单片机的输入输出与接口技术共44页文档
单片机控制技术电子课件——输入输出通道接口技术
知识要点： 输入输出通道的基本知识 数字量输入输出通道和模拟量输人输出通道的结构 A/D转换器工作原理和MCS-51系列单片机的连接以及程序设计方 法。 D/A转换器工作原理和MCS-51系列单片机的连接以及程序设计方 法。
第一节 前向输入通道接口技术
一、概述
被测信号分为数字量和模拟量两种。
1．数字量输入 数字量包括N位并行数字量、开关量和频率信号。 ·N位并行数字量 可以直接送人单片机的1/O接口。若N位数字量并行输人，当N=8 时，正好利用一个8位1/O接口输人单片机内；当N＜8时，可利用 一个8位1/O接口输人CPU，然后将其他位屏蔽即可得到N位数据； 当N＞8时，输人方式有两种：一种是利用多个8位I/O接口，另一种 是利用一个I/O接口多次选通输人。 ·开关量 开关量是输入信号为具有TTL电平的状态信号，如继电器的吸合 与断开、光电门的导通与截止、限位开关、按钮、转换开关、接触 器等电器的触点通断，其信号电平只有高、低两种电平。
二、A/D转换接口技术 A/D转换接口技术的主要内容是合理选择A/D转换器和其他外
围器件，实现与单片机的正确连接以及编制转换程序。 A/D转换器(Analog-Digital Converter)是一种能把输人模拟
电压或电流变成与ห้องสมุดไป่ตู้成正比的数字量的电路芯片，即能把被控对 象的各种模拟信息变成计算机可以识别的数字信息。
2）A/D转换器选择要点 ·确定A/D转换器精度及分辨率。 用户提出的测控精度要求是综合精度要求，它包括了传感器精度、
广泛采用其作为接口电路。 并行A/D转换器的转换速度最快，但因结构复杂而造价较高，故
只用于那些转换速度极高的场合。
1、概述 1）A/D转换器的技术指标： ·量化误差(Quantizing Error)与分辨率(Resolution)。 A/D转换器的分辨率表示输出数字量变化一个相邻数码所需输人 模拟电压的变化量，习惯上以输出二进制位数或满量程与2n之比 （其中n为ADC的位数）表示。 例如A/D转换器AD574A的分辨率为12位，即该转换器的输出数 据 可 以 用 212 个 二 进 制 数 进 行 量 化 ， 其 分 辨 率 为 1LSB (1LSB=VFS/212)。如果用百分数来表示分辨率时，其分辨率为
单片机原理及接口技术中的输入输出控制方法
单片机原理及接口技术中的输入输出控制方法在单片机系统中，输入输出控制是非常重要的一部分。
它涉及到如何正确地读取输入信号以及如何有效地控制输出信号。
本文将介绍单片机原理以及接口技术中常用的输入输出控制方法。
1. 输入控制方法输入控制是单片机接收外部信号的过程。
单片机通过引脚接口来读取外部信号，一般将外部信号分为数字信号和模拟信号两种。
对于数字信号输入，一种常见的输入控制方法是使用GPIO（通用输入输出）引脚。
GPIO引脚可以通过设置为输入模式来读取外部信号。
通常可以使用编程语言（如C语言）来编写程序，通过读取引脚的状态（高电平或低电平）来确定外部信号的状态。
另外，还可以通过使能外部中断来实现对输入信号的控制。
中断技术可以使单片机在检测到特定的事件（如电平变化）时立即跳转到中断服务程序，提高响应速度。
对于模拟信号输入，一般需要使用模数转换器（ADC）来将连续变化的模拟信号转换为数字信号。
单片机中有许多种类型的ADC可以选择，如逐次逼近型ADC、双斜率积分型ADC等。
在使用ADC时，需要根据具体的需求选择合适的分辨率和采样速率，并通过编程配置好ADC的参数，以实现对模拟信号的输入控制。
2. 输出控制方法输出控制是单片机控制外部设备的过程。
单片机可以通过GPIO引脚、PWM （脉冲宽度调制）引脚、串口等方式来实现对外部设备的控制。
对于数字信号输出，GPIO引脚也是常见的输出控制方法。
通过设置引脚为输出模式，可以将单片机内部的状态（高电平或低电平）输出到外部设备。
通过编程来控制引脚的状态变化，可以实现对外部设备的开关、电平控制等。
对于需要输出模拟信号的情况，单片机可以使用PWM技术来实现。
PWM是一种将数字信号转换为模拟信号的技术，通过改变脉冲的占空比来控制输出信号的幅值。
单片机中一般会内置PWM模块，可以通过编程设置频率、占空比等参数来实现对模拟信号的输出控制。
PWM技术在控制电机速度、LED亮度等方面有着广泛的应用。
单片机第4章输入输出接口P0～P3
华中科技大学 生命科学与技术学院
2019/10/24
1
• 概述
• 第一节 P0～P3端口的功能和内部结构 • 第二节 编程举例
• 第三节 用并行口设计LED数码显示器和键盘 电路
2019/10/24
2
•
• MCS-51单片机有P0、P1、P2、P3四个8位双向I／O 口，每个端口可以按字节输入或输出，也可以按位 进行输入或输出，共32根口线，用于位控制十分方 便。P0口为三态双向口，能带8个TTL电路。 P1、P2 、P3门为准双向口，负载能力为4个TTL电路。
