第5章 MCS-51单片机输入-输出通道接口.ppt

第5章 MCS-51单片机的输入/输出通道接口 ; 输入通道（前向通道）：被测对象与单片机联系的信号通道。包括传感器或敏感元件、通道结构、信号调节、A/D转换、电源的配置、抗干扰等。 输出通道（后向通道）：单片机与被控对象联系的信号通道。包括功率驱动、干扰的抑制、D/A转换等。 5.1.1 传感器 传感器：传感器是测量系统中的一种前端部件，它将各种输入变量转换成可供测量的信号。 传感器的分类： （1）按传感器的用途可以将传感器分为：压敏和力敏传感器、位置传感器、液面传感器、能耗传感器、速度传感器、热敏传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器和生物传感器等。 （2）按传感器输出信号标准可将传感器分为： 模拟传感器、数字传感器、开关传感器等。 直接采用数字传感器是计算机专业学生的最佳选择！ ;传感器的发展方向： 传感器已经成为现代信息技术系统三大支柱之一，在工业、农业、航空航天、军事国防等领域得到了日益广泛的应用。其发展方向主要有以下几个方面： （1）利用新的物理现象、化学反应、生物效应设计传感器。 （2）引入数据融合技术。 （3）使用新型材料，向微功耗、集成化及无源化发展。 （4）采用新的加工技术。 （5）向微型化发展。 （6）向高可靠性、宽温度范围发展等。 ( 7）器件自身是数字化的，不需要再经过数/模、模/数变换。;常用传感器的简介： 1、温度传感器DS18B20特性介绍  DS18B20是DALLAS公司的必威体育精装版单线数字温度传感器。· 是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器，仅需要一个端 口引脚就可以与单片机进行通信。无须别的外围器件。 ·多个18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功能。·测量温度范围为-55～+125℃，在-10～+85℃范围内，精度为±0.5℃。·可通过数据线供电，电压范围为3.0～5.5伏。·可以程序设定9～12位的分辨率，精度为±0.5℃。·用户设定的报警温度存储在E2PROM中，掉电后依然保存。·负电压特性，电源极性接反时，温度计不会烧毁，但不???正常工作。DS18B20的性能是新一代产品中最好的，性能价格比也非常出色，继“一线总线”的早期产品后，DS18B20开辟了温度传感器技术的新概念，18B20使电压、特性及封装有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。 ;DS18B20外形和封装如图： 18B20演示 程序设计由A0315班余锡钱同学完成。;2、红外线传感器 家中许多的电器产品都有遥控的功能，例如电视机、录像机、VCD、空调等家电产品，它们都是以红外遥控的方式进行遥控。 （一）、 红外遥控系统 通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图1所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。 ;例如：我们用电视机的遥控器作为单片机的键盘使用，通过红外线遥控装置来代替在单片机实验板上的键盘（复位键除外），这样设计的键盘又多又好。;万能红外线接收模块;;;; [例题]红外遥控实验程序如下: ;;yaokong.asm 遥控器测试程序 ; 按任意键试验板数码管指示灯闪烁。任意遥控器均可！ ; 万能红外接收头0038 1-GND 2-VCC 3-(P3.7) ORG 0000H START:MOV P0,#0FFH ;开机初始化 MOV P1,#0FFH MOV P2,#0FFH MOV P3,#0FFH JB P3.7,$ ;等待遥控信号出现 MOV P1,#0F0H MOV p2,#0F0H MOV P0,#0F0H JNB P3.7,$ ;如果是低电平就原地等待，高电平就退出 AJMP START END;5.1.2 单片机应用系统的输入/输出通道 ; 特点： （1）要靠近拾取对象采集信息； （2）传感器、变送器的性能和工作环境因素严重影响通道的方案设计； （3）一般是模拟、数字等混杂电路； （4）常需要放大电路； （5）抗干扰设计非常重要。 输入通道的结构类型： 输入通道结构形式取决于被测对象的环境、输出信号的类型、数量、大小等。其结构如下页图所示。 ;;2．输出通道 ;3．信号处理电路 输入通道中，信号处理的任务是可由硬件实现能够完成小信号放大，信号变换，滤波、零点校正、线性化处理、温度补偿、误差修正和量程切换等任务。可由硬件实现，有些也