择 数据寄存器、低电平时选择指令寄存器
第5脚：RW为读写信号线，高电平时进行 读操作，低电平时进行写操作
第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令 第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线 第15～16脚：背光灯电源正负极
单元0：什么是单片机
本课程《微机原理与接口技术》，主要学习某种型号的微 处理器及其接口电路的结构、工作原理、设计应用。
本课程选择microchip公司的PIC16F877A单片机为学习对 象。
CPU与存储器/寄存器关系是哈佛架构、2级流水线。 接口电路丰富。 8位CPU，适合入门学习。 单片机设计软件、硬件开发套件等易得，理论学习和实践
5.1 中断逻辑
图5-1 PIC16F87X中断逻辑图
5.2 与中断逻辑有关的寄存器
5.2.1 中断控制寄存器INTCON 5.2.2 选项寄存器OPTION-REG INTEDG，这是与上述的外部中断有关的控制位。
1=选择RB0/INT上升沿触发； 0=选择RB0/INT下降沿触发。
5.3 端口RB做中断信号输入时的工作原理 5.3.1 外部中断输入端RB0/INT
用举例
4.1 RA端口
输入\输出端口分别是RA、RB、RC、 RD、RE
图4-2 RA4端口内部结构 图4-1 RA0-3、5端口内部结构
拓展：用汇编指令在RA端口电路上说明电 路工作原理
4.2 RB端口
拓展视：频用：C指用令汇在编R指B端令口在电RB路端上口说电明路上说明 电路工作原理 图4-3 RB0-3端口内部结构
第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端
第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择 数据寄存器、低电平时选择指令寄存器
第5脚：RW为读写信号线，高电平时进行 读操作，低电平时进行写操作
第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令 第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线 第15～16脚：背光灯电源正负极
单片机第10章 AD-DA转换与单片机接口技术
21 22 23 24 25 26 27 28
10 11 30 29
U4
D0 D1 D2
3 4 7 8 13 14 17 18
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
第十章 A/D、D/A转换与单片机接口技术
10．0 你知道吗 10.1 A/D转换器及其与单片机的接口 10.2 D/A转换器及与单片机的接口
你知道吗 在自动控制领域中,通常用单片机进行实时控制和数据处理，我们知道，被 测和被控参数常常是一些连续变化的物理量即模拟量，如温度、速度、电压、 电流、压力等，而单片机只能加工和处理数字量，因此在单片机应用系统中处 理模拟量信号时，就需要进行模拟量与数字量之间的转换，即A/D和D/A转换。
二、双积分式A/D转换原理
双积分A/D转换采用间接测量原理，即将被测电压值VX转换成时间常数，通过测量 时间常数得到未知电压值。其原理如下图所示。它由电子开关、积分器、比较 器、计数器、逻辑控制门等部件组成。
积分器
由于双积分的二次积分时间比较长,因此
Vx VR
比较器
A/D转换速度慢,但精度高。
计数器 输出
五、ADC0809与单片机的接口电路
R1
D1
R2
D2
R3
D3
R4
D4
D5
R5
R6
D6
R7
D7
R8
D8
U1
P10 P11
P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8
P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17
P12
13 12
INT1 INT0
ADD-A﹑ADD-B﹑ADD-C：3根地址线。ADD-A为低位地址，ADD-C为高位地址， 用于选择8路模拟量，其地址状态与所选模拟量的对应关系见表10.1。 D0~D7：8位数字量输出端。 ALE：地址锁存允许信号，ALE为高电平时，将ADD-A﹑ADD-B﹑ADD-C的地址 状态送入地址锁存器中。
10 11 30 29
U4
D0 D1 D2
3 4 7 8 13 14 17 18
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
第十章 A/D、D/A转换与单片机接口技术
10．0 你知道吗 10.1 A/D转换器及其与单片机的接口 10.2 D/A转换器及与单片机的接口
你知道吗 在自动控制领域中,通常用单片机进行实时控制和数据处理，我们知道，被 测和被控参数常常是一些连续变化的物理量即模拟量，如温度、速度、电压、 电流、压力等，而单片机只能加工和处理数字量，因此在单片机应用系统中处 理模拟量信号时，就需要进行模拟量与数字量之间的转换，即A/D和D/A转换。
