常用接口电路
10MCS-51单片机常用接口电路
0000H
START
000BH
T0_INT
SP，
#5FH
TMOD， #01H
TH0， #0F8H
TL0，
#30H
TR0
ET0
EA
DISP_W， #00H
DISP_BIT
DISPLAY
LOOP
；复位入口地址。
；跳到主程序。
；定时/计数器0中断入口地址-51使用统一编址的方式每一接口芯片中的 一个功能寄存器（端口）的地址就相当于一个RAM单 元。 10.1.3 I/O数据的几种传送方式
为实现和不同的外设的速度匹配，I/O接口必须 根据不同外设选择恰当的I/O数据传送方式。I/O数据 传送的几种传送方式是：
（1）同步传送 （2）查询传送 （3）中断传送。
；定时/计数器0工作于方式1。 ；设置定时2ms的定时器初值高位。 ；设置定时2ms的定时器初值低位。 ；允许T0计数。 ；允许T0中断。 ；开单片机中断。
；指向显示的第一个数码管。
；清除定时标志DISP_BIT。 ；调显示子程序。
T0_INT： MOV
MOV
SETB RETI
；显示子程序入口： DISPLAY： JB
d
c
b
a
段码如下表所示:
显示字符 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B
共阴极段码 3FH 06H 5BH 4FH 66H 6DH 7DH 07H 7FH 6FH 77FH 7CH
共阳极段码 C0H F9H A4H B0H 99H 92H 82H F8H 80H 90H 88H 83H
显示字符 C D E F P U T y H L
第10章 MCS-51单片机常用接口电路 10.1 扩展I/O接口的设计 ➢MCS-51单片机要通过I/O接口来和外设交换信息。 ➢I/O扩展属于单片机系统扩展的一部分，MCS-51单 片机有P0～P3共4个8位的并行I/O口，由于P0和P2 在很多场合要用作16位的地址总线和8位的数据总 线，真正能用作I/O接口的只有P1口和P3口的部分 引脚。 ➢在具体应用设计中往往需要扩展I/O接口。
单片机系统常用接口电路、功能模块和外设
引言概述:单片机系统是嵌入式系统中最常见的一种，它由单片机芯片以及与之配套的外围接口电路、功能模块和外设组成。
在上一篇文章中，我们介绍了单片机系统的基本概念和常用接口电路、功能模块和外设。
本文将继续深入探讨单片机系统的常用接口电路、功能模块和外设。
正文内容:1.时钟电路1.1晶振电路晶振电路是单片机系统中非常重要的一部分，它提供了系统的时钟信号。
晶振电路可以通过外部晶振或者由单片机内部产生的时钟源来实现。
1.2PLL电路PLL电路（PhaseLockedLoop）可以通过将输入信号与一个本地振荡器（通常为晶振）频率和相位锁定来提供精准的系统时钟。
PLL 电路在需要稳定时钟的系统中非常常见。
1.3复位电路复位电路用于初始化整个系统，在系统通电或发生异常情况下，将系统恢复到初始状态。
复位电路通常由电源复位和外部复位信号组成。
2.存储器接口电路2.1RAM电路RAM电路用于存储临时数据，在单片机系统中起到缓存作用。
常见的RAM电路有静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）。
2.2ROM电路ROM电路用于存储常量和程序代码，它是只读存储器，一旦存储内容被写入后将无法修改。
常见的ROM电路有EPROM、EEPROM和闪存。
2.3外部存储器扩展电路由于单片机内部存储器有限，常常需要扩展外部存储器来满足系统需求。
外部存储器扩展电路主要包括地质解码电路和控制信号电路。
3.通信接口电路3.1串口电路串口电路是单片机系统中常用的通信接口电路，它允许单片机通过串行通信与其他设备进行数据交换。
常见的串口通信标准有RS232、RS485和TTL等。
3.2并口电路并口电路主要用于并行数据通信，它通常用于连接显示器、打印机和外部存储设备等外部设备。
3.3SPI接口电路SPI（SerialPeripheralInterface）是一种常用的串行通信接口，它通过四根信号线实现全双工的数据传输。
