单片机的典型外围接口技术
sccode =0xfe; while((sccode&0x10) != 0) {
P0 = sccode;
//去抖后再判断是否有键按下 //每行单独列送零
if((P0&0xf0)!=0xf0)
//判断此行是否有键按下
{ recode =(P0&0xf0)|0x0f;
//取列值
key2 = ((~sccode)+(~recode)) ;
的器件，为计算机系统的数字信号和模拟环境的连 续信号之间提供了 一种接口。
数/模转换器原理框图
IOUT1 IOUT2
R
-F
+
VOUT
D0
D1
D2
D3
R 2RΒιβλιοθήκη 2R2R2RR
I0 R
I1 R
I2 R
I3 I
VRE
节点0
节点1
节点2 节点3
F
倒T型电阻网络D/A转换原理图
VREF:基准电压输入 VOUT:电压模拟量输出
其次，使P1口的高4位转为输入方式，使P1口的低4位输出键扫描信号， 有键压下时，转入键译码和处理程序。
(2)通过串行口的接口电路
7.3 DAC接口
在过程控制和智能仪器仪表中，通常由单片机进 行实时控制和数据处理。计算机所加工和处理的信息 是数字量，而被测或被控对象的有关参量往往是一些 连续变化的模拟量，如温度、压力、流量、速度及加 速度等。因此，必须将模拟量转换成数字量，以便计 算机进行处理。
#include <getkey.h>
char get_key(void) {
if(!CHANGE_NUM) {
Delay_N_ms(40); while(!CHANGE_NUM) {
; } return(1); }
if(!VIEW) {
Delay_N_ms(40);
}
独立连接式键盘
while(!VIEW) { ; } return(2);
ILE：允许输入锁存，高电平有效。
CS：片选，低电平有效。CS与ILE信号结合，可对 WR1是否起作用进行控制。
WR1：写信号1，输入，低电平有效。用来将CPU 数据总线送来的数据锁存于输入寄存器中。 WR1当有效时，CS和ILE也必须同时有效。
XFER：传送控制信号，低电平有效。用来控制 WR2，选通DAC寄存器。
(1) 内部无锁存器的数/模转换器 DAC0800(8 bit)、AD7520(10 bit)、AD7521(12 bit)
(2) 内部带锁存器的数/模转换器 DAC0832(8 bit)、DAC1210(12 bit)、AD7542(12 bit)
7.3.2 D/A转换器的接口电路
8位数/模转换器——DAC0832 技术特性：
80C51的P0口直接 与DAC0832的数字输入 DI7~DI0相接，80C51 的WR与DAC0832的 WR1相接，P2.7与片选 端CS连接,WR2、XFER 直接接地，芯片采用 的是单缓冲方式。
Iout2：DAC电流输出2，其与Iout1的关系，满足下式：
Iout1+Iout2=常数
Rbf：反馈电阻，固化在芯片中，作为运算放大器分 路反馈电阻，为DAC提供电压输出。
Vref：参考电压输入，通过它将外加高精度电压源 与内部电阻网络相连接。Vref可在+10~-10 V 范围内选择。
DAC0832与80C51的接口电路
WR2：写信号2，输入，低电平有效。用以将锁存 于输入寄存器中的数据传送到DAC寄存器中，并 锁存起来。当WR2有效时，XFER也必须同时有效。
DI7~DI0：8位数字输入，DI7为MSB，DI0为LSB
Iout1：DAC电流输出1，当数字量为全1时，输出电 流最大；当数字量为全0时，输出电流最小。
另一方面，实际应用中，计算机处理的结果往往 也需要转换成模拟量，以便实现对被控对象的控制。 将数字量转换成模拟量的过程称为数字-模拟转换 （DAC），使用的转换器件称为D/A转换器。
7.3.1 D/A转换器及其接口电路的一般特点 1 数/模(D/A)转换器 数/模转换器是一种将数字信号转换成模拟信号
通过P0口和P1口的显示接口电路：
MOV MOV MOV MOVX
A，#字形编码 P1，A ；从P1口输出字形 A，#01H ；输出字位码，点亮最右边一位 @R0,A ；通过P0输出字位,并锁存
键盘和显示电路 (1)通过P1口及译码器的接口电路
首先，使P1口的低4位输出字形代码；P1口的高4位输出一个位扫描字， 经3-8译码器后显示某一位，并保持1 ms。各位扫描一遍后，关掉显示。
} return(0);
矩阵式键盘
uchar get_key(void) {
uchar sccode , recode , key2; P0 = 0xf0; //行发全零，列接收 if ((P0&0xf0) !=0xf0) {
delayms(); //如果有键按下去抖20毫秒
if((P0&0xf0)!=0xf0) {
输入数字量为8位， 逻辑电平与TTL兼容，
参考电压Vref的工作范围为+10~-10 V， 电源电压Vcc的范围为+5~+15 V， 具有单缓冲、双缓冲及直通三种数据输入工 作方式。