；指向下一位字形
• RL A
；指向下一位
• MOV R1,A
• CJNE R1,#20H,NEXT ；5个数码管显示完否
• SJMP TEST
• DAY:MOV R6,#20 ；延时子程序，在focs=6MHz时
•
；可延时20ms
• DL2:MOV R7,##7DH
• DL1:NOP
NOP
2019/10/24
• COM 为公共点，根据内部发光二极管的接线形式，可 分成共阴极型和共阳极型。
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LED字形显示代码表
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• LED 数码管的接口： • 静态接口:固定显示方式，无闪烁，其电路可以采
用一个并行口接一个数码管，数码管的公共端按共 阴或共阳分别接地或Vcc。
SWAP高4位
MOV P1,A ；从P1口输出
ORL P1,#0FH ；高4位不变，低4位送“1”，准备下一轮
；读开关
SJMP ABC ；循环执行，反复调整开关状态并执行观
单片机中的输入输出接口技术讲解
单片机中的输入输出接口技术讲解单片机（Microcontroller Unit，简称MCU）作为一种集成了微处理器核心、内存、输入输出接口和外部设备接口的集成电路，广泛应用于各种嵌入式系统中。
其中，输入输出接口技术是单片机的核心组成部分之一，它能够实现单片机与外部设备的高效通信和数据交换。
本文将就单片机中的输入输出接口技术进行详细讲解。
一、基本概念输入输出接口（Input/Output Interface，简称I/O Interface）是单片机与外设之间传输数据、信号的桥梁。
它负责转换单片机内部的电信号与外部设备的电信号之间的逻辑和电平转换。
在单片机应用中，常见的外部设备包括按键、LED灯、LCD显示屏、步进电机等。
二、数字输入输出接口1. 数字输入接口数字输入接口主要通过端口的工作方式与外设通信，常见的数字输入接口有通用并行接口（General Purpose Parallel Interface，简称GPIO）和外部中断（External Interrupt）。
GPIO是单片机中最常见的通用输入输出接口，它具有多种工作模式，可以通过软件控制单片机与外设之间的数据传输。
GPIO的主要功能是将单片机的高低电平与外部设备的高低电平进行转换。
通过控制GPIO的输入输出状态，可以实现与外设之间的数据交换和通信。
外部中断是一种特殊的输入接口，它能够实现对外部事件的高效响应。
当外部事件触发时，单片机会立即跳转到相应的中断服务程序进行处理。
外部中断常用于读取按键输入、检测传感器状态等场合。
2. 数字输出接口数字输出接口是单片机将数据传输出给外部设备的接口。
常见的数字输出接口有通用并行接口（GPIO）、定时器（Timer）和比较器（Comparator）。
GPIO作为通用输入输出接口，在数字输出方面同样起到重要作用。
通过控制GPIO的输出状态，单片机可以向外设发送数据、控制外设的开关状态等。
定时器是一种重要的数字输出接口。
单片机的输入输出与接口技术
输入输出与接口技术
1
第一节
一、I/O接口基本概念
1、接口定义
接口概述
定义：是CPU与“外部世界”的连接电路，负责“中
转”各种信息。
2
分类：存储器接口和I/O接口。 位置：介于系统总线与外部设备之间。 2、I/O接口与I/O设备
不同I/O设备对应I/O接口不同。
I/O接口受CPU控制，I/O设备受I/O接口控制。 为增加通用性，I/O接口的接口电路一般均具有可编 程功能。 微机的应用离不开与外部设备接口的设计、选用和 连接。 微机接口技术是编程人员的一项基本技能。
Y0 15
D7-D0
D7-D0 设 备 侧 信 号
WR
RD CS Ax-A0
WR
RD CS Ax-A0
00H ： 1FH 20H ： 3FH 40H ： 5FH 60H ： 7FH
4
三、I/O接口组成
I/O接口由接口硬件和接口软件组成。 1、接口硬件
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5
(1)CPU侧引脚信号 思考1：CPU对接口有哪些操作？如何表示？ 思考2：CPU对接口的软件命令如何分解的？
思考3：接口如何识别已分解的软件命令？
地址总线信号(I)：区分接口的不同端口或CPU命令； 数据总线信号(I/O)：根据端口或命令类型，送数 据到对应的REG中，或从REG中取得数据或状态； 控制总线信号(I)：接口识别总线命令并控制执行； 状态总线信号(O)：接口为完成总线命令所需的响 应信号。
结果：通过前缀REP连续传送。
5、I/O端口与存储器端口访问的区别
命令类型：IN/OUT与MOV 寻址方式：直接、间接与多种方式
