单片机显示器及其接口
单片机外部设备的接口设计与实现
单片机外部设备的接口设计与实现随着科技的不断发展，单片机在嵌入式系统中的应用越来越广泛，成为了许多电子产品的核心控制器。
在实际应用中，单片机往往需要与各种外部设备进行交互，如显示器、键盘、传感器等，这就需要设计并实现合适的接口来连接外部设备与单片机，以实现数据的传输和控制。
一、接口设计单片机外部设备的接口设计是一项重要的任务，它需要考虑以下几个方面：1. 引脚定义：接口设计首先需要确定单片机的引脚分配，包括输入和输出的引脚数量及其功能。
一般来说，单片机的引脚数量有限，因此需要合理分配引脚，以满足不同外部设备的需求。
此外，还需要根据外部设备的特性，选择合适的引脚来实现数据传输和控制。
2. 电气特性：接口设计还需要考虑电气特性，包括电压、电流和信号的稳定性等。
外部设备一般有不同的电气特性要求，需要通过适当的电平转换电路来实现与单片机的兼容。
另外，信号的稳定性也是接口设计的重要考虑因素，需要采取合适的抗干扰措施，以确保数据的可靠传输。
3. 通信协议：接口设计还需要选择合适的通信协议，以实现单片机与外部设备之间的数据传输和控制。
常见的通信协议有串行通信协议（如UART、SPI和I2C）和并行通信协议（如GPIO）。
选择合适的通信协议需要考虑数据传输速率、带宽和可靠性等方面的因素。
二、实现方法在接口设计确定后，需要选择合适的实现方法来实现接口的功能。
以下是几种常见的接口实现方法：1. GPIO：通用输入输出（GPIO）是单片机最常用的接口实现方法之一。
它可以将单片机的引脚配置为输入或输出，通过控制引脚上的电平来与外部设备进行数据传输和控制。
GPIO接口简单灵活，适用于一些简单的外部设备。
2. UART：串行通信接口（UART）是一种常见的通信协议，通过单个线路来实现数据的串行传输。
它可以提供可靠的高速数据传输，适用于与需要接收或发送大量数据的外部设备通信。
3. SPI：串行外设接口（SPI）是一种高速全双工的通信协议，通过4根线路来实现数据的传输和控制。
基于STM32单片机FSMC接口驱动LCD的配置与分析
基于STM32单片机FSMC接口驱动LCD的配置与分析概述：STM32单片机是一款高性能、低功耗的32位ARM Cortex-M系列微控制器。
它具有丰富的外设接口，其中包括FSMC（Flexible Static Memory Controller）接口，用于连接外部存储器，例如LCD显示器。
本文将详细介绍如何配置和驱动LCD显示器，以及分析FSMC接口的工作原理。
一、LCD驱动接口配置1. 在STM32的标准外设库中，FSMC的配置函数位于STM32F10x_stdperiph_driver库的stm32f10x_fsmc.c和stm32f10x_fsmc.h文件中。
通过这些函数，可以配置FSMC接口的参数，以使它能够连接和驱动LCD。
2.首先，需要配置FSMC的时钟预分频值。
根据LCD的要求以及系统时钟频率，选择适当的预分频值。
这可以通过设置FSMC_BCRx寄存器中的MBKEN和PS字段来实现。
3.然后，需要配置FSMC的存储芯片选择使能信号（CSEN）和片选信号（ALE）。
这可以通过设置FSMC_BCRx寄存器中的CSEN和ALEN字段来实现。
4.接下来，需要配置FSMC的读写延迟、数据宽度、存储器类型等参数。
这可以通过设置FSMC_BTRx和FSMC_BWTRx寄存器来实现。
5.最后，需要配置FSMC的地址线、数据线和控制线的映射关系。
这可以通过设置FSMC_BCRx寄存器中的MWID、MTYP、MUXEN、MWID和NWID 字段来实现。
二、FSMC接口工作原理1.FSMC接口是一种高速并行接口，它通过多路复用来连接不同的外部存储器。
它具有独立的读/写数据线和地址线，以及控制线，用于选择读/写操作和片选信号。
2. FSMC接口支持不同类型的存储器，例如SRAM、NOR Flash、NAND Flash和LCD。
每种存储器都有不同的时序和接口要求。
3.FSMC接口的时序参数主要包括时钟预分频值、读/写延迟、数据宽度和地址线宽度等。
