第七章 MCS-51输入输出接口技术

第七章 MCS-51输入输出接口技术

第七章-------1

第七章 MCS-51输入/输出接口技术主要内容:1. I/O接口的基本概念 2. 键盘接口技术

3. 显示器接口技术

重点内容：1. 键盘接口技术 2. 显示器接口技术

第七章 MCS-51输入输出接口技术

第七章-------2 7.1 I/O接口的基本概念 一、I/O接口的功能I/O接口是计算机与外界进行信息交换的桥梁， I/O接口技术则是研

究CPU如何与外设实现最佳耦合和匹配，以实现双方高效、可靠地交换信 息的一门技术，它是硬软件结合的体现，是计算机应用的关键。 为了实现单片机与外部设备可靠通信，接口应具备如下的功能： 1)速度匹配； 2)光电隔离，驱动外设； 3)数据的锁存和缓冲功能；

4)设备选择功能；5)信号转换功能； 6)中断管理功能。

第七章 MCS-51输入输出接口技术

第七章-------3

二、I/O接口传送的信息1.数据信息 通常包括数字量、模拟量和开关量3种信息。 数字量 以二进制形式或是以ASCII码表示的数或字符； 模拟量 指在计算机控制系统中，某些现场信息经传感器转换为电信号， 再通过放大得到模拟电压或电流； 开关量 指只含两种状态的量，如开关的断开与闭合，电路的通与断等， 故只需用一位二进制数即可描述一个开关量。 2.状态信息 状态信息作为一种单片机与I/O设备之间的接口信号，主要用来反 I/O设备当前的状态。 3.控制信息 控制信息是单片机通过I/O接口传送给外设的，专门用来控制I/O设 备的操作，是向外设传送的控制命令。

第七章 MCS-51输入输出接口技术

第七章-------4

三、I/O接口的类型1)并行I/O接口 单片机通过并行传输线和I/O设备实现信息的传递，称为 并行I/O接口。 2)串行I/O接口 单片机通过串行传输线和I/O设备实现信息的传递，称为 串行I/O接口。 四、I/O接口的数据传送方式 1)无条件传送方式 2)查询传送方式 3)中断传送方式

第七章 MCS-51输入输出接口技术

第七章-------5

7.2 键盘接口技术一、键盘的特点和接口任务 1. 键盘的构成一般应用时有两类键盘：编码键盘和非编码键盘。编码键盘能自动提供对应于被按键的编码信息，如ASCII码，并能同时产生一个选通脉 冲通知微处理器，还具有处理抖动和多键串键的保护电路。 非编码键盘所需要的硬件较少，其中按键的识别、按键代码的产生、 防止串键和消去抖动等问题，都靠程序来实现，价格也比较便宜。 不同的组合方式可构成很多种不同的键盘接口方式。当按键较少时， 一般采用独立方式，而当按键较多时采用矩阵(行列)方式。 键盘状态的监测方法——中断方式或查询方式。 从按一个键到键的功能被执行主要包括两项工作：一是键的识别，

另一项是键功能的实现。

第七章 MCS-51输入输出接口技术

第七章-------6 2. 按键引起的抖动现象

a)按健抖动现象

b)硬件去抖动电路

1)硬件去抖 2)软件去抖

第七章 MCS-51输入输出接口技术

第

七章-------7 3.键的确认及接口的任务1)检测是否有键按下。 2)若有键按下，判定是哪一个键。 3)确定被按键的含义。 4)去抖动。 5)不管一次按键持续的时间有多长，仅采用一个数据。

6)防止串键，对多键按下时有三种处理办法：“两键同时按下”的情况：

① 只有一个键按下时才读取键盘的输出，最后仍被按下的键有效;② 当第一个键未松开时，按第二个键不起作用(硬件实现)。 “n键同时按下”的情况：① 只认为最后一个按下的键为有效； ② 将按键的信息存入键盘输入缓冲器，逐个处理。

