并行口的应用与扩展PPT讲稿.ppt

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1、并行口的应用与扩展第1页，共28页，编辑于2022年，星期六本章学习目标本章学习目标 v掌握掌握MCS-51MCS-51单片机单片机并行并行I/OI/O口口的应用的应用v掌握掌握键盘与显示器键盘与显示器的扩展原理及方法的扩展原理及方法第2页，共28页，编辑于2022年，星期六4.1 单片机的并行接口单片机的并行接口P0P3MCS-51单片机有单片机有P0、P1、P2、P3四个四个8位双向位双向I/O口，每个端口可口，每个端口可以按字节输入或输出，也可以按位进行输入或输出，四个口共以按字节输入或输出，也可以按位进行输入或输出，四个口共32根口线，根口线，用作位控制十分方便。用作位控制十分方便。一

2、、四个并行口使用的注意事项如下一、四个并行口使用的注意事项如下：n如果单片机内部有程序存贮器，不需要扩展外部存贮器和如果单片机内部有程序存贮器，不需要扩展外部存贮器和I/O接口，接口，单片机的四个口均可作单片机的四个口均可作I/O口使用。口使用。n四个口在作输入口使用时，均应先对其写四个口在作输入口使用时，均应先对其写“1”，以避免误读。，以避免误读。nP0口作口作I/O口使用时应外接口使用时应外接10K的上拉电阻，其它口则可不必。的上拉电阻，其它口则可不必。nP2可某几根线作地址使用时，剩下的线不能作可某几根线作地址使用时，剩下的线不能作I/O口线使用。口线使用。nP3口的某些口线作第二功能

3、时，剩下的口线可以单独作口的某些口线作第二功能时，剩下的口线可以单独作I/O口线使用口线使用nP0驱动驱动8个个TTL电路，电路，P1，P2，P3可驱动可驱动4个个TTL电路。电路。第3页，共28页，编辑于2022年，星期六3.3.读读-修改修改-写写：修改输出锁存器的内容。锁存器中的数据通过修改输出锁存器的内容。锁存器中的数据通过 上三态门进入内部总线，修改后再写入到锁存上三态门进入内部总线，修改后再写入到锁存 器中。器中。读读-修改修改-写指令：并行口为目的操作数的指令：写指令：并行口为目的操作数的指令：如：如：ANL P1ANL P1，A A1.1.输出锁存输出锁存：输出将使数据写入：输

4、出将使数据写入输出锁存器输出锁存器。输出指令：输出指令：MOVMOVP1P1，A A MOV MOVP1.0P1.0，C C2.2.输入三态输入三态：输入从：输入从I/OI/O引脚上输入信号，读信号打开，引脚引脚上输入信号，读信号打开，引脚 信号通过下三态门进入内部总线。信号通过下三态门进入内部总线。为保证可靠为保证可靠 输入，先写入输入，先写入“1”1”。MOVMOVP1P1，#0FFH#0FFH；使输出驱动器截止；使输出驱动器截止MOVMOVA A，P1P1；输入；输入 P0P0P3P3的复位状态均为的复位状态均为FFHFFH，自动处于输入状态。，自动处于输入状态。二、并行接口的三种操作：

5、二、并行接口的三种操作：第4页，共28页，编辑于2022年，星期六 首先，在应用设计中应理解，计算机内由首先，在应用设计中应理解，计算机内由数字电路组成只存在两种数字电路组成只存在两种TTLTTL电平，高电平电平，高电平3.53.55V5V和低和低 电平电平0V0V，对应着的数字为，对应着的数字为“1”1”和和“0”0”。外设的状态要通过电路转换成高、低电外设的状态要通过电路转换成高、低电平，计算机才能识别平，计算机才能识别(如开关电路如开关电路)。计计算算机机输输出出数数据据“1”1”即即输输出出3.5V3.5V5V5V，输输出出数数据据“0”0”即即输输出出0V0V，根根据据外外设设需需要

6、要的的电电平平要要求求 输输出出“1”1”或或“0”0”数数据据，这这就就是是程程序序控控制制外外设设的本的本质。质。4.2 4.2 并行并行I/OI/O口的直接应用口的直接应用 第5页，共28页，编辑于2022年，星期六 从从P1.0P1.0P1.3 P1.3 输入开关状态，再经输入开关状态，再经P1.4P1.4P1.7P1.7输出去驱动输出去驱动发光二极管，使发光二极管显示开关的状态发光二极管，使发光二极管显示开关的状态。接成灌电流形式，接成灌电流形式，能增加驱动能力，能增加驱动能力，使二极管更亮些。使二极管更亮些。并行并行I/O口的直接应用举例口的直接应用举例第6页，共28页，编辑于20