1-单片机键盘与显示电路设计
独立式按键 单片机控制系统中，往往只需要几个 功能键，此时，可采用独立式按键结构。 1．独立式按键结构 独立式按键是直接用I/O口线构成的单 个按键电路，其特点是每个按键单独占 用一根I/O口线，每个按键的工作不会影 响其它I/O口线的状态。独立式按键的典 型应用如图９-３所示。
V CC
P 1.0 P 1.1 P 1.2 P 1.3 P 1.4 P 1.5 P 1.6 P 1.7
P1口某位结构
P1口电路中包含有一个数据输出锁存器、一个三态数据输入缓冲器 、一个数据输出的驱动电路。 P1口的功能和驱动能力
P1口只可以作为通用的I/O口使用；
P1可以驱动4个标准的TTL负载电路； 注意在P1口作为通用的I/O口使用时，在从I/O端口读入数据时，应 该首先向相应的I/O口内部锁存器写“1”。 举例：从P1口的低四位输入数据 MOV MOV P1,#00001111b ;;先给P1口底四位写1 A,P1 ;;再读P1口的底四位
依此规律循环，即可使各位数码管显 示将要显示的字符。虽然这些字符是在不 同的时刻分别显示，但由于人眼存在视觉 暂留效应，只要每位显示间隔足够短就可 以给人以同时显示的感觉。 采用动态显示方式比较节省I/O口，硬 件电路也较静态显示方式简单，但其亮度 不如静态显示方式，而且在显示位数较多 时，CPU要依次扫描，占用CPU较多的时 间。
矩阵式按键 单片机系统中，若使用按键较多时，通 常采用矩阵式（也称行列式）键盘 1.矩阵式键盘的结构及原理 矩阵式键盘由行线和列线组成，按键位 于行、列线的交叉点上，其结构如下图9-4 所示。
＋5 V 0 4 8 12 0 1 5 9 13 1 2 6 10 14 2 3 7 11 15 3 0 1 2 3
单片机控制数码管动态扫描显示原理
P02 P03 P04 P05 P06
11 P01
P00
7 4 2 110
3
a b c d e f g dp
DPY
a
a
a
a
f g bf g bf g bf g b
e
ce
ce
ce
c
d
d
d
d
dp
dp
dp
dp
DPY 4 -LED
P20 P21 6 C0 P22 8 C2 P23 9 C3
12 C4
LED
U1
一、工作方式寄存器TMOD
工作方式寄存器TMOD用于设置定时/计数器的 工作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。其格式 如下：
GATE：门控位。GATE＝0时，只要用软件使TCON中的 TR0或TR1为1，就可以启动定时/计数器工作；GATA＝1时， 要用软件使TR0或TR1为1，同时外部中断引脚INT0/1也为 高电平时，才能启动定时/计数器工作。即此时定时器的启 动条件，加上了INT0/1引脚为高电平这一条件。
VCC GND RXD TXD ALE/ P PSEN
40 20 10 11 30 29
P 14 P 15 P 16 P 17
8 K9 C K13
9 K10 D K14
A K11 E K15
B F
动态显示
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。这样一来， 就没有必要每一位数码管配一个锁存器，从而大大地简 化了硬件电路。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。
单片机和液晶显示模块接口及驱动设计
＿
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本 文 即基 于某 型 无 人 机 智 能 充 电器 设 计 的 人 机 交
互 接 口应 用研 究 。 模块 与 Ｃ Ｕ 有并行 和 串行 两种 连接 方式 ， 文 Ｐ 本 采 用并行 。液 晶工 作 电 压 ３ ３ 一 ＋５ 内置 升压 ．Ｖ Ｖ（ 电路 ， 需负 压 ） Ｌ Ｄ Ｋ和 Ｌ Ｄ Ａ接 背 光 源正 负 无 ；Ｅ — Ｅ — 极； 引脚 Ｒ （ ｓ 为 并 行 的 指 令／ 据选 择 信 号 （ ｓＣ ） 数 串 行 片选信 号 ） 与单 片 机 的 Ｐ ．４相 连 ； 脚 Ｒ ， １ 引 ／Ｗ （Ｉ 为并 行 的读写 选择 信 号 （ ＳＤ） 串行 数据 口） ，与单