3.4I2C接口电路I2C（InterIntegratedCircuit）是一种支持设备间通信的串行总线，它可以连接多个设备，并通过两根信号线进行数据传输。
第6章常用IO接口电路
6.2.2 常用并行I/O接口电路
1. 并行I/O接口的基本概念 2. 常用简单接口芯片 (1) 缓冲器接口芯片 ①单向缓冲器74LS244 ②双向缓冲器74LS245 （2）锁存器接口芯片 ①锁存器74LS273
②锁存器74LS374
图6-15 74LS374作为输入/输出接口
③量程：量程是指ADC所能够转换的模拟量输入电压范围。 ④绝对精度：是指在ADC输出端获得给定的数字输出时，
所需要的实际模拟量输入值与理论模拟量输入值之差值。 ⑤相对精度：是指ADC进行满刻度校准以后，任意数字输
出所对应的实际模拟输入值（中间值）与理论模拟输入值 （中间值）之差。
（3）ADC0809）ADC0809简介及应用 ①ADC0809的内部结构与引脚功能
6.2.3 常用数/模和模/数转换电路
1.数/模（D/A）转换器 （1）D/A转换原理 ( 2 )D/A转换器的性能参数 ①分辨率 ②转换精度 影响精度的原因有失调误差、增益误差、线性误
差和微分线性误差等。 ③建立时间 ④温度系数
（3）DAC0832简介及应用 ①DAC0832的内部结构与引脚功能
1．无条件传送方式 （1）无条件输入
2．查询传送方式
3．中断传送方式
4．直接存储器存取（DMA）方式
直接存储器存取（DMA，Direct Memory Access）方式， 即外设在专用的接口电路DMA控制器的控制下直接和存储 器进行数据传送的方式。采用DMA方式所传送的数据，无 须CPU干涉，而是在存储器和高速外设之间直接进行交换。
计数器式A/D转换器，双积分式A/D转换器，逐次逼近式 A/D转换器，并行A/D转换器。 （3）A/D转换器的性能参数 ①分辨率（位数）：分辨率是指A/D转换器可转换成数字 量的最小模拟电压值，它标志着A/D转换器对输入电压微 小变化的响应能力。
分析及应用can接口典型电路
分析及应用can接口典型电路CAN接口是一种常见的串行通信协议，主要用于汽车、工业控制等领域。
它能够实现节点之间的高效通信，具有可靠性高、传输速度快等优势。
CAN接口典型电路由电源电路、CAN收发器、MCU芯片、电源管理器等组成，下面将依次进行分析及应用。
1. 电源电路CAN接口必须要有稳定的电源供应来实现正常工作。
一般情况下，CAN接口需要使用5V的电源。
因此，电源电路是CAN接口典型电路中非常重要的组成部分。
电源电路需要提供可靠的稳压作用，以保证数据传输的准确性和稳定性。
2. CAN收发器CAN收发器是CAN接口的重要组成部分。
CAN收发器是将MCU芯片和CAN 总线之间进行隔离的一个元件。
其主要功能是将电压信号转换为差分信号以适应CAN总线，以及进行信号的保护和隔离。
CAN收发器还可以在一定程度上提高CAN总线的抗干扰能力，使其更加稳定可靠。
3. MCU芯片MCU芯片是CAN接口中的核心部件。
MCU芯片可以根据需要自主调整CAN的发送和接收速度，实现数据的传输和处理。
MCU芯片还可以实现CAN的各种功能，如过滤、帧处理和错误检测等。
在CAN接口设计中，MCU芯片是非常重要的部分，不同的MCU芯片还有不同的特点和功能。
4. 电源管理器电源管理器是如果CAN接口，它可以用来控制CAN接口的电源开关和低功耗功能，以实现电源的管理。
电源管理器可以实现电源模块的引脚检测和关闭功能，以实现CAN接口电源的节能和延长使用寿命。
总体来说，CAN接口典型电路是一种高效、可靠和稳定的串行传输系统。
对于设计者来说，电源稳定性，CAN收发器的性能，MCU的选择和电源管理器的应用都非常重要。
设计者需要根据实际应用场景来选择合适的电路和元器件，以确保CAN接口的性能和可靠性。
电路设计常用接口类型说明
电路设计常用接口类型说明本文主要对电路设计常用接口类型进行了简要说明，下面一起来学习一下：(1)TTL电平接口：这个接口类型基本是老生常谈的吧，从上大学学习模拟电路、数字电路开始，对于一般的电路设计，TTL电平接口基本就脱不了“干系”!它的速度一般限制在30MHz以内，这是由于BJT的输入端存在几个pF的输入电容的缘故(构成一个LPF)，输入信号超过一定频率的话，信号就将“丢失”。
