常用数字接口电路(1)ppt课件
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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。
《数字电路实验》课件
体管数量越来越多。
02
低功耗设计
随着便携式电子设备的普及，低功耗设计成为数字电路发展的重要趋势
。
03
可编程逻辑器件的应用
可编程逻辑器件（PLD）如现场可编程门阵列（FPGA）和复杂可编程
逻辑器件（CPLD）的应用越来越广泛，使得数字电路设计更加灵活和
高效。
THANKS
感谢观看
03
认真观察实验现象，记录实验数据。
04
分析实验结果，总结实验经验，撰写实验 报告。
02
CATALOGUE
数字电路基础知识
数字电路概述
数字电路的定义
01
数字电路是处理离散信号的电路，其输入和输出信号通常为二
进制形式。
数字电路的特点
02
数字电路具有稳定性、可靠性、可重复性、易于大规模集成等
优点。
数字电路的应用
实验结果对比与分析
实验结果对比
将实验结果与理论值或预期结果进行 对比，找出差异和符合之处。
结果分析
对实验结果进行深入分析，探讨可能 的原因和影响因素，为实验总结提供 依据。
实验总结与建议
实验总结
根据实验过程和结果分析，总结实验的主要发现和结论，指出实验的局限性和不足之处 。
实验建议
针对实验中存在的问题和不足，提出改进和优化的建议，为后续的实验提供参考和借鉴 。
05
CATALOGUE
数字电路实验拓展
数字电路应用实例
01
02
03
数字钟
通过数字电路技术实现时 钟显示，包括时、分、秒 的计数和显示。
数字存储器
用于存储数据，如随机存 取存储器（RAM）、只读 存储器（ROM）等。
数字电子技术基础 第三章(1)11-优质课件
图3.1.2 正逻辑与负逻辑
一些概念
1、片上系统（SoC） 2、双极型TTL电路 3、CMOS
1961年美国TI公司,第一片数字集成电路 （Integrated Circuits, IC）。
VLSI(Very Large Scale Integration)
3.2 半导体二极管门电路
3.2.1 半导体二极管 的开关特性
图3.2.1 二极管开关电路
可近似用PN结方程和下图所 示的伏安特性曲线来描述。
i Is ev/VT 1
其中：i为流过二极管的电流。 v为加到二极管两端的电压。
nkT VT q
图3.2.2 二极管的伏安特性
图3.2.3 二极管伏安特性的几种近似方法
三、电源的动态尖峰电流
图3.5.23 TTL反相器电源电流的计算 （a）vO＝VOL 的情况 （b） vO＝VOH的情况
图3.5.24 TTL反相器的电源动态尖峰电流
图3.5.25 TTL反相器电源尖峰电流的计算
图3.5.26 电源尖峰电流的近似波形
例3.5.4 计算f=5MHz下电源电流的平均值
图3.3.xx CMOS三态门电路结构之二 （a）用或非门控制 （b）用与非门控制
图3.3.xx CMOS三态门电路结构之三 可连接成总线结构。还能实现数据的双向传输。
3.3.6 CMOS电路的正确使用
一、输入电路的静电防护
1、在存储和运输CMOS器件时最好采用金属屏蔽层 作包装材料，避免产生静电。
tPHL：输出由高电平跳变为低电 平的传输延迟时间。
tPLH：输出由低电平跳变为高电 平的传输延迟时间。
tPD: 经常用平均传输延迟时间tPD
来表示tPHL和tPLH（通常相等）
《数字集成电路设计》PPT课件
② x和z值 在数字电路中，x代表不定值，z代表高阻值。 例如： 8’b1001xxxx 表示位宽8的二进制数第四位为不定值。
ⅱ. Parameter常数
在Verilog中，用parameter定义一个标识符代表一个常量，称为符 号常量。采用标识符代表一个常量可提高程序的可读性和可维护 性。其定义结构如下：
Verilog HDL程序模块包括模块名、输入输出端口说明、 内部信号说明、逻辑功能定义等几部分。
程序模板如下：
