第三章主机及接口要点

第三章主机及接口 3.1主机电路 3.2测控接口及程序 3.3人一机接口及程序 3.4通信接口3.1 主机电路3.1.1基于PC机的主机电路基于PC机的测控系统可以分为内插式，外接式和组合式三种.第三章主机及接口3.1主机电路CPU及其相连的存储器和接口电路统称为主机电路.主机电路是微机化测控系统的核心.一内插式将输入或输出接口电路制成印制版的插板形式,并直接插入PC机主机箱内，通过计算机的各种系统总线与CPU交换信息.3.1.1 基于的主机电路3.1.1基于PC机的主机电路二.外接式外接式测控系统构成3.1.1 基于PC机的主机电路三.组合式组合式测捽系统构成3.1.2 基于单片机的主机电路.单片机系统的一般特点(P55)二.MCS-51单片机的结构和引脚(P55-56)3.1.2基于单片机的主机电路三、存储器混合扩展图 6-10和1PR0M3. 1.2基于单片机的主机电路 四、简单I/O接口扩展U1234567 oooooooo Fppppppp-wP20RD-LED1 30 12345心? DDDDDDDD 0123567 QQQQ6O&Q G01234567 ddddzdf 1234567 K QCQQQQQQQCLr pmas罂 lED5 二: LED6 2 上32测控接口及程序 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4A/D与微机接口及程序VFC与微机接口及程序D/A与微机接口及程序功率接口IN0IN1A/D转换IN7ADDA. ADDB、 ADDCA/D转换程序：MOV DPTR, tOFEOOH ； ADC 口地址MOV A, #00；转换INOMOVX DPTR, A ；启动A/D转换 LCALL DELAY ；等待转换结束 MOVX A, DPTR ；取转换结果MCS-51_ADC08093.2. 1A/D与微机的接口及程序一、ADC0809与单片机的接口集成A/D转换器ADC0809/0808为8路输入通道、8位逐次逼近式A/D转换器，可分时转换8路模拟信号。1 .结构一个8位逐次逼近式A/D转换器、8路模拟转换开关、3-8地址锁存:译码器和三态输出数据锁在格。2 .引脚8路模拟量输入信号端：IN0IN78位数字量输出信号端：D0D7通道选择地址信号输入口6.5A/D与单片机的接口与程序一、ADC0809与单片机的接口3.疝C5609,，单片机连接3.2.1A/D与微机的接口及程序一、ADC0809与单片机的接口1 .应川例：对通道INO,采样一次，转换，并将转换结果存到数据存储区。参考程序如下：MAIN：MOVRI,ttdataMOVDPTR,#7FF8HMOVXDPTR,AMOVR6,#OAHDLAY：NOPNOP；存数地址；P2.7=0,指向INO:不论A中为何内容都启动;转换（使/WR产生脉冲）:软件延时NOPNOPNOP1.1.1 A/D与微机接口及程序二.MC14433与单片机的接口自学3.2.2VFC与微机的接口及程序 V/F转换器是把电压信号转变成频率信号的器件，具有良好的精度，线性和积分输入特性. VFC与计算机接口有以下特点：接口简单，占用计算机硬件资源少.(2)抗干扰性能好(3)便于远距离传输.322VFC与微机接口及程序VFC与单片机的接口VFCMCS-51T1(P3.5)3.2.2 VFC与微机的接口及程序电压一频率-数字转换原理3.2.2VFC与微机的接口及程序程序:见课本p643.2.3 D/A与微机接口及程序.DAC0832与单片机连接直通方式：输入寄存器和DAC寄存器共用一个地址，同时选通输出。双缓冲器方式：输入寄存器和DAC寄存器分配有各自的地址，可分别选通用同时输出多路模拟信号。P27PO.OXI,ERifcDIO防H).lP0.2P0.3Dll,RDI2DI3(JiiTP0.4D14PO.5第DI5durD16rln8031WkUl/WTTiWK2dgnd3.2.3D/A与微机接口及程序一应用例利用单片机及DAC0832产生阶梯波，DAC0832采用单缓冲方式，定时1ms,增幅10,10ms一循环。参考程序如下：START：MOVA,#00HMOVDPTR,#7FFFH：转换器地址MOVRI,#OAH；10个台阶(10ms)LOOP：MOVXDPTR,A：送欲转换数字量CALLDL1；延时hnsDJNZRI,NEXT：10个台阶未完继续增幅SJMPSTARTNEXT：ADDA,#10JMPLOOPDL1：MOV20H,#249-DLL:力加ML1.JfJy40万卢加加3.2.4功率接口自学3.3人-机接口及程序 3.3.1显不接口及程序 3.3.2键盘接口及程序 3.3.3键盘/显示器接口及程序 3.3.4打印机接口及程序 3.3.5报警接口及程序dpE8 P 43.3.1显示器接口及其程序LED技”:瑞及按I I发汁LED显示器用于显示工业控制参数、 过程状态。