二、双积分式A/D转换原理
双积分A/D转换采用间接测量原理，即将被测电压值VX转换成时间常数，通过测量 时间常数得到未知电压值。其原理如下图所示。它由电子开关、积分器、比较 器、计数器、逻辑控制门等部件组成。
积分器
由于双积分的二次积分时间比较长,因此
Vx VR
比较器
A/D转换速度慢,但精度高。
计数器 输出
五、ADC0809与单片机的接口电路
R1
D1
R2
D2
R3
D3
R4
D4
D5
R5
R6
D6
R7
D7
R8
D8
U1
P10 P11
P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8
P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17
P12
13 12
INT1 INT0
ADD-A﹑ADD-B﹑ADD-C：3根地址线。ADD-A为低位地址，ADD-C为高位地址， 用于选择8路模拟量，其地址状态与所选模拟量的对应关系见表10.1。 D0~D7：8位数字量输出端。 ALE：地址锁存允许信号，ALE为高电平时，将ADD-A﹑ADD-B﹑ADD-C的地址 状态送入地址锁存器中。
51单片机学习第10章 开发板的设计PPT课件
17
实验板制作过程 九.拨动开关模块制作
18
实验板制作过程 十.按键模块制作
19
实验板制作过程 十一.按键及74系列电路插座模块
20
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
10
实验板制作过程 三.多孔板规划
11
实验板制作过程 四.稳压电源制作
12
实验板制作过程 五.最小系统的制作
13
实验板制作过程 六.led数码管显示模块制作
14
实验板制作过程 六.led数码管显示模块制作
15
实验板制作过程 七.led发光二极管显示模块制作
16
实验板制作过程 八.扬声器模块制作
21
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX
时 间：XX年XX月XX日
22
情境十 基于at89s51的开发板设计 子情境二 单片机的目的
1．满足学习实验的需要 2．熟悉单片机外围常用元器件 3．增强动手能力
2
制作前的准备工作 二、制作的准备工作
1．多孔板实验板和面包板
3
制作前的准备工作 二、制作的准备工作
2．插件及开关选定
4
制作前的准备工作 二、制作的准备工作
8
实验板制作过程
一.实验板功能简介 6.Lcd部分 7.Led数码管显示部分 8.74系列数字电路插座 9.拨动开关部分 10.Led发光二极管部分
实验板制作过程 九.拨动开关模块制作
18
实验板制作过程 十.按键模块制作
19
实验板制作过程 十一.按键及74系列电路插座模块
20
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
10
实验板制作过程 三.多孔板规划
11
实验板制作过程 四.稳压电源制作
12
实验板制作过程 五.最小系统的制作
13
实验板制作过程 六.led数码管显示模块制作
14
实验板制作过程 六.led数码管显示模块制作
15
实验板制作过程 七.led发光二极管显示模块制作
16
实验板制作过程 八.扬声器模块制作
21
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX
时 间：XX年XX月XX日
22
情境十 基于at89s51的开发板设计 子情境二 单片机的目的
1．满足学习实验的需要 2．熟悉单片机外围常用元器件 3．增强动手能力
2
制作前的准备工作 二、制作的准备工作
1．多孔板实验板和面包板
3
制作前的准备工作 二、制作的准备工作
2．插件及开关选定
4
制作前的准备工作 二、制作的准备工作
8
实验板制作过程
一.实验板功能简介 6.Lcd部分 7.Led数码管显示部分 8.74系列数字电路插座 9.拨动开关部分 10.Led发光二极管部分
第10章 单片机系统扩展
译码法又分为全译码和部分译码
20
译码法
21
译码法
22
存储器扩展
存储器是计算机系统中的记忆装置，用来 存放要运行的程序和程序运行所需要的数据。 单片机系统扩展的存储器通常使用半导体存储 器，根据用途可以分为程序存储器（一般用 ROM）和数据存储器（一般用RAM）两种类型。
23
存储器扩展
单片机系统存储器的扩展主要包括：程序存储器 和数据存储器的扩展。 程序存储器扩展比较方便，一般都是扩展一片并 行接口的EPROM、EEPROM或Flash，如常用的 EPROM芯片有27C64（8KB）、27C256（32KB） 和27C512（64KB）； 数据存储器的扩展按芯片采用的接口技术不同， 可分为并行接口的芯片和串行接口的芯片扩展。.