7、22年，星期六控制程序如下：控制程序如下：ORG 0000H AJMP MAIN ORG0030HMAIN：MOVA，#0FFH MOV P1，A ；熄灭发光二极管，；熄灭发光二极管，；P1口低位写口低位写“1”MOV A，P1；读入开关状态；读入开关状态 SWAPA ；A高低半字节交换高低半字节交换 MOV P1，A；开关状态输出；开关状态输出 AJMP MAIN END第7页，共28页，编辑于2022年，星期六4.3 LEDLED显示器的扩展显示器的扩展 单单片片机机应应用用系系统统中中，常常常常使使用用发发光光二二极极管管（LED）来来指指示示系系统统运运行行状状态态，使使用用数数码码管

8、管显显示示检检测测参参数数和和数数据据。显显示示程程序序涉涉及及到到硬硬件件电电路路的的连连接接，显显示示结结果果最最为为直直观观，所所以以，学学习习单单片片机机显显示示程程序序编编写写有有利利于于提提高高读读者者的的学学习习兴兴趣趣，同同时时也也为为后后续续调调试试较较大大程程序序提提供供故故障障诊诊断断的的方法。方法。单单片片机机应应用用系系统统中中，最最常常用用的的是是七七段段式式LED显显示示器器，又称数码管。又称数码管。第8页，共28页，编辑于2022年，星期六4.3.1 LED数数码码显示器的结构与原理显示器的结构与原理常见数码管的管脚排列如下图（常见数码管的管脚排列如下图（a）所

9、示，其中）所示，其中COM为公共为公共点。根据内部发光二极管的接线形式，可分为共阴极型点。根据内部发光二极管的接线形式，可分为共阴极型(图图(b)和共阳极型和共阳极型(图图(c)。共阴极共阴极共阳极共阳极图（图（a）图（图（b）图（图（c）第9页，共28页，编辑于2022年，星期六n LED数码管的数码管的ga七个发光二极管因加正七个发光二极管因加正电压而发亮，因加零电压而不能发亮，不同亮电压而发亮，因加零电压而不能发亮，不同亮暗的组合就能形成不同的字形，这种组合称之暗的组合就能形成不同的字形，这种组合称之为为段码段码（或称（或称字型码字型码），显然共阳极和共阴极，显然共阳极和共阴极的字形码是

10、不同的的字形码是不同的，其字形码见下表。，其字形码见下表。n LED数码管每段需数码管每段需1020ma的驱动电流，的驱动电流，可用可用TTL或或CMOS器件驱动。器件驱动。n 字形码的控制输出可采用硬件译码方式，字形码的控制输出可采用硬件译码方式，如采用如采用BCD 7段译码段译码/驱动器驱动器74LS48、74LS49、CD4511(共阴极共阴极)或或74LS46、74LS47、CD4513(其阳极其阳极)也可用软件查表方式输出。也可用软件查表方式输出。第10页，共28页，编辑于2022年，星期六十六进制数字形码表十六进制数字形码表 显示显示字符字符段段 符符 号号十六进制代码十六进制代码

11、dpgfedcba共阴共阴共阳共阳0123456789ABCDEFHP0000000000000000010011111011110111111000111011111011111010001010111111111011011011011110001101111111110100001111100111100100011011011111101011113FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H7FH6FH77H7CH39H5EH79H71H76H73HC0HF9HA4HB0H99H92H82HF8H80H90H88H83HC6HA1H86H8EH89H8CH第11页，共28页，编辑于

12、2022年，星期六4.3.2 LED接口接口电电路：路：两种显示电路：静态显示和动态显示。两种显示电路：静态显示和动态显示。特点：显示亮度高，硬件和软件都较简单；但特点：显示亮度高，硬件和软件都较简单；但特点：显示亮度高，硬件和软件都较简单；但特点：显示亮度高，硬件和软件都较简单；但占用口线多占用口线多。1 1静态显示：静态显示：每位的段码线（每位的段码线（adp）分别与一个分别与一个8位的锁存器位的锁存器输出相连输出相连。显示字符一确显示字符一确定，相应锁存器的段码输定，相应锁存器的段码输出将维持不变，直到送入出将维持不变，直到送入另一个段码为止。另一个段码为止。各位的公共端连接在一起各位的