DAC0832的引脚及内部结构图
芯片内有一个8位输入寄存器和一个8位DAC寄存器，形成两级缓冲 结构。这样可使DAC转换输出前一个数据的同时，将下一个数据传送到8 位输入寄存器，以提高数/模转换的速度。更重要的是，能够在多个数/ 模转换器分时输入数据之后，同时输出模拟电压。
3
V R OUT
VREF F 16R
2i Di
i0
2 数/模转换器接口电路的一般特点
数/模转换器的数字输入是由数据线引入的，而数 据线上的数据是变动的，为了保持数/模转换器输出的 稳定，就必须在微处理器与数/模转换器输入口之间增 加锁存数据的功能。根据数/模转换器输入口是否具有 锁存器可将其分为两类。
while((P0&0xf0)!=0xf0)
{
;
}
return(key2);
}
else sccode =(sccode<<1)|0x01; //若此行无键按下则循环一次换列
}
} return(0); //去抖后无键按下则返回零值
}
return(0);
}
(2) 动态显示电路
工作过程是：将字形代码送入字形锁存器锁存，这时所有的 显示块都有可能显示同样的字符；再将需要显示的位置送入 字位锁存器锁存。为防止闪烁，显示的时间在1~2 ms。
P0 = sccode;
//去抖后再判断是否有键按下 //每行单独列送零
if((P0&0xf0)!=0xf0)
//判断此行是否有键按下
{ recode =(P0&0xf0)|0x0f;
//取列值
key2 = ((~sccode)+(~recode)) ;
的器件，为计算机系统的数字信号和模拟环境的连 续信号之间提供了 一种接口。
数/模转换器原理框图
IOUT1 IOUT2
R
-F
+
VOUT
D0
D1
D2
D3
R 2RΒιβλιοθήκη 2R2R2RR
I0 R
I1 R
I2 R
I3 I
VRE
节点0
节点1
节点2 节点3
F
倒T型电阻网络D/A转换原理图
VREF:基准电压输入 VOUT:电压模拟量输出
其次，使P1口的高4位转为输入方式，使P1口的低4位输出键扫描信号， 有键压下时，转入键译码和处理程序。
(2)通过串行口的接口电路
7.3 DAC接口
在过程控制和智能仪器仪表中，通常由单片机进 行实时控制和数据处理。计算机所加工和处理的信息 是数字量，而被测或被控对象的有关参量往往是一些 连续变化的模拟量，如温度、压力、流量、速度及加 速度等。因此，必须将模拟量转换成数字量，以便计 算机进行处理。
#include <getkey.h>
char get_key(void) {
if(!CHANGE_NUM) {
Delay_N_ms(40); while(!CHANGE_NUM) {
; } return(1); }
if(!VIEW) {
Delay_N_ms(40);
}
独立连接式键盘
while(!VIEW) { ; } return(2);
ILE：允许输入锁存，高电平有效。
CS：片选，低电平有效。CS与ILE信号结合，可对 WR1是否起作用进行控制。
WR1：写信号1，输入，低电平有效。用来将CPU 数据总线送来的数据锁存于输入寄存器中。 WR1当有效时，CS和ILE也必须同时有效。
XFER：传送控制信号，低电平有效。用来控制 WR2，选通DAC寄存器。
(1) 内部无锁存器的数/模转换器 DAC0800(8 bit)、AD7520(10 bit)、AD7521(12 bit)
(2) 内部带锁存器的数/模转换器 DAC0832(8 bit)、DAC1210(12 bit)、AD7542(12 bit)
7.3.2 D/A转换器的接口电路
8位数/模转换器——DAC0832 技术特性：
80C51的P0口直接 与DAC0832的数字输入 DI7~DI0相接，80C51 的WR与DAC0832的 WR1相接，P2.7与片选 端CS连接,WR2、XFER 直接接地，芯片采用 的是单缓冲方式。
Iout2：DAC电流输出2，其与Iout1的关系，满足下式：
Iout1+Iout2=常数
Rbf：反馈电阻，固化在芯片中，作为运算放大器分 路反馈电阻，为DAC提供电压输出。
Vref：参考电压输入，通过它将外加高精度电压源 与内部电阻网络相连接。Vref可在+10~-10 V 范围内选择。
DAC0832与80C51的接口电路
WR2：写信号2，输入，低电平有效。用以将锁存 于输入寄存器中的数据传送到DAC寄存器中，并 锁存起来。当WR2有效时，XFER也必须同时有效。
DI7~DI0：8位数字输入，DI7为MSB，DI0为LSB
Iout1：DAC电流输出1，当数字量为全1时，输出电 流最大；当数字量为全0时，输出电流最小。
另一方面，实际应用中，计算机处理的结果往往 也需要转换成模拟量，以便实现对被控对象的控制。 将数字量转换成模拟量的过程称为数字-模拟转换 （DAC），使用的转换器件称为D/A转换器。
7.3.1 D/A转换器及其接口电路的一般特点 1 数/模(D/A)转换器 数/模转换器是一种将数字信号转换成模拟信号