module <模块名>(<输入、输出模块列表>); /*端口描述*/ input <输入端口列表>; output <输出端口列表>;
/*内部信号说明*/ wire //nets型变量 reg //register变量 integer //常数
位运算是对两个操作数相应位进行运算操作数的位数是不变的而缩减运算时针对单个操作数先将操作数的第一位于第二位进行运算再将结果与第三位进行运算以此类推直到最后一位其结果是一个一位二进制数
数字集成电路设计
FPGA结构与设计流程
FPGA是英文Field Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵 列，是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。 它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，即 解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
wire[n:1] 变量名1，变量名2，……，变量名n；
ⅱ. register型变量
register型变量对应于具有状态保持作用的电路元件，如触发器，锁 存器等。它只有明确地赋值后才能对其他变量赋值，重新赋值前一 直保持原值。在设计中，此类变量必须放在块语句(always语句)中， 通过过程语句赋值。同一个register型变量只能在一个块语句中重复 赋值，而不能同时在多个块语句中重复赋值使用。register型变量包 括reg型和integer型。
数电第三章讲解
(1) 传输门组成的异或门
B=0
A
B
TG1断开, TG2导通
L=A B=1
TG1导通, TG2断开
L=A
TG1
L
TG2
2. 传输门的应用
(2) 传输门组成的数据选择器
C=0
X
TG1导通, TG2断开
L=X
C=1
Y
TG2导通, TG1断开
C
L=Y
VDD TG1 L
TG2
3.3 CMOS逻辑门电路的不同输出结构及参数
3.3.1 CMOS逻辑门电路的保护和缓冲电路 3.3.2 CMOS漏极开路和三态门电路 3.3.3 CMOS逻辑门电路的重要参数
3.3.1 输入保护电路和缓冲电路
采用缓冲电路能统一参数，使不同内部逻辑集成逻辑门电路 具有相同的输入和输出特性。
VDD
vi
基本逻辑
vo
功能电路
输入保护缓冲电路 基本逻辑功能电路 输出缓冲电路
异或门电路324cmos传输门双向模拟开关5v0v电路tg逻辑符号5v0v1传输门的结构及工作原理tp2vttn2v的变化范围为0到5v0v5v0v到5vgsp5v0v到5v5到0v开关断开不能转送信号c00vc15v5v0v5v0v2v5v2v5vgsn5vtg1断开tg2导通tg1导通tg2断开tg1导通tg2断开tg2导通tg1断开tg2tg133cmos逻辑门电路的不同输出结构及参数331cmos逻辑门电路的保护和缓冲电路332cmos漏极开路和三态门电路333cmos逻辑门电路的重要参数331输入保护电路和缓冲电路基本逻辑功能电路基本逻辑功能电路输入保护缓冲电路输出缓冲电路采用缓冲电路能统一参数使不同内部逻辑集成逻辑门电路具有相同的输入和输出特性
数字电子技术门电路PPT
第2章 门电路
2.2.3 TTL与非门的电气性能
1. TTL与非门的输入特性 输入特性是描述输入电流与输入电压之间的关系曲线 ，如图 示：
第2章 门电路
2. TTL与非门的输出特性 输出电压与负载电流之间的关系曲线，称为输出特性。 (1)输出为低电平时的输出特性曲线：
第2章 门电路
(2)输出为高电平时的输出特性曲线：
第2章 门电路
真值表为：
逻辑表达式为： F A B
第2章 门电路
3.三极管非门电路 非门：实现非运算的电路。 电路及其逻辑符号如图所示。当输入A为低电平时，三极 管截止，输出F为高电平，输入A为高电平时，三极管饱和，
输出F为低电平。逻辑表达式F= A 。
第2章 门电路
