单片机输入输出接口及系统扩展设计课件

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1、第六章单片机输入输出接口及系统扩展设计预备知识7/29/20211MCS-51的I/O接口形式主要分两类：通过并行端口（P0~P3）直接完成输入输出单片机并行接口内部结构可参阅第二章单片机通过执行指令MOVA,Px完成端口输入单片机通过执行指令MOVPx,A完成端口输出通过系统总线扩展完成输入输出单片机总线扩展操作时序可参阅第二章单片机通过执行指令MOVXA,@DPTR完成总线输入单片机通过执行指令MOVX@DPTR,A完成总线输出7/29/20212第六章单片机输入输出接口及系统扩展设计6.1键盘及其接口设计7/29

2、/202136.1.1键盘的基本工作原理按键一般通过机械触点实现通断单片机通过I/O端口输入触点状态判断按键的状态按键按下及弹起时会有抖动现象7/29/202146.1.1键盘的基本工作原理对抖动现象的处理方法：使用如图所示的消抖电路（成本高，体积大）使用软件消抖（电路简化，软件复杂度提高）使用专用集成电路7/29/202156.1.2独立式键盘接口的设计独立式键盘中每个按键都单独连接到单片机的一个端口引脚上，由程序分别处理多个独立式按键组合在一起就构成了独立式键盘7/29/202166.1.2独立式键盘接口的设计也可

3、如下图所示，采用中断的方式响应按键事件7/29/202176.1.2独立式键盘接口的设计两种工作方式的程序设计请参阅教材7/29/202186.1.3行列式键盘接口设计由横跨行线和列线的开关矩阵组成的键盘行列式键盘可有效节约端口引脚的使用和行线连接的单片机端口，作为输出和列线连接的单片机端口，作为输入7/29/202196.1.3行列式键盘接口设计行列式键盘按键识别原理当行线作为输出，列线作为输入时：定时控制某根行线输出低电平，且不断循环；读入所有列线，如果结果不为全1，则有按键按下；找到读入为0的列，结合目前输出低电

4、平的行，即可判断出具体的按键位置。7/29/2021106.1.3行列式键盘接口设计P1.2输出低电平如果此时K12按下，则接通了P1.2和P1.7P1.7读到低电平因此，判断出是P1.2和P1.7交叉点的按键按下7/29/2021116.1.3行列式键盘接口设计按键抖动的问题可采用如下方法解决按键抖动问题：(1)方法1扫描到按键按下后，等待20ms，再次读入按键状态进行确认。这种方法很方便，但是等待过程太浪费CPU时间。(2)方法2采用定时间隔扫描和异或法判断按键，将间隔值设置成大于抖动时间的值，例如20ms甚至更大

5、，这样即使某次扫描正好处于抖动阶段，也不会对结果产生影响（但会使判断结果延时一次扫描间隔输出）。7/29/2021126.1.3行列式键盘接口设计行列式键盘程序设计方法方法1：循环扫描通过行输出0，列读入进行按键判断具体判断按键的行/列处理其他事务等待按键释放后再保存键值，可避免重复处理7/29/2021136.1.3行列式键盘接口设计行列式键盘程序设计方法方法2：定时中断扫描定时中断服务程序，每隔固定时间间隔执行一次扫描到有键按下，但未去抖动，则先去抖动已去抖动，但未处理按键，则处理按键按键已处理，但未释放，则不再处

6、理按键一旦释放，则清所有标志，开始下一个判断过程7/29/202114第六章单片机输入输出接口及系统扩展设计6.2LED显示器及其接口设计7/29/2021156.2.1数码管显示器的结构和原理1、单个LED的驱动通过单片机端口引脚灌电流方式驱动端口引脚输出低电平，则LED点亮限流电阻，避免流过LED电流过大7/29/2021166.2.1数码管显示器的结构和原理1、单个LED的驱动通过单片机端口驱动三极管的方式驱动端口引脚输出低电平，则Q1导通，LED点亮限流电阻，避免流过LED电流过大7/29/2021176.2.

7、1数码管显示器的结构和原理1、单个LED的驱动通过单片机端口驱动专用集成电路的方式驱动端口引脚输出高电平，则LED点亮限流电阻，避免流过LED电流过大7/29/2021186.2.1数码管显示器的结构和原理2、单个数码管的驱动将多个LED封装在一起，即可构成笔划式数码管根据内部电路连接方式，数码管可分为共阳型和共阴型两种下图为最常见的8段数码管的结构：7/29/2021196.2.1数码管显示器的结构和原理2、单个数码管的驱动单片机驱动数码管中不同的笔划点亮，即可构成不同的字型；单片机驱动共阳型数码管的典型电路如下：为

8、什么每段一个限流电阻而不是整个数码管共用一个限流电阻?7/29/2021206.2.1数码管显示器的结构和原理2、单个数码管的驱动构成不同字型的驱动编码称为数码管的字型码对于共阳型的数码管，单片机端口输出0相应笔划点亮，根据0～F不同字型数码管点亮的段，以及单片机端口引脚和数码管各段的连接顺序，相应的字形码如下页表所示：7/29/