微型计算机控制技术第二章.ppt
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1、第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 第第2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 2.1 LED显示器接口显示器接口 2.2 键盘接口技术键盘接口技术 2.3 模拟量输入通道模拟量输入通道2.4 模拟量输出通道模拟量输出通道2.5 开关量输入开关量输入/输出通道输出通道第一页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 2.1 LED显示器接口第二页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 一一.静态显示及其接口静态显示及其接口30.5-第三页,编辑于星期五:八点
2、七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 控控 制制 引引 脚脚输输 入入 引引 脚脚输输 出出 引引 脚脚G1 G2A G2BC B AY7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y01 0 00 0 01 1 1 1 1 1 1 01 0 00 0 11 1 1 1 1 1 0 11 0 00 1 01 1 1 1 1 0 1 11 0 00 1 11 1 1 1 0 1 1 11 0 01 0 01 1 1 0 1 1 1 11 0 01 0 11 1 0 1 1 1 1 11 0 01 1 01 0 1 1 1 1 1 11 0 01 1 10 1 1 1 1
3、1 1 1 138 138 功能表功能表 第四页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 74LS244-三态门三态门,常用在单片机常用在单片机mcu系统中,作为单片机的输入系统中,作为单片机的输入输出数据缓冲器,在选通时输入数据送到总线上,在非选通时对总线呈输出数据缓冲器,在选通时输入数据送到总线上,在非选通时对总线呈高阻态。高阻态。当G为低电平时,P0数据送 D0D7。第五页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 74LS273是一种带清除功能的是一种带清除功能的8D触发器,触发器,1D8D为
4、为数据输入端,数据输入端,1Q8Q为数据输出端,正脉冲触发,为数据输出端,正脉冲触发,低电平清除,常用作低电平清除,常用作8位数据位数据/地址地址锁存器。锁存器。第六页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 外部数据外部数据外部数据外部数据RAMRAM的写周期的写周期的写周期的写周期 当执行当执行当执行当执行MOVX RiMOVX Ri,A A 或或或或 MOVX DPTR MOVX DPTR,A A指令时进入外指令时进入外指令时进入外指令时进入外部数据存储器的写周期,其写周期时序如下:部数据存储器的写周期,其写周期时序如下:部数据存储器的写周
5、期,其写周期时序如下:部数据存储器的写周期,其写周期时序如下:第七页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 十六进制数十六进制数-二进制数二进制数 十六进制数十六进制数-二进制数二进制数 0 H -0000B 1 H -0001B 9 H -1001B 2 H -0010B A H -1010B 3 H -0011B B H -1011B 4 H -0100B C H -1100B 5 H -0101B D H -1101B 6 H -0110B E H -1110B 7 H -0111B F H -1111B 8 H -1000B 第八页,编
6、辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 八段数码管共阴极为高电平点亮八段数码管共阴极为高电平点亮:DP G F E D C B A 对应对应D0D7十六进制数十六进制数0-0 0 1 1 1 1 1 1 3FH1-0 0 0 0 0 1 1 0 06H2-0 1 0 1 0 1 1 1 57H3-0 1 0 0 1 1 1 1 4FH4-0 1 1 0 0 1 1 0 66H5-0 1 1 0 1 1 0 1 6DH6-0 1 1 1 1 1 0 1 7DH7-0 0 0 0 0 1 1 1 07H8-0 1 1 1 1 1 1 1 7FH9-0
7、1 1 0 1 1 1 1 6FH第九页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 八段数码管共阳极为低电平点亮八段数码管共阳极为低电平点亮:DP G F E D C B A 对应对应D0D7十六进制数十六进制数0-1 1 0 0 0 0 0 0 C0H1-1 1 1 1 1 0 0 1 F9H2-1 0 1 0 1 0 0 0 A8H3-1 0 1 1 0 0 0 0 B0H4-1 0 0 1 1 0 0 1 99H5-1 0 0 1 0 0 1 0 92H6-1 0 0 0 0 0 1 0 82H7-1 1 1 1 1 0 0 0 F8H8-1
8、 0 0 0 0 0 0 0 80H9-1 0 0 1 0 0 0 0 90H第十页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 (30H)可能为可能为*0001 *0010 *0100 *1000,对应于对应于:*.*.*.*.*据此数决定小数点的位置据此数决定小数点的位置,本例本例 (30H)=*0010(31H)可能为可能为0AH(11)0BH(12),对应于对应于:不显示不显示 显示显示“-”据此数决定最高位的正负据此数决定最高位的正负,本例本例 (31H)=0BH 第十一页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微