通过P0口和P1口的显示接口电路：
MOV MOV MOV MOVX
A，#字形编码 P1，A ；从P1口输出字形 A，#01H ；输出字位码，点亮最右边一位 @R0,A ；通过P0输出字位,并锁存
键盘和显示电路 (1)通过P1口及译码器的接口电路
首先，使P1口的低4位输出字形代码；P1口的高4位输出一个位扫描字， 经3-8译码器后显示某一位，并保持1 ms。各位扫描一遍后，关掉显示。
} return(0);
矩阵式键盘
uchar get_key(void) {
uchar sccode , recode , key2; P0 = 0xf0; //行发全零，列接收 if ((P0&0xf0) !=0xf0) {
delayms(); //如果有键按下去抖20毫秒
if((P0&0xf0)!=0xf0) {
输入数字量为8位， 逻辑电平与TTL兼容，
参考电压Vref的工作范围为+10~-10 V， 电源电压Vcc的范围为+5~+15 V， 具有单缓冲、双缓冲及直通三种数据输入工 作方式。
DAC0832的引脚及内部结构图
芯片内有一个8位输入寄存器和一个8位DAC寄存器，形成两级缓冲 结构。这样可使DAC转换输出前一个数据的同时，将下一个数据传送到8 位输入寄存器，以提高数/模转换的速度。更重要的是，能够在多个数/ 模转换器分时输入数据之后，同时输出模拟电压。
3
V R OUT
VREF F 16R
2i Di
i0
2 数/模转换器接口电路的一般特点
数/模转换器的数字输入是由数据线引入的，而数 据线上的数据是变动的，为了保持数/模转换器输出的 稳定，就必须在微处理器与数/模转换器输入口之间增 加锁存数据的功能。根据数/模转换器输入口是否具有 锁存器可将其分为两类。
while((P0&0xf0)!=0xf0)
{
;
}
return(key2);
}
else sccode =(sccode<<1)|0x01; //若此行无键按下则循环一次换列
}
} return(0); //去抖后无键按下则返回零值
}
return(0);
}
(2) 动态显示电路
工作过程是：将字形代码送入字形锁存器锁存，这时所有的 显示块都有可能显示同样的字符；再将需要显示的位置送入 字位锁存器锁存。为防止闪烁，显示的时间在1~2 ms。
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10第7章 单片机的典型外围接口技术
优点：耗电省、内藏控制器、 使用方便。宽视角，可带背光 每个字型对应一个管，造价高， 控制与应用复杂，被淘汰 缺点：造价高、特别是彩色液 晶显示器、亮度低 2) 七段LED，LCD显示器 b. CRT显示器 LED数码管主动发光 单显、CGA、EGA、VGA、SVGA LCD数码管被动发光 优点：有标准的硬件规范，驱 耗电省、效率高、发光控制简单、 动程序较多，可有触摸屏。 缺点：体积大、耗电多 造价低 可显示数字和部分字母
74HC247的驱动能力很 强，每根输出线的灌电 流可达20 mA。驱动共阳 极显示块是没有问题的。
10
7.2.2-2 动态显示
工作过程是：将字形代码送入字形锁存器锁存，这时所有的 显示块都有可能显示同样的字符；再将需要显示的位置送入 字位锁存器锁存。为防止闪烁，显示的时间在1~2 ms。 图7-12通过P0口和P1口的显示接口电路
+5V
PB 0 PB 1 PB 2 PB 3 PB 4 PB 5 PB 6 PB 7
1K
8A 8Y 7A 7Y 6 A BIC 6Y 5A 5Y 4 A 87184Y 3A 3Y 2A 2Y 1Y 1A VCC G GND +5V
~
+5V
12
7.3 DAC接口
D/A、A/D在单片机系统中的应用
13
第七章 单片机的典型外围接口技术
学时： 键盘接口、显示接口、DAC接口、ADC接口
1
7.1 键ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ接口
1. 键盘的工作原理 键盘的种类：独立连接式 键盘和矩阵式键盘。
图7-1 独立式键盘
图7-2 矩阵式键盘
2
软、硬件去抖动电路
单片机原理及接口技术C51编程第1章 单片机概述-PPT课件
8
第四阶段〔1983年～现在〕：8位单片机稳固开展及16位单片机、32位 单片机推出阶段。
16位典型产品Intel公司的MCS-96系列单片机。而32位单片机除具有更 高集成度外，其数据处理速度比16位单片机提高许多，性能比8位、 16位单片机更加优越。
20世纪90年代单片机大开展时期，Mortorola、Intel、ATMEL、德州仪 器〔TI〕、三菱、日立、飞利浦、LG等公司开发一大批性能优越的单 片机，极大推动单片机应用。近年，不少新型高集成度的单片机涌现。 目前，除8位单片机得到广泛应用外，16位单片机、32位单片机也得 到广阔用户青睐。
1.4 单片机的应用 软硬件结合、体积小，容易嵌入到各种应用系统中。得到广泛应用。
12
1．工业检测与控制 主要应用：工业过程控制、智能控制、设备控制、数据采集和传输、测
试、测量、监控等。在工业自动化领域中，机电一体化技术将发挥愈 来愈重要的作用，在这种集机械、微电子和计算机技术为一体的综合 技术〔如机器人技术〕中，单片机发挥着非常重要作用。 2．仪器仪表 目前对仪器仪表的自动化和智能化要求越来越高。单片机的使用有助于 提高仪器仪表的精度和准确度，简化结构，减小体积而易于携带和使 用，加速仪器仪表向数字化、智能化、多功能化方向开展。
2
按用途可分为通用型和专用型两大类。 〔1〕通用型 内部可开发资源〔如存储器、I/O等各种外围功能部件等〕
可全部提供给用户。 根据需要，设计一个以通用单片机芯片为核心，再配以外围接口电路及
外围设备，并编写相应软件来满足各种不同需要的测控系统。通常所 说和本书介绍的是指通用型单片机。 〔2〕专用型 专门针对某些产品的特定用途而制作的。
9
1.3 单片机的特点 单片机是集成电路技术与微型计算机技术高速开展的产物。体积小、价
第四阶段〔1983年～现在〕：8位单片机稳固开展及16位单片机、32位 单片机推出阶段。
16位典型产品Intel公司的MCS-96系列单片机。而32位单片机除具有更 高集成度外，其数据处理速度比16位单片机提高许多，性能比8位、 16位单片机更加优越。
20世纪90年代单片机大开展时期，Mortorola、Intel、ATMEL、德州仪 器〔TI〕、三菱、日立、飞利浦、LG等公司开发一大批性能优越的单 片机，极大推动单片机应用。近年，不少新型高集成度的单片机涌现。 目前，除8位单片机得到广泛应用外，16位单片机、32位单片机也得 到广阔用户青睐。
1.4 单片机的应用 软硬件结合、体积小，容易嵌入到各种应用系统中。得到广泛应用。
12
1．工业检测与控制 主要应用：工业过程控制、智能控制、设备控制、数据采集和传输、测
试、测量、监控等。在工业自动化领域中，机电一体化技术将发挥愈 来愈重要的作用，在这种集机械、微电子和计算机技术为一体的综合 技术〔如机器人技术〕中，单片机发挥着非常重要作用。 2．仪器仪表 目前对仪器仪表的自动化和智能化要求越来越高。单片机的使用有助于 提高仪器仪表的精度和准确度，简化结构，减小体积而易于携带和使 用，加速仪器仪表向数字化、智能化、多功能化方向开展。
2
按用途可分为通用型和专用型两大类。 〔1〕通用型 内部可开发资源〔如存储器、I/O等各种外围功能部件等〕
可全部提供给用户。 根据需要，设计一个以通用单片机芯片为核心，再配以外围接口电路及
外围设备，并编写相应软件来满足各种不同需要的测控系统。通常所 说和本书介绍的是指通用型单片机。 〔2〕专用型 专门针对某些产品的特定用途而制作的。
9
1.3 单片机的特点 单片机是集成电路技术与微型计算机技术高速开展的产物。体积小、价
单片机典型外围接口技术
ADC0809的引脚 第8章 单片机典型外围接口技术
ADC0809芯片为28引脚双列直插式封装。
CLOCK IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 ADDC ADDB ADDA ALE 地址 锁存 与译码
8 位 A/D 转 换 器 输 出 锁 存 与 缓 冲
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 OE START EOC
ADC0809芯片为28引脚双列直插式封装。
CLOCK IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 ADDC ADDB ADDA ALE 地址 锁存 与译码 Vref- Vref+
8 位 A/D 转 换 器 输 出 锁 存 与 缓 冲
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 OE START EOC
第8章 单片机典型外围接口技术
第8章 单片机典型外围接口技术
8.1 模拟接口概述 8.2 ADC及其接口
8.3 DAC及其接口
第8章 单片机典型外围接口技术
8.1
模拟接口概述
单片机的外部设备不一定都是数字式的，也经常会和模拟式的设备连接。
例如单片机来控制温度、压力时，温度和压力都是连续变化的，都是模拟
ADC0809的接口方法 第8章 单片机典型外围接口技术 8951 8951
ADC0809的接口 第8章 单片机典型外围接口技术
A/D转换后得到的是数字量的数据，这些数据应传送给单片机进行处 理。数据传送的关键问题是如何确认A/D转换完成，因为只有确认数据转 换完成后，才能进行传送。为此，可采用下述三种方式。 1) 定时传送方式 2) 查询方式 3) 中断方式
8 位 A/D 转 换 器 输 出 锁 存 与 缓 冲
单片机接口技术及应用
13.掌握串行通信的原理，掌握串口通信模式的设置；
14.会用矩阵键盘实现各种功能控制。
1.培养共享知识的能力，即团队合作能力；
