外部设备及通信接口培训课件.ppt

《外部设备及通信接口培训课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。

1、嵌入式系统第十讲外部设备及通信接口本节内容GPIOLED键盘显示接口触摸屏ADCDACSPII2CUSBUARTEthernetCAN2西安电子科技大学计算机学院GPIOI/O（Input/Output）接口是一个微控制器必须具备的最基本的外设功能。GPIO：英文全称为General-PurposeI/Oports，也就是通用I/O口，是I/O的最基本形式。GPIO的另一术语称其为并行I/O（但不同于PC机的并口）。每个I/O口一般都对应了两个寄存器数据寄存器：数据寄存器的各位都直接引到芯片外部。控制寄存器：控制数据寄存器中每

2、位的信号流通方向和方式。3西安电子科技大学计算机学院GPIO的应用GPIO的形式多样，因具体CPU不同而不同。如：有些内部上拉、推挽；有些有高阻状态主要用于简单外部电路控制GPIO数量越多，控制能力越强ARM处理器将GPIO映射成了内存地址（统一编址）。对GPIO的读写不同于内存，不能缓冲硬件设计需要考虑I/O的驱动能力4西安电子科技大学计算机学院5西安电子科技大学计算机学院6西安电子科技大学计算机学院PXA270-GPIO框图7西安电子科技大学计算机学院GPIO应用示例LED最简单的输出形式多用于状态显示键盘最简单的输入形式

3、8西安电子科技大学计算机学院LED应用示例9西安电子科技大学计算机学院键盘键盘的分类线性键盘：由若干个独立的按键组成，每个按键的一端与处理器的一个I/O口相连。矩阵键盘：该类键盘按N行M列排列，每个键占据行列的一个交点；减少了连线。旋转编码器：能标识左转、右转（2个I/O口），有的器件可带一个按键。按矩阵键盘识键、译键方法非编码键盘：用软件方法识键、译键。编码键盘：用硬件的方法实现键的扫描和识别，常用专门的芯片完成。10西安电子科技大学计算机学院键盘的按键机械式按键由两个金属片和复位弹簧组成容易产生抖动，金属片易氧化电容式按键

4、由一可活动金属片改变电容量来构成无机械触点，无氧化变脏问题薄膜式按键一种特殊的机械开关，可以做成很薄的密封单元霍耳效应按键利用霍尔效应，无机械触点，密封好，价格高11西安电子科技大学计算机学院常用的矩阵键盘接口嵌入式系统中常见键盘形式是非编码的矩阵键盘。常见的矩阵键盘扫描方法有：行扫描法：使某一行为低电平，其余行为高；然后读取列值，如果有某位为低，则该行、列交汇处的键被按下；否则扫描下一行。行反转法：使行全部输出低电平，读列线；若有按键按下，必有某一列为低；再使列全部输出低电平，读行线；同理可读到某一行为低；由此可确定该键。1

5、2西安电子科技大学计算机学院矩阵键盘示例13西安电子科技大学计算机学院旋转编码器示例14西安电子科技大学计算机学院显示接口液晶显示器（LiquidCrystalDisplay）LCD具有省电、体积小、低成本、低功率等特点，被广泛应用于嵌入式系统中液晶：以液态形式存在的晶体有电流流过，液晶分子会以电流的方向进行排列；没有电流时，平行排列。如果提供带有细小沟槽的外层，液晶会顺着槽排列。液晶能使光线发生扭转15西安电子科技大学计算机学院液晶显示原理液晶的这些特点使得它可以被用来当作一种开关。液晶单元的底层是由细小的脊构成的，这些脊的

6、作用是让分子呈平行排列，上表面也是如此，在这两侧之间的分子平行排列；不过当上下两个表面之间呈一定的角度时，液晶成了随着两个不同方向的表面进行排列，就会发生扭曲。结果便是这个扭曲了的螺旋层使通过的光线也发生扭曲。16西安电子科技大学计算机学院光线穿过示意图不加电时，扭曲的液晶螺旋层使通过的光线也发生扭曲，光线穿过偏振滤光器而穿出。17西安电子科技大学计算机学院光线阻断示意图加电时，所有分子按照电流方向进行排列，光线不再扭转而被偏振滤光器阻断。18西安电子科技大学计算机学院LCD显示器原理LCD的基本原理就是通过给不同的液晶单元供

7、电，控制其光线的通过与否而达到显示的目的。LCD显示器中，显示面板薄膜被分成很多小栅格（像素），每个栅格由一个电极控制。彩色LCD面板中，每个像素都是由3格液晶单元构成，每个单元格前面都分别有红色、绿色或蓝色的过滤片进行三原色滤光。19西安电子科技大学计算机学院LCD的光源液晶显示器是一种被动光源的显示器，自身不能发光，只能借助外界光源。根据光源形式有：透射式：LCD屏后有一个光源，外界可以不需要光源。笔记本电脑的LCD一般为透射式反射式：需要外界提供光源，靠反射光来工作。一些简单控制器上的单色显示。20西安电子科技大学计算机

8、学院LCD种类TN（扭曲向列）最早商用的LCD，液晶可以扭转90º，以小尺寸黑白文字显示为主。STN（超扭曲向列）（无源阵列）通过改变液晶材料的化学成分，使液晶分子发生不止一次扭转，可以扭转180º，甚至210º、270º等，从而大大改善了画面的显示品质。分辨率不高，变暗像素