单片机的典型外围接口技术
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单片机接口技术的特点与应用设计摘要本文首先介绍了单片机接口技术的特点,之后对ps/2鼠标接口单片机设备进行扩展,主要完成了串口转ps/2鼠标硬件和软件结构设计。
关键词单片机;接口技术;ps/2中图分类号tp39 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2011)44-0208-02接口是指各种不同特性部件的相互交接部分。
对于单片机,cpu 与其它外围电路和部件相互交接的部分就是接口。
接口又分为和软件部分硬件部分。
接口软件则是指为实现信息交换而设计的程序;硬件接口是指两个部件实体之间的连线和逻辑电路。
在现在所掌握的技术条件下,硬件接口都必须得到相应的接口软件的支持。
1 单片机接口技术的特点单片机本身已经具备了一些常用的功能部件,而且我们知道单片机的应用主要是面向测控系统,因此,与通用计算机的接口技术相比较,单片机的接口技术有以下特点。
1)单片机的接口往往更侧重于人机接口和控制接口。
通用微机的人机界面是标准键盘和显示器,较之单片机的人机接口要复杂,同时功能也强得多。
pc机的键盘本身就是一个单片机系统,可以对100多个键进行扫描,并具有消除抖动和重键处理等功能。
另外,通用计算机不是面向测控应用的,因此通常不具备测控接口。
如果需要,也必须使用扩展板;2)单片机的接口往往都是由用户自行设计的,而且不会有统一的标准和规格。
而且同一种功能也可以采用不同的接口设计方案。
而对于通用微型计算机的接口部件一般是已经设计好的,用户也只能使用它所提供的功能,却不能更改其原有的设计。
因此,单片机的接口设计往往需要更多的技巧和经验;3)单片机应用系统的规模通常都比较小,存储器的容量也不大。
因此,很少采用大容量的存储器,而且通常只采用静态存储器,很少采用动态存储器。
另外,也很少采用外部存储器(软盘、硬盘等)。
而在通用微型计算机中,通常都采用大容量的动态存储器,软盘和硬盘更是必不可少的大容量的外部存储器。
2 单片机接口技术的应用——ps/2接口技术作为一个出现较早的输入接口,基于ps/2的开发技术已经相当成熟,但是这些成熟的技术主要掌握在部分主板开发商和鼠标键盘开发商手上。
第7章单片机的典型外围接口技术7.1键盘接口7.2显示接口7.3DAC接口7.4ADC接口7.1键盘接口(1)独立连接式键盘优点:结构简单、使用方便。
缺点:占用的I/O口线多。
(2)矩阵式键盘⏹键盘上的键按行列构成矩阵,在行列的交点上都对应有一个键。
⏹所谓键实际上就是一个机械开关,被按下则其交点的行线和列线接通。
⏹非编码键键盘接口技术的主要内容就是如何确定被按键的行列位置,并根据此产生键码。
1.键输入过程与软件结构键扫描有无键按下查键号JMP @A+DPTR00#按键应用程序01#按键应用程序NN #按键应用程序A=00H A=01H A=NNH...N Y2.键盘输入接口与软件应解决的任务⏹(1)键开关的可靠输入⏹抖动的处理有硬件处理和软件处理两种。
⏹(2)按键编码与键号定义⏹(3)键盘检测与编制键盘程序3.矩阵式键盘电路的结构及工作原理一个4×4的行、列结构可以构成一个含有16个按键的键盘。
0123106759841114151312+5V X3X2X1X0Y3Y0Y2Y1扫描方法:先令列线Y0为低电平(0),其余3根列线Y1、Y2、Y3都为高电平,读行线状态。
如果X0、X1、X2、X3都为高电平,则Y0这一列上没有键闭合,如果读出的行线状态不全为高电平,则为低电平的行线和Y0相交的键处于闭合状态;如果Y0这一列上没有键闭合,接着使列线Y1为低电平,其余列线为高电平。
用同样的方法检查Y1这一列上有无键闭合,依次类推,最后使列线Y3为低电平,其余列线为高电平,检查Y3这一列有无键闭合。
按键开关的抖动问题组成键盘的按键有触点式和非触点式两种,单片机中应用的一般是由机械触点构成的。
P1.0由于按键是机械触点,当机械触点断开、闭合时,会有抖动,P1.0输入端的波形如图所示。
常用去抖动方法:⏹(1)硬件方法增加去抖动电路。
⏹(2)软件方法采用软件延时(10ms)躲过抖动(3)键盘的接口电路7.2显示接口⏹7.2.1 基本LED 显示原理⏹1.LED显示器的结构与原理d 1234a b c dp f e c dpd e g f b a GND GND abcdefgdp a b c d e f g dp +5v 8R ⨯8R ⨯g 共阴极共阳极2. 十六进制数字形代码表字型共阳极代码共阴极代码字型共阳极代码共阴极代码0C0H3FH990H6FH1F9H06H A88H77H2A4H5BH B83H7CH3B0H4FH C C6H39H 499H66H D A1H5EH 592H6DH E86H79H 682H7DH F84H71H7F8H07H灭FFH00H 880H7FH7.2.2 LED 显示方式在单片机应用系统中使用LED 显示块构成N 位LED 显示器。
课程编号:064083课程名称:单片机应用技术(Application Technique of Single Chip Microcomputer)《单片机应用技术》教学大纲课程类别(专业基础课)适用专业电子信息工程、电子科学与技术专业及其相近专业开课学期 4 学分 4 总学时64 理论学时48与其他课程的联系:先修电路分析,模拟电路,数字电路,C语言建议教材何立民主编,张俊谟《单片机中级教材----原理与应用》,北京航空航天大学出版社,2006年主要参考书[1] 李鸿编著,《单片机原理及应用》,湖南大学出版社,2004年。
[2] 马家辰等编著,《MCS--51单片机原理及接口技术》,哈尔滨工业大学出版社,1998年。
[3] 诏俊杰等编著,《微型计算机原理与应用》,高等教育出版社,1993年。
[4] 周航慈著,《单片机程序设计基础》,北京航空航天大学出版社,2001年。
[5] 刘昌华编,《8051单片机的C语言应用程序设计与实践》,国防工业出版社,2008年。
一、课程的性质、地位和任务《单片机应用技术》课程是通信和电子信息工程类专业的一门重要课程。
单片机由于体积小、功能强、价格低,可广泛地箝入到诸如高档玩具、家用电器、机器人、仪器仪表、汽车电子系统、工业控制单元、办公自动化设备、金融电子系统、舰船、个人信息终端及通信设备中,成为现代电子系统中最重要的智能化部件。
它也是电子类专业的必修专业限选课程,其实验教学不单独开课。
本课程的主要内容包括化学单片机指令系统、功能单元、程序设计、系统扩展、典型外围接口技术(打*内容不作统一要求)。
本课程的教学目的是:使学生掌握止前最流行的80C51单片机的结构、原理、以及较简单的单片机应用系统的设计方法,培养学生分析问题和解决问题的能力,为今后从事电子系统设计、电子技术开发打下良好的基础。
本课程的教学要求是:本课程是一门理论性和实践性均很强的课程,力求做到精选内容、保证基础和重点、加强概念、注重实用,面向电子技术的新发展,联系实际、配合实验与实践学环节,确保教学的效果。