9、机控制系统的接口技术 (32H)可能为可能为 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 为为(除符号位之后除符号位之后)最高位的被显示数据最高位的被显示数据 本例本例 (32H)=3(33H)可能为可能为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 为中间一位被显示数据为中间一位被显示数据 本例本例 (33H)=0(34H)可能为可能为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 为最低位被显示数据为最低位被显示数据 本例本例 (34H)=5第十二页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 建表格:建表格:首地址首地址 存放数据存放数据 C0H 首地址首地址+
10、10 存放数据存放数据 FFH首地址首地址+1 存放数据存放数据 F9H 首地址首地址+11 存放数据存放数据 BFH首地址首地址+2 存放数据存放数据 A8H首地址首地址+3 存放数据存放数据 B0H首地址首地址+4 存放数据存放数据 99H首地址首地址+5 存放数据存放数据 92H首地址首地址+6 存放数据存放数据 82H首地址首地址+7 存放数据存放数据 F8H首地址首地址+8 存放数据存放数据 80H首地址首地址+9 存放数据存放数据 90H首地址+0 第十三页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 (R0)=31H,从符号位开始 R2
11、=4,共几位 (30H)送 R1,小数点 DPTR=4000H,指向最高位选*DPTR入栈 表首地址送 DPTR(R0)=几?查表格:DPTR+几 的内容,取段码,送A,因表中未考虑小数点,故取R1即(30H),判断D3位是否为1,决定A中段码D7位内容是否需变0?小数点信息加上后DPTR出栈结果用MOVX从P0口写出最高位点亮R0+1,这时R0=32H,最高位R2-1=3,共剩3位R1左移,(30H)的D2移入D3位,供下次判断小数点;DPH+1,指向4100HR2未到零,跳回*第十四页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 二二.动态显示及
12、其接口动态显示及其接口第十五页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 8155简介简介 1)8155是一个多功能的芯片,它的片内具有256字节的静态RAM、三个可编程选择工作方式的并行I/O端口(2个8位口、一个6位口)、1个14位的可编程选择工作方式的减法计数器、1个地址锁存器,因此外接一片8155,就相当于综合扩展了数据存储器、I/O口、定时器/计数器。第十六页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 第十七页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口
13、技术 2)、8155的RAM和I/O口地址RAM地址:当给8155的IO/M 加低电平时,其AD0AD7上得到的地址值是指8155的某一RAM单元的地址,地址范围是0000 0000到1111 1111,分别指向8155 RAM 的256个存储单元。I/O口地址:当给8155的IO/M 加高电平时,其AD0AD7(仅用到低三位AD2、AD1、AD0)上得到的地址值是指8155的某一I/O口的地址.第十八页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 3)、8155的使用8155内RAM的使用:与一般外部数据存储器的使用基本一样,唯一区别是事先要使IO
14、/M 为低电平。8155各端口的使用:A、B、C各端口可工作于不同的工作方式,使用前要进行初始化(写命令字到命令口),我们只要求基本输入/输出方式。第十九页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 第二十页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 DIS:MOV R0,#30H ;R0指向显缓指向显缓 MOV R2,#20H ;R2存位选码存位选码DIS1:MOV A,R0 ;取数进行译码取数进行译码 MOV DPTR,#TAB MOVC A,+DPTR ;查表取段码查表取段码 MOV DPTR ,
15、#0FD01H MOVX DPTR,A ;段码送段码送A 口口 MOV A,R2 INC DPTR MOVX DPTR,A ;位选码送位选码送B口口 ACALL YS1MS ;延时1S第二十一页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 MOV A,R2 JB ACC.0,DIS2 ;是否显示完毕是否显示完毕 INC R0 ;未完未完,取下位取下位 MOV A,R2 RR A MOV R2,A AJMP DIS1DIS2:RETYS1MS:MOV R7,#01HDL1:MOV R6,#F8HDL0:DJNZ R6,DL0第二十二页,编辑于星期五:八
16、点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 DJNZ R7,DL1 RETTAB:DB 3FH,06H,5BH,4FH DB 66H,6DH,7DH,07H DB 7FH,6FH,77H,7CH DB 39H,5EH,79H,71H 第二十三页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 2.2 键盘接口技术键盘接口技术 键盘分编码键盘和非编码键盘。键盘分编码键盘和非编码键盘。编码键盘本身带有硬件电路,不仅能自动检测编码键盘本身带有硬件电路,不仅能自动检测被按下的键并完成被按下的键并完成去抖动、防串键去抖动、防串键等功能,
17、而且能等功能,而且能提供与被按键功能对应的键码(如提供与被按键功能对应的键码(如ASC码)送往码)送往CPU,可将按键操作直接转化成代码,被计算机可将按键操作直接转化成代码,被计算机的程序直接读取结果。的程序直接读取结果。非编码键盘分为独立式键盘、矩阵键盘两类。非编码键盘分为独立式键盘、矩阵键盘两类。独立式键盘独立式键盘-编程简单,但每个键占用一个编程简单,但每个键占用一个硬件接线。硬件接线。矩阵键盘矩阵键盘-编程较复杂,节省硬接线资编程较复杂,节省硬接线资源源,例例:4*8矩阵式键盘编程矩阵式键盘编程:第二十四页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的
18、接口技术 第二十五页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 第二十六页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 第二十七页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 第二十八页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 第二十九页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 第三十页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接
19、口技术 2.3 模拟量输入通道模拟量输入通道采样采样/保持电路保持电路第三十一页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 信号调理电路 在控制系统中,对被控量的检测往往采用各种类型的测在控制系统中,对被控量的检测往往采用各种类型的测量变送器,当它们的输出信号为量变送器,当它们的输出信号为0-10 mA0-10 mA或或4-20 mA4-20 mA的电的电流信号时,一般是采用流信号时,一般是采用电阻分压法电阻分压法把现场传送来的电流信号把现场传送来的电流信号转换为电压信号,以下是两种变换电路。转换为电压信号,以下是两种变换电路。1.1.无源无源I/
20、VI/V变换变换 2.2.有源有源I/VI/V变换变换 第三十二页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 1.无源I/V变换 构成构成无源器件电阻无源器件电阻RCRC滤波二极管限幅等实现,滤波二极管限幅等实现,取值取值:输入输入0-10 mA0-10 mA,输出为,输出为0-5 V 0-5 V,R1=100R1=100,R2=500R2=500;输入输入4-20 mA4-20 mA,输出为,输出为1-5 V1-5 V,R1=100R1=100,R2=250R2=250;电路图:电路图:第三十三页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控
21、制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 2.有源I/V变换 构成构成 运算放大器电阻电容组成;运算放大器电阻电容组成;电路放大倍数电路放大倍数同相放大电路同相放大电路 取值取值 R1=200,R3=100k,R4=150k 输入输入0 10 mA输出输出0 5 V R1=200,R3=100k,R4=25k 输入输入4 20 mA输出输出1 5 V电路图:电路图:第三十四页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 采样保持电路的波形采样保持电路的波形VinS(t)Voutn进行A/D转换时所用的输入电压,就是对保持下来的采样电压(每次采样结束时的
22、输入电压)进行转换。第三十五页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 例题:例题:一个一个8 8位位A/DA/D转换器,设转换器,设V VR+=5.02 VR+=5.02 V,V V R R =0 V,=0 V,计算当计算当V VININ分别为分别为0 V0 V、2.5 V2.5 V、5 V5 V时所对应的转时所对应的转换数字量。换数字量。解:把已知数代入公式:解:把已知数代入公式:0 V0 V、2.5 V2.5 V、5 V5 V时所对应的转换数字量分别为时所对应的转换数字量分别为00H00H、80H80H、FFHFFH。此种此种A/DA/D转
23、换器的常用品种有普通型转换器的常用品种有普通型8 8位单路位单路ADC0801ADC0801ADC0805ADC0805、8 8位位8 8路路ADC0808/0809ADC0808/0809、8 8位位1616路路ADC0816/0817ADC0816/0817等,混等,混合集成高速型合集成高速型1212位单路位单路AD574AAD574A、ADC803ADC803等。等。第三十六页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 (1)分辨率分辨率 分辨率是指分辨率是指A/DA/D转换器对微小输入信号变化的敏感程转换器对微小输入信号变化的敏感程度。分辨
24、率越高,转换时对输入量微小变化的反应越灵敏。度。分辨率越高,转换时对输入量微小变化的反应越灵敏。通常用数字量的位数来表示,如通常用数字量的位数来表示,如8 8位、位、1010位、位、1212位等。分位等。分辨率为辨率为n n,表示它可以对满刻度的,表示它可以对满刻度的1/21/2n n的变化量作出反应。的变化量作出反应。即:即:分辨率分辨率=满刻度值满刻度值/2 2n n A/D转换器的性能指标转换器的性能指标第三十七页,编辑于星期五:八点 七分。第第2 2章章 微机控制系统的接口技术微机控制系统的接口技术 A/D转换器的转换精度转换器的转换精度,用绝对误差和相对误差来表示。用绝对误差和相对误
25、差来表示。绝对误差实际模拟量输入值理论值绝对误差实际模拟量输入值理论值 相对误差相对误差=(指绝对误差指绝对误差/满刻度值满刻度值)*100%对对A/D转换器常用最低有效值的位数转换器常用最低有效值的位数LSB(Least Significant Bit))来表示,)来表示,1LSB=1 2n。例如,对于一个例如,对于一个8 8位位05V05V的的A/DA/D转换器,如果其相对误差为转换器,如果其相对误差为1LSB1LSB,则其绝对误差为,则其绝对误差为19.5 mV19.5 mV,相对百分误差为,相对百分误差为0.390.39。一般来说,位数一般来说,位数n n越大,其相对误差(或绝对误差)
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