单片机原理及其应用 教学课件 ppt 作者 陈立周 陈宇 第8章

1、第八章 功能器件的应用,第一节 概述 第二节 实时时钟 第三节 串行方式的LED显示器接口 第四节 A/D与D/A转换接口 第五节 电路看门狗,本章要点,单片机应用系统的外围功能器件品种繁多，而且新的器件不断推出，不可能也不必要一一加以介绍，本章只选择一些典型的常用芯片，介绍它的使用方法。根据这些方法就能了解功能器件的使用要点。 使用功能器件主要是掌握它与单片机的连接，使用前的初始化，以及程序的编制方法，本章着重介绍串行扩展的程序的编制。,第一节 概述,1.功能器件是指一些为实现某种功能而设计的专用集成电路。 2.功能器件是为了解决片内功能的不足，需要在片外扩展，以满足单片机应用系统的功能需要。 3.功能器件的扩展方法有并行扩展或串行扩展两种。串行扩展由于所占用的I/O口少。特别适用于小控制系统。,并行扩展与串行扩展,并行扩展法是利用单片机的三总线(地址总线、数据总线和控制总线)与被扩展的器件相连接，接口与存储器统一编址。 串行扩展法有一线制、两线制和三线制等几种，其中两线制的 总线、三线制的SPI总线比较常用。,返回本章首页,第二节 实时时钟,配置实时时钟，便于按时钟所提供的时间按时

2、操作或按时记录。时钟芯片有并行和串行两种形式。 一、并行时钟 1.并行时钟硬件结构,常用并行实时时钟芯片有 MC146818、DS12887、 DS12887A等。它们都具有完备的时钟、闹钟及万年历功能。能实时提供年、月、日、时、分、秒，且可任意选12或24小时制。图为DS12887A的引脚图。,2.DS12887A与单片机的连接方法,5V,3.、DS12887A内存单元的地址分配,4.DS12887中寄存器A各位定义 5.DS12887中寄存器B各位定义,6.DS12887中寄存器C各位定义 7.DS12887中寄存器D各位定义,8. 初始化及写入程序 初始化是指时钟使用前根据使用要求对寄存器A、B进行设置，以决定时钟、日历的工作制式。以及通过程序对时钟、日历和闹钟当前时间进行初始化，俗称拨钟，以便将实时的秒、分、时和年、月、日值赋予00H-09H的10个时间单元。以DS12887A为例。 初始化部分,MOV DPTR，#7F0AH ;7F0AH为寄存器A的地址 MOV A，#70H ;设置分频器复位 MOVX DPTR，A INC DPTR ;指向寄存器B的地址 MOV A,#82

3、H ;SET=1钟暂停,选BCD24小时制 MOV X,DPTR,A,设置当前时间,MOV DPL,#00H ;指向秒单元地址 MOV A,#00H ;拨成0秒 MOVX DPTR,A MOV DPL,#02H ;指向分单元地址 MOV A,#00H ;拨成0分 MOVX DPTR,A MOV DPL,#04H ;指向时单元地址 MOV A,#08H ;拨成8时 MOVX DPTR,A MOV DPL,#07H ;指向日单元地址 MOV A,#15H ;15日 MOVX DPTR,A INC DPTR ;指向月单元地址 MOV A,#12H ;12月 MOVX DPTR,A INC DPTR ;指向年单元地址 MOV A,#05H ;2005年 MOVX DPTR,A,二、串行实时时钟,1.硬件结构 串行时钟只需要一根数据线来读出或写入数据。,DS1302的引脚图,DS1302与单片机的连接,2.读写程序 DS1302的读写步骤 1将RST置高。 2写入带有地址和命令的控制字，控制字共8位。 D7必须为1，如果为0，不能写入。 D6即RAM/CK，0为存取日历时钟数据，1表示存取RAM

4、数据。 D5至D1用来表示操作地址，7个日历、时钟寄存器的地址分别为0000000110。 D0即RD/WR，若为0表示进行写操作，为1表示读操作。 控制字的值所代表的意义，可参看教材表8-6。,3输入或输出数据时序,输入时，跟在写地址和命令控制字节的8个SCLK周期之后，在下8个SCLK周期的上升沿写入数据字节。数据输入从低到高，要求采用BCD码。 输出读操作时,跟随在输入写地址和命令控制字节的8个SCLK周期之后，在下8个SCLK周期的下降沿读出该地址数据。数据读出同样从低到高。 传送结束，将RST置低，所有传送停止。,返回本章首页,串行实时时钟的读写程序（通过调用子程序的方法） 1启动子程序 ST02：CLR P1.0 ;SCLK置低 CLR P1.2 NOP SETB P1.2 ;RST置高 RET,2写入控制字为BF的子程序 WR02：MOV R7，#08H MOV A，#0BFH ;一次性写入控制字0BFH LP02：CLR P1.0 ;SCLK置低 RRC A MOV P1.1,C ;写入一位 NOP SETB P1.0 ;SCLK置高 NOP DJNZ R7,LP02

5、;未写完8位继续 RET,3.串行实时时钟读出一个字节子程序 RD02: MOV R7,#08H LP021: CLR P1.0 ;SCLK置低 NOP MOV C,P1.1 ;读出一位 RRC A SETB P1.0 ;SCLK置高 NOP DJNZ R7,LP021 ;未读完8位继续 RET 4结束子程序 STOP: CLR P1.2 ; 置高 NOP RET,5.读出秒、分、时、日、月、周日、年全部7个字节 LCALL ST02 ;启动 MOV A,#0BFH LCALL WR02 ;写入控制字 MOV R6,#07H MOV R0,#49H LP: LCALL RD02 ;读入一个字节 MOV R0,A INC R0 DJNZ R6,LP ;7个字节未完继续 LCALL STOP RET,第三节 串行方式的LED显示器接口,最简单的LED显示器串行扩展方式是利用单片机的串口，通过串入并出移位寄存器，接到LED数码显示器如图所示。现在则多采用串行接口芯片如PS7219。,一、PS7219的引脚及与单片机的连接,二、PS7219内部的控制寄存器 1译码方式寄存器（地址09H） 2亮