“n键锁定”技术——只处理一个键。

第七章 MCS-51输入输出接口技术

第七章-------8

单片机常用的键盘结构形式有独立式和矩阵式两种，单 片机实现键盘接口的常用方法和接口芯片有： ① 使用单片机芯片的并行口； ② 使用单片机芯片的串行口； ③ 使用通用接口芯片(例如8255、8155等); ④ 使用专用接口芯片(例如8279 、ZLG7289A等)。

第七章 MCS-51输入输出接口技术

第七章-------9 二、简易键盘接口简单开关接口：——开关主要用于向单片机输入一个固定不变的电平信号，开关信

号可通过机械式开关、电子式开关等产生。+5V R1 D R2 T

P1.0

8031

开关输入电路

光电传感器开关接口电路

第七章 MCS-51输入输出接口技术

第七章-------10

1.独立式按键结构独立式按键是指直接用I/O口线构成的单个按键电路。每根I/O口线

上按键的工作状态不会影响其他I/O口线的工作状态。

第七章 MCS-51输入输出接口技术

第七章-------11

独立式按键可直接由单片机的I/O口接入，也可由扩展I/O口接入。

P 2.7 ALE 8031 P0 WR RD可编程I/O 接口输入

8

74LS 373

8

PA0 CS PA1 8255 PA2 A0 PA3 A1 PA4 D0 ~D 7 PA5 PA6 WR PA7 RDRESET GND

+5V 01 2 3 4 5 6 7

1K

10μF

+5V

第七章 MCS-51输入输出接口技术

第七章-------12 2.矩阵式键盘接口矩阵式键盘用于按键数目较多的场合，它由行线和列线组成。0 1 1 4 7 2 5 8 2 +5V R R R 0 1 2

1)矩阵式键盘的工作原理 无键按下时，行线处于高 电平状态；当有键按下时行线 电平将由与此行线相连的列线 的电平确定。I/O

0 3 6

口

2)矩阵式键盘按键的识别方法 —— 采用扫描法 ① 使所有列为低电平，检查各行线电平是否有变化，有变化则有键按下； ② 使某列为低电平，其余各列为高电平，再检查各行线电平的变化，某行 线电平变低，则此行、列交点处按键按下。

第七章 MCS-51输入输出接口技术

第七章-------13

7.3 显示器接口技术一、单片机系统常用的显示器 1. 常用的显示器1) LCD液晶显示器件

液晶显示器是一种被动式的显示器，具有体积小、质量轻，低电 压、微功耗、抗干扰能力强等优点，因此被广泛应用于各种便携式电 子信息产品，如笔记本电脑、手机、计算器、数字式仪表上。2) LED发光二极管显示器

它适合于在光线暗的环境中使用，主要缺

点是工作电流较大。

第七章 MCS-51输入输出接口技术

第七章-------14 2.LED的显示控制方式显示器显示接口按驱动方式可分成静态显示和动态显示两种显示 方式，动态显示的扫描可由单片机软件或专门的硬件完成； 静态显示方式——每位的段码线分别与一个8位的锁存器输出相连， 每个显示字符一经确定，相应锁存器锁存的段码输出将维持不变。 动态显示方式——将所有位的段码线相应段并联在一起，由一个8 位I/O口控制，形成段码线的多路复用，形成了各位显示器的分时选通。 在某一时刻，只让某位的位选线处于选通状态显示字符，其他的位是 熄灭的，采用扫描工作方式。

第七章 MCS-51输入输出接口技术

第七章-------15I/O(1) I/O(2) I/O(3) I/O(4)

LED静态显示 器接口

GND/+5V

GND/+5V

GND/+5V

GND/+5V GND/+5V

I/O(1)

LED 动态 显示器接口

D

7

D6

D5

D4

D3 I/O(2)

D2

D1

D0

第七章 MCS-51输入输出接口技术

第七章-------16 3.LED的数据输出方式由于单片机的接口不能直接显示器，需要在单片机和LED显示器 …… 此处隐藏：1828字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……