第8章 接口技术 将汇编程序改为c程序 原理图部分需要更改

第8章接口技术教学目的：了解80C51系列单片机与键盘、显示器、模／数、数／模转换器等外设连接的技术。教学重点：1.键盘接口的工作原理及应用；2.LED显示器接口的工作原理及应用。3.并行A/D、D/A的工作原理及应用。教学难点：1.液晶显示器的原理及应用2.键盘接口的工作原理。8.1键盘接口键盘电路的设计应使CPU不仅能识别是否有键按下，还要能识别是哪一个键按下，而且能把此键所代表的信息翻译成计算机所能接收的形式。在单片机应用系统中多采用非编码键盘，其分为独立式键盘和矩阵式键盘，硬件上此类键盘只提供通、断两种状态，其它工作都靠软件来完成。8.1.1键盘工作原理1．键输入原理2．键输入接口与软件应解决的问题（l）键开关状态的可靠输入通常去抖动影响的方法有硬、软件两种。图8-1键闭合及断开时的电压波动（2）对按键进行编码以给定键值或直接给出键号①监测有无键按下；②有键按下后，在无硬件去抖动电路时，应用软件延时方法除去抖动影响；③有可靠的逻辑处理办法；④输出确定的键号以满足散转指令要求。8.1.2独立式按键1．独立式按键结构在此电路中，按键输入都设置为低电平有效，上拉电阻保证了按键断开时，I/O口线有确定的高电平。89C51I/OVCC图8-2独立式按键电路2．独立式按键的软件编制START：MOVA，＃0FFH；置输入方式MOVP1，AL1:MOVA，P1；输入键状态CJNEA,#0FFH,L3；有键按下转L3LCALLDELAY；延时5mS，省略SJMPL1L3:LCALLDELLAY；延时5mSLCALLDELLAY；延时5mSMOVA,P1；再读P1口CJNEA,#0FFH,L2；确实有键按下转L2SJMPL1；误读键，返回L2：JNBACC.0,TAB0；为0转0号键首地址JNBACC.1,TAB1；为1转1号键首地址JNBACC.2,TAB2；为2转2号键首地址JNBACC.3,TAB3；为3转3号键首地址JNBACC.4,TAB4；为4转4号键首地址JNBACC.5,TAB5；为5转5号键首地址JNBACC.6,TAB6；为6转6号键首地址JNBACC.7,TAB7；为7转7号键首地址SJMPL1；再次读入键状态TAB0：LJMPOPR0；转向0号键功能程序TAB1：LJMPOPR1……..TAB7：LJMPOPR7……..OPR0：……..；0号键功能程序LJMPSTART；0号键程序执行完返回……0PR7：……..；7号键功能程序…….LJMPSTART；7号键程序执行完返回8.1.3行列式键盘1．行列式键盘电路的结构及原理VCC01234567891011121314151617181920212223242526272829303110K×4P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0P2.0P2.1P2.2P2.389S51图8-3单片机I／O口组成的行列式键盘2．键盘的工作方式（l）循环扫描方式键盘扫描程序一般应具备下述几个功能：判断键盘上有无键按下;去除键的抖动影响;扫描键盘，得到按下键的键号;判别闭合的键是否释放。图8-3中32个键的键值从左上角的数字“0”键对应为如下分布:00H，01H，02H，03H，04H，05H，06H，07H08H，09H，0AH，0BH，0CH，0DH，0EH，0FH10H，11H，12H，13H，14H，15H，16H，17H18H，19H，1AH，1BH，1CH，1DH，1EH，1FH行线P2.0～P2.3处于输入状态，列线P1.0～P1.7为输出状态。按键设置在行、列线交点上，当某个键闭合时，则对应的行线和列线短路，行线输入即为列线输出。