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第四章 MCS-51系列单片机接口及其应用系统设计

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第4章MCS-51单片机系统功能扩展

第4章MCS-51单片机系统功能扩展

74LS373结构示意图
74LS373的引脚
引脚说明如下: D7～D0: 8位数据输入端。 Q7～Q0: 8位数据输出端。 G:数据输入锁存控制端：当G为“1” 时，锁存器 输出端与输入端数据相同；当G由“1” 变“0” 时，数据输入锁存器中。 OE#: 输出允许端。
P0口与地址锁存器74LS373的连接
4.1 系统扩展概述
4.1.1 最小应用系统
图4.1 MCS–51单片机最小化系统 (a) 8051/8751最小系统结构图；(b) 8031最小系统结构图
4.1.2 单片机系统扩展的内容与方法
1．单片机的三总线结构
图4.2 MCS–51单片机的三总线结构形式
(1)以P0口作为低8位地址/数据总线。 (2)以P2口的口线作高位地址线。 (3)控制信号线。 *使用ALE信号作为低8位地址的锁存控制信号。 *以PSEN#信号作为扩展程序存储器的读选通信号。 *以EA#信号作为内外程序存储器的选择控制信号。 *由RD#和WR#信号作为扩展数据存储器和I/O口的 读选通、写选通信号。 尽管MCS-51有4个并行I/O口，共32条口线，但由于系 统扩展需要，真正作为数据I/O使用的，就剩下P1 口和P3口的部分口线。
锁存器8282 功能及内部结构与74LS373完全一样，只是其引脚的排 列与74LS373不同 ，8282的引脚如下图。
4.2.2 74LS244和74LS245芯片
在单片机应用系统中, 扩展的三总线上挂接
很多负载, 如存储器、并行接口、A/D接口、显
示接口等, 但总线接口的负载能力有限, 因此常
3) 采用地址译码器的多片程序存储器的扩展
例3 要求用2764芯片扩展8031的片外程序存储器，分配的 地址范围为0000H~3FFFH。

MCS—51单片机学习开发系统设计-单片机原理及接口技术课程设计说明书.doc

MCS—51单片机学习开发系统设计-单片机原理及接口技术课程设计说明书.doc

单片机原理及接口技术课程设计说明书姓名xx所在院（系）电气工程与自动化学院专业班级电气学号指导教师xxx时间MCS—51单片机学习开发系统设计摘要：该MCS--51单片机学习开发系统集成多个资源模块，每个模块各自可以成为独立的单元，也可以相互组合，可完成MCS-51单片机学习过程中的大部分实验。

将MCS-51 设计为多功能可编程接口，该系统工具是初学单片机及单片机爱好者快速掌握51系列单片机不可多得的工具，可以为他们提供不同的开发学习环境。

集成系统主要功能模块组成如下：+5V、-5V、+12V、-12V直流稳压电源模块、8位发光二极管、四位LED数码管、点阵式LCD 液晶显示器、4*4键盘、ISP下载线、并行口扩展控制线接口、A/D、D/A转换接口、串行口通信、PC标准键盘的PS／2接口、继电控制模块等。

关键字：MCS-51单片机系统设计功能模块程序设计目录第1章系统综述 (1)第2章硬件设计 (2)2.1 单片机最小系统 (2)2.2 电源电路 (3)2.3 程序下载口 (4)2.4 LED显示模块 (4)2.5 LCD液晶显示器及PC标准键盘接口 (6)2.6 键盘电路 (7)2.7 DAC0832D/A转换电路 (8)2.8 ADC0809A/D转换电路 (9)2.9 8255输入/输出（或数据总线）扩展 (10)2.10串行通信模块 (11)2.11 继电器控制模块 (13)2.12系统总图 (13)第3章软件设计 (16)3.1 8255并行扩展设计 (16)3.2 8255键盘及显示设计 (16)3.3 串行通信口设计 (18)3.4 A/D转换设计 (18)3.5 D/A转换设计 (19)第4章系统实验 (20)4.1 数码管循环计数显示实验 (20)4.2 串行口两单片机双机通信实验 (21)4.3 简单键盘控制显示实验 (22)4.4 键盘控制位循环显示实验 (22)第5章设计总结 (23)第6章参考文献 (24)附录系统模块程序设计清单 (26)1. 8255并行扩展程序设计 (26)2. 8255键盘及显示控制程序设计 (27)3. A/D转换实验程序设计 (31)4. D/A转换程序设计 (32)5. 双机通信实验程序设计 (34)6. 键盘控制位循环显示实验程序设计 (37)第1章系统综述目前,单片机已广泛应用到工业测控、智能仪表、数据采集、人工智能等领域。