2.1.2 与非门、或非门电路
时间 tPLH 。通常把二者的平均值称作平均传输延迟时间，
t 以
pd
表示。 t pd
tPHL tPLH 2
2章 门电路
2. 动态尖峰电流 与非门从导通状态转换为截止状态或从截止状态转换为导通 状态，在这个转换过程中，都会出现T4、T5两管瞬间同时导 通，这瞬间的电源电流比静态时的电源电流要大，但持续时 间较短，故称之为尖峰电流或浪涌电流，如图示。
第2章 门电路
2. TTL门驱动CMOS门 当TTL电路和CMOS电路相连接时，必须考虑它们之间电流 驱动能力及高、低电平的配合等接口技术问题。当TTL门驱 动CMOS门时，可能出现TTL门输出高电平低于CMOS门要 求输入高电平的值，所以，常用TTL OC门作为接口电路， 其输出端上拉电阻R必须接到CMOS门的正电源VDD上，如 图示。
第2章 门电路
抗干扰能力分为输入低电平的抗干扰能力VNL和输入高电平 的抗干扰能力VNH。 低电平的抗干扰能力为：
接口技术概述PPT课件
00H
部分：① 工作寄存器区（00H---1FH）
② 位寻址区 （20H---2FH）
③ 普通RAM 区 （30H---7FH）
第 1 章 接口技术概述
1、工作寄存器区 是指00H～ 1FH区, 共分4个组, 每组有8个单 7FH
元, 共32个内部RAM单元。
普通RAM区
2、每次F只FH能有1组作为工作寄 30H
调用指令:
LCALL/ACALL 标号
返回指令：
RET
第 1 章 接口技术概述
DPTR RAM PC ROM
89C51内有256B的RAM单元，其地址范围为00H—FFH，分P为0 两大部
分: 低 128 字节（S0P0H~7FH）A为真正T的MRPAM区B;
P1
高 128 字节（80H~FFH）为特殊功能寄存器区SFR。 P2
P0
作用：PC存放CPUS将P要执行的指A令所在T的MROPM单元B的地址。 P1
特点：① 具有自动加1功能。
② CPU复位时PC=0000H，当8051脱离复位状态时，开始P从20000H 处执行程序，P因SW此，用户A程L序U应该从0000H ROM单元存P放3 。
③ PC的值可以用转移和调用/返回指令修改。
连接。 1 单片机内部资源不够用时，需要外扩芯片，外扩芯片通过三总线与
CPU交换信息。
第 1 章 接口技术概述
单片机最小控制系统的结构图
T0 T1
+5V RST
CPU
RAM ROM 定时计数器
振荡电路
并 行 口 串行口 中断系统
X1
X2 P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1
外设 外设 外设
MAX485典型电路ppt课件
第9章 串行接口技术 4）写操作
下面以MAX485为例来介绍RS－485串行接口的应用。MAX485
的封装有DIP、SO和uMAX三种，其中DIP封装的管脚如图9.1所示。
管脚的功能如下：
RO：接收器输出端。若A比B大200mV，RO为高；反之为低电平。
RE：接收器输出使能端。RE为低时，RO有效；为高时，RO呈高阻
状态。
DE：驱动器输出使能端。若DE＝1，驱动器输
第9章 串行接口技术
(2)发送应答位和非应答位子程序
IIC总线上的第9个时钟对应于应答位，相应数据线上“0” 为“ACK”和“1”为“”。发送应答位和非应答位的子程序 分别如下。
①发送应答位ACK MACK： CLR SDA
SETB SCL NOP NOP CLR SCL SETB SDA RET
该子程序的入口条件是待发送的字节位于累加器ACC中。
WRB： MOV R7，#8 WLP： RLC A ；欲发送位移入C JC WR1 ；此位为1，转WR1 CLR SDA ；此位为0，发送0
SETB SCL
NOP
NOP
CLR SCL DJNZ R7，WLP ；未发完8位，转WLP
RET
；8位已发完，返回
9.2.3 典型IIC串行存储器的扩展 9.2.3.1 串行IIC总线EEPROM AT24CXX的扩展