6、度寄存器（地址0AH） 3数据个数扫描界线寄存器（地址0BH）,用来设置所要接的数码管个数，最多接8个,此寄存器的值对应数码管的亮度，它们之间的关系见教材的表8-8。,共8位,每一位与一个LED数码显示器相对应。每个数码显示器可设为BCD译码（置“1”）；或设为非代码操作（置“0”），此时存于01H到 08H寄存器的显示数据必须是七段码。,PS7219内部的控制寄存器共15个，其中01H08HC存放待显示的数据，09H 0FH为控制寄存器。,4掉电控制寄存器（地址0CH）,控制两种工作方式，当其D0位为“0”，选择工作于正常显示方式；D0位为“1”，选择工作于测试显示方式。,6显示测试寄存器（地址0FH）,共8位，某位置“1”时，该位对应的数码显示器处于闪烁状态，否则为正常显示。,5闪烁控制寄存器（地址0DH）,置“1”时，芯片正常工作；置“0”时，工作于掉电模式，显示器不显示，但数据保持不变。,三、PS7219中串行数据传送,显示时必须分别向以上15个寄存器传送数据， 每一个寄存器都要送16位数据，数据的格式： 数据从PS7219 的DIN端输入，高位在前低位在后，可以用一个子程序来

7、完成。 传送数据的通信时序见图8-10。,无关位,四、显示程序举例 设连接如上图，要显示的8个数码以BCD码的形式存放在单片机的50H-53H存储单元，试编程显示。 主程序:,ADDR DATA 30H ;30H存地址 DBUF DATA 31H ;31H存数据 LOAD EQU P2.0 DO EQU P2.1 CLK EQU P2.2 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0100H MAIN: ACALL DISPLAY ACALL MS300 AJMP MAIN,显示子程序:在显示子程序中应先送控制字 DISPLAY: CLR LOAD MOV ADDR,#09H ;设置译码方式 MOV DBUF,#0FFH ACALL SEND16 MOV ADDR,#0AH ;设置亮度 MOV DBUF,#0FH ACALL SEND16 MOV ADDR,#0BH ;设置扫描界限 MOV DBUF,#07H ACALL SEND16 MOV ADDR,#0CH ;设置掉电控制MOV MOV DBUF,#01H ACALL SEND16 MOV ADDR,#0FH ;设置是否测试

8、 MOV DBUF,#00H ACALL SEND16 ACALL MS2,续上,MOV R7, #04H ;控制字后送4个字节 MOV R1,#50H MOV ADDR,#00H ;待显示数码送的01H-08H DIS1: INC ADDR ;取PS7219地址 MOV A,R1 ANL A,#0F0H SWAP A MOV DBUF,A ACALL SEND16 INC ADDR MOV A,R1 ANL A,#0FH MOV DBUF,A ACALL SEND16 INC R1 DJNZ R7,DIS1 RET,串行通信子程序:入口条件为发送数据存于DBUF，发送到PS7219的地址存于ADDR,MOV R7,#08H;送数据 MOV A,DBUF SEND2:SETB CLK RLC A MOV DO,C ACALL MS2 CLR CLK DJNZ R7,SEND2 SETB LOAD SETB CLK ACALL MS2 RET,SEND16:CLR LOAD NOP MOV R7,#08H;送地址 MOV A,ADDR SEND1: SETB CLK RLC A MOV

9、DO,C ACALL MS2 CLR CLK ACALL MS2 DJNZ R7,SEND1 ACALL MS2,延时子程序:,MS2: MOV R2,#20H M1: DJNZ R2,M1 RET MS300:MOV R3,#20H M2: MOV R2,#0FH M3: DJNZ R2,M3 DJNZ R3,M2 RET,返回本章首页,第四节 A/D与D/A转换接口,一、A/D转换接口ADC0809 1. ADC0809 结构 ADC0809是采用逐次逼近式并行输电的芯片。通过逐次比较使产生出的等价数字量，最接近于被测模拟量，转换速度高。,2.ADC0809的引脚,从引脚D0D7输出的数字量与输入电压及参考电压有关。,3.ADC0809应用实例 利用单片机测量炉温的系统如图所示，设温度传感器信号接IN3，利用单片机P2，7作为地址线选的高位线，将0809的地址定在7FF0H7FF7H.。,4.测量炉温的A/D转换程序,MOV R0,#30H MOV DPTR,#7FF3H MOVX DPTR,A SETB P1.0 LOOP: JNB P1.0,LOOP ;读转换结束标志 MOVX A, DPTR ;EOC为1读结果 MOV R0，A RET,二、8位串行D/A转换接口MAX518 1.内部结构 MAX518是两线串行接口的8位数-模转换器，两路转换器可分别将两个8位数字量转换为两路模拟量从OUT0、OUT1输出。电源电压同时作为参考电压，当数字量为FFH时，最大的输出模拟电压约等于5V。,2.MAX518与AT89C51的连接与引脚排列,P1.6和P1.7分别虚拟SCL和SDA,引脚排列,连接电路,3. MAX518转换程序 按上图连接,若置AD1=0、AD0=0写操作时的从地址为58H。若R2=0、R1=0、R0=0、RST=0、PD=0、A0=0、00H则写操作指令为00H，也可用01H。A/D转换子程序如下。 入口条件：待转换模拟量的数据置于B。,MOV A，B ; 取出数据 LC

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