《单片机应用系统设计》教学大纲及知识点

《单片机应用系统设计》教学大纲及知识点

《单片机应用系统设计》课程教学大纲一、本课程的地位、作用和任务本课程是在学生学完电子技术类基础课程和微机应用类基础课程之后，为加强对学生技术应用能力的培养而开设的体现电子技术、计算机技术综合应用的综合性课程。

本课程的任务是使学生获得单片机应用系统设计的基本理论、基本知识与基本技能，掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法，并了解单片机在测量、控制等电子技术应用领域的应用。

初步具备应用单片机进行设备技术改造、产品开发的能力。

二、理论教学内容绪论单片机概述0．1 引言0．2 单片机的特点0．3 单片机的发展0．4 MCS-51单片机系列简介第一章MCS–51单片机的结构和原理1. 1 单片机的内部结构1. 2 MCS–51的外部引脚及功能1. 3 MCS–51的存储器配置1. 4 并行输入／输出接口电路1. 5 时钟电路与时序1. 6 MCS –51最小系统设计第二章MCS-51的指令系统2．1 MCS-51指令系统概述2．2 数据传送类指令2．3 算术运算类指令2．4逻辑运算及移位类指令2．5 控制转移类指令2．6 布尔变量操作类指令第三章汇编语言程序设计3．1 汇编语言源程序的格式3．2 伪指令3．3 汇编语言程序举例第四章MCS—51的中断与定时4.1 MCS—51单片机的中断系统4.2 MCS–51的定时/计数器第五章存储器扩展技术5.1 概述5.2 程序存储器的扩展5.3 数据存储器的扩展5.4 PROME2及其扩展第六章Ｉ/Ｏ扩展技术6．1 Ｉ/Ｏ接口概述6．2 MCS-51并行Ｉ／Ｏ口的直接使用6．3 简单Ｉ／Ｏ扩展6．4 8255并行Ｉ／Ｏ口6．5 8155简介第七章键盘/显示器扩展技术7．1 单片机应用系统中的人机通道7．2 键盘及其接口7. 3 显示器及接口7．4 专用的8279键盘/显示器接口第八章模拟量输入/输出通道8.1 模拟量输入通道8.2 模拟量输出通道第九章MCS-51的串行通信9.1 串行通信基础9.2 串行接口的构成与工作方式9.3 串行口的典型应用9.4 单片机的多机通信9.5 RS-232C串行总线第十章应用程序设计技术10.1 智能仪表的一般结构10.2 单片机应用系统设计举例第十一章高性能单片机PIC16F8XX介绍11．1 PIC16F87X的特点11．2 PIC16F87X的结构与配置11．3 PIC16F87X的功能部件11．4 PIC16F87X的应用举例三、实践教学的内容和要求实验一联机仿真操作练习实验目的：进一步掌握开发工具的应用实验内容：学习PC机与开发机联机仿真的操作方法实验二指令系统和编程练习实验目的：掌握8051单片机常用指令的使用和编程实验内容：用8051单片机的常见指令编写简单的多字节加减法程序。

MCS_51单片机接口实验系统设计

MCS_51单片机接口实验系统设计

M CS 251单片机接口实验系统设计Ξ谈　学ΞΞ(渝州大学自电系,重庆,630033) 摘　要　阐述了单片机接口实验系统的设计思想,给出了系统设计方案,并对系统各单元的硬件及实验内容作了简要的介绍。

关键词　实验系统;单片机应用;接口技术目前,单片机已广泛地应用于工业自动化、智能仪器仪表、数据采集、通信系统、家用电器等领域。

尤其是美国In tel 公司生产的M CS 251系列单片机以其优越的性能,成熟的技术及高可靠性和高性价比,迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场,成为国内单片机应用领域中的主流机。