第10章 单片机系统扩展
由于51单片机片内的ROM和RAM容量、并行I/O 端口、串行口、定时器及中断源等资源有限，且相当 多的芯片内部没有集成A/D和D/A等功能芯片。在实际 应用中经常要考虑人机接口、参数检测、系统监控、 报警等需要，会出现内部资源不够用的情况。因此系 统扩展是单片机应用系统设计时经常遇到的问题。 系统扩展问题，内容主要有外部存储器的扩展和 I/O接口部件的扩展。
24
4.2.1 程序存储器ROM扩展
25
读写存储器RAM扩展
静态RAM典型型号有:6116、6264、62128、62256。
26
8.5.2 读写片外RAM操作时序
27
RAM和EPROM的综合扩展
扩展2片8KB的RAM和2片8KB的EPROM。 RAM选6264，EPROM选2764。 各芯片地址空间分配 控制信号及片选信号
1. 以 P0 口作地址／数据总线 此处的地址总线是指系统的低8位地址线。
单片机原理与c51编程课件10第十章 模拟通道技术
11 A
10 B
9C
CD4051引脚图
7
一、数据采集系统的组成
（2）多路转换开关的扩展
当采样的通道比较多，可以将两个或两个以上的多路开关并联 起来，组成8×2或16×2的多路开关。下面以CD4051为例说明 多路开关的扩展方法。两个8路开关扩展成16路的多路开关的 方法。
{IN
模拟输入 （1 ~ 8） IN
保持模拟信号基本不变。
注：保持电容一般外接，其取值与采样频率和精度有关。 减小CH可提高采样频率，但会降低精度。
11
一、数据采集系统的组成
常用采样/保持器：随着大规模集成电路的发展，已生产 出各种各样的采样/保持器。如用于一般目的有AD582、 AD583 、 LF198/398 等 ； 用 于 高 速 的 有 THS-0025 、 THS-0060、THC-0030、THC-1500等；用于高分辨率 的有SHA1144、ADC1130等。
的频谱 f (t)的最高频率 F( j的) 两倍，即
max
s 2max
采样定理奠定了选择采样频率的理论基础，但对于 连续对象的离散控制，不易确定连续信号的最高频率。 因此，采样定理给出了选择频率的准则，在实际应用中 还要根据系统的实际情况综合考虑.。
10
一、数据采集系统的组成
（2）采样保持 采样保持电路：对变化的模拟信号快速采样，并在转换过程中
T型电阻网络
28
三、数/模转换
T型电阻网络D/A转换原理框图
VRE
IL3
IL2
IL1
IL0
D
C
B
T型电阻网络
F
R
I3 2R I2 2R I1 2R I0 2R
单片机原理及应用教程
10.3.2 开发系统简介 1. DICE系列仿真开发器 系列仿真开发器 DICE系列单片微机仿真开发器是一种高性能的单片机开 发装置。 DICE-5928型是属高档通用型单片微机仿真开发器。本机 采用三CPU一体式结构。这样，一机即为可开发Intel MCS-51系列、MCS-96系列以及PHILIPS-80C51系列单片 微机的多用型在线仿真、开发器。不同CPU的仿真、开发， 只需切换一只开关，而不需更换CPU。 2. DAIS系列仿真开发器 系列仿真开发器 DAIS系列仿真开发器是北京启东达爱思电子有限公司开 发生产的系列产品。 10.4 单片微机系统应用开发举例 10.4.1 系统简介 本项目中的实验、教学综合楼是这样设定的：建筑楼层共
/* T0工作方式2计数，T1工作方式1定 /* T0计数初始值 */ /* T1定时125ms的初始值 */ /* 启动定时器T0 */ /* 启动定时器T1 */
while(1) { for( n=4; n>0; n-- ) /* 0.5s到否？ */ { while( TF1==0 ); /* 125ms到否？ */ TF1=0; TH1 = 0x0B; /* T1重新设置125ms定时初始 值 */ TL1 = 0xDC; } TR0=0; /* 关闭定时器T0 */ nPulseCount = TL0; /* 读出当前计数值 */ TR0=1; /* 开启定时器T0 */ P1=~nPulseCount; /* 取反、显示当前计数值*/ } }
