C7第七章单片机接口技术.
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第七章单片机接口技术教学内容:1、I/O口扩展技术2、存储器扩展技术3、 A/D转换和D/A转换技术4、键盘接口技术5、显示接口技术本章重点:1、可编程I/O口扩展技术2、数据存储器的扩展技术3、键盘接口技术4、显示接口技术教学要求:1、通过本章的学习,应掌握通用I/O、可编程I/O口、数据存储器、键盘、显示接口的工作原理及扩展方法。
2、掌握接口的程序设计方法。
3、具备应用系统的开发能力教案:第一节 I/O口扩展技术1、简单I/O口扩展技术1)、I/O口扩展方法芯片:简单输入口扩展采用标准接口芯片,如74HC244、74HC373、74HC245等等。
扩展方法:I/O口线与单片机口线相连,接口的控制线由单片机的其它口线或控制信号相连。
注意事项:如果控制线由通用的I/O口提供,此时单片机的接口相当于端口,访问时用MOV类指令;如果控制信号由单片机的控制口线提供,此时外面扩展的单元就相当于外部的一个存储单元,访问时要用MOVX指令。
2)、输入口扩展如图1所示为用74HC244扩展的通用的输出口。
图1 输入口扩展电路3)、输出口扩展图2是用74HC373扩展的输出电路图2 输出口扩展电路2、可编程I/O口扩展技术可编程I/O口芯片很多,但扩展方法是一样的,下面以8255和8155可编程为例来说明可编程I/O口的扩展方法1)、8255A可编程接口芯片扩展I/O口(1)8255A的内部结构8255A是可编程的I/O接口芯片,通用性强且使用灵活,常用来实现51系列单片机的并行I/O扩展。
8255A按功能分为三部分,即:总线接口电路、口电路和控制逻辑电路。
其内部结构如图3所示。
图3 8255A内部结构数据总线缓冲器:直接与CPU的系统总线连接,以实现CPU和接口之间数据、控制及状态信息的传送。
读写控制逻辑:负责管理内部和外部的数据传送,8255A读写控制如表1所示。
表1 8255A读/写控制表CSA1A0RDWR所选端口操作A口读端口A1B口读端口B1C口读端口C11A口写端口A111B口写端口B111C口写端口C1111控制寄存器写控制字1××××/数据总线缓冲器输出高阻A组与B组控制:每组控制电路一方面接收来自读/写控制逻辑电路的读/写命令,另一方面接收芯片内部总线的控制字,据此向对应的口发出相应的命令,以决定对应口的工作方式和读/写操作。
第7章单片机接口技术单片机应用系统常需连接键盘、显示器、打印机、A/D和D/A转换器等外设,其中,键盘和显示器是使用最频繁的外设,它们是构成人机对话的一种基本方式,A/D和D/A转换器是计算机与外界联系的重要途径。
本章将叙述常用外设的工作原理以及它们如何与单片机接口,如何相互传送信息等技术。
实训7 简易秒表的制作1.实训目的(1)利用单片机定时器中断和定时器计数方式实现秒、分定时。
(2)通过LED显示程序的调整,熟悉8155与8051,8155与LED的接口技术,熟悉LED动态显示的控制过程。
(3)通过键盘程序的调整,熟悉8155与矩阵式键盘的接口技术,熟悉键盘扫描原理。
(4)通过阅读和调试简易秒表整体程序,学会如何编制含LED动态显示、键盘扫描和定时器中断等多种功能的综合程序,初步体会大型程序的编制和调试技巧。
2.实训设备与器件(1)实训设备:单片机开发系统、微机。
(2)实训器件:实训电路板1套。
3.实训步骤与要求(1)要求:利用实训电路板,以8位LED右边2位显示秒,左边6位显示0,实现秒表计时显示。
以4×4矩阵键盘的KE0、KE1、KE2等3键分别实现启动、停止、清零等功能。
(2)方法:用单片机定时器T0中断方式,实现1秒定时;利用单片机定时器1方式3计数,实现60秒计数。
用动态显示方式实现秒表计时显示,用键盘扫描方式取得KE0、KE1、KE2的键值,用键盘处理程序实现秒表的启动、停止、清零等功能。
(3)实验线路分析:采用实训电路板,其原理图参见附录。
8位LED显示的位码由8155的PA口输出,段码由8155的PB口输出,PB口线与LED之间接有200Ω限流电阻,LED 为共阴极数码管,LED显示方式为动态显示方式。
4×4矩阵键盘的行线经5.1KΩ电阻上拉后与8155PC口的PC0~PC3口线相连,列线与8155PA口的PA0~PA3口线相连。
8155的控制口地址为4400H,PA口地址为4401H,PB口地址为4402H,PC口地址为4403H。