单片机应用、开发技术已成为工程技术人员,特别是从事电子技术、控制工程、仪器仪表、测试技术等专业工程技术人员必须掌握的一项重要的技术手段。

单片机接口技术作为单片机应用的一个重要组成部分,是每一个从事单片机应用系统设计的工程技术人员所必须了解和掌握的。

因此,我们设计了单片机接口实验系统、旨在培养和提高学生的工程能力,以适应国民经济发展的需要。

1　系统设计思想为了使学生通过实验的训练,能够掌握单片机应用系统设计的基础方法,熟悉单片机应用系统的开发过程。

在单片机接口实验系统设计时,将其作为一个单片机应用系统来进行设计。

实验时将该系统与单片机在线仿真器和计算机(PC XT 、286、386等)相连,即可构成一个高性能的单片机教学实验系统(图1)。

图1　单片机教学实验系统　第14卷第1期　　渝州大学学报(自然科学版)1997年3月 V o l .14 .1 JOU RNAL O F YU ZHOU UN I V ER S IT Y (N at .Scien.Edit .)M ar .1997　ΞΞΞ男,41岁,讲师收到日期:1995212225若将图1中的接口实验系统换成用户应用系统,就是一个通用型单片机开发系统。

由此可知,该实验过程与单片机应用系统的开发过程完全相同,使实验与工程实际结合得非常紧密。

MCS-51系列单片机系统及其应用教学设计

MCS-51系列单片机系统及其应用教学设计

MCS-51系列单片机系统及其应用教学设计背景介绍MCS-51系列单片机是一种非常常见的单片机芯片，它由Intel公司推出，并成为业界标准。

MCS-51系列单片机由于其操作简便、易于学习、成本低廉等优点，被广泛应用于各种不同的领域，如家电、汽车电子、医疗器械等。

随着科技的发展，MCS-51系列单片机的应用范围越来越广泛，人们对MCS-51系列单片机的需求也越来越多。

教学目标•了解MCS-51系列单片机的基本硬件和软件结构；•掌握MCS-51系列单片机的编程方法，如汇编语言和C语言编程；•学习MCS-51系列单片机的应用，如数码管、LED灯、LCD显示屏等。

教学内容第一章：MCS-51系列单片机的硬件结构本章主要介绍MCS-51系列单片机的硬件结构，包括CPU、存储器、IO口等。

学生需要掌握CPU的基本结构和工作原理，了解存储器的分类和使用方法，以及掌握IO口的使用方法。

第二章：MCS-51系列单片机的软件结构本章主要介绍MCS-51系列单片机的软件结构，包括程序存储器、数据存储器、程序运行机制等。

学生需要掌握程序存储和数据存储的区别，了解MCS-51系列单片机的程序运行机制，以便能够编写出高效的程序。

第三章：MCS-51系列单片机的编程方法本章主要介绍MCS-51系列单片机的编程方法，包括汇编语言和C语言编程。

学生需要掌握MCS-51系列单片机的编程方法，能够编写简单的程序。

第四章：MCS-51系列单片机的输入输出控制本章主要介绍MCS-51系列单片机的输入输出控制，包括数码管、LED灯、LCD显示屏的控制方法。

学生需要掌握各种输入输出控制方法，以便能够灵活应用于实际项目中。

第五章：MCS-51系列单片机应用实践本章主要介绍MCS-51系列单片机在实际项目中的应用，如家电、汽车电子、医疗器械等。

学生需要能够将所学知识应用于实际项目中，进行相应的开发和调试。

教学方法本课程采用讲授、实验、课题等多种教学方法相结合，让学生在感受和体验中掌握所学知识。

单片机原理课程教案

单片机原理课程教案

（一）课程教学目的和要求随着科学技术的不断进步，计算机在社会各个领域中的应用也不断得以发展，本课程是信息类基础课程之一，是一门学生学习掌握计算机硬件知识和汇编语言程序设计的入门课程。

通过本课程的学习使学生从理论和实践两方面掌握单片机的基本结构、工作原理、汇编语言程序设计方法、接口电路及单片机应用系统的设计方法，以求达到初步的单片机软硬件设计开发能力。

并为以后从事电子控制类的设计奠定理论基础和实践能力。

《单片机原理及应用》是信息类专业的一门重要专业基础必修课，是一门理论与实际紧密结合并对学生进行工程训练的课程。

通过本课程的教学，学生应掌握51系列单片机CPU、定时/计数器、存储器、串行通信、中断系统、I/O口的硬件结构，能用汇编语言进行程序设计，具备应用单片机知识分析解决工程实际问题，设计较复杂的单片机应用系统能力。