2.培养探究知识的能力，即创新能力；
3.培养传播知识的能力，即交流沟通能力；
4.培养获取、领会和理解外界信息的能力；
5.培养语言表达以及对实物分析和判断的能力；
6.培养诚实守信、敬业爱岗、吃苦耐劳的良好职业道德素养。
7.利用单片机的外部中断功能实现时钟的中断控制；
8.键盘及键盘控制程序的设计；
9.学会用定时器/计数器编写定时或计数的应用程序；
10.学习什么是单片机的通信，什么是单片机的串口通信和并口通信；
11.会用矩阵键盘实现数字显示功能的控制，学会键盘输入数字，键盘对程序的控制。
12.分析用单片机产生正弦波形的原理；
改革传统的由一次期末考试进行评价的考核方式，注重学生学习任务实施过程评价，将整个课程考核分为两个部分：学习任务过程评价和期末考试综合评价。
在教学方法上采用任务驱动：任务设计（教材或教师设计）→任务准备（教师课前准备实现任务）→任务呈现（教师演示所要实现的任务的效果和目的要求）→分析任务（学生讨论，教师引导）→任务实现方案（学生提方案，教师作评价）→任务实现方案优化（教师引导，学生选优）→归纳总结知识点和技能点（师、生共同）→布置新任务（学生课后完成任务和要求），这样一个教学实施过程。
2、项目实施
分组完成项目，既要做出项目，也要写好实训报告。项目是对学生综合设计能力的培养和锻炼，同时要求写好实训报告，一是有利于学生对所学知识进行总结；二是对培养学生的科学态度，实事求是的写出自己实验测试的结果，并对结果进行科学的分析，得出正确的结论；项目实施也是团队精神的锻炼和提高。
14.会用矩阵键盘实现各种功能控制。
1.培养共享知识的能力，即团队合作能力；
2.培养探究知识的能力，即创新能力；
3.培养传播知识的能力，即交流沟通能力；
4.培养获取、领会和理解外界信息的能力；
5.培养语言表达以及对实物分析和判断的能力；
6.培养诚实守信、敬业爱岗、吃苦耐劳的良好职业道德素养。
7.利用单片机的外部中断功能实现时钟的中断控制；
8.键盘及键盘控制程序的设计；
9.学会用定时器/计数器编写定时或计数的应用程序；
10.学习什么是单片机的通信，什么是单片机的串口通信和并口通信；
11.会用矩阵键盘实现数字显示功能的控制，学会键盘输入数字，键盘对程序的控制。
12.分析用单片机产生正弦波形的原理；
改革传统的由一次期末考试进行评价的考核方式，注重学生学习任务实施过程评价，将整个课程考核分为两个部分：学习任务过程评价和期末考试综合评价。
在教学方法上采用任务驱动：任务设计（教材或教师设计）→任务准备（教师课前准备实现任务）→任务呈现（教师演示所要实现的任务的效果和目的要求）→分析任务（学生讨论，教师引导）→任务实现方案（学生提方案，教师作评价）→任务实现方案优化（教师引导，学生选优）→归纳总结知识点和技能点（师、生共同）→布置新任务（学生课后完成任务和要求），这样一个教学实施过程。
2、项目实施
分组完成项目，既要做出项目，也要写好实训报告。项目是对学生综合设计能力的培养和锻炼，同时要求写好实训报告，一是有利于学生对所学知识进行总结；二是对培养学生的科学态度，实事求是的写出自己实验测试的结果，并对结果进行科学的分析，得出正确的结论；项目实施也是团队精神的锻炼和提高。
单片机原理及接口技术 李朝青 第4版
单片机原理及接口技术
3、CPU中的主要寄存器
1）累加器（A） 2）数据寄存器（DR） 3）指令寄存器（IR） 4）指令译码器（ID） 5）程序计数器（PC） 6）地址寄存器（AR）
单片机原理及接口技术
1）累加器（A）
累加器是微处理器中最繁忙的寄存器。 在算术和逻辑运算时，它具有双重功能：
运算前，用于保存一个操作数； 运算后，用于保存所得的和、差或逻辑运算结果。
例如： 两个数（7和9）相加，在相加之前，操作数
9放在累加器中，7放在数据寄存器中，执行两 数相加运算的控制线发出“加”操作信号，ALU 即把两个数相加并把结果（16）存入累加器， 取代累加器前面存放的数9。
单片机原理及接口技术
3）ALU的两个主要的输入来源
输入来源
累加器 数据寄存器
单片机原理及接口技术
设计者：刘艳玲
单片机原理及接口技术
第1章 微机基础知识
1.1 微处理器、微机和单片机的概念 1.2 微机的工作过程 1.3 常用数制和编码 1.4 数据在计算机中的表示 1.5 89C51/S51单片机 1.6 思考题与习题
单片机原理及接口技术
§1.1 微处理器、微机和单片机的概念
§1.1.1 微处理器(机)的组成 §1.1.2 存储器和输入输出接口
单片机原理及接口技术
5）程序计数器（PC）
通常又称为指令地址计数器。 在程序开始执行前，必须将其起始地址，即程序的
第一条指令所在的内存单元地址送到PC。
当执行指令时，CPU将自动修改PC的内容，使之总是保 存将要执行的下一条指令的地址。
由于大多数指令都是按顺序执行的，所以修改的过程 通常是简单的加1操作。
1）运算器的组成
运算器
3、CPU中的主要寄存器
