第11章单片机常用接口.ppt

2,第11章 单片机常用接口,3,主要内容,11.1、单片机最小系统11.2、数据存储器扩展11.3、输入输出接口扩展11.4、8255A可编程I/O接口扩展11.5、单片机与外部A/D、D/A转换电路的接口11.6、单片机与键盘的接口11.7、单片机与LED显示器的接口11.8、单片机与光电耦合器件的接口11.9、单片机与继电器的接口11.10、单片机与蜂鸣器的接口,4,11.1 单片机最小系统,概念：单片机最小系统是指能使单片机工作的、由最少器件构成的系统作用：作为核心模块使用在不同的设计中针对设计的要求，在最小系统的基础上扩展多种功能单元就可以完成不同的设计构成：一般应该包括单片机、时钟电路、复位电路5,使用STC12C5A60S2单片机构成的最小系统：,复位电路,晶振电路,,6,最小系统作为应用的核心，可以为用户扩展提供三总线：地址总线（AB）：输出,传送单片机要访问的外设或者接口的地址信息，决定了单片机的最大寻址能力 如果单片机提供16条地址总线，可以访问的地址空间为216，即64KB数据总线（DB）:双向, 用来传送数据信息通过数据总线，单片机可以和内存或其它总线器件之间传送数据。

数据总线的宽度决定了一次可以操作的数据位数控制总线（CB）:用来传送控制信号每一个控制线上信号的传输方向是确定的、单向的，输入或者输出7,51单片机的三总线分配：,地址总线：P2口作为高8位地址线，P0口作为低8位地址线,数据总线：P0口作为8位的数据总线,控制总线：ALE、/RD、/WR,,8,11.2 数据存储器扩展,概念：数据存储器即随机访问存储器 （Random Access Memory，RAM）特点：可以读出或写入数据，属于易失性存储器，断电后存储的数据丢失，经常用于存储程序运行过程中产生的临时数据动态RAM（Dynamic RAM，DRAM）,静态RAM（Static RAM，SRAM）,,分类：,功耗低、价格相对便宜，但是需要定时刷新才能维持信息不变,造价比DRAM高，但是不需要动态刷新，信息一经写定就不会变化，和单片机的连接简单，无需添加辅助电路，比较常用,9,11.2.1 SRAM芯片,1．存储器容量的描述方法：（1）如果数据线有8条，每个存储单元为8位，存储容量可用字节数表示 存储容量为128KB：表示该芯片有8条数据线，128K个存储单元，每个存储单元可以存储8位二进制数据。

（2）存储容量=存储单元的个数×每个存储单元存储的二进制数据位数=2M×N，其中M表示该芯片的地址线条数，N表示数据线条数 容量1K×4 的存储器，有1K个存储单元，每个存储单元保存4位二进制数据，所以地址线条数为10条（210=1K），数据线有4条10,2．SRAM芯片的引脚---IS62C256AL,（1）地址线A0－A14：15根地址线，标识为A0－A14，也就是有32K（215=32K）个存储单元，即32KB2）数据线D0－D73）控制线：为输出使能引脚，和单片机的引脚相连；/WE是写使能，和单片机的/WR引脚相连；/CS片选引脚，用来选通该芯片工作4）电源VCC和地GND，使用5V电源供电11,11.2.2 单片机和SRAM的接口,存储器的三总线分别与系统分离出的三总线对应相连74LS373是8位的锁存器芯片当LE引脚输入高电平时，D0－D7的数据被传送到输出端Q0－Q7；当LE引脚引脚变为低电平，输出端的数据被锁存，输入端数据不影响输出引脚为三态输出使能端，低电平有效12,【例11－1】在片外扩展SRAM IS62C256AL中，从713FH－7148H地址连续存放一个长度为10字节的无符号数，假设该数据按照低字节存放在高地址单元、高字节存放在低地址单元的顺序存放，请编写程序，将该数据读出，对其加1后写回到原位置。

AUXR寄存器中EXTRAM位需要置1，使用片外扩展的SRAM该题目要完成的内容：首先最低位单元内容加1如果有进位，并且10个字节没有处理结束，就要将地址减1，并将该地址单元的内容加1重复第2步13,汇编语言程序段：AUXR EQU 8EH ORL AUXR,#00000010B;设置EXTRAM=1，使用片外RAM MOV DPTR,#7148H ;最低字节地址7148H送DPTR寄存器 MOVX A,@DPTR ;将最低字节内容读出 ADD A , #01 ;最低字节加1，并形成Cy标志位 MOVX @DPTR ，A ;回写 MOV R2,#9 ;循环次数9次，将高的9个字节加进位位 DEC DPL LOOP: MOVX A,@DPTR ;将内容读出 ADDC A，#00H ;加进位位 MOVX @DPTR,A ;将修改后的内容写回原地址 DEC DPL ;修改地址指针 DJNZ R2,LOOP ;判断循环是否结束,使用汇编语言编程时，低字节加1后可能会产生进位，影响Cy标志位，需要使用ADDC指令将Cy标志位加入到较高字节的求和运算中。