13、公共端连接在一起（接地或（接地或+5V）。）。第12页，共28页，编辑于2022年，星期六2 2动态显示：动态显示：所有位的段码线所有位的段码线相应段并在一起，由一个相应段并在一起，由一个8位位I/O口控制口控制，各位的，各位的公共公共端分别由相应的端分别由相应的I/O线控制线控制。分时轮流选通分时轮流选通数码管的公共端，使得各数码管数码管的公共端，使得各数码管轮流导通，在选通的轮流导通，在选通的LED 上得到显示字形码。上得到显示字形码。一个接口完成字形码的输出一个接口完成字形码的输出(字形选择字形选择)，另一接口完成各数码管的轮，另一接口完成各数码管的轮流点亮流点亮(字位选择字位选择)。第

14、13页，共28页，编辑于2022年，星期六2 2动态显示：动态显示：n动态显示动态显示采用各数码管循环轮流显示的方法，当循环显示频率较高时，利采用各数码管循环轮流显示的方法，当循环显示频率较高时，利用人眼的暂留特性用人眼的暂留特性，看不出闪烁显示现象。，看不出闪烁显示现象。n特点：节省硬件资源，成本较低，但要保证显示器正常显示，特点：节省硬件资源，成本较低，但要保证显示器正常显示，CPU必必需每隔一段时间执行一次显示子程序，降低了需每隔一段时间执行一次显示子程序，降低了CPU的工作效率；同时的工作效率；同时显示亮度较静态显示低显示亮度较静态显示低。第14页，共28页，编辑于2022年，星期六例

15、例3-52 单单片片机机显显示示电电路路下下图图所所示示，试试编编写写一一个个系系统统上上电电自自检检程程序序。要要求求使使6个个数数码码管管从从右右到到左左轮轮流流显显示示“8.”1秒秒后后，再再全全部部显显示示“8.”3秒秒，最最后后最最右右边边的的数数码码管管显显示示“0”，其其余余全全部熄灭。设时钟频率为部熄灭。设时钟频率为11.0592MH。第15页，共28页，编辑于2022年，星期六第16页，共28页，编辑于2022年，星期六4.4 矩阵式键盘的扩展矩阵式键盘的扩展1.1.键盘输入的特点键盘输入的特点键盘：一组按键开关的集合。键盘：一组按键开关的集合。行线电压信号通过键盘开关机械触

16、点的断开、闭合，输出波形如图。行线电压信号通过键盘开关机械触点的断开、闭合，输出波形如图。4.4.1 4.4.1 键盘接口原理键盘接口原理第17页，共28页，编辑于2022年，星期六2.2.按键的确认按键的确认 检测检测行线行线电平电平 高电平高电平：断开；断开；低电平低电平：闭合，：闭合，常用常用软件来消除按键抖动软件来消除按键抖动。基本思想基本思想：检测到有键按下，键对应的行线为低，软：检测到有键按下，键对应的行线为低，软件延时件延时10ms10ms后，行线如仍为低，则确认该行后，行线如仍为低，则确认该行有键按下有键按下。3.3.如何消除按键的抖动如何消除按键的抖动 有键松开时有键松开时，

17、行线变高，软件延时，行线变高，软件延时10ms10ms后，行线仍为后，行线仍为高，说明按键已松开。高，说明按键已松开。采取以上措施，躲开了两个抖动期采取以上措施，躲开了两个抖动期t1t1和和t3t3的影响。的影响。第18页，共28页，编辑于2022年，星期六4.4.2 4.4.2 键盘接口的工作原理键盘接口的工作原理独立式独立式按键接口和按键接口和矩阵式矩阵式键盘接口。键盘接口。1.1.独立式键盘接口独立式键盘接口 各键相互独立，每个按各键相互独立，每个按键各接一根输入线，通过键各接一根输入线，通过检测输入线的电平状态检测输入线的电平状态可很可很容易判断哪个键被按下。容易判断哪个键被按下。此种

18、接口此种接口适于键数较少或操作速度较高适于键数较少或操作速度较高的场合。的场合。第19页，共28页，编辑于2022年，星期六2.矩阵式键盘接口矩阵式键盘接口由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。如图所示。如图所示。用于按键数目较多的场合用于按键数目较多的场合，行列式键盘与独立式，行列式键盘与独立式键盘相比，要键盘相比，要节省很多的节省很多的I/OI/O口线口线。按键按键输出输出第20页，共28页，编辑于2022年，星期六（1）、行列式键盘工作原理）、行列式键盘工作原理 无键按下，该行线为高电平，无键按下，该行线为高电平，当有键按下时，行线电平由

