單片機接口技術(shù)3

1、1.接口的功能3.MCS-51的并行接口MCS-51的串行接口TIRB8TB8RISM0SM1SM2REN串行口工作方式選擇位M1 M0 功能說明0 0 方式0，移位寄存器方式（用于I/O口擴展）0 1 方式1，8位字符，波特率可變（T1溢出率* 2smod.f/32)1 0 方式2， 9位字符，波特率為2smod.f/321 1 方式3， 9位字符，波特率可變（T1溢出率* 2smod.f/32)允許方式2和3得多及通信控制位 。在方式2、3中，若SM2=1，則接受到的第9位數(shù)據(jù)RB8=0時，不激活RI。在方式1，若=1，則只有受到有效的停止位，才會激活RI。在方式0，設(shè)置SM2=0允許串行

2、接受位 。REN=1時允許接受；REN=0時禁止接受在方式2、方式3時發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)，需要時，由軟件置位或復位在方式2、方式3時接受到的第9位數(shù)據(jù)。在方式1時，若SM2=0，RB8是接受到的停止位。方式0不使用RB8發(fā)送中斷標志位。由硬件在方式0串行發(fā)送第8位的結(jié)束時置位，或在其他方式串行發(fā)送停止位的開始時置位。必須由軟件清0接受中斷標志位。由硬件在方式0串行接受第8位的結(jié)束時置位，或在其他方式串行接受到停止位的中間置位。必須由軟件清0SMOD串行口波特率系數(shù)控制位。SMOD=1時，波特率加倍n設(shè)計一個發(fā)送程序，將50H5FH的數(shù)據(jù)塊從串口輸出。現(xiàn)將串行口定義為工作方式2發(fā)送，TB8作為奇偶

3、校驗位。TIRB8TB8RISM0 SM1 SM2 REN00001000n工作方式2 SCON初始化參數(shù)的確定n取波特率=晶振頻率/32，PCON初始化參數(shù)的確定SMOD00001000波特率=晶振頻率/32n MOV R0, #50H; n MOV R7, #10HnLOOP: MOV A , R0n MOV C , P ;奇偶校驗位n MOV TB8 , Cn MOV SBUF, A;數(shù)據(jù)送SBUF,啟動發(fā)送nWAIT: JBC TI , CONT ;判斷發(fā)送標志位n SJMP WAITnCONT: INC R0 n DJNZ R7, LOOPn RETn TIRB8TB8RISM0 S

4、M1 SM2 REN00001101n工作方式3 SCON初始化參數(shù)的確定nPCON初始化參數(shù)的確定SMOD00000000實驗二串行靜態(tài)顯示實驗 n利用89C51串行口和8個串行輸入并行輸出移位寄存器74LS164，擴展8個8位輸出通道，用于驅(qū)動8個LED數(shù)碼顯示器。8LED顯示“89C52”。 n串行口工作在方式0時，可通過外接移位寄存器實現(xiàn)串并行轉(zhuǎn)換。在這種方式下，數(shù)據(jù)為8位，只能從RXD端輸入輸出，TXD端總是輸出移位同步時鐘信號，其波特率固定為晶振頻率1/ 12。由軟件置位串行控制寄存器(SCON)的REN后才能啟動串行接收，在CPU將數(shù)據(jù)寫入SBUF寄存器后，立即啟動發(fā)送。待8位數(shù)

5、據(jù)輸完后，硬件將SCON寄存器的TI位置1，TI必須由軟件清零。n數(shù)碼管的工作原理abgfhdehgfedcba共陽極hgfedcba共陰極c.數(shù)碼管顯示器接口電路n(b).數(shù)碼管的顯示代碼顯示字符h g f e d c b a顯示代碼01234567890 0 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 1 1 00 1 0 1 1 0 1 10 1 0 0 1 1 1 10 1 1 0 0 1 1 00 1 1 0 1 1 0 10 1 1 1 1 1 0 10 0 0 0 0 1 1 10 1 1 1 1 1 1 10 1 1 0 1 1 1 13FH06H5BH4FH66H6DH7DH0

6、7H7FH6FH89C51RXDABCLKQ0Q7ahvcc74LS164TXDA1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9VCC14GND774LS164R1I51DINCLKabfcgdeDPYa1b2c3d4e5f6g7dp8dp910R2I51abfcgdeDPYa1b2c3d4e5f6g7dp8dp910R3I51abfcgdeDPYa1b2c3d4e5f6g7dp8dp910R4I51abfcgdeDPYa1b2c3d4e5f6g7dp8dp910A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9VCC14GND774L

7、S164A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9VCC14GND774LS164A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9VCC14GND7874LS164A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9VCC14GND774LS164A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9VCC14GND774LS164A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR9VCC14GND774LS164A1B2Q03Q14Q25Q36Q410