(1) LED数码管共阴极LED和共阳极LED当LED字段引线与数据线连接，每 个显示字形对应一个字形码。a bhCOM，灭，COMD4 D3 D? D或 hgfedcba(MT p71H 3EHFFH 84H cihF3H02H3.3.1显示器接口及其程序一.LED显示器及接口设计由发光二极管组成，不同的发光段亮，可组成不同字型，电流太大，耗电量大,电流太小，发光度不够，一般各管电流在10mA较合适。3.3.1显示器接口及其程序T：同序任分:Pi.07,70fbCOM1）设置显示缓冲区，存放待显示数据e8c2）显示译码：程序存储器中建立字形MCS.511dh码常数表，查表得出对应数据的字形码3）输出显示：输出字形码到显示端口例：MOVDPTR,#WTAB；指向字形码表首地址MOVA,R0；取显示缓冲区中数据MOVCA,A+DPTR；查表虚示译码MOVPl,A；输出显示I P4!?TAB： DB06hCbH :卞形码表3.3.1显示器接口及其程序（3）LED接口电路abhabhabh3.3.1显示器及其接口电路二LCD显示及程序3.3.2键盘接口及程序!.独/N键盘接解型Pl.7P1.0P1.13. 3.2 键盘接口及程序有按键信号N ? Y延时等待10ms仍有按键信号N7 Y键盘处理&按键释放Y!.独上式键盘接！I出路键盘处理程序任务1）键输入检查键盅是古有键被按下，消除按键抖动。确定被按键的键号，获取键号。硬件电路消除抖动或软件消除抖动。2）健译码键号为键盘位置码，根据键号查表得出被按键的键值。键值：数字键。9、字符键OAHOFH、功能键10Ho3）健处理根据键值转移到不同程序段。若键值属于数字、字符键,则调用显示数字和字符的子程序若键值属于功徒键，则进行多分支林移，执行各个功能程序段。3.3.2键盘接口及程序2.知:阵，睡做接门也路由多条I/O接口引线组成矩阵式键盘。键盘I/O接口+5v2 .矩阵式键盘接II电路扫描法列线输出，行线输入。列线逐行输出0,某行有按键，行线输入有0,若无按键，行线输入全部为1。反转法行列线交换输入、输出，两步获取按键键号。中断扫描方式j有按键按下时发出中断请求信号,提高CPU的效率。3 .3.3键盘/显示器接口及程序8279键盘/显示器接口8279是专用键盘/显示器控制芯片，能对显示器自动扫描，能识别键盘上按下键的键号；可充分提高CPU的工作效率。8279与MCS-51接口方便，由它构成的标准键盘/显示播接口在微3.3.4 打印机接口及程序3.3.5 报警器接口及程序自学3.4通信接口一、串行通信基础知识1 .异步通讯方式异步通讯双方的两项约定字符格式规定（一帧）：数据位，校验位，起始位和停止位。波特率（位/秒）对传送速率的规定例：要求每秒传送120个字符，每帧为10位。解：B=120?0=1200波特每位0.83ms数据位传输率=120?=960位/秒2 .同步通讯方式以一串字符为一个传送单位，字符间不加标识位，在一串字符开始用同步字符标识，硬件要求高，通讯双方须严格同少.工一3 .4通信接口一、串行通信基础知识密串鹳墙中功能 发送器：并-率数据格式转换，添加标识位和校验位，一帧发送结束，设置结束标志，申请中断。 接收器：；1；-并数据格式转换，检查错误，去掉标识位，保存有效数据，设置接收结束标志，申请中断。 控制器：接收编程命令和控制参数，设置工作方式：同步/异步、字符格式、波特率、校验方式、数据位与同步时钟比例等。L中行数据传迂方向单工通讯：数据单向传送。半双工通讯：数据可分时双向传送。全双工通讯：可同时进行发送和接收。接收器发送器接收器I3.4 通信接口二、串行口控制寄存器L1个全双工串行接口，可同时进行发送和接收。串行接口输入/输出引脚:TXD(P3.1)RXD(P3.0)数据格式：按不同方式，一帧位数8/10/U发送/接收时，数据皆低位在前。帧字符发送/接收结束，置位标志位(TI/RD并申请SIOW断。中断控制：中断允许位ES中断入口：0023H3.5 通信接口二、串行口控制寄存器2、串行接口控制(1)数据缓冲器SBUF发送SBUF和接收SBUF共用一个地址99H。发送SBUF存放待发送的8位数据，写入SBUF将同时启动发送。发送指令：MOVSBUF,A接收SBUF存放已接收成功的8位数据，供CPU读取。 读取串行口接收数据指令：MOV A, SBUF3.4通信接口二、串行口控制寄存器2,中行小口控制(3)T1I控制做制寄存瑞SCOIJ(98H)SMO,SM1：选择串行口4种工作方式。SM2：多机控制位，用于多机通讯。