AT89S51單片機輸入輸出外設接口

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1、8AT89S51單片機與輸入/輸出外設的接口本章主要內(nèi)容（本章學時6學時）1.LED數(shù)碼管動態(tài)顯示接口設計2.矩陣式鍵盤接口設計3.液晶顯示器使用初步2單片機典型應用系統(tǒng)組成單片機A/D接口D/A接口開關量輸入開關量輸出通信接口存儲器人機界面3單片機典型應用系統(tǒng)組成單片機系統(tǒng)組成A/D接口：實現(xiàn)模擬信號的采集并行A/D串行A/DD/A接口：輸出模擬量的控制信號并行D/A串行D/A開關量輸入輸出：實現(xiàn)開關信號的檢測和控制步進電機、PWM控制的直流電機開關量輸出的傳感器（如光電、霍爾傳感器等）4通信接口：實現(xiàn)系統(tǒng)和外界（單片機或PC）的數(shù)據(jù)交換RS-232CRS-485人機界面：

2、溝通用戶和系統(tǒng)的渠道鍵盤、顯示打印機5單片機應用系統(tǒng)實例單片機存儲器通信接口輸出開關量控制信號輸入開關量控制信號68.1.LED數(shù)碼顯示器的接口設計數(shù)碼管是如何顯示出字符的數(shù)碼管靜態(tài)顯示數(shù)碼管動態(tài)顯示原理數(shù)碼管顯示電路與程序設計7單片機系統(tǒng)中常用的顯示器有：發(fā)光二極管LED(LightEmittingDiode)顯示器、液晶LCD(LiquidCrystalDisplay)顯示器、CRT顯示器等。LED、LCD顯示器有兩種顯示結構：段顯示（7段、米字型等）和點陣顯示（5×8、8×8點陣等）。8數(shù)碼管：由發(fā)光二極管陣列構成。用于顯示數(shù)字和簡單英文字符。常用的有7段、8段LED數(shù)

3、碼管、米字型數(shù)碼管、點陣型數(shù)碼管及專用數(shù)碼管。9數(shù)碼管的工作原理數(shù)碼管的結構共陽極數(shù)碼管共陰極數(shù)碼管共陽共陰10數(shù)碼管是如何顯示出字符的數(shù)碼管的結構共陽極數(shù)碼管共陰極數(shù)碼管數(shù)碼管的顯示段碼，數(shù)碼管顯示的內(nèi)容位碼，（即com端）數(shù)碼管是否點亮gabcefddp11數(shù)碼管的段碼（以共陰數(shù)碼管為例）dpgfedcbaMSBLSB0x3F0x060x5B0x4F0x660x6D0x7D0x070x7F0x6F0x770x7C0x580x5E0x790x7112LED數(shù)碼顯示方式及電路LED顯示器工作方式有兩種：靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式。靜態(tài)顯示的特點是每個數(shù)碼管的段選必須接一個8位

4、數(shù)據(jù)線來保持顯示的字形碼。當送入一次字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止。這種方法的優(yōu)點是占用CPU時間少，顯示便于監(jiān)測和控制。缺點是硬件電路比較復雜，成本較高。13動態(tài)顯示的特點是將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。選亮數(shù)碼管采用動態(tài)掃描顯示。所謂動態(tài)掃描顯示即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應的位選，利用發(fā)光管的余輝和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時都在顯示。動態(tài)顯示的亮度比靜態(tài)顯示要差一些，所以在選擇限流電阻時應略小于靜態(tài)顯示電路中的。8.1.1動態(tài)顯示方式14多個數(shù)碼管的控制靜態(tài)顯示，每個數(shù)碼管單獨控制，所有數(shù)碼

5、管同時點亮動態(tài)顯示，段碼共用，位碼分別控制，每個數(shù)碼管循環(huán)點亮段碼輸入位碼掃描15例8-18位數(shù)碼管的軟件掃描顯示16程序設計延時掃描段選碼，位選碼，每送入一次后延時1ms，因人眼的視覺暫留時間為0.1s，所以每位顯示的間隔不必超過20ms，并保持延時一段時間，造成視覺暫留效果。定時器中斷刷新顯示178.1.2用SPI接口顯示驅動芯片控制數(shù)碼管多位顯示MAX7219/MAX7221是一種集成化的串行輸入/輸出共陰級顯示驅動器件。它可以驅動8位7段數(shù)碼管顯示，也可以連接條形LED或8×8LED點陣屏。采用MAX7219僅占用單片機的3只引腳，大大節(jié)省了動態(tài)刷新數(shù)碼管程序對單片機

6、資源的占用。是驅動數(shù)碼管顯示的最常用的IC器件。MAX7219采用SPI接口和單片機相連接。1819SPI總線串行擴展簡介SPI(SerialPeripheralInterface--串行外設接口)總線系統(tǒng)是一種同步串行外設接口，它可以使MCU與各種外圍設備以串行方式進行通信以交換信息。SPI有三個寄存器分別為：控制寄存器SPCR，狀態(tài)寄存器SPSR，數(shù)據(jù)寄存器SPDR。外圍設備包括FLASHRAM、網(wǎng)絡控制器、LCD顯示驅動器、A/D轉換器和MCU等。SPI接口是在CPU和外圍低速器件之間進行同步串行數(shù)據(jù)傳輸，在主器件的移位脈沖下，數(shù)據(jù)按位傳輸，高位在前，低位在后，為全雙工

7、通信，數(shù)據(jù)傳輸速度總體來說比I2C總線要快，速度可達到幾Mbps。20目前許多單片機都帶有SPI接口，對于AT89S51單片機，由于不帶SPI接口，SPI接口的實現(xiàn)，采用軟件與I/O口結合來模擬SPI時序，對器件進行操作。21例8-2用MAX7219控制數(shù)碼管顯示22按鍵的作用：按鍵是單片機系統(tǒng)與操作人員之間交互重要組件，用于完成操作人員對單片機系統(tǒng)的輸入控制。（開關）（按鍵）8.2鍵盤的接口設計23單片機多路鍵盤的擴展方法并口鍵盤：每個IO口接一個按鍵，優(yōu)點是編程簡單可靠，可以中斷方式使用，缺點是IO