系统接口技术

第8章应用系统配置及接口技术●教学目标

介绍单片机与开关及键盘接口技术

介绍单片机与显示器接口技术

介绍单片机与A/D转换器的接口技术

介绍单片机与D/A转换器的接口技术

●学习要求

掌握单片机接口电路的基本功能，了解单片机接口的一般结构熟悉单片机系统的I/O端口配置，掌握相应接口的程序编制

8.1 单片机与开关及键盘接口技术

8.1.1 键盘的工作原理

1）键盘的输入原理

22）键输入接口的软、硬件功能

⑴ 键状态的可靠输入

①　双稳态消抖

②　滤波消抖电路

③　软件消抖

⑵ 获得键值或键号

⑶键处理程序

①监测有无键按下；

②有键按下后，在无硬件去抖动电路的情况下，应

用软件延时方法除去抖动影响；

③有可靠的逻辑处理办法，如N键锁定，即只处理一个键，其间任何按下又松开的键不产生影响，不管一次按键持续有多长时间，仅执行一次按键功能程序；

④ 输出确定的键号，以满足执行相应子程序要求。

8.1.2 独立式按键与行列式键盘及接口

1）独立式按键的硬件结构

2）独立式按键的软件结构

3）行列式键盘的结构及原理

4）行列式按键的识别方法

⑴扫描法

分两步进行：

第一步，识别键盘有无键按下；

第二步，如果有键被按下，识别出具体的按键。

识别键盘有无键按下的方法是：让所有列线均置为低电平，检查各行线电平是否有变化，如果有变化，则说明有键被按下；如果没有变化，则说明无键被按下。（实际编程时应考虑按键抖动的影响，通常采用软件延时的方法进行抖动消除处理）。

识别具体按键的方法是（称为扫描法）：逐列置低电平，其余各列置为高电平，检查各行线电平的变化，如果某行电平由高电平变为低电平，则可确定此行此列的交叉点处的按键被按下。

⑵线反转法

线反转法的两个具体操作步骤：

①　将行线编程为输入线，列线编程为输出线，并使输出线为全低电平，则行线中电平由高到低变化的所在行为按键所在行。

②　同①完全相反，将行线编程为输出线，列线编程为输入线，并使输出线为全低电平，则列线中电平由高到低变化的所在列为按键所在列。

实际编程时同样应考虑用软件延时进行消抖处理。

5) 键盘的工作方式

⑴编程扫描方式

键盘扫描程序一般应具备下述几个功能：

①判断键盘上有无键按下。其方法为列电平全输出为“0”电

平时，读行线电平状态，若行电平全为“1”电平，则键盘无键

按下，若不全为“1”电平，则有键按下。

②去除键抖动的影响。方法为，在判断有键按下后，软件延时

一段时间（一般为10ms左右）后，再判断键盘状态，如果仍为

有键按下状态，则认为有一个确定的键被按下，否则按键抖动处理。

③扫描键盘，得到按下键的键号。

④判别闭合的键是否释放。键闭合一次仅进行一次键功能操作。等键释放后即将键值送入累加器A中，然后执行键功能操作。

键号01234567键值FEXE FDXE FBXE F7XE EFXE DFXE BFXE7FXE 键号89101112131415键值FEXD FDXD FBXD F7XD EFXD DFXD BFXD7FXD 键号1617181920212223键值FEXB FDXB FBXB F7XB EFXB DFXB BFXB7FXB 键号2425262728293031键值FEX7FDX7FBX7F7X7EFX7DFX7BFX77FX7

⑵定时扫描工作方式 定时扫描工作方式是利用单片机内部定时器产生定时中断（例如10ms），CPU响应中断后对键盘进行扫描，并在有键按下时识别出该键，并执行相应的键功

能程序。

⑶中断工作方式 只有在键

盘上有键按下

时，发出中断

请求，CPU响

应中断请求

后，转中断服

务程序，进行

键盘扫描，识

别键码。

8.2单片机与显示器接口技术1）LED显示器结构与原理

LED显示器结构

⑴ LED

共阴极和共阳极的七段显示代码如下：

显示字符共阴极段代码共阳极段代码显示字符共阴极段代码共阳极段代码03FH C0H c39H C6H

106H F9H d5EH A1H

25BH A4H E79H86H

34FH B0H F71H8EH

466H99H P73H8CH

56DH92H U3EH C1H

67DH82H I31H CEH

707H F8H Y6EH91H

87FH80H H76H89H

96FH90H L38H C7H

A77H88H＝．C8H37H

b7CH83H“灭”00H FFH

LED显示器工作原理⑵ LED

2）动态显示器程序设计

8.3 A/D转换器与单片机的接口

A/D转换器与单片机的接口是单片机应用系统的重要接口，任何型号的ADC芯片都能与单片机连接，但接口形式与ADC芯片型号、转换速度以及分辨率的要求不同有所差异。 从ADC接口电路结构来看，ADC芯片与单片机连接

有如下形式：

⑴与单片机总线直接连接：

⑵用三态门与单片机连接：

⑶通过I/O接口与单片机相连：

1)．3位半双积分A/D转换器MC14433与8031单片

机的接口

MC14433是3位半双积分A/D转换器。

特点：抗干扰性能好、转换精度高、自动校零、自动极性输出、自动量程控制信号输出、动态字位扫描BCD码输出、单基准电压、外接元件少和价格低廉等。

但其转换速度慢，

约1～10次／秒。

⑴ MC14433的内部

结构及引脚功能

内部结构如图