6层，每层分成试验室区和多媒体投影教室区。实验室区中 的实验室涉及仓库、办公区，化工类实验室，电子类实验室， 嵌入式计算机类实验室和软件实验室等。多媒体教室的设备 配置大体相同，具有投影、音响等基本教学设备等。我们欲 通过本系统的应用实现在完全保证教学活动的前提下，使整 个建筑成为一个节能、安全、高效、科学的教学单位。其各 个教室即可独立控制，又可以在总控室的统一控制下协调运 作。同时本楼的控制系统本身又可以作为高年级电子类学生 的实验实习、科技创新校内基地的一部分。 10.4.2 总体设计与模块功能分配 1. 需求分析与总体设计 由于本系统针对的建筑物各楼层之间甚至同一层之内的教学 科研功能各不相同，因此总体结构上已采用三层结构：总控 室，楼层控制器，教学单元控制器。根据现代化智能教学楼 的节能、舒适、安全、有序的要求，其中每个教室或实验室 具有一个功能可剪裁的“单元控制器”使教室/试验室可以 独立运转。实现对教学单位内的温度、湿度、光照度、空间 使用状态、设备使用状态、风机/空调器运行与否等等信息 进
第10章 单片机应用系统设计及-单片机原理与应用及C51程序设计(第4版)-谢维成-清华大学出版社
2
第10章 单片机应用系统设计及举例
章节
10.1 单片机应用系统的开发过程 10.2 单片机电子时钟的设计 10.3 单片机多点温度测量系统设计 10.4 单片机电子密码锁设计
3
第10章 单片机应用系统设计及举例
10.1.1 单片机应用系统开发的基本过程
1. 明确系统的任务和功能要求 2. 系统的总体方案设计 3．系统详细设计 4．系统仿真与制作 5．系统调试与修改 6．生成正式系统或产品
13
第10章 单片机应用系统设计及举例
14
2) 日历、时钟寄存器
第10章 单片机应用系统设计及举例
15
第10章 单片机应用系统设计及举例
3) 片内RAM
DS1302片内有31个RAM单元，对片内RAM的操作有单字节方式 和多字节方式两种。当控制命令字为C0H～FDH时为单字节读写方式， 命令字中的D5～D1用于选择对应的RAM单元，其中奇数为读操作，偶 数为写操作。当控制命令字为FEH、FFH时为多字节操作(表10.1中的 RAM突发模式)，多字节操作可一次把所有的RAM单元内容进行读写。 FEH为写操作，FFH为读操作。 4) DS1302的输入/输出过程
第10章 单片机应用系统设计及举例
单片机原理与应用
教材：单片机原理与应用及C51程序设计（第4版） 清华大学出版社
谢维成，杨加国
西华大学
第10章 单片机应用系统设计及举例
第10章 单片机应用系统设计及举例
主要内容： 本章将首先介绍单片机应用系统
设计的开发过程，而后以几个典型的 例子介绍单片机应用系统设计。
第10章 单片机应用系统设计及举例
尽可能选择典型通用的电路，并符合单片机的常规用法。 系统的扩展与外围设备配置的水平应充分满足应用系统当前的
第10章 单片机应用系统设计及举例
章节
10.1 单片机应用系统的开发过程 10.2 单片机电子时钟的设计 10.3 单片机多点温度测量系统设计 10.4 单片机电子密码锁设计
3
第10章 单片机应用系统设计及举例
10.1.1 单片机应用系统开发的基本过程
1. 明确系统的任务和功能要求 2. 系统的总体方案设计 3．系统详细设计 4．系统仿真与制作 5．系统调试与修改 6．生成正式系统或产品
13
第10章 单片机应用系统设计及举例
14
2) 日历、时钟寄存器
第10章 单片机应用系统设计及举例
15
第10章 单片机应用系统设计及举例
3) 片内RAM