它的驱动能力一般最大为几十个毫安。
正常工作的信号电压一般较高，要是把它和信号电压较低的ECL电路接近时会产生比较明显的串扰问题。
(2)CMOS电平接口：我们对它也不陌生，也是经常和它打交道了，一些关于CMOS的半导体特性在这里就不必啰嗦了。
许多人都知道的是，正常情况下CMOS的功耗和抗干扰能力远优于TTL。
但是!鲜为人知的是，在高转换频率时，CMOS系列实际上却比TTL消耗更多的功率，至于为什么是这样，请去问半导体物理理论吧。
由于CMOS的工作电压目前已经可以很小了，有的FPGA内核工作电压甚至接近1.5V，这样就使得电平之间的噪声容限比TTL小了很多，因此更加加重了由于电压波动而引发的信号判断错误。
众所周知，CMOS电路的输入阻抗是很高的，因此，它的耦合电容容量可以很小，而不需要使用大的电解电容器了。
由于CMOS电路通常驱动能力较弱，所以必须先进行TTL转换后再驱动ECL电路。
此外，设计CMOS接口电路时，要注意避免容性负载过重，否则的话会使得上升时间变慢，而且驱动器件的功耗也将增加(因为容性负载并不耗费功率)。
(3)ECL电平接口：这可是计算机系统内部的老朋友啊!因为它的速度“跑”得够快，甚至可以跑到几百MHz!这是由于ECL内部的BJT在导通时并没有处于饱和状态，这样就可以减少BJT的导通和截止时间，工作速度自然也就可以提上去了。
But，这是要付出代价的!它的致命伤：功耗较大!它引发的EMI问题也就值得考虑了，抗干扰能力也就好不到哪去了，要是谁能够折中好这两点因素的话，那么他(她)就该发大财了。
几种典型接口电路(485)
典型接口电路EMC设计一、以太网接口EMI设计100M网口设计时必须设计Bob smith 电路：可以产生10dB的共模EMI衰减，为了更好的抑制共模信号通过线缆对外的辐射应注意下面几点：1 、不用的RJ45管脚4 、5、7、8按下图的方法处理。
2 、物理芯片侧的变压器中心抽头需通过0.01uF－0.1uF的电容接地。
3 、物理芯片侧的差模电阻（收端）应等分为二（100分为两个49.9），中心点通过1000pF 电容接地。
以太网口Bob smith电路原理图以82559为例说明网口设计PCB注意点，布局如下：以太网口布局示意图A、B要求尽量短，A不得超过1英寸，B可以根据实际情况放宽。
接口变压器PCB设计如下：以太网口变压器布局示意图布局要求：PCB布局示意图布线要求：1、变压器下面全部掏空处理，其余隔离带的宽度大于100mil；2、连接器与隔离变压器之间距离小于1000mil；3、晶振距离接口变压器和板边大于1000mil；4、灯线不要走到变压器下面，并且尽量不要与差分信号线同层走线，如果同层走线，需要与差分信号线相距30mil以上；5、差分信号线与变压器输出侧的过孔距离大于40mil。
二、以太网口的防护设计加防护电路的设计：增加防护器件电路原理图以上器件选型要求：1、变压器要选用隔离耐压3000Vac要求的。
2、气体放电管尽量选用3端气体放电管，启动电压为90V的；3、TVS管选用SLV2.8-4；三、485接口电路设计对于出户外的485端口,进行如下设计，采取气体放电管加TVS管加限流电阻组合方式。
选用90V陶瓷管（3R090）可承受10/700us，8KV雷击测试；64V固体管（P0640）只能承受10/700us，3KV雷击测试 。
TVS的选择为P6KE6.8CA ，去耦电阻选择为10Ω/1W 。
常用数字接口电路
整理ppt
14
• 工作波形
W R C W N = 4
C L K G A T E
O U T 4 3 2 1 0
整理ppt
15
方式1-----复触发的单稳态触发器
特点：
• 硬件启动，不自动重复计数；
• 门控信号GATE是触发信号，上升沿有效。即开始计数
是由GATE的上升沿触发的；
• 控制字CW写入，OUT由低变高，OUT=1；
整理ppt
8
二. 外部引线及内部结构
连接系统端的主要引线：