（二）课程教学重点和难点1、重点：硬件结构；指令系统；系统扩展和应用；外围接口技术。

2、难点：指令系统；外围接口技术。

（三）教学方法理论与实验相结合（四）课时安排总课时：64课时，其中：理论课时48，实验课时16。

（五）考核方式本课程的考核采取平时的形成性考核和课程结束时的笔试闭卷考试相结合的考核办法。

平时的考核主要有三个方面：课堂、课外、实验。

课堂考核依据出勤率、听课态度、课堂讨论表现等；课外考核主要依据作业、平时测试、课外的创新和发明等；实验考核依据实验完成的质量和数量等情况来评定。

（六）参考教材刘湘涛.江世明编著《单片机原理与应用》.电子工业出版社. 2006.第一章单片机基础知识教研室：计算机教研室教师姓名：申寿云教学过程1、问题牵引、导入新课（1）单片机是什么？它的主要特点和应用的领域。

（2）计算机中数据有哪些表示？二进制、八进制、十进制、十六进制；原码、反码、补码；ASCII码、BCD码。

2、课程内容本章的主要知识点有：知识点1：单片机的概念。

知识点2：单片机主流机型。

知识点3：80C51系列简介。

mcs-51系列单片机基本结构与工作原理


▪
1）电源引脚VCC和VSS
▪
VCC：40脚，电源端，+5V
▪
VSS：20脚，接地端（GND）
▪
2）时钟电路引脚
▪
XTAL1：19脚，外接晶振输入引脚。
▪
XTAL2：18脚，外接晶振输出引脚。
▪
3）控制线引脚
▪
共4根，其中3根为双功能
▪
①RST/VPD ：9脚，复位/备用电源。
▪
RST---通过外接复位电路实现上电复位或按键复位。
直接寻址 寄存器寻址
(4)MOV 60H，@R1 直接寻址 寄存器间接寻址
表2-2 特殊功能寄存器SFR的名称及地址（一）
§ MCS-51的扩展应用
▪ 一、单片机Байду номын сангаас展的基本概念 ▪ 1、单片机最小系统：使单片机运行的最少器件构成的 ▪ 系统，就是最小系统。 ▪ 无ROM芯片：8031 必须扩展ROM，复位、晶振电路 ▪ 有ROM芯片：89C51等，不必扩展ROM，只要有复位、 ▪ 晶振电路 ▪ 2、扩展使用的三总线：
▪ 清零，用来选择8051的工作寄存器区。其选择方法见表2-1
▪ OV、（ PSW.2）溢出标志位。当带符号数运算（加法或减法）结果超 ▪ 出范围（-127-+127）时，有溢出，OV=1；否则OV=0。 ▪ --、（ PSW.1）用户定义标志位。 ▪ P、（ PSW.0）奇偶校验位。在每个指令周期由硬件按累加器A中“1”的 ▪ 个数为奇数或偶数而为“1”或“0”。因此，P可用指示操作结果（累加器
direct
8 位内部RAM单元的地址
＃data：
指令中的8 位常数。
＃data16
指令中的16位常数。

MCS-51汇编语言程序设计


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单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社
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本章目录
4.2.1 顺序结构程序 4.2.2 分支结构程序 4.2.3 循环结构程序 4.2.4 查表程序 4.2.5 子程序 4.3 汇编语言程序设计实例 习题与思考题
4.1 程序设计概述 4.1.1 程序设计的步骤 4.1.2 程序设计的方法 4.1.3 汇编语言的规范 4.1.4 汇编语言程序编辑和 汇编 4.2 结构化程序设计方法
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单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社
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4.1.3 汇编语言的规范
（5）定义字伪指令 ）定义字伪指令DW
[标号:] 标号: DW 16位二进制数表 16位二进制数表
---伪指令 伪指令DW 伪指令
功能： DW 指令是在程序存储器 （ ROM ） 中 ， 从指定的 指令是在程序存储器（ 功能 ： DW指令是在程序存储器 ROM） 地址单元开始，定义若干个16位数据 一个16位数 位数据。 地址单元开始，定义若干个16位数据。一个16位数 要占两个存储单元，其中高8位存入低地址单元， 要占两个存储单元， 其中高 8位存入低地址单元， 位存入高地址单元。 低8位存入高地址单元。 例如: 例如: ORG 1100H 1100H TAB : DW 1234H, 0ABH 10 1234H, 以上伪指令经汇编以后， 将对从1100H 以上伪指令经汇编以后 ， 将对从 1100H 开始的若 干内存单元赋值。 干内存单元赋值。
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单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社
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4.1.3 汇编语言的规范
例如：ORG 1100H 例如： TAB :DW 1234H, 0ABH 10 (1100H)=12H (1101H)=34H (1102H)=00H (1103H)=ABH (1104H)=00H (1105H)=0AH