DS1302片内有31个RAM单元，对片内RAM的操作有单字节方式 和多字节方式两种。当控制命令字为C0H～FDH时为单字节读写方式， 命令字中的D5～D1用于选择对应的RAM单元，其中奇数为读操作，偶 数为写操作。当控制命令字为FEH、FFH时为多字节操作(表10.1中的 RAM突发模式)，多字节操作可一次把所有的RAM单元内容进行读写。 FEH为写操作，FFH为读操作。 4) DS1302的输入/输出过程
第10章 单片机应用系统设计及举例
单片机原理与应用
教材：单片机原理与应用及C51程序设计（第4版） 清华大学出版社
谢维成，杨加国
西华大学
第10章 单片机应用系统设计及举例
第10章 单片机应用系统设计及举例
主要内容： 本章将首先介绍单片机应用系统
设计的开发过程，而后以几个典型的 例子介绍单片机应用系统设计。
第10章 单片机应用系统设计及举例
尽可能选择典型通用的电路，并符合单片机的常规用法。 系统的扩展与外围设备配置的水平应充分满足应用系统当前的
秦晓飞系列-单片机原理及应用-第10章 系统实用程序
10.1 主程序和子程序的概念
10.1.2 子程序及参数传递 2.用指针寄存器来传递参数
① 如果参数在片内RAM中，则可用 R0 或 R1 作指针； ② 如参数在片外RAM或程序存储器中，则可用 DPTR 作指针。
例10-2 将R0和R1指出的内部RAM中两个3字节无符号整数相加，结果送到由R0指出 的内部RAM中。入口时，R0和R1分别指向加数和被加数的低位字节；出口时，R0指 向结果的高位字节。低字节在高地址，高字节在低地址。（此处书上错）
图10-6 水塔水位控制原理图
10.2 数据采集及简单控制程序
10.2.3 水位控制程序 2.水位控制电路 如图10-7所示 3.信号输入与输出
• 水位信号由P1.0和P1.1输入 • 由P1.2端输出，去控制电机。 • 由P1.3输出报警信号，驱动 一只发光二极管进行光报警。
C (P1.1) 0
主程序调用子程序与主程序被中断去执行中断服务子程序的过程是不同的：
① 调用子程序是当主程序运行到 “LCALL”等指令时，先自动压入断点，再 进入子程序；当执行子程序到最后一条指令RET时，自动弹出断点送PC，返回 主程序； ② 程序中断是随机的。当主程序运行时，遇到中断申请，则CPU执行完当前 指令后，首先自动压入断点，然后转去执行中断服务子程序。当中断服务程 序执行到最后一条指令RETI时，同样弹出断点送PC，返回主程序。
10.2 数据采集及简单控制程序
10.2.3 水位控制程序 1.水位控制原理
• 图 10-6 中虚线表示允许水位变化的上、下限。水塔安装固定的 3 根金属棒。其 中，A棒处于下限水位， A棒接 +5V电源， C棒处于上限水位，B棒在上、下限水 位之间。B棒、C棒各通过一个电阻与地相连。 • 单片机控制电机转动,电机带动水泵供水供水时,水位上升,当达到上限时,由于 水导电，B 、C 棒连通+5V。 b 和c两端均为” 1”.这时，应停止电机工作，不再 供水。 • 当水位降到下限时，B 、C棒都不能与Ａ棒导通，b 和c两端均为”0”。启动电 机供水. • 当水位处于上下限之间，Ｂ棒与A棒导通.Ｃ棒不能与Ａ棒导通，b端为”1”， c端为“0”状态。应继续维持原有的工作状态。
《微机原理及单片机应用技术》课件第10章 定时器原理及应用
10.2 基本定时器
基本定时器TIM6和TIM7只具备最基本的定时功能，就是累加的时钟脉数超过预定值 时，能触发中断或触发DMA请求。由于在芯片内部与DAC外设相连，可通过触发输出 驱动DAC，也可以作为其他通用定时器的时钟基准。基本定时器框图见图
这两个基本定时器使用的时 钟 源 都 是 TIMxCLK ， 时 钟 源 经 过PSC预分频器输入至脉冲计数 器TIMx_CNT，基本定时器只能 工作在向上计数模式，在重载寄 存器TIMx_ARR中保存的是定时 器的溢出值。
第10章 定时器原理及应用
本章主要内容