获取这32个键值时，P1口和P2口输出与输入的相应值为如下分布:012345670FE×EFD×EFB×EF7×EEF×EDF×EBF×E7F×E8FE×DFD×DFB×DF7×DEF×DDF×DBF×D7F×D10FE×BFD×BFB×BF7×BEF×BDF×BBF×B7F×B18FE×7FD×7FB×7F7×7EF×7DF×7BF×77F×7由以上分布可以总结出：闭合键的键码值＝行首键号＋列号例如，当P1口的输出为F7H（11110111B），即其第3列有输出，读出P2口低4位的值为0DH（1101B），说明是第1行与第3列相交的键闭合，则键号＝8＋3＝11。读键盘程序如下：KEY：LCALLKS；调用KS判别有键按下吗？JNZK1；有键按下转移LCALLDELAY；无键按下，调延时子程序LJMPKEYK1：LCALLDELAY；加长延时时间，消除键抖动LCALLDELAYLCALLKS；调用KS子程序再次判别有无键闭合JNZK2；键按下，转逐列扫描LJMPKEY；误读键，返回K2：MOVR2，＃0FEH；首列扫描字送R2MOVR4，＃00H；首列号送R4K3：MOVA，R2MOVP1，A；列扫描字送P1口MOVA，P2；读取行扫描值JBACC.0，L1；第0行无键按下，转查第1行MOVA，＃00H；第0行有键按下，该行的行首键号＃0H送ALJMPLK；转求键号L1：JBACC.1，L2；第1行无键按下，转查第2行MOVA，＃08H；第1行有键按下，该行行首键号＃08H送ALJMPLK；转求键号L2：JBACC.2，L3；第2行无键按下，转查第3行MOVA，#l0H；第2行有键按下，该行的行首键号＃l0H送ALJMPLK；转求键号L3：JBACC.3，NEXT；第3行无键按下，改查下一列MOVA，＃18H；第3行有键按下，该行的行首键号；＃l8H送ALK：ADDA，R4；形成键码送入APUSHACC；键码入栈保护K4：LCALLDELAYLCALLKS；等待键释放JNZK4；未释放，等待POPACC；键释放，弹栈送ACCRET；键扫描结束，返回NEXT：INCR4；修改列号,指向下一列MOVA，R2JNBACC.7，KEY；第7位为0，已扫描完最高列转KEYRLA；未扫描完，扫描字左移一位，变为下列扫描字MOVR2，A；扫描字暂存R2LJMPK3；转下列扫描KS：MOVA，＃0MOVP1,A；全扫描字＃00H送P1口MOVA，P2；读入P2口行状态CPLA；变正逻辑，以高电平表示有键按下ANLA，＃0FH；屏蔽高4位RET；出口状态：A0时有键按下（2）中断工作方式采用中断扫描工作方式可提高CPU的工作效率。一种简易键盘接口如图8-5所示。0123456789ABCDEF89C51INT0P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.010K×4+5V图8-5中断方式键盘电路由于P1口为双向I/O口，可以采用“线路反转”法识别键值。步骤如下：（1）P1.0～P1.3输出0，由P1.4～P1.7输入并保存数据到A中；（2）P1.4～P1.7输出0，由P1.0～P1.3输入并保存数据到B中；（3）A的高四位与B的低四位相或成为键码值；（4）查表求得键号。线路反转程序如下：ORG0000HLJMPSTARTORG0003LJMPFZH；转读键值程序ORG0030HSTART:MOVSP,#50HMOVP1,#0FHMOVIE,#81H；CPU和外部中断0开中断…SJMP$ORG0080H；读键值中断程序FZH：SETBRS0；选择第1组工作寄存器MOVP1,#0F0H；设P1.0～P1.3输出0MOVA,P1；读P1口ANLA,#0F0H；屏蔽低4位，保留高4位MOVB,A；P1.4～P1.7的值存BMOVP1,#0FH；反转设置，设P1.4～P1.7输出0MOVA,P1ANLA,#0FH；屏蔽高4位，保留低4位ORLA,B；与P1.4～P1.7的值相或，形成键码MOVB,AMOVR0,#00H；置键号初值