， ｂ ９ ． Ｖ ＾ 叶 ４ ． ＾ ｎ ‘ ｊ．
ＮＮＮ ＮＮＮＮ
ＭＭＭ ｒ ＆ Ｓ ｏ ｊ ＭＭ ｕ － ＭＭ ． 。 Ｍ ｒ 。
Ｕ３ Ｏ１
Ｐ８ Ｃ５ ２ ３ ５ ＥＦ＾，ｘｘ ｘ
Ｒ￣ ５ ｓ ．
Ｒ６ Ｒｅ ｓＴａ ｐ ｌ Ｋ
‘ 三 三 喜 三 － 三喜 一 ＿ ～一 三 一
（ × ６点 阵 ） ； ８ １ 自定 义 字 型 ６ ×２ ６ 点 阵 显 示 ４ ５
具 体 的硬件 连 接 图见 图 １ 。
３ 软件设计
３ １ 初 始化 ．
３ １ １ 液 晶显 示模 块 部分控 制 指令 。 ． ．
１ 清 除显 示 ）
ＲＳ
Ｌ
Ｒ Ｍ Ｇ Ｒ Ｍ）， Ａ （ＤＡ 使用简单方便 ， 程序可移植性好。
Ｌ Ｌ Ｌ Ｌ Ｌ Ｌ Ｌ Ｌ Ｈ
功 能 ： 除显示 屏 幕 ， Ｄ Ｒ Ｍ 位址 计 数器 调 清 把 Ｄ Ａ
单片机原理及其接口技术
单片机原理及其接口技术
单片机是一种能够实现控制、数据采集、运算处理等功能的微处理器
技术，是拥有最广泛应用范围的控制芯片之一、单片机中主要包括由编程
器芯片（CPU）、内存、外围电路元器件以及相关的接口技术组成，正是
由于单片机的优势，其在智能家居、智能物联网、汽车电子等领域得到了
广泛的应用。
单片机接口技术是一种实现硬件和软件之间通信的技术，它确保系统
的稳定性和可靠性。
接口技术主要有I/O接口、传输接口、外设接口、模
拟量接口、通用接口、串行接口和无线接口等。
I/O接口是单片机的核心技术，它是用来实现硬件和软件间的任务交
互的接口，通过I/O接口，可以实现软件和外围设备之间的信息传输，它
由多种I/O接口技术，如串口口、并口、中断口和DMA（Direct Memory Access）组成，用于实现与外部设备的连接。
外设接口是一种实现单片机与外设之间的接口技术，它要求使用特定
的接口类型来连接数据。
外设一般包括存储设备、显示器、键盘、投影仪、打印机等，外设接口可以用来控制外设，传输数据，收集外边设备的信息。
外设接口主要有USB接口、SCSI接口、GPIO接口、I2C接口、SPI接口等。
第5章 MCS–51单片机的接口与应用 99页 5.8M
(1) 用键盘连接的I/O线的二进制组合表示键码。例如用4行、
4列线构成的16个键的键盘，可使用一个8位I/O口线的高、低4 位口线的二进制数的组合表示16个键的编码，如图5.4(a)所示。 各键相应的键值为88H、84H、82H、81H、48H、44H、42H、 41H、28H、24H、22H、21H、18H、14H、12H、11H。这种键 值编码软件较为简单直观，但离散性大，不便安排散转程序的 入口地址。
第5章 MCS–51单片机的接口与应用 JNB ACC.2，K2 JNB ACC.3，K3 JNB ACC.4，K4 JNB ACC.5，K5 JNB ACC.6，K6 ；检测2号键是否按下，按下转 ；检测3号键是否按下，按下转 ；检测4号键是否按下，按下转 ；检测5号键是否按下，按下转 ；检测6号键是否按下，按下转
；0号键功能程序
；0号键功能程序执行完返回 ；0号键功能程序
JMP START
……………………… PROM7： ……………………… JMP START …
；1号键功能程序执行完返回
；7号键功能程序 ；7号键功能程序执行完返回
第5章 MCS–51单片机的接口与应用
5.1.4 行列式键盘
行列式键盘又叫矩阵式键盘。用I/O口线组成行、列结构， 按键设置在行列的交点上。例如4×4的行列结构可组成16个键 的键盘。因此，在按键数量较多时，可以节省I/O口线。 1．行列式键盘的接口 行列式键盘的接口方法有许多，例如直接接口于单片机的 I/O口上；利用扩展的并行I/O接口；用串行口扩展并行I/O口接 口；利用一种可编程的键盘、显示接口芯片8279进行接口等。 其中，利用扩展的并行I/O接口方法方便灵活，在单片机应用系
MOVX @DPTR，A
单片机原理接口及应用