1）累加器（A） 2）数据寄存器（DR） 3）指令寄存器（IR） 4）指令译码器（ID） 5）程序计数器（PC） 6）地址寄存器（AR）
单片机原理及接口技术
1）累加器（A）
累加器是微处理器中最繁忙的寄存器。 在算术和逻辑运算时，它具有双重功能：
运算前，用于保存一个操作数； 运算后，用于保存所得的和、差或逻辑运算结果。
例如： 两个数（7和9）相加，在相加之前，操作数
9放在累加器中，7放在数据寄存器中，执行两 数相加运算的控制线发出“加”操作信号，ALU 即把两个数相加并把结果（16）存入累加器， 取代累加器前面存放的数9。
单片机原理及接口技术
3）ALU的两个主要的输入来源
输入来源
累加器 数据寄存器
单片机原理及接口技术
设计者：刘艳玲
单片机原理及接口技术
第1章 微机基础知识
1.1 微处理器、微机和单片机的概念 1.2 微机的工作过程 1.3 常用数制和编码 1.4 数据在计算机中的表示 1.5 89C51/S51单片机 1.6 思考题与习题
单片机原理及接口技术
§1.1 微处理器、微机和单片机的概念
§1.1.1 微处理器(机)的组成 §1.1.2 存储器和输入输出接口
单片机原理及接口技术
5）程序计数器（PC）
通常又称为指令地址计数器。 在程序开始执行前，必须将其起始地址，即程序的
第一条指令所在的内存单元地址送到PC。
当执行指令时，CPU将自动修改PC的内容，使之总是保 存将要执行的下一条指令的地址。
由于大多数指令都是按顺序执行的，所以修改的过程 通常是简单的加1操作。
1）运算器的组成
运算器
单片机的典型外围接口技术
if((P0&0xf0)!=0xf0) //判断此行是否有键按下 { recode =(P0&0xf0)|0x0f; //取列值 key2 = ((~sccode)+(~recode)) ; while((P0&0xf0)!=0xf0) { ; } return(key2); } else sccode =(sccode<<1)|0x01; //若此行无键按下则循环一次换列 } } return(0); //去抖后无键按下则返回零值
7.4 ADC接口
7.4.1 A/D转换器及与单片机的接口 1 模/数转换器 模/数转换器是一 种用来将连续的模拟信 号转换成适合于数字处 理的二进制数的器件。 由图中可以看出，模/数转换器的输入有两种： 模拟输入信号Vin和参考电压Vref；其输出是一组二进 制数。可以认为，模/数转换器是一个将模拟信号值编 制成对应的二进制码的编码器。与此对应，数/模转换 器则是一个解码器。
#include <getkey.h>
char get_key(void) { if(!CHANGE_NUM) { Delay_N_ms(40); while(!CHANGE_NUM) { ; } return(1); }
if(!VIEW) { Delay_N_ms(40); }
独立连接式键盘
while(!VIEW) { ; } return(2);
0
1
0
1
1
AD1 AD0 R/W
· 写操作信息传递格式如下： 控制字节
R2
R1
R0
RST
PD
×
×
A0
R2、R1、R0：保留位，设置为0。
RST：复位位，设置为1，将使所有寄存器复位为0。 PD：电源控制位，设置为1，器件处于4 μA低功耗方式； 设置为0，返回正常工作状态。
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五、中断服务
• 对事件的整个处理过程，称为中断 服务（或中断处理）。
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六、中断返回
• 中断处理完毕，在返回到原来被中止的 地方，称为中断返回
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七、中断方式的特点
• 1、中断方式消除了CPU在查询方式中的等待现象， 大大提高了CPU的工作效率。
②ES—串行口中断允许位。
ES=0，禁止串行口中断；
ES=1，允许串行口中断。
③ET1—定时器/计数器T1的溢出中断允许位。
ET1=0，禁止T1中断；
ET1=1，允许T1中断。
④EX1—外部中断1的溢出中断允许位。
EX1=0，禁止外部中断1中断； EX1=1，允许外部中断1中断。
⑤ET0—定时器/计数器T0的溢出中断允许位。
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1、89C51/S51的中断优先级
• 89C51/S51有两个中断优先级。 • 每个中断请求源均可编程为高优先级中断或低优先级
中断。 • 中断系统中有两个不可寻址的“优先级生效”触发器，
分别指出CPU正在执行的高、低优先级的中断服务程 序。当其为1时则分别屏蔽所有的中断请求。
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一、89C51/S51中断系统的五个中断源