19、列线的电当有键按下时，行线电平由列线的电平来决定。平来决定。由于行、列线为多键共用，各按由于行、列线为多键共用，各按键彼此将相互发生影响，必须键彼此将相互发生影响，必须将行、将行、列线信号配合起来并作适当的处理，列线信号配合起来并作适当的处理，才能确定闭合键的位置。才能确定闭合键的位置。（2）、按键的识别方法、按键的识别方法常用的为扫描法常用的为扫描法 图图8-58-5中中6 6号键被按下为例，来说明此键是如何被识别号键被按下为例，来说明此键是如何被识别出来的。出来的。第21页，共28页，编辑于2022年，星期六扫描法进行按键识别扫描法进行按键识别的方法，分两步进行：的方法，分两步进行：第第1

20、 1步步：识别键盘有无键按下识别键盘有无键按下第第2 2步步：如有键被按下，识别如有键被按下，识别出具体的按键。出具体的按键。把所有列线置把所有列线置0 0，检查各行线，检查各行线电平是否有变化，如有变化，说电平是否有变化，如有变化，说明有键按下，如无变化，则无键明有键按下，如无变化，则无键按下。按下。依次把某一列置低电平，其依次把某一列置低电平，其余各列为高电平，检查各行线电余各列为高电平，检查各行线电平的变化，如果某行线电平为低，平的变化，如果某行线电平为低，可确定可确定此行列交叉点此行列交叉点处的按键处的按键被按被按下。下。扫描结果：列线扫描结果：列线Y2为低为低电平，行线电平，行线Xl

21、为低电平为低电平第22页，共28页，编辑于2022年，星期六 可采用依次排列键号的方式对按键进行编码。以图可采用依次排列键号的方式对按键进行编码。以图8-5中的中的44键盘为例，可将键号编码为：键盘为例，可将键号编码为：0、1、2、F等等16个键个键号。编码相互转换可通过计算或查表的方法实现。号。编码相互转换可通过计算或查表的方法实现。计算法转换按键的键号：计算法转换按键的键号：键号（值）键号（值）=行号行号每行的按键个数每行的按键个数+列号列号 对应的对应的44矩阵键盘的按键键号，如表矩阵键盘的按键键号，如表8-1所示。所示。（3 3）键盘的编码）键盘的编码第23页，共28页，编辑于2022

22、年，星期六（4 4）键盘的扫描方式）键盘的扫描方式 通常，通常，键盘扫描方式有键盘扫描方式有3 3种，即编程扫描、定时扫种，即编程扫描、定时扫描和中断扫描。描和中断扫描。1 1）.编程扫描方式编程扫描方式 只有当单片机空闲时，才调用键盘扫描子程序，只有当单片机空闲时，才调用键盘扫描子程序，扫描键盘。扫描键盘。键盘扫描程序一般应包括以下内容：键盘扫描程序一般应包括以下内容：l判别有无键按下。判别有无键按下。l有键按下，用软件延时的方法消除按键抖动的影响。有键按下，用软件延时的方法消除按键抖动的影响。l键盘扫描取得闭合键的位置码，既行、列值。键盘扫描取得闭合键的位置码，既行、列值。l用计算法或查表

23、法将键的位置码转换为键值（用计算法或查表法将键的位置码转换为键值（0、1、2F）。）。l返回闭合键的键值。返回闭合键的键值。特点：特点：CPU需不停的扫描键盘，工作效率较低。需不停的扫描键盘，工作效率较低。第24页，共28页，编辑于2022年，星期六2 2）.定时扫描定时扫描扫扫方式方式 利用单片机内的定时器，产生利用单片机内的定时器，产生10ms10ms的定时中断，对的定时中断，对键盘进行扫描。键盘进行扫描。3 3）.中断扫描方式中断扫描方式 只有在键盘有键按下时，只有在键盘有键按下时，才执行键盘扫描程序，才执行键盘扫描程序，如无键按下，单片机将如无键按下，单片机将不理睬键盘。不理睬键盘。第25页，共28页，编辑于2022年，星期六4.4.34.4.3键输入过程与软件结构键输入过程与软件结构第26页，共28页，编辑于2022年，星期六实验内容 1、检查实验板电源及地电位是否正常；2、模拟调试实验板各模块电路（注意万用表的正确使用）；2、自学课本相关内容完成以下实验实验二自学内容：P68-P74调试课本例程实验三自学内容：P236-P239调试课本例程第27页，共28页，编辑于2022年，星期六nEND第28页，共28页，编辑于2022年，星期六