单片机原理及其接口技术 单片机基础知识PPT课件
1946年情人节，世界上第一台电子计算机诞生
第9页/共79页
ENIAC—Electronic Numerical Integrator
1947年贝尔实验室 发明了晶体管
• 计算机经历了五个时代 • 电子管计算机 • 晶体管计算机 • 集成电路计算机 • 大规模、超大规模集成电路计算机 • 智能计算机
第30页/共79页
2．二进制数 二进制数是计算机内的基本数制，其主要特
点是： (1) 任何二进制数都只由0和1两个数码组成， 其
基数是2。 优点(：2 )运进算借规则位简规单则，是易“用逢电二子进器一件，实借现一运算当。二 ” 。 缺一点般：在不数直的观后，面表用示符同号一B数表值示须这用个较数多是的位二。进 制 数 。
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查表取字形码
段 码 - > 8 1 P5 5 2口P B 口 位 码 - > 8 1 P5 50口P C 口
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8位 显 示 扫 描 完 了 吗 ? Y
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主程序程序
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有键闭合吗？
Y
两次调用显示 子程序
调显示子程序
N
N
确有键按下吗？
Y
判断键号
释放否？
N
例2：键盘扫描程序
SERCH: MOV R2,#0EFH MOV R3,#00H
LINE0: MOV A,R2 MOV P1,A MOV A,P1 JB ACC.3,LINE1 MOV A,#00H AJMP TRYK
LINE1: JB ACC.2,LINE2 MOV A,#04H AJMP TRYK
动态显示基本原理
a 5
b
c
d
f 3
e
g
dp 2
12 13 14 15 16 17 18 19
AD0 AD1 AD2 AD3 AD4 AD5 AD6 AD7
PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7
21 22 23 24 25 26 27 28
8 9 10 7 11
6
3
4
CE RD WR IO /M A LE
多位动态数码管显示电路。
1
开始
指向段选口，送字型码
显示缓冲区首地址送R0 显示位数送R2
指向位选口，送位选码 延时
起始显示位送R3
指向显示缓冲区下一个单元
禁止所有位（关显示） 从缓冲区取要显示的数
查表得字型码
1
单片机输入输出口课件
串行输出口的应用
串行输出口常用于与外部设备进 行通信，如串口通信、I2C通信 等，实现数据的传输和控制等功
能。
串行输出口的配置
串行输出口的输出数据格式、波 特率等参数可以通过编程进行配 置，以满足不同的通信协议和数
据传输需求。
04
单片机输入输出口编 程
编程语言的选择
C语言
C语言是一种通用编程语言，具有高效、可移植性 强的特点，适用于单片机编程。
单片机输入输出口 课件
目录
• 单片机输入输出口概述 • 单片机输入口详解 • 单片机输出口详解 • 单片机输入输出口编程 • 单片机输入输出口应用实例
01
单片机输入输出口概 述
输入输出口的定义
输入输出口是单片机中用于与 外部设备进行通信的接口。
输入输出口可以接收外部设备 的数据，并将其传输到单片机 内部进行处理。
模拟输入口的精度和范围取决于ADC 的特性和位数，常见的有8位、10位 、12位和16位等。
模拟输入口通常需要一个模拟-数字 转换器（ADC）来将模拟信号转换为 数字信号，以便单片机进行处理。
模拟输入口在数据采集、智能传感器 等领域应用广泛。
数字输入口
01
数字输入口是单片机中 用于接收数字信号的接 口，如开关状态、脉冲 信号等。
02
数字输入口可以直接接 收高低电平信号，并通 过内部逻辑电路进行处 理。
03
数字输入口的响应速度 较快，适用于高速数字 信号的采集和传输。
04
数字输入口在工业控制 、智能仪表等领域应用 广泛。
串行输入口
01
02
03
04
串行输入口是单片机中用于接 收串行数据信号的接口，如
I2C、SPI等通信协议。
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43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
单片机的输入输出与接口技术
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
41、学问是Βιβλιοθήκη 常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