1、INT0——外部中断0请求，低电平有效。通过P3.2引脚输入。 2、INT1——外部中断1请求，低电平有效。通过P3.3引脚输入。 3、T0——定时器/计数器0溢出中断请求。 4、T1——定时器/计数器1溢出中断请求。 5、TX/RX——串行口中断请求。当串行口完成一帧数据的发送或 接收时，便请求中断。
• 因此，CPU可以使多个外设同时工作，并 分时为各外设提供服务，从而提高了CPU 的利用率和输入和输出的速度。
五、中断服务
• 对事件的整个处理过程，称为中断 服务（或中断处理）。
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六、中断返回
• 中断处理完毕，在返回到原来被中止的 地方，称为中断返回
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七、中断方式的特点
• 1、中断方式消除了CPU在查询方式中的等待现象， 大大提高了CPU的工作效率。
②ES—串行口中断允许位。
ES=0，禁止串行口中断；
ES=1，允许串行口中断。
③ET1—定时器/计数器T1的溢出中断允许位。
ET1=0，禁止T1中断；
ET1=1，允许T1中断。
④EX1—外部中断1的溢出中断允许位。
EX1=0，禁止外部中断1中断； EX1=1，允许外部中断1中断。
⑤ET0—定时器/计数器T0的溢出中断允许位。
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1、89C51/S51的中断优先级
• 89C51/S51有两个中断优先级。 • 每个中断请求源均可编程为高优先级中断或低优先级
中断。 • 中断系统中有两个不可寻址的“优先级生效”触发器，
分别指出CPU正在执行的高、低优先级的中断服务程 序。当其为1时则分别屏蔽所有的中断请求。
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一、89C51/S51中断系统的五个中断源
1、INT0——外部中断0请求，低电平有效。通过P3.2引脚输入。 2、INT1——外部中断1请求，低电平有效。通过P3.3引脚输入。 3、T0——定时器/计数器0溢出中断请求。 4、T1——定时器/计数器1溢出中断请求。 5、TX/RX——串行口中断请求。当串行口完成一帧数据的发送或 接收时，便请求中断。
• 因此，CPU可以使多个外设同时工作，并 分时为各外设提供服务，从而提高了CPU 的利用率和输入和输出的速度。
单片机原理及接口技术第5章 IO口应用-显示与开关键盘输入
图5-1
发光二极管与单片机并行口的连接
5
如果端口引脚为低电平，能使灌电流Id从单片机的外部流入内部，则将
大大增加流过的灌电流值，如图5-1（b）所示。所以，AT89S51单片机任 何一个端口要想获得较大的驱动能力，要采用低电平输出。 如果一定要高电平驱动，可在单片机与发光二极管之间加驱动电路，如 74LS04、74LS244等。 5.1.2 单片机I/O端口控制发光二极管的编程 发光二极管与单片机的I/O端口的连接，如图5-1（b）所示。如要点亮 某发光二极管，只需该I/O端口位写入“0”即可。下面通过一个例子介绍如
21
图5-6 4位LED静态显示的示意图
示字符。这样在同一时间，每一位显示的字符可以各不相同。但是，静态
显示方式占用I/O口线较多。 对于图5-6所示电路，要占用4个8位I/O口（或锁存器）。如果数码管 数目增多，则还需要增加I/O口的数目。在实际的系统设计中，如果显示位 数较少，可采用静态显示方式。但显示位数较多时，为了降低成本，一般 采用动态显示方式。 2. 动态扫描显示方式 显示位数较多时，静态显示所占用的I/O口多，为节省I/O口与驱动电路
单片机控制的8位I/O口锁存器输出相连。如果送往各个LED数码管所显示字 符的段码一经确定，则相应I/O口锁存器锁存的段码输出将维持不变，直到
送入下一个显示字符的段码。因此，静态显示方式的显示无闪烁，亮度较
高，软件控制比较容易。 图5-6所示为4位LED数码管静态显示电路，各个数码管可独立显示，
只要向控制各位I/O口锁存器写入相应的显示段码，该位就能保持相应的显
闭合时，P3.0引脚为低电平。单片机对开关状态的检测是由程序检测
10
图5-3
开关、LED发光二极管与P1口的连接
单片机7-第七章外围接口技术
EOC：转换结束信号，输出，高电平有效。在START的上 升沿之后0～8个时钟期间，EOC变为低电平。当转换结束 时，EOC变为高电平。
2) 软件查询识别法 将全部行线置为低电平，全部列线置为高电平，定时从
列线对应的I/O口线输入数据，如果判定接收的数据中有低 电平存在，则说明有按键按下，开始执行键盘扫描程序。
采用硬件中断识别方式可以随时响应键盘动作，具有较强 的实时性，而采用软件查询方式则可以简化电路。
4．矩阵键盘扫描程序举例
接与门输入
端，与门输
出接INT0
列
线
P1.0 ，