10.1 定时器概述 10.2 基本定时器 10.3 通用定时器 10.4 高级定时器 10.5 STM32F10x定时器相关库函数 10.6 STM32F103定时器开发实例
10.1 定时器的概述
本章讲述微控制器另一个基本的片上外设--定时器。定时器是微控制器必备的片上外 设。微控制器中的定时器实际上是一个计数器，可以对内部脉冲/外部输入进行计数， 不仅具有基本的计数/延时功能，还具有输入捕获、输出比较和PWM输出等高级功能。 定时器的资源十分丰富，包括高级控制定时器、通用定时器和基本定时器。
在低容量和中容量的STM32F103XX系列产品中，以及互连型产品STM32F105XX系 列和STM32F107XX系列中，只有一个高级控制定时器TIM1。而在高容量和超大容量的 STM32F103XX系列产品中，有两个高级控制定时器TIM1和TIM8。 在所有的STM32F10XXX系列产品中，都有通用定时器TIM2~TIM5
10.3.2 时基单元
STM32的通用定时器的时基单元包含计数器（TIMx_CNT）、预分频器（TIMx_PSC）、 和自动装置寄存器（TIMx_ARR）等，如图所示。计数器、自动装载寄存器和预分频 器可以由软件进行读/写操作，在计数器运行时仍可读/写。
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每隔一定的时间对键盘扫描一次。在这种方式中，通常利用
单片机内的定时器产生的定时中断，进入中断子程序来对键盘进 行扫描，在有键按下时识别出该键，并执行相应键的处理程序。
为了不漏判有效的按键，定时中断的周期一般应小于100ms。
3、中断扫描方式 为提高单片机扫描键盘的工作效率，可采用中断扫描方式， 键盘有按键按下时，发出中断请求信号，单片机响应中断，执行 键盘扫描程序中断服务子程序。此种方式的优点是，只有按键按 下时，才进行处理，所以其实时性强，工作效率高。
动期t1和t3的影响。
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单片机原理及其应用 四、如何消除按键的抖动
第10章 单片机与输入/输出外部设备的接口
按键去抖动的方法有软件延时和硬件消抖2种。 1、软件延时 本思想是：在检测到有键按下时，该键所对应的行线为低电 平，执行一段延时10ms的子程序后，确认该行线电平是否仍为
低电平，如果仍为低电平，则确认该行确实有键按下。当按键松
1、编程扫描方式 也称查询方式，利用单片机空闲时，调用键盘扫描子程序，
反复扫描键盘。如果单片机的查询的频率过高，虽能及时响应键
盘的输入，但也会影响其他任务的进行。查询的频率过低，可能 会键盘输入漏判。
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单片机原理及其应用 2、定时扫描方式
第10章 单片机与输入/输出外部设备的接口
用的键盘/显示器接口的设计方案。 §10.3.1 利用AT89S51串行口实现的键盘/显示器接口
1、74LS164(0)～74LS164(7)：作为8位LED数码管的段码
输出口； 2、74LS164(8)：作为键盘阵列的扫描输出线； 3、P3.4、P3.5作为键盘阵列的行状态输入线； 4、P3.3为TXD引脚同步移位脉冲输出控制线，P3.3=0时， 与门封死，禁止同步移位脉冲输出。
图中t1和t3分别为键的闭合和断开过程中的抖动期(呈现一串 负脉冲，一般为5～10ms)。
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单片机原理及其应用 三、按键的识别
第10章 单片机与输入/输出外部设备的接口
键的闭合与否，行线输出电压上就是呈现高电平或低电平。
高电平，表示键断开，低电平则表示键闭合，通过对行线电平的
高低状态的检测，可确认按键按下以及按键释放与否。 为了确保对一次按键动作只确认一次按键有效，必须消除抖