MOVDPTR,#TAB;LOOP:MOVA,R0MOVCA,@A+DPTR；取键码值CJNEA,B,NEXT2；与按键值相比较，不相等，继续SJMPRR0；相等返回，键码值在A中NEXT2:INCR0；键值加1CJNER0,#10H,LOOP；是否到最后一个键RR0:CLRRS0；恢复第0组工作寄存器RETITAB:DB0EEH,0EDH,0EBH,0E7H；0，1，2，3的键码值DB0DEH,0DDH,0DBH,0D7H；4，5，6，7的键码值DB0BEH,0BDH,0BBH,0B7H；8，9，10，11的键码值DB07EH,07DH,07BH,077H；12，13，14，15的键码值8.2显示器接口8.2.1LED显示器的结构与原理图8-6“8”字型数码管8.2.2LED静态显示方式74HC164DQ7Q1Q0...74HC164DQ7Q1Q0...74HC164DQ7Q1Q0...89C51TXD(0)(1)(7)...............(0)(1)(7)+5VRXD图8-7静态显示电路显示子程序如下：功能：把数据从显示缓冲区送到数码管。入口：要显示的数放在以DIS0为首的8个单元中。出口：把预置的数输出以更新原有的显示。DIR：SETBRS0；保护第0组工作寄存器PUSHACC；保护现场PUSHDPHPUSHDPLMOVR2，＃08H；显示8个数码管MOVR0，＃DIS7；显示缓冲区末地址送入R0DL0：MOVA，＠R0；取要显示的数作查表偏移量MOVDPTR，＃TAB；指向字形表首MOVCA，＠A＋DPTR；查表得字形码MOVSBUF，A；发送显示DL1：JNBTI，DL1；等待发送完一帧CLRTI；清中断标志，准备继续发送DECRO；更新显示单元DJNZR2，DL0；重复显示所有数码管CLRRS0；恢复使用第0组工作寄存器POPDPL；恢复现场POPDPHPOPACCRETTAB：DB0COH，0F9H，0A4H，0BOH，99H；0，1，2，3，4DB92H，82H，0F8H，80H，90H；5，6，7，8，9DB88H，83H，0C6H，0A1H，86H；A，B，C，D，EDB8EH，0BFH，8CH，0FFH；F，－，P，暗8.2.3LED动态显示方式图8-8扫描式显示电路abcdefgDp74LS244ULN2803C0C3C1C4C58255PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7PC5PC0PC4PC3PC2PC1C222468111315171191816141297531A1A1A1A2A2A2A2A13443211Y1Y1Y1Y2Y2Y2Y2Y11223344123456181716151413I1I2I3I4I5I6O1O2O3O4O5O6这种工作方式是分时轮流选通数码管的公共端，使得各个数码管轮流导通，即各数码管是由脉冲电流导电的（循环扫描一次的时间一般为10ms）。当所有数码管依次显示一遍后，软件控制循环，使每位显示器分时点亮。例如，如果要显示“123DEF”时，位选码、段选码扫描一遍的相应显示状态如表8-2所示。本段程序中，设CWR为8255控制口地址，POA为A口地址，POC为C口地址。DIS0～DIS5是片外显示缓冲区，共6个单元对应6个数码管。程序清单如下：MOD：PUSHACC；保护现场PUSHDPHPUSHDPLMOVR0，＃CWR；指向8255控制口MOVA，＃82H；设置8255工作方式字MOVX＠R0，A；设A口、C口为基本输出方式DIR：MOVR0，＃DIS5；指向显示缓冲区首单元MOVR6，＃20H；选中最左数码管MOVR7，＃00H；设定显示时间MOVDPTR，＃TAB；指向字形表首地址DIR1：MOVA，＃00HMOVR1，＃POC；指向8255C口（位选口）MOVX＠R1，A；关断显示MOVXA，＠R0；取