数字信号输入输出接口电路.ppt

单片机原理与应用 第7章数字信号输入输出接口电路? 7.1 开关信号输入/输出方式 1. 直接解码输入/输出方式 2. 编码输入/输出方式 3. 矩阵输入/输出方式 7.2 I/O资源及扩展 7.2.1 通过锁存器、触发器扩展I/O口 1. 输出口 2. 输入口 7.2.2 利用串入并出及并入串出芯片扩展I/O口 7.2.3 用8255可编程I/O芯片扩展MCS-51并行I/O口 1. 8255的结构及引脚功 2. 8255工作方式 3. 8255芯片与MCS-51接口应用举例 7.2.4 利用8155/8156可编程I/O芯片扩展MCS-51的I/O口 1. 内部结构及引脚功能 2. 8155芯片初始化 7.2.5 利用CPU扩展I/O 7.3 简单显示驱动电路 7.3.1 发光二极管 7.3.2 驱动电路 7.3.3 LED发光二极管显示状态及同步 7.4 LED数码管及其显示驱动电路 7.4.1 LED数码管 7.4.2 LED数码显示器接口电路 1. LED静态显示接口电路 2. 动态显示方式LED显示器 7.5 键盘电路 7.5.1 按键结构按键电压波形 1. 按键结构及工作原理 2. 按键波形 7.5.2 键盘电路形式 1.直接编码输入键盘 2. 矩阵键盘 7.5.3 键盘按键编码 7.5.4 键盘监控方式 1. 随机扫描方式 2. 定时扫描方式 7.6 并行接口及应用实例 7.6.1 MCS-51与并行输入/输出设备之间的连接 7.6.2 MCS-51与并行打印机之间的连接 7.7 光电耦合器件接口电路 7.8 单片机与继电器接口电路 当单片机芯片以并行方式与另一单片机芯片或并行输入/输出设备连接时，就涉及并行接口问题，在并行接口中主要涉及下列信号： (1) 数据线及宽度。对于8位并行接口设备来说，数据线宽度为8位，即D7～D0；对16位并行接口来说，数据线宽度为16位，即D15～D0。在单片机应用系统中，由于I/O引脚限制，数据线宽度也可能只有4位(D3～D0)，即一个字节分两次传送。 (2)??? 选通脉冲 (Strobe)。由输出设备提供，输入设备用 信号锁存数据总线上的数据。至于采用低电平有效，还是高电平有效由并行通信协议决定。 (3)??? 应答信号 (Acknowledge)。由输入设备提供，当输入设备已读取了数据总线上的数据时，向输出设备回送的应答信号。 此外，一些高速并行输入设备，如并行接口打印机带有一定容量的输入缓冲器，可连续接收输入数据，在这类并行设备中多使用Busy（输入设备忙）联络信号代替 应答信号。输出设备将数据输出到数据总线，并给出选通信号 后，如果检测到Busy信号无效，就接着输出下一数据，直到Busy信号有效为止（表示输入缓冲器满）。 MCS-51与并行输出/输入设备之间可按图7-25所示连接。 图7-25 MCS-51与并行输入/输出设备之间的连接 1. 并行打印机接口标准 并行打印机一般采用与Centronic标准兼容的DB-25并行接口，各信号含义如表7-9所示，DB-25插座引脚编号、信号时序如图7-26所示。 LED工作电流较大，而MCS～51系列CPU P1～P3口I/O引脚负载能力仅为四个TTL 门电路，因此不能直接驱动LED发光二极管， 必须使用三极管或驱动IC芯片驱动，如图7-13所示。 图7-13 CPU与LED接口电路 （a）、(b)、(d)低电平有效；(c)高电平有效 一般说来，单个LED有“亮”、“灭”显示两种状态，但在单片机应用系统中，由于I/O引脚、成本等因素限制，要求一只LED发光二极管显示出更多的状态。例如电源监控设备中的电源指示灯就可能用“灭”、“常亮”、“快闪”、“慢闪”四种状态分别表示“无交流”、“交流正常”、“过压”、“欠压”四种状态；又如，带有后备电池设备的电源指示灯也可用“灭”、“常亮”、“快闪”、“慢闪”分别表示“无交流/电池电压正常”、“交流正常/电池电压正常”、“交流正常/电池低压”、“无交流/电池低压”四种状态。在这种情况下，一般用两个bit记录每一只LED发光二极管的状态，如00表示灭；01表示慢闪；10表示快闪；11表示常亮，这样一字节内部RAM单元可记录4个LED指示灯的状态。 当系统中存在两个或两个以上LED发光二极管以闪烁方式表示不同的状态时，就遇到LED显示同步问题，否则可能出现甲灯亮时，乙灯灭——呈现类似霓虹的走动显示效应。