D0----D7：8位双向数据线 CS：片选信号，由系统高位I/O地址译码产生 RD：读控制信号 WR：写控制信号 A0，A1：地址信号线，产生4个有效地址对应8253内部的 3个计数器
通道和1个控制寄存器
连接外设端的主要引线：
• 当计数器“减”计数到1时，输出端由高变低，再经过一 个CLK周期，即计数器计数到0时，输出端OUT又跳变为 高。所以方式2可以输出周期性负脉冲信号，其宽度固定 为一个CLK周期；
•OUT端输出的脉冲周期为N×TCLK，频率为CLK的1/N
•当计数器的值减为0时，自动重新装入计数初值，实现循
环计数。
整理ppt
18
• 工作波形
CW N=3 WR
CLK GATE
OUT
3 2 1 3 2 13
整理ppt
19
方式3-----方波发生器
特点：
• 软、硬件启动，自动重复计数。
• 门控信号GATE是触发信号，GATE=1或GATE的上升沿 均可触发，开始计数；
• 控制字CW写入，OUT由低变高，OUT=1；
CW=12 LSB=3
WR
plc接口电路的种类和功能
plc接口电路的种类和功能PLC（可编程逻辑控制器）是一种广泛应用于工业自动化领域的设备。
它通过接口电路与外部设备进行通信和控制。
下面介绍PLC接口电路的主要种类和功能。
1.输入接口输入接口是PLC与外部输入设备（如传感器、开关、按钮等）之间的接口。
它接收来自这些设备的信号，并将其转换为PLC内部可以处理的数字或模拟信号。
常见的输入接口类型包括直流输入、交流输入、模拟量输入等。
输入接口的功能是将外部设备的状态或信号转换为PLC可以识别的内部信号，并将其传递到PLC的处理器中进行处理。
通过输入接口，PLC可以获取各种信息，如设备的状态、传感器读数、开关状态等，从而实现对外部设备的信息采集和控制。
2.输出接口输出接口是PLC与外部输出设备（如接触器、电磁阀、继电器等）之间的接口。
它根据PLC内部的处理结果，将数字或模拟信号转换为外部设备可以接受的信号，以实现对外部设备的控制。
常见的输出接口类型包括继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出等。
输出接口的功能是将PLC内部的处理结果转换为外部设备可以接受的信号，从而实现对外部设备的控制。
通过输出接口，PLC可以控制各种设备的动作和状态，如启动或停止设备、改变设备的运行状态、调节设备的速度等。
3.通信接口通信接口是PLC与其他设备或系统（如上位机、计算机、传感器网络等）之间的接口。
它通过通信协议与其他设备或系统进行数据交换和信息共享。
常见的通信接口类型包括串口通信、以太网通信、CAN 总线通信等。
通信接口的功能是实现PLC与其他设备或系统之间的数据交换和信息共享。
通过通信接口，PLC可以向上位机或计算机发送数据、接收其他设备的状态信息、与其他设备或系统进行协同工作等。
这使得PLC可以构成分布式控制系统，实现更复杂的功能和操作。
4.扩展接口扩展接口是PLC与其他扩展设备之间的接口。
它用于将PLC的功能扩展到更多的外部设备或系统中。
常见的扩展接口类型包括扩展总线接口、扩展IO接口等。
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解：
DIR1: TAB:
MOV A,30H
;读显示数
MOV B,#100
;置除数
DIV AB
;产生百位显示数字
MOVC A,@A+DPTR ;读百位显示符
MOV DPTR,#0DFFFH ;置74377(百位)地址
MOVX @DPTR,A
;输出百位显示符
MOV A,B
;读余数
MOV B,#10
;置除数
40H
C0H
1 0 0 0 0 0 1 1 0 06H 0 1 1 0 0 0 0 0 60H
79H
F9H
2 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH 1 1 0 1 1 0 1 0 DAH
24H
A4H
3 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH 1 1 1 1 0 0 1 0 F2H
30H
B0H
4 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 0 1 1 0 0 1 1 0 66H
LED数码管的软件译码
公共阳极
接高电平
hgfedcba
高电平点亮
h g f …… a
f
a g
b
f
a g
b
ed c
ed c
h
h
h g f …… a
hgfedcba
低电平点亮
公共阴极
接地
八段LED数码管段代码编码表(连线不同可有多种表):
字形 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 黑 共阳 0C0 0F9 0A4 0B0 99 92 82 0F8 80 90 0FF 共阴 3F 06 5B 4F 66 6D 7D 07 7F 6F 00
MOV SBUF, A ;经串行口发送到74LS164
JNB TI, $ ;查询送完一个字节的第8位？
CLR TI
;为下一字节发送作准备
INC R0
;R0指向下一个数据缓冲单元
CJNE R0，#36H，REDO ;判断是否发完6个数？
RET
;发完6个数就返回
TABLE：DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H ;共阳LED译
条件：系统有6个LED数码管,待显数据(00H—
D09SPHL)Y已:M放O在V 3D5PHT—R,3#0THAB单LE元;共中阳(分LE别D数对码应管十译万码位表→首 址个位)，
MOV R0，#30H ;待显数据缓冲区的个位地址
REDO：MOV A， @R0 ;通过R0实现寄存器间接寻址
MOVC A, @A+DPTR ;查表
JNB TI,$
;等待串行发送完毕
CLR TI
;清串行中断标志
MOV SBUF,32H
;串行输出百位显示字段码
JNB TI,$
;等待串行发送完毕
CLR TI
;清串行中断标志
CLR P1.0
;“与”门关,禁止TXD发移位脉冲
RET
;
要求：根据上图编写通过串行口和74LS164驱动
共
阳LED数码管查表显示的子程序。
动态显示电路 连结形式： ① 显示各位的所有 相同字段线连在一起， 共8段，由一个8位 I/O口控制； ② 每一位的公共端 （共阳或共阴COM） 由另一个I/O口控制。
LED数码管动态显示举例
工作原理：从P0口送段代码,P1口送位选信号。段码虽同时 到达 6个LED，但一次仅一个LED被选中。利用“视觉暂 留”，每送一个字符并选中相应位线，延时一会儿,再送/选 下一个……循环扫描即可。
在32H～30H内RAM中。
解：
DIR2: MOV SCON,#00H ;置串口方式0
CLR ES
;串口禁中
SETB P1.0
;“与”门开,允许TXD发移位脉冲
MOV SBUF,30H
;串行输出个位显示字段码
JNB TI,$
;等待串行发送完毕
CLR TI
;清串行中断标志
MOV SBUF,31H
;串行输出十位显示字段码
;读个位显示符
MOV DPTR,#7FFFH ;置74377(个位)地址
MOVX @DPTR,A
;输出个位显示符
RET
;
DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H;共阳字段码表
DB 92H,82H,0F8H,80H,90H;
2、串行扩展静态显示电路
【例9-3】按图9-4编制显示子程序，显示字段码已分别存
码表
3、BCD码输出静态显示电路
CD4511是“BCD 码→七段共阴译码 /驱动”IC; 4511是 4线-7段锁存/译码/ 驱动电路，能将 BCD码译成7段显 示符输出。图中： 4511 ABCD为0～9 二进制数输入端(A 是低位)，abcdefg 为显示段码输出端， LE为输入信号锁存 控制(低电平有效)， 数码管为共阴数码 管。
静态显示特点:
无闪烁，用元器件多，占I/O线多，无须扫描，节省CPU时 间，编程简单。
动态显示特点:
有闪烁，用元器件少，占I/O线少，必须扫描，花费CPU时 间，编程复杂。(有多个LED时尤为突出）
1、并行扩展静态显示电路
【例9-2】按图9-3编制显示子程序，显示数（≤255）存在
内RAM 30H中。
解：编程如下：
