单片机接口技术教学课件ppt

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1、第10节单片机接口技术Office:学研大厦C座813Tel:62337736Email：chyhzh@gmail.com工学院张超一为什么需要I/O接口？单片机的外部设备多种多样，其工作原理、驱动方式、信息格式、以及工作速度方面彼此差别很大它们不能与单片机直接相连必须经过中间硬件电路、并配以相应软件驱动与单片机相连I/O接口功能：I/O接口的作用是把单片机输出的信息变成外设能够识别的信息，同时把外设输入的信息转化成单片机所能接受的信息。2什么是I/O接口I/O接口是位于单片机与外设间、用来协助完成数据传送和控制任务的逻辑硬件电路以及相应的软件驱动程

2、序80C51I/O接口I/O设备3I/O接口的主要功能(1)对信号的形式和数据的格式进行变换将数字量、开关量、脉冲量、模拟量转换成单片机可直接处理的二进制形式(2)电平转换和放大如将TTL电平转换成RS232电平、信号放大、功率放大(3)对输入输出数据进行缓冲和锁存输出接口有锁存器；输入接口有缓冲器(5)并行IO、串行IO的转换等4I/O口的扩展1.单片机与I/O设备的关系：80C51单片机与外设的连接框图74LS373OELEALED7::D0Q7::Q0P2P0INTXRD,WR22数据端口状态端口控制端口I/O接口I/O设备控制信号状态信号数据

3、5（1）无条件传送简单的I/O设备（如开关、LED显示器、继电器等）的操作，或者I/O设备的定时固定或已知的场合。3.单片机与I/O设备的数据传送方式（2）条件传送：查询方式（3）中断传送方式：效率高（4）DMA方式：高速外设以及成组交换数据的场合。6单片机的典型外围接口技术显示接口键盘接口DAC接口ADC接口71键盘接口技术键盘是计算机机应用系统中使用最广泛的一种数据输入设备。键盘是一组按键的组合。键通常是一种常开型按钮开关，常态下键的两个触点处于断开状态，按下键时它们才闭合（短路）。P1.1VCCGND(a)KP1.1(b)抖动时间＜10ms开关

4、动作时间＞100ms“断开”“闭合”＜10ms“断开”8非编码键盘按组成结构又可分为独立式键盘和矩阵式键盘。其硬件结构和软件设计都比较简单，嵌入式系统中经常采用非编码键盘通常，键盘有编码和非编码两种。编码键盘通过硬件电路产生被按按键的键码和一个选通脉冲。选通脉冲可作为CPU的中断请求信号。这种键盘使用方便，所需程序简单，但硬件电路复杂，常不被单片机采用，如PC机键盘。9S1S4S3S2P0.0P0.1P0.2P0.380C51+5V独立式键盘接口特点：每个按键占用一条I/O线，当按键数量较多时，I/O口利用率不高，但程序编制简单。适用于所需按键较少的

5、场合。特点：电路连接复杂，但提高了I/O口利用率，软件编程较复杂。适用于需使用大量按键的场合。80C51P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7+5V矩阵式键盘接口10键盘控制流程单片机键盘接口处理的一般过程如右图。键扫描消抖求键码等待释放键扫描消除抖动有键按下？再次键扫描确有键按下？求键值按键处理键释放？YYYNN等待键释放N开始返回按键处理键盘处理流程框图1号键程序2号键程序n号键程序111.键扫描键扫描就是要判断有无键按下，当扫描到有键按下时再进行下一步处理，否则退出键盘处理程序。独立式键盘扫描以查询或中断方式读取IO口

6、状态矩阵式键盘描通常采用逐行扫描法1280C51P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7+5V01111111101111101101111111101111设第2行第4列键按下行线输出列线输入01111111101111101101111111101111逐行扫描法。依次从第一至最末行线上输出低电平信号,如果该行线所连接的键没有按下的话,则列线所接的端口得到的是全“1”信号,如果有键按下的话,则得到非全“1”信号。13由于按键按下时的机械动作，在按键被按下或松开的瞬间，其输出电压会产生波动，称为键的抖动。键按下前沿抖动后沿抖

7、动2.消抖为确保每按一次键单片机只进行一次处理，使键盘可靠地工作，必须消除按键抖动。消抖方法有硬件消抖和软件延时两种。键闭合及断开时的抖动14（1）硬件消抖法：就是在键盘中附加去抖动电路，从根上消除抖动产生的可能性。电路实际上是由R-S触发器构成的双稳态硬件去抖电路。当按钮开关按下时Q端输出低电平，当开关松开时Q端恢复高电平，即输出一个负脉冲，以此消除抖动。硬件去抖动电路15（2）软件消抖法：键抖动时间与按键的机械特性有关，一般为5～10ms不等。软件消抖法即是采用延时（一般延时10～20ms）的方法，以避开按键的抖动，即在按键已稳定地闭合或断开时才

8、读出其状态。100ms10ms10ms键抖动时间软件消抖法延时区间示意图163.确定键码键码是每个按键的标识