REN：允许接收控制位,REN=1,允许接收；REN=O,禁止接收。TB8：发送的第9位数据位，可用作校验位和地址/数据标识位RB8：接收的第9位数据位或停止位TI：发送中断标志，发送一帧结束，TI=1,必须软件清零RI：接收中断标志，接收一帧结束，RI=1,必须软件清零(4)节电控制寄存器PCON控制位。SMOD 三SMOD (PCON- 7)：波特率;SMOD-1,波特率加倍.3.4通信接口三、串行接口的工作方式SMO,SM1选择四种工作方式。1 .方式0：同步移位寄存器方式。用于扩展并行I/O接口。(1) 一帧8位，无起始位和停止位。(2) RXD：数据输入/输出端。TXD：同步脉冲输出端，每个脉冲对应一个数据位。(3)波特率B=fosc/12如：fosc=12MHz,B=lMHz,每位数据占Irs。3.4通信接口三、串行接口的工作方式(4)发送过程：写入SBUF,启动发送，一帧发送结束，TI=1O接收过程：REN=1且RI=0,启动接收，一帧接收完毕，RI=lo(b)收写REN=1n时RI=O,1序RXD输入QD3.4通信接口三、串行接口的工作方式F移位寄疗二方N举例数据从RXD(P3.0)引脚串行输出，低位在先，高位在后;TXD(P3.1)引脚输出移位脉冲，其频率为foc/12；发送完毕后，中断标志位TI为1。如要发送数据，如下所示：MOV SCON, #00H串行口方式0MOV SBUF, A ；将数据送出3.4通信接口三、串行接口的工作方式2.方式！：蒯，缴匕异步通讯力式,(1) 一帧10位：8位数据位，1个起始位(0),1个停止位(1)。(2) RXD：接收数据端。TXD：发送数据端。(3)波特率：用T1作为波特率发生器，B=(2Smod/32)XT1溢出率。(4)发送：写入SBUF,同时启动发送，一帧发送结束,TI=1。接收：REN=1,允许接收。接收完一帧，若RI=0且停止位为1(或SM2=0),将接收数据装入SBUF,停止位装入RB8并使RT=1;否则丢弃接收数据，不置位RI。3.4通信接口三、串行接口的工作方式当REN=1,CPU开始采样RXD引脚负跳变信号，若出现负跳变，才进入数据接收状态，先检测起始位，若第一位为0,继续接收其余位：否则，停止接收，重新采样负跳变。数据采样速率为波特率16倍频，在数据位中间，用第7、8、9个脉冲采样3次数据位，并3中取2保留采样值。写入SBUFTXD数据输出起始位Do D. D2 D3 D4 D5 D6 D7停止位检测（a）发送时序图负跳变RXD输入数据起始艇止位3.4通信接口三、串行接口的工作方式3.方式加力就3：想.据宛步通讯方式波特率:方式2：B(2SM0D/64)Xfosco方式3：B(2SMOD/32)XT1溢出率。三、串行接口的工作方式3.方式2和方式3:9位数据异步通讯方式。接收时序位负跳变3.4 通信接口四、计算波特率方式0为固定波特率：B=fosc/12方式2可选两种波特率：B=(2SM0D/64)Xfosc方式1、3为可变波特率，用T1作波特率发生器。B=(2SM0D/32)XT1溢出率T1为方式2的时间常数：X=28-t/T溢出时间：t=(28-X)T=(28-X)X12/foscT1溢出率=l/t=fosc/12X(2n-X)|波特率B=(2SM0D/32)Xfosc/12X(28-X)串行口方式1、3,根据波特率选择T1工作方式，计算时间常数。T1选方式2：TII1-X-28-fosc/12X2SMOD/(32XB)T1选方式1用于低波特率，需考虑T1重装时间常数时间。3.5 通信接口五、串行口的应用1.串行口初始化串行口初始化编程格式:SIO：MOVSCON,#控制状态字；写方式字且TI=RI=O(MOVPCON,#8OH)(MOVTMOD,#20H)(MOVTH1,#X)(MOVTL1,#X);波特率加倍;T1作波特率发生器;选定波特率(SETBTR1)五、串行口的应用4发送口ir(1)杳询方式：TRAM：MOVA,R0MOVSBUF,AWAIT：JBCTI,NEXTSJMPWAITNEXT：INCROSJMPTRAMV/5M式：ORG0023H；AJMPSINTMAIN：TRAM：MOVA,R0MOVSBUF,AH：SINT：h1k1HUgpSJMPCLRINCMOVWMOVHTIROA,R0SBUF；ARETI取数据发送个字符等待发送结束:准备下一次发送串行口中断入口;祖媚化编程输个字符取数据发送卜程序五、串行口的应用3.接收程斤REN=1、RI=O等待接收，当RI=L从SBUF读取数据。查询方式：WAIT：JBCRI,NEXT;查询等待SJMPWAITNEXT：MOVA,SBUF:读取接收数据MOVR0,A；保存数据INCRO;准备下一次接收SJMPWAIT五、串行口的应用I.中行117/式。