DIR3: MOV P1,#11100000B ;选通个位
ORL P1,30H
;输出个位显示数
MOV P1,#11010000B ;选通十位
ORL P1,31H
;输出十位显示数
MOV P1,#10110000B ;选通百位
ORL P1,32H
;输出百位显示数
RET
;
四、动态显示方式 及其典型应用电路
LED数码管显示分类：静态显示方式和动态显示方式。
⑴ 静态显示方式，每一位字段码分别从I/O控制口输 出，保持不变直至CPU刷新。
特点：编程较简单，但占用I/O口线多，一般适用 于显示位数较少的场合。
⑵ 动态显示方式，在某一瞬时显示一位，依次循环 扫描，轮流显示，由于人的视觉滞留效应，人们看 到的是多位同时稳定显示。
19H
99H
5 0 1 1 0 1 1 0 1 6DH 1 0 1 1 0 1 1 0 B6H
12H
92H
6 0 1 1 1 1 1 0 1 7DH 1 0 1 1 1 1 1 0 BEH
02H
82H
7 0 0 0 0 0 1 1 1 07H 1 1 1 0 0 0 0 0 E0H7Fra bibliotekHF8H
8 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH 1 1 1 1 1 1 1 0 FEH
说明：SUM是16位除以16位子程序:(A、B)÷(R6、R5)=商@R0,余数(A、B)。(参阅例4-9)
⑵ 转换显示字段码子程序
CHAG: CGLP:
TAB:
MOV DPTR,#TAB
;置共阴字段码表首址
MOV R0,#30H
;置显示数据区首址
MOV A,@R0
;取显示数字
MOVC A,@A+DPTR
00H
80H
9 0 1 1 0 1 1 1 1 6FH 1 1 1 1 0 1 1 0 F6H
10H
90H
显示数转换为显示字段码的步骤：
⑴ 从显示数中分离出显示的每一位数字 方法是将显示数除以十进制的权
⑵ 将分离出的显示数字转换为显示字段码 方法是查表
【例9-1】已知显示数存在内RAM 30H（高位）、 31H中，试将其转换为5位共阴字段码（顺序）， 存在以30H（高位）为首址的内RAM中。
§9-1 LED数码管显示接口
一、LED数码管
LED显示器的扩展(结构)
LED数码管的结构：①共阳与共阴
公共阳极
接高电平
hgfedcba
高电平点亮 h g f …… a
f
a g
b
f
a g
b
ed c
ed c
h
h
h g f …… a
hgfedcba
低电平点亮
公共阴极
接地
＠ 单片机系统扩展LED数码管时多用共阳LED: 共阳数码管每个段笔画是用低电平(“0”)点亮的,要求驱动 功率很小；而共阴数码管段笔画是用高电平(“0”)点亮的， 要求驱动功率较大。 ＠ 通常每个段笔画要串一个数百欧姆的降压电阻。
二、LED数码管编码方式
表9-1 共阴和共阳LED数码管几种八段编码表
显示
共阴顺序小数点暗
共阴逆序小数点暗
共阳顺序 共阳顺序
数字 Dp g f e d c b a 16进制 a b c d e f g Dp 16进制 小数点亮 小数点暗
0 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH 1 1 1 1 1 1 0 0 FCH
第9章 常用外围设备接口电路
本章要点:
LED数码管及编码方式 静态显示方式及其典型应用电路 动态显示方式及其典型应用电路 虚拟I2C总线串行显示电路 键盘去抖动和连接、控制方式 独立式按键及其接口电路 矩阵式键盘及其接口电路 并行A/D ADC0809及其接口电路 串行A/D ADC0832及其接口电路 I2C串行A/D典型应用电路 DAC0832及其接口电路 I2C串行D/A典型应用电路 开关量驱动输出接口电路
DIV AB
;产生十位显示数字
MOV DPTR,#TAB ;置共阳字段码表首址
MOVC A,@A+DPTR
;读十位显示符
MOV DPTR,#0BFFFH ;置74377(十位)地址
MOVX @DPTR,A
;输出十位显示符
MOV A,B
;读个位显示数字
MOV DPTR,#TAB ;置共阳字段码表首址