MCS-51系列单片机的指令系统

一套控制计算机操作的编码，称之为机器语言，计算 机只能识别和执行机器语言的指令。为了便于人们理 解记忆和使用，通常用符号来描述计算机的指令系统， 而符号指令称之为汇编语言。各类机型计算机都有自 己的汇编语言指令系统，并且能够将汇编语言进行编 译成为机器语言指令。
51系列单片机指令系统包含5种功能类型的指令，7 种寻址方式，共有111条指令。
addr16 16位目标地址，片外数据存储器或程序存储器以及外 部芯片的地址，用于LCALL和LJMP指令中；
addr11 11位目标地址，片内数据存储器或程序存储器的地址， 用于ACALL和AJMP指令中；
rel 相关地址，8位带符号偏移量，一般是程序存储器字节地址， 通常在跳转类指令中使用，其对应的十进制范围为-128~+127；
立即寻址就是直接给出操作数。
取指令时，即可由程序存储器中直接取得操作数据。51单 片机中除了一条指令（MOV DPTR，#data16）是16位长 的立即数外，其余都是8位的立即数。
例如：MOV A，＃30H；无论执行之前A中的内容是多少， 则执行后A=30H。
值得注意的一点是：在立即数寻址中立即数前面必须要加 上一个“#”号，“#”表示其后面内容为立即数而不是一个 字节单元地址。
bit 位地址，针对片内数据存储器中的可位寻址的位使用； DPTR 数据指针，可用做16位的地址寄存器； (X) X指寄存器或十六进制数，则（X）为指向以X寄存器中的内
容为目标地址的单元或以十六进制数据为目标地址的单元； ← 数据传送的方向，将左边的内容送入右边； A 累加器； ACC 直接寻址方式的累加器； B 寄存器B； C 进位标志位，是布尔处理机的累加器，也称为位累加器。
任何一种处理器都必须经过设计人员对