矩阵中无按键按下时，行线全部为高电平； 当有按键按下时，行线电平状态将由与此行线相连的列线的 电平决定。列线的电平如果为低，则行线电平为低；列线的电平 如果为高，则行线的电平也为高，这是识别按键是否按下的关键 所在。 矩阵式键盘按键的识别方法：逐行扫描法和线反转法。 一、逐行扫描法 1、全扫描：所有扫描线为0，读输入线，有0则说明有键按 下； 2、逐行扫描：扫描线逐根送0，检测输入线是否为0，为0则 找到按下键。按下键的列值由扫描线确定，行值由输入线确定， 两者相加即是按下键的键号。
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一、LED静态显示方式 LED公共端接固定电平，各LED的段选线由各自的8位I/O 口提供。 优点：编程简单，亮度高，显示稳定。 缺点：占用I/O多，耗电大。
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单片机原理及其应用 MOV JNB MOV JNB INC R4,#0 P3.4,KEYD R4,#08 P3.5,KEYD R3
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2、矩阵式键盘 矩阵式(也称行列式)键盘用于按键数目较多的场合，由行线 和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。使用在按键数目较 多的场合，可节省较多的I/O口线。
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二、LED 动态显示方式 LED公共端受控(位选线)，所有LED段选线共用1个8位I/O 口，各LED轮流点亮，利用视觉暂留现象。 优点：占用I/O少，耗电小。 缺点：编程复杂，亮度有时不够，延时时间不恰当会造成闪 烁或显示模糊。
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识别某一键是否按下的子程序： KEYIN： MOV P1，#0FFH MOV A，P1 ；设置P1口为输入状态 ；读入8个按键的状态
CJNE A，#0FFH，QUDOU；有键按下，跳去抖动
LJMP RETURN
QUDOU： MOV R3，A
第10章 单片机与输入/输出外部设备的接口
； 判断有无键按下， 使所有列线为0 ； 00H送74LS164(8), 使所有列线为0 ； 第1行有键闭合，跳RK1进行处理 ； 第2行无闭合键，从第1行再查询 ； 调用延时子程序，软件消抖动 ；准备逐列扫描，列号寄存器R3 ；扫描次数计数器，最多8列 ；列扫描码，FEH为最左1列为低 ；输出列扫描码 ；列扫描码送74LS164(8) ；先准备好下一列扫描码 ；下一列扫描码存在A中
/ 段码 / 字型码。
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§10.1.2 LED数码管工作原理 如图，要显示4 位数码管，需控制：4 个公共端COM(位选 线)和4*8条段选线。 段选线选择显示字型，位选线控制着该数码管的亮或暗。 根据控制方式不同，分为静态显示和动态显示。
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单片机原理及其应用 二、线反转法
第10章 单片机与输入/输出外部设备的接口
1、让行线为输入线，列线为输出线，并使输出线输出为全低电
平，则行线中电平由高变低的所在行为按键所在行。
2、再把行线为输出线，列线为输入线，并使输出线输出为全低 电平，则列线中电平由高变低所在列为按键所在列。
§10.2 键盘接口原理
§10.2.1 键盘输入应解决的问题
一、键盘的任务
1、 判别是否有键按下？若有，进入下一步工作。 2、识别哪一个键被按下，并求出相应的键值。