14,C51程序：void main( ){ unsigned char i,x; AUXR =AUXR | 0x02; XBYTE[0x7148]=XBYTE[0x7148]+1; //将最低字节数据加1 x=XBYTE[0x7148];//最低字节暂存至x，可以作为是否有进位的判断条件 for(i=0;i<9;i++) { if (x==0) //当x==0条件成立，一定有进位，否则，无进位 { XBYTE[0x7147-i]=XBYTE[0x7147-i]+1; // x==0成立，有进位，高字节加1 x= XBYTE[0x7147-i]; //暂存该字节数据，作为下次判断进位的条件 } else break; // x==0条件不成立，说明没有进位，退出循环 } while(1) ;},而使用C51编写该程序时，首先将最低字节数据加1，之后对高的九个字节进行处理如果较低字节的数值加1后变为0，那么一定会有进位，较高字节需要加1如果较低字节的数值加1后不为0，较高字节不需要加115,11.3 输入输出接口扩展,概念：I/O接口电路就是处在单片机I/O口和外部设备之间的电路。

作用：对单片机I/O口的信号和外部设备的信号进行协调,11.3.1 I/O接口电路的功能,实现通信速度的匹配实现电平匹配增强驱动能力进行数模转换、模数转换……,16,11.3.2 简单的I/O口扩展举例,常用的输入接口可以使用三态缓冲器74LS244、74LS245,74LS245为双向、三态、8位数据缓冲器DIR为方向控制端，当DIR为高电平时，A端输入的数据从B端输出74LS244为单向、三态的数据缓冲器，常用作总线驱动器内部有8个三态驱动器，分成两组、4位，分别由 和 控制，输入为A端，输出为Y端17,常用的输出接口：锁存器74LS373、74LS273、74HC573,74LS373是一个带三态缓冲输出的8D触发器，也是常用的地址锁存器芯片数据从D0－D7引脚输入，从Q0-Q7引脚输出为输出使能信号,LE为锁存使能端，低电平锁存有效,74LS273是带有清零端的8D触发器，常用作8位地址锁存器当清零端 输入低电平时，输出端Q的数据清零当 保持高电平时，正常工作，在CLK引脚信号的上升沿将输入端1D－8D的数据传送并锁存至输出端1Q－8Q。

18,【例11－2】使用74LS244作为输入缓冲接口，74LS273作为输出锁存接口，请编程实现：当按键KEY1按下，LED1灯点亮，其它灯熄灭，同理，当KEYi按键按下，LEDi灯点亮，其它灯熄灭单片机P2.0输出为低电平、/RD输出低电平，使得74LS244被选通工作，才能获取按键输入信号所以输出地址FEFFH单片机P2.0输出为低电平、/WR输出低电平，使能74HC273送出LED驱动信号地址FEFFH19,（1）汇编语言程序段：AUXR EQU 8EH ORL AUXR, #00000010B ；设置EXTRAM=1，使用片外RAM MOV DPTR, #0FEFFH ；地址送DPTR NEXT: MOVX A, @DPTR ；读74LS244的数据 NOP ；延时，等待74LS244的输出恢复高阻态 NOP NOP NOP MOVX @DPTR,A ；将读入的数据送出，驱动LED NOP NOP NOP NOP SJMP NEXT,该指令可以使/RD、P2.0引脚为低电平,该指令可以使/WR、P2.0引脚为低电平,20,（2）C51程序：void main( ){unsigned char temp=0;AUXR=AUXR | 02 ; //设置EXTRAM=1，使用片外RAMwhile(1){ temp=XBYTE[0xFEFF]; //读入按键状态 _nop_( ); //延时，等待74LS244的输出恢复高阻状态 _nop_( ); _nop_( ); _nop_( ); XBYTE[0xFEFF]= temp ; //送出数据驱动LED _nop_( ); //延时 _nop_( ); _nop_( ); _nop_( ); }},21,11.4、8255A可编程IO接口扩展,8255A: Intel公司的通用可编程并行接口芯片。

这一类芯片在正常工作前需要通过编程来设置其工作方式，所以称为可编程芯片作用：单片机的并行口数量比较少，但是需要并行口的外设比较多，所以经常需要扩展并行口供外设使用而8255A可以提供3个并行口22,11.4.1 8255A内部结构和引脚功能,数据线D0－D7，负责传输数据信息、状态信息和控制字，与单片机的P0.0－P0.7引脚连接有三个8位并行I/O口，A口、B口、C口分别对应引脚PA0－PA7、PB0－PB7、PC0－PC7这些引脚通常和外设相连3、 、 两个引脚和单片机的同名引脚相连，单片机通过这两个引脚控制数据从8255A中读取或写入8255A4、 是片选信号，低电平有效只有当该引脚为低电平时，单片机与8255A之间才能通信RESET是复位信号输入引脚，高电平有效8255A在正常工作之前需要进行一次复位两位地址线A1、A0选择四个端口：A口、B口、C口、控制端口,23,8255A 的内部结构,外设,微处理器,,,,24,8255A 端口地址表,,,,,,25,11.4.2 8255A控制字,两个控制字：方式选择控制字（用来设置8255A的工作方式）和C口置位/复位控制字（设置C口某一位的状态 ） 。

两个控制字的区分标志：控制字的D7位 当D7位为1，使用的是方式选择控制字; 当D7位为0，使用的是C口置位/复位控制字 使用：都是写到控制字端口(A1A0=11),。