MCS51的片内接口及定时器计数器


参考程序如下：
ORG 0000H LJMP MAIN
ORG 0100H MAIN：
MOV TMOD，#09H MOV TH0，#00H MOV TL0，#00H BACK1： JB P3.2，BACK1 SETB TR0
BACK2： JNB P3.2，BACK2
BACK3： JB P3.2，BACK3 CLR TR0 MOV 70H，TL0 MOV 71H，TH0 SJMP $
P1=～K;} Return; }
5.2 MCS-51定时/计数器及其应用
51系列内部有2个16位的定时/计数器T0、T1
52系列内部有3个16位的定时/计数器T0、T1、T2
功能：
定时 计数
可编程 串行口的波特率发生器
定时/计数器的可编程特性：
⑴ 确定其工作方式是定时还是计数
⑵ 预置定时或计数初值
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计数初值X的计算方法： 计数方式：
N= 2n－X（X即为要求计数的次数）
定时方式： （2n － X）×T = 定时值
∴ X = 2n －定时值 / T 其中T为机器周期，时钟的12分频， 若晶振为6MHz，则T = 2µs， 若晶振为12MHz，则T = 1µs
回目录 上页 下页
BACK：
MOV A，P0 ；读P0口开关状态，并送入累加器A
CPL A
；对累加器A求反
MOV P1，A
；从P1口输出
SJMP BACK ；循环执行
C51参考程序如下： Sfr P0=0x80; Sfr P1=0x90; Void main(){ Volatile unsigned char k; P0=0xff; P1=0; While(1) { K=P0;
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通常使用7段LED数码管， 它由7个发光二极管组成。这7 个发光二极管a~g呈“日”字 形排列，其结构及连接如图4-1 所示。当某个发光二极管导通 时，相应地点亮某一点或某一 段笔画，通过发光二极管不同 的亮暗组合形成不同的数字、 字母及其其他符号。
图4-1 七段数码管结构
LED数码管中的发光二极管有两 种接法： （1）所有发光二极管的阳极连接 在一起，这种连接方法称为共阳 极接法（如图4-2a)。 （2）所有发光二极管的阴极连接 在一起，这种连接方法称为共阴 极接法（如图4-2b）。 共阳极的LED为低电平时， 对应的段码被点亮；共阴极的 LED为高电平时，对应的段码被 点亮。一般共阴极可以不外接电 阻，但共阳极中的发光二极管一 定要外接电阻。
4.2.1 键盘的应用
4.2.2 键盘的工作原理
4.2.3 矩阵式键盘的识别
键盘是由若干个按键组成的，是向系统提 供操作人员的干预命令及数据的接口设备。在 单片机应用能够系统中，为了控制系统的工作 状态，以及向系统中输入数据时，键盘是不可 缺少的输入设备，它是实现人机对话的纽带。 如：复位用的复位键、功能转换用的功能键、 数据输入用的数字键盘等。
程序流程图
开始
中断设置 j+1 J>10 N 将Tabl1[j]送P2 j++ Y 中断返回 J清零 中断0子程序 将Tab2[j]送p1 中断１子程序
p1清零 中断返回
（5）源程序设计（ C语言）
#include<reg51.h> #define uint unsigned int #define uchar unsigned char uchar j; uchar t; uint n; const uchar tab1[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,}; const uchar tab2[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99, 0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,}; void delay(uint n) { uint i; for(i=0;i<n;i++); for(i=0;i<n;i++); for(i=0;i<n;i++); for(i=0;i<n;i++); }
本作业与课外设计作业一相呼应，
可使同学们深刻认识到： 没有什么克服不了的困难， 只要掌握科学合理的教与学的方法， 设计能力和实践能力肯定能够大幅度地提高，
每个学生都有能力实现自己的梦想，
都能创造辉煌灿烂的未来。
从现在开始，
你完全可以利用你所学的知识，
设计一个你最喜爱的单片机应用系统！ 相信老师， 相信你自己， 你肯定能够成功！！！
单片机AT89C51
按钮BUTTON
瓷片电容CAP 30pf
7SEG-COMCATHODE
晶振CRYSTAL 12MHz
电阻RES
（4）程序流程图设计 如果有键按下，则相应输入为低电平，否则 为高电平。首先设置P3.0为低电平，检测 P3.4~P3.7列是否为低电平。如果为低电平， 则转入相应的显示子程序中。否则再设置 P3.1为低电平，检测P3.4~P3.7列是否为低 电平……这样，以首先设置相应的行为低电 平，然后再检测相应列是否为低电平的方式 来实现键盘的扫描。当按键为低电平时，就 转到相应显示子程序中。
在键盘操作过程中，当有两个或两个以上的键被同时按下时， 哪个按键有效完全取决于开发者的设计。 独立式键盘直接用I/O口线构成.每个按键接一根I/O口线，各 键的工作状态互不影响。独立式键盘电路按其工作方式不同又分 为: 查询式（图a）和中断式（图b）。
（a）查询式
（b）中断式
矩阵式键盘又称为行列式键盘。用I/O口线组成行、列 结构，行列线分别连在按键开关的两端，列线通过上拉电 阻至电源，使列线在无按键时处于高电平状态按键设置在 行、列线的交叉点上。例如：用3X3的行列结构可构成9个 键的键盘，用4X4的行列结构可构成16个键的键盘。
键扫描
键盘是由按键构成的，每一个 按键都被赋予特定的功能，它们通 过接口电路与单片机连接，通过软 件了解按键的状态及键输入的信息， 并转去执行该键的功能处理程序。 键盘的接口方法有多种，但键 的输入过程与软件结构基本是一样 的。MCS-51单片机按键输入过程 如图所示。
N
有无键按下 Y 查键号
JMP@A+DPTR
键编码与键值： 一组按键或键盘都要通过I/O线查询按键的开关 状态。根据键盘结构不同，采用不同的编码方法。但 无论有无编码，以及采用什么编码，最后都要转换成 为与累加器中的数值相对应的键值，以实现按键功能 程序的散转。 编码方法： （1）用键盘连接的I/O线的二进制组合表示键码 （2）顺序排列键码 （3）随机排列键码 „ „
4.1 LED数码管及其应用系统设计 4.2 键盘及其应用系统设计 4.3 A/D转换器及其应用系统设计 4.4 D/A转换器及其应用系统设计
4.1.1 LED数码管结构与原理
4.1.2 LED数码管的显示方式 4.1.3 共阴极LED和共阳极LED的应用
在单片机应用系统中,使用的显示器主要 有:LED(发光二极显示管)、 LCD液晶显示器、CRT 等。 LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是单片 机应用系统中常用的输出设备,LED由发光二极管构 成，具有结构简单、价格便宜、配置灵活、与单片机 接口方便等特点。
综合设计大作业：
查询相关资料，设计一个你最感兴趣的单片机系统。 该作业为综合设计，取代传统的考试，需3-5周的课外时间，
自本章开始，每个学生根据自己的爱好，自拟课题。
老师在授课过程中或利用课外时间，对学生的选题、设计思路、 设计方法等进行辅导；同时对设计的过程进行有效监督，确保学 生能够高质量地完成设计任务；并在本课程结束时，对学生的设 计内容、设计质量、设计效果及设计论文等进行考核和验收。
a
b
图4-2 发光二极管的接法
LED数码管的发光二极管亮暗组合实质上 就是不同电平的组合，也就是为LED数码管提 供不同的代码，这些代码称为字形代码。7段 发光二极管加上1个小数点dp共计8段，字形 代码与这8段的关系如表4-1。
表4-1
数据 字
LED 段
D7 D6
dp g
D5 D4 D3 D2 D1 D0
A=00H
A=01H
01按键 应用程序
A=NNH
NN按键 应用程序
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
00按键 应用程序
键在闭合与断开的瞬间均有抖动过程如图所示： 键的闭合与否通常用高、低电平来进行检测。键闭合 时，该键为低电平；键断开时，该键为高电平。 键的闭合与断开都是利用其机械弹性，由于机械弹性 的作用，键在闭合与断开的瞬间均有抖动过程，抖动的时 间一般为5~10ms。按键的稳定闭合期由操作人员的按键动 作所决定。
用键盘连接的I/O线的 二进制组合表示键码:
I/O
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
88 48 28 18
84 44 24 14
82 42 22 12
81 41 21 11
可用一个8位I/O线的 高低4位口线的二进制 组合表示16个键的编 码。
顺序排列键码： 键值的形成要根据I/O线 的状态作相应处理。 键码可按： 键码=行首键码+列号
void main(void) { P1=0x00; Init_Int(); while(1) { for(j=0;j<10;j++) { P2=tab1[j]; delay(65000); } } }
（6）系统调试与仿真 1）keil c 调试； 2）proteus调试； 3）联合调试；
4）仿真结果。
f e d c b a
字形代码与十六进制数的对应关系部分如表 4-2所示。从表中可以看出共阴极与共阳极的字 形代码互为补数。
表4-2
在单片机应用系统中一般需使多个LED数码管， 多个LED数码管是由N根位选线和8XN根段选线连接 在一起的，根据显示方式不同，位选线与段选线的 连接方法也不相同。段选线控制字符选择，位选线 控制显示位的亮或暗。N个LED数码管的连接方式如 图4-3所示。
图4-3 多个数码管的连接方式
LED数码管显示有静态显示和动态显示两种方式:
静态显示就是当LED数码管要显示一个字符时，相应的发光二极管恒 定地导通或截止（如图4-4)。优点是显示数据稳定，占用CPU时间少。 但是采用这种显示方式时需要一个8位输出口控制，所以占用硬件多， 如果单片机系统中有多个LED数码管需进行扩展。
图4-4 多个LED静态显示连接方法
动态显示就是一位一位地轮流点亮各位数码管，CPU需要 时刻对数码管进行刷新，显示数据有闪烁感，占用CPU的 时间较长（如图4-5）。并且数码管的点亮既与点亮时的导 通电流有关，也与点亮时间、间隔时间的比例有关。调整 电流和时间的参数，可实现亮度较高，较稳定的显示。同 时占用的I/O口较少。
单片机AT89C51 按钮BUTTON 瓷片电容CAP 30pf 7SEG-COM-ANBLUE 晶振CRYSTAL 12MHz 7SEG-COMCAT-GRN 电阻RES
（4）程序流程图设计
数码管显示字符，一般是通过调用Table字库来进行的。由 于该系统中采用两种类型的数码管（共阴极和共阳极LED），因 此需要调用两个不同的字库，如果使用汇编来编写此程序，则比 较困难；使用C语言，相对来讲就容易，因此我们采用C语言来 编写此程序。 使用C语言编写程序时，首先编写好Tab1和Tab2这两个库， 其中一个为共阳极LED的段码值，另一个为共阴极LED的段码值。 程序使用两个外部中断INT0和INT1,其中INT0用来控制LED2显示 字符与LED1显示字符相同，INT1使LED2不显示。使用单片机软 件延时计数。