1）基本原理 AT24CXX的特点是：单电源供电，工作电压范围宽1.8V～5.5V；低功耗 CMOS技术(100KHz(2.5 V)和400KHz(5V)兼容)，自定时写周期(包含自动 擦除)、页面写周期的典型值为2ms，具有硬件写保护。
第9章 串行接口技术
②控制字节的第5～7位为1～8片的片选或存贮器内的块地址选择位。此 三个控制位用于选片或者内部块选择。标准的IIC规程允许选择16K位的 存贮器。通过对几片器件或一个器件内的几个块的存取，可完成对16K 位存贮器的选择，如表9-6所示。
MAX485典型电路ppt课件
由于是SDA接在并行口线，无移位寄存 器，因此数据通过指令完成移位再从SDA串行 输出。遵循时序要求，数据在时钟低电平时变 化，高电平时稳定，每一个时钟脉冲传送一位，
(5)字节数据接收子程序
该子程序的功能是在时钟的高电平时数据已 稳定，读入一位，经过8个时钟从SDA线上读入一 个字节数据，并将所读字节存于A和R6
CACK： SETB SDA ；SDA
SETB SCL
NOP
；第9个时钟脉冲
(4)字节数据发送子程序
WRB： MOV R7，#8 WR1： SETB SDA ；此位为 WLP： RLC A ；欲发送位移入C 1，发送1 JC WR1 ；此位为1，转WR1 SETB SCL ；时钟脉冲变高电 CLR SDA 该子程序的入口条件是待发送的字节位 ；此位为0，发送0 SETB SCL NOP 于累加器ACC中。 NOP NOP NOP CLR SCL ；时钟脉冲变低电 CLR SCL DJNZ R7，WLP ；未发完8位，转WLP CLR SDA DJNZ R7，WLP RET RET ；8位已发完，返回
②发送非应答位ACK MNACK： SETB SDA SETB SCL NOP NOP CLR SCL CLR SDA RET
①发送应答位ACK MACK： CLR SDA SETB SCL NOP NOP CLR SCL SETB SDA RET
(3)应答位检查子程序
在I2C总线数据传送中，接收器收到发 送器传送来的一个字节后，必须向SDA线上返 送一个应答位ACK，表明此字节已经收妥。本 子程序使单片机产生一个额外的时钟(第九个 时钟脉冲，在脉冲的高电平期间读ACK应答位， 并将它的状态被复制到F0标志中以供检查。若 有正常ACK，则F0标志为0，否则为1。
数字电路设计ppt
1
1
C2 图2
数量级。在图（2）中R1、R2一般取值1K左右，C1、 2C0212/3取/6 值100PF~100uF阜，师院输数科出院频率为几兆赫至几十兆赫。
3）、用555定时器构成振荡器
用555定时器构成的振荡器可产生几赫至几兆赫的 矩形波信号。T=（R1+R2）Cln2+ R2Cln2
双极性定时器电源电压范围为3~16V，最大负 载电流可达200mA；CMOS定时器电源电压范 围为3~18V，最大负载电流在4mA以下。频率稳 定度最高能达到0.1%。
控制电路将外部输入信号以及各子系统送来
的信号进行综合、分析，发出控制命令去管理 输入、输出电路及各子系统，使整个系统同步 协调、有条不紊地工作。
5、时基电路
产生系统时钟，使整个系统在时钟信号的作
用下一步一步地顺序完成各种工作。
2021/3/6
阜师院数科院
二、数字系统的类型
1、在数字系统中，有的全是由硬件电路来完成 所有任务，有的除硬件电路外，还需要加上软件， 即使用可编程器件，采用软硬结合的方法完成电 路功能。
器件的功能均可以通过软件编程来实现。
2021/3/6
阜师院数科院
2、根据数字系统所完成的任务性质还可将 其分成数字测量系统、数字通信系统和数 字控制系统三大类。
关于微处理器和可编程逻辑器件的数字系 统设计以后再讨论。
三、数字系统的设计步骤
由于每个课题的设计任务各不相同，则
设计的数字系统规模有大有小，电路的结 构也有繁有简。而课程设计，由于时间有 限不可能做的太大，一般均为小系统。
在应用中，小系统的设计是很有用处的。
而且，掌握了数字小系统的设计可以为更
大规模的系统设计奠定基础。