单片机原理接口及应用单片机是一种集成电路芯片，包含了中央处理器、存储器和各种输入输出接口等基本组成部分。
单片机通过其接口与外部设备进行通信，实现各种应用。
1. 数字输入输出接口(Digital I/O Interface):单片机通过数字输入输出接口连接外部设备。
通过设置相应的寄存器和引脚配置，单片机可以读取外部器件的状态，并且能够控制外部器件的输出信号。
数字输入输出接口常用于连接开关、LED、蜂鸣器等设备。
2. 模拟输入输出接口(Analog I/O Interface):单片机的模拟输入输出接口可以将模拟信号转换为数字信号，或将数字信号转换为模拟信号。
通过模拟输入输出接口，单片机可以实现模拟信号的采集和输出，例如连接温度传感器、光电传感器等。
3. 串口接口(Serial Interface):串口接口是单片机与外部设备进行数据传输的重要接口。
单片机通过串口接口可以与计算机或其他单片机进行通信。
串口的通信速度和传输协议可以根据具体需求进行设置。
4. I2C总线接口(I2C bus Interface):I2C总线接口是一种常用的串行通信协议，具有多主机、多从机的特点。
单片机通过I2C总线接口可以与各种器件进行通信，如传感器、实时时钟等。
5. SPI接口(Serial Peripheral Interface):SPI接口是一种高速同步串行通信接口，常用于单片机与外部存储器、显示器和其他外设的连接。
SPI接口可以实现全双工通信，具有高速传输的优势。
6. 中断接口(Interrupt Interface):中断是单片机处理外部事件的一种方式。
通过中断接口，单片机可以响应来自外部设备的信号，并及时处理相应的事件，提高系统的实时性。
以上是单片机的一些常用接口及其应用。
不同的单片机具有不同的接口类型和功能，可以根据具体的应用需求选择合适的单片机型号。
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MOV C，60H MOV A，0F0H
3.2.3 寄存器寻址
Register Addressing 对选定的工作寄存器 R0～R7、累加器 A、通用寄存器 B、 地址寄存器 DPTR中的数进行操作。 例：MOV A，R0；将R0工作寄存器中的数据送到累加器A中去。
rel: 补码形式的 8位地址偏移量。 偏移范围为 -128～127
/：位操作指令中，该位求反后参与操作，不影响 该位 X：片内RAM的直接地址或寄存器 (X)：相应地址单元中的 内容 →：箭头左边的内容送入箭头右边的单元内
§3.2 寻址方式
3.2.1 立即寻址
Immediate Addressing
（2）动态显示
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。这样一来， 就没有必要每一位数码管配一个锁存器，从而大大地简 化了硬件电路。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。
3.2.4 寄存器间接寻址 Register Ind irect Addressing
把地址放在另外一个寄存器中，根据这个寄存器中的数值 决定该到哪个单元中取数据。
1
0
1 7 4 2 11 5 3
a b c d e f g dp
DPY
a
a
a
a
f g bf g bf g bf g b
e
ce
ce
ce
c
d
d
d
d
dp
dp
dp
dp
0
2
3
4
C
CC
C
DPY 4-LED
6
8
9
2 1
0
1
23
2
2
22
P
P
PP
LED
U1
P10 P11 P12
1 2 3
P10 P11
P13
4
P12 P13
T1 T0
EA/VP
X1 X2
RESET
RD WR
89C52
P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27
VCC GND RXD TXD ALE/P PSEN
39 P00 38 P01 37 P02 36 P03 35 P04 34 P05 33 P06 32 P07