3、根据键值，找到相应键值的处理程序入口。
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二、键盘输入的特点 常见键盘：触摸式键盘、薄膜键盘和按键式键盘，最常用的 是按键式键盘。 按键实质上就是一个开关，两端分别连接在行线和列线上， 按键开关机械触点的断开、闭合时，其行线电压输出波形如下。
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单片机原理及其应用 §10.2.3 键盘的工作方式
第10章 单片机与输入/输出外部设备的接口
单片机在忙于其他各项工作任务时，如何兼顾键盘的输入， 这取决于键盘的工作方式。工作方式选取原则是，既要保证及时 响应按键操作，又不过多占用单片机工作时间。
键盘工作方式有3种，即编程扫描、定时扫描和中断扫描。
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第10章 单片机与输入/输出外部设备的接口
大多数的单片机应用系统，都要配置输入外设和输出外设。 常用的输入外设有键盘、BCD码拨盘等； 常用的输出外设有LED数码管、LCD显示器、打印机等。
§10.1 LED数码管的显示原理
LED(Light Emitting Diode，发光二极管)，LED数码管是由
第10章 单片机与输入/输出外部设备的接口
；读P1.2的按键状态 ；P1.2为高，该键未按下，跳KEY3 ；判下一个键 ；P1.2的键按下，跳PKEY2处理 ；读P1.3的按键状态
；读P1.7的按键状态 ；P1.7为高，该键未按下，跳 ；RETURN处 ；P1.7的键按下，跳PKEY7处理 ；子程序返回
LJMP PKEY1 ；P1.1的键按下，跳PKEY1处理
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单片机原理及其应用 KEY2： MOV C，P1.2 JC KEY3 LJMP PKEY2 KEY3： MOV C，P1.3 …… …… KEY7： MOV C，P1.7 JC RETURN LJMP PKEY7 RETURN： RET
第10章 单片机与输入/输出外部设备的接口
；有键按下，读P1.0的按键状态 ；P1.0为高，该键未按下，跳KEY1 ；判下一个键 ；P1.0的键按下，跳PKEY0处理 ；读P1.1的按键状态 ；P1.1为高，该键未按下，跳KEY2
LJMP PKEY0
KEY1：
MOV C，P1.1 JC KEY2
；判下一个键
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单片机原理及其应用 键盘扫描子程序： KEYI: MOV A,#0 LCALL SOUT LP1: JNB P3.4,RK1 JB P3.5,LP1 RK1: LCALL DELAY MOV R3,#0 MOV R7,#08 MOV R6,#0FEH RK2: MOV A,R6 LCALL SOUT RL A MOV R6,A
键盘可分为两类：非编码键盘和编码键盘。 非编码键盘是利用按键直接与单片机相连接而成，这种键 盘通常使用在按键数量较少的场合。使用这种键盘，系统功能 通常比较简单，需要处理的任务较少，但是可以降低成本、简
化电路设计。按键的信息通过软件来获取。
非编码键盘常见的为两种结构：独立式键盘和矩阵式键盘。 1、独立式键盘
开时，行线的低电平变为高电平，执行一段延时10ms的子程序 后，检测该行线为高电平，说明按键确实已经松开。
2、硬件消抖
另一种是采用专用的键盘/显示器接口芯片，这类芯片中都 有自动去抖动的硬件电路。
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单片机原理及其应用 §10.2.2 键盘的工作原理