P1.1 扫
P1.2 描
P1.3 输
入
P1.7 行
P1.6
线 ，
P1.5
扫 描
P1.4
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
输 出
键盘扫描程序如下：
INT0ISR: 中断服务程序 MOV P1, #0FFH CLR P1.4 ；扫描输出 MOV A, P1 ；扫描输入 ANL A, #0FH XRL A, #0FH JZ NOKEY0 LCALL DELAY10MS MOV A, P1 ANL A, #0FH XRL A, #0FH JZ NOKEY0
4 × 4矩阵式键盘电路
P1口的8根I/O口线分成 行、列线连接， P1.0～P1.3为行线， P1.4～P1.7为列线。
16只按键分别跨接在对 应的行、列线节点上。
行线特定的4位数据输出 和列线对应的4位数据输 入可以组成一个8位的特 征字，该特征字即为键 值。
1、键盘电路的工作原理
矩阵式键盘将P1口的8根I/O口线分成行、列线连接，图中 P1.0～P1.3为行线，P1.4～P1.7为列线。16只按键分别跨接在 对应的行、列线节点上。
2) 软件查询识别法 将全部行线置为低电平，全部列线置为高电平，定时从
列线对应的I/O口线输入数据，如果判定接收的数据中有低 电平存在，则说明有按键按下，开始执行键盘扫描程序。
采用硬件中断识别方式可以随时响应键盘动作，具有较强 的实时性，而采用软件查询方式则可以简化电路。
4．矩阵键盘扫描程序举例
接与门输入
端，与门输
出接INT0
列
线
P1.0 ，
P1.1 扫
P1.2 描
P1.3 输
入
P1.7 行
P1.6
线 ，
P1.5
扫 描
P1.4
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
输 出
键盘扫描程序如下：
INT0ISR: 中断服务程序 MOV P1, #0FFH CLR P1.4 ；扫描输出 MOV A, P1 ；扫描输入 ANL A, #0FH XRL A, #0FH JZ NOKEY0 LCALL DELAY10MS MOV A, P1 ANL A, #0FH XRL A, #0FH JZ NOKEY0
4 × 4矩阵式键盘电路
P1口的8根I/O口线分成 行、列线连接， P1.0～P1.3为行线， P1.4～P1.7为列线。
16只按键分别跨接在对 应的行、列线节点上。
行线特定的4位数据输出 和列线对应的4位数据输 入可以组成一个8位的特 征字，该特征字即为键 值。
1、键盘电路的工作原理
矩阵式键盘将P1口的8根I/O口线分成行、列线连接，图中 P1.0～P1.3为行线，P1.4～P1.7为列线。16只按键分别跨接在 对应的行、列线节点上。
单片机接口技术的特点与应用设计
单片机接口技术的特点与应用设计摘要本文首先介绍了单片机接口技术的特点，之后对ps/2鼠标接口单片机设备进行扩展，主要完成了串口转ps/2鼠标硬件和软件结构设计。
关键词单片机；接口技术；ps/2中图分类号tp39 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）44-0208-02接口是指各种不同特性部件的相互交接部分。
对于单片机，cpu 与其它外围电路和部件相互交接的部分就是接口。
接口又分为和软件部分硬件部分。
接口软件则是指为实现信息交换而设计的程序；硬件接口是指两个部件实体之间的连线和逻辑电路。
在现在所掌握的技术条件下，硬件接口都必须得到相应的接口软件的支持。
1 单片机接口技术的特点单片机本身已经具备了一些常用的功能部件，而且我们知道单片机的应用主要是面向测控系统，因此，与通用计算机的接口技术相比较，单片机的接口技术有以下特点。
1）单片机的接口往往更侧重于人机接口和控制接口。
通用微机的人机界面是标准键盘和显示器，较之单片机的人机接口要复杂，同时功能也强得多。
pc机的键盘本身就是一个单片机系统，可以对100多个键进行扫描，并具有消除抖动和重键处理等功能。
另外，通用计算机不是面向测控应用的，因此通常不具备测控接口。
如果需要，也必须使用扩展板；2）单片机的接口往往都是由用户自行设计的，而且不会有统一的标准和规格。
而且同一种功能也可以采用不同的接口设计方案。
而对于通用微型计算机的接口部件一般是已经设计好的，用户也只能使用它所提供的功能，却不能更改其原有的设计。
因此，单片机的接口设计往往需要更多的技巧和经验；3）单片机应用系统的规模通常都比较小，存储器的容量也不大。
因此，很少采用大容量的存储器，而且通常只采用静态存储器，很少采用动态存储器。
另外，也很少采用外部存储器（软盘、硬盘等）。
而在通用微型计算机中，通常都采用大容量的动态存储器，软盘和硬盘更是必不可少的大容量的外部存储器。
2 单片机接口技术的应用——ps/2接口技术作为一个出现较早的输入接口，基于ps/2的开发技术已经相当成熟，但是这些成熟的技术主要掌握在部分主板开发商和鼠标键盘开发商手上。