21 P20 22 P21 23 P22 24 P23 25 P24 26 P25 27 P26 28 P27
单片机显示器及其接口
3. LED数码显示方式及电路
（1）静态显示方式
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必须接一个8位锁 存器用来锁存待显示的字形码。送入一次字形码显示字 形一直保持，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。
提一个问题： 我们知道，工作寄存器就是内存单元 的一部分，如果我们选择工作寄存器组 0，则R0就 是RAM的00H单元，那么这样一来， MOV A，00H 和 MOV A，R0不就没什么区别了吗？
的确，这两条指令执行的结果是完全相同的， 都是将00H单元中的内容送到 A中去，但是执行的过 程不同，执行第一条指令需要 2个机器周期，而第二 条则只需要 1个机器周期，第一条指令变成最终的目 标码要两个字节（ E5H 00H ），而第二条则只要一个 字节（ E8H）就可以了。
22 23
P23
24 25
P24 P25
26
P12 K8
8 K9
9 A B K10
K11
31 EA/VP 19
C D E F P13 P26
P27
27 28
K12
K13
K14
K15
18
X1 X2
VCC 40
9 RESET 17 RD
GND RXD
20 10 11
TXD ALE/P
30
P14
P15
P16
U1
P10 P11
1 2
P10 P11
P00 P01
P12 P13
3 4
P12
P02
P14 P15
5 6
P13 P14 P15
P03 P04 P05
P16
7 P16
P06
P17
8 P17
P07
INT1 13 INT0 12
T1
15
T0
14
31
19 18
9
RD 17 WR 16
INT1 INT0
P17
16 WR
PSEN 29
第三章 MCS-51指令系统 Instruction Set
§3.1 概述
7种寻址方式， 111条指令
字节数
单字节指令： 49条 双字节指令： 45条 三字节指令： 17条
运算速度
单周期指令： 64条 双周期指令： 45条 四周期指令： 2 条
功能
数据传送类： 29条 算术运算类： 24条 逻辑运算类： 24条 控制转移类： 17条 位操作类： 17条
40 20 10 RXD 11 TXD 30 ALE 29 PSEN
5V
6 5 43 2 10
1 1 11 1 11 9
R 1K
1 2 34 5 6 7 8
0 12 3 4 5 67 0 00 0 0 0 00 P PP P P P PP
0 12 3 4 5 67 0 00 0 0 0 00 P PP P P P PP
操作数存在程 序存储器中
操作数就包含在指令代码中，在操作码之后，称为 立即数，用“ ＃”表示。
MCS-51
如：MOV P1, #80H MOV R7, #0F5H MOV DPTR ，#1245H
3.2.2 直接寻址
Direct Addressing
直接使用数所在单元的 地址找到了操作数，所以称 这种方法为 直接寻址 。
P14 P15
5 6
P14
P16 7 P15
P17
8
P16 P17
P10 P00
P01
39 38 37
K0
0 K1
1 K2
2 K3
3
P02 P03
36
P04
35 34
K4
P11 P05 33
P06 P07
32
4 K5
5 K6பைடு நூலகம்
6 K7
7
13
21
12
15 14
INT1 INT0
T1 T0
89C52
P20 P21 P22
常用符号 Rn：工作寄存器中的寄存器 R0、R1…R7之一， Ri：工作寄存器中的寄存器 R0或R1
#data ：8位立即数 #data16 ： 16位立即数 direct ：片内 RAM或SFR 的地址（ 8位） @间接寻址寄存器 Bit：片内 RAM或SFR的位地址 addr11 ：11位目的地址 addr16：16位目的地址