8、Q511Q612Q713CLK8MR9VCC14GND774LS164R5I51abfcgdeDPYa1b2c3d4e5f6g7dp8dp910R6I51abfcgdeDPYa1b2c3d4e5f6g7dp8dp910R7I51abfcgdeDPYa1b2c3d4e5f6g7dp8dp910R8I51abfcgdeDPYa1b2c3d4e5f6g7dp8dp910VCCA3VCCA3VCCA3VCCA3VCCA3VCCA3VCCA3VCCA3a1a2a3a4a5a6a7a8b1b2b3b4b5b6b7b8c1c2c3c4c5c6c7c8d1d2d3d4d5d6d7d8e1e2e3e4e5e6e

9、7e8f1f2f3f4f5f6f7f8g1g2g3g4g5g6g7g8dp1dp2dp3dp4dp5dp6dp7dp8a1b1c1d1e1f1g1dp1a2b2c2d2e2f2g2dp2a3b3c3d3e3f3g3dp3a4b4c4d4e4f4g4dp4a5b5c5d5e5f5g5dp5a6b6c6d6e6f6g6dp6a7b7c7d7e7f7g7dp7a8b8c8d8e8f8g8dp8dp1dp2dp3dp5dp6dp7dp4n ; 串行靜態(tài)顯示 DISP1.ASM 8LEDn ; P3.0-DIN P3.1-CLKn DBUF0 EQU 30Hn TEMP EQU 40Hn DIN BIT

10、 P3.0n CLK BIT P3.1n ORG 0000Hn LJMP STARTn ORG 0100HnSTART:n MOV 30H,#10hn MOV 31H,#10Hn MOV 32H,#10hn MOV 33H,#8n MOV 34H,#9n MOV 35H,#0cHn MOV 36H,#5n MOV 37H,#2n DISP:MOV R0, #DBUF0n MOV R1, #TEMPn MOV R2, #8n DP10:MOV DPTR,#SEGTABn MOV A, R0n MOVC A, A+DPTRn MOV R1, An INC R0n INC R1n DJNZ R2,

11、DP10n MOV R0, #TEMPn MOV R1, #8n DP12:MOV R2, #8n MOV A, R0n DP13:RLC An MOV DIN, Cn CLR CLKn SETB CLKn DJNZ R2, DP13n INC R0n DJNZ R1, DP12n OK: SJMP OKnSEGTAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DHn DB 7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CHn DB 39H,5EH,7BH,71H,00H,40Hn ENDTXDRXD89C511#從機TXDRXD89C51主機TXDRXD89C513#從機TXDRXD89

12、C512#從機多單片機通信方式上位機（IPC)RS232C電平轉(zhuǎn)換89C51控制對象RS232C電平轉(zhuǎn)換89C51控制對象RS232C電平轉(zhuǎn)換89C51控制對象.RS232C兩級控制方案單片機與PC機通信電路 P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0118D1D8D1DCLOCKCLEAR VCCVCC/1G /2GGNDGND8Q1Q1Q8Q+5V+5V/RD/WR89C5174LS27374LS244口地址的確定nP0,P2口未作為地址線的引腳取值均為1n作為選通信號線的引腳必須確保唯一選中該接口的取值。P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.

13、3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 174LS27374LS24474LS273口地址為FEFFH74LS244口地址為FDFFH接口的使用n把接口作為外部數(shù)據(jù)存儲器一樣使用。n例如：從74LS244口讀入數(shù)據(jù)，再通過74LS273口輸出，則程序段如下：nLOOP: MOV DPTR , #FDFFHn MOVX A , DPTRn MOV DPTR , #FEFFHn MOVX DPTR ,

14、An SJMP LOOP 2. 鍵盤接口鍵盤接口q按鍵的特點及輸入原理q獨立式按鍵q矩陣式按鍵按鍵的特點及輸入原理n按鍵的分類：按鍵的分類： 觸點式：機械；無觸點式：電氣觸點式：機械；無觸點式：電氣n鍵輸入原理：鍵輸入原理： 通過按鍵的接通與斷開，產(chǎn)生兩種相反的邏輯通過按鍵的接通與斷開，產(chǎn)生兩種相反的邏輯狀態(tài)狀態(tài) 低電平低電平“0 0”與與高電平高電平“1 1”。 n鍵功能的實現(xiàn)：鍵功能的實現(xiàn)： 對于一組鍵或一個鍵盤，需通過接口電路與單對于一組鍵或一個鍵盤，需通過接口電路與單片機相連?？刹捎貌樵兓蛑袛喾绞綔y試有無鍵按下片機相連?？刹捎貌樵兓蛑袛喾绞綔y試有無鍵按下，再確定是哪一個鍵按下，將該鍵號

15、送入累加器，再確定是哪一個鍵按下，將該鍵號送入累加器ACCACC，然后判斷是數(shù)字鍵還是功能鍵，若是數(shù)字鍵，然后判斷是數(shù)字鍵還是功能鍵，若是數(shù)字鍵，則將鍵號對應(yīng)的數(shù)字送入相關(guān)輸入緩沖區(qū)；若是，則將鍵號對應(yīng)的數(shù)字送入相關(guān)輸入緩沖區(qū)；若是功能鍵，則通過跳轉(zhuǎn)指令轉(zhuǎn)入執(zhí)行該鍵的功能程序功能鍵，則通過跳轉(zhuǎn)指令轉(zhuǎn)入執(zhí)行該鍵的功能程序，執(zhí)行完后再返回主程序。，執(zhí)行完后再返回主程序。 鍵盤接口需要解決的問題n是否有鍵按是否有鍵按下下n按鍵識別：按鍵識別：n鍵抖動及消除：鍵抖動及消除：n機械按鍵抖動時間在機械按鍵抖動時間在5 5msms10ms10ms之之間間&Q4.7K4.7KKabcc(+5V)n 硬件方案硬

16、件方案雙穩(wěn)態(tài)去抖電路雙穩(wěn)態(tài)去抖電路n 軟件方案軟件方案延時延時10ms10ms20ms20ms后再次判斷后再次判斷n消除方法消除方法：n求鍵號求鍵號獨立式按鍵獨立式按鍵8 0 3 1P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7Vc cn接口電路：n例例1 1：用：用P1P1口檢測三個按鍵的狀態(tài)并完成相應(yīng)的功口檢測三個按鍵的狀態(tài)并完成相應(yīng)的功能能n解：n資源分配：n用P1口的低3位檢測3個按鍵的輸入，為1則表示按鍵沒有按下，為0則表示相應(yīng)按鍵被按下。n流程圖： ORG 0000HKB: MOV P1,#0FFH MOV A,P1 CPL A ANL A,#0FH JZ KB

17、LCALL D10MS MOV A,P1 CPL A ANL A,#0FH JZ KB CJNE A,#01H,KB01 LCALL PGM1 SJMP KBKB01:CJNE A,#02H,KB02 LCALL PGM2 SJMP KBKB02:CJNE A,#04H,KB LCALL PGM3 SJMP KB ENDn編程：按三個按鍵中的任一鍵都對應(yīng)一個特定功能。n若判斷鍵釋放應(yīng)如何修改？矩矩陣陣式式按按鍵鍵n關(guān)鍵：如何關(guān)鍵：如何判斷鍵號？判斷鍵號？n3n2n1n0n4n7n6n5n11n10n9n8n15n14n13n12n+5VnP1.4nP1.3nP1.0nMCS-51nP1.7nP

18、1.6nP1.5nP1.2nP1.1n接口電路：n鍵盤掃描子程序一般包括以下內(nèi)容：n 1.判別有無鍵按下；n 2.掃描獲取閉合鍵的行、列值；n 3.用計算法或查表法得到鍵值；n 4.判斷閉合鍵釋放否，如沒釋放則繼續(xù)等待；n 5.保存閉合鍵號。鍵按下鍵按下/ /釋放判斷釋放判斷n KS： MOV A，#00Hn MOV P1，A ；全掃描字#00H送P1口n MOV P1，#0FH n MOV A，P1 ；讀入P1口狀態(tài)n CPL A ；變正邏輯，高電平表示有鍵按下n ANL A,#0FH ；取低4位n RET ；返回，A0表示有鍵按下 按鍵識別掃描法 流程： 當?shù)诋數(shù)? 0列處于低電平時，列處

19、于低電平時，逐行逐行查找是否有行線變低，查找是否有行線變低，若有，則若有，則第第0 0列與該行的交叉點列與該行的交叉點按鍵按下；若無，則表示按鍵按下；若無，則表示第第0 0列無鍵按下，再讓下一列處在低電平，依此循環(huán)，這列無鍵按下，再讓下一列處在低電平，依此循環(huán)，這種方式稱為種方式稱為鍵盤掃描鍵盤掃描。 鍵號鍵號= =行首鍵號（行首鍵號（0 0、4 4、8 8、1212）+ +列號（列號（0 0、1 1、2 2、3 3） n 原理：n 在某一時刻只讓在某一時刻只讓一條列線一條列線處于處于低低電平，其余列線電平，其余列線均處于高電平，則當這一列有鍵按下時，該鍵所在的均處于高電平，則當這一列有鍵按下

20、時，該鍵所在的行電平將會由高電平變?yōu)榈碗娖剑膳卸ㄔ摿邢鄳?yīng)的行電平將會由高電平變?yōu)榈碗娖?，可判定該列相?yīng)的行有鍵按下。行有鍵按下。例2：鍵盤掃描程序SERCH: MOV R2,#0EFH MOV R3,#00H LINE0: MOV A,R2 MOV P1,A MOV A,P1 JB ACC.3,LINE1 MOV A,#00H AJMP TRYKLINE1: JB ACC.2,LINE2 MOV A,#04H AJMP TRYK LINE2: JB ACC.1,LINE3 MOV A,#08H AJMP TRYKLINE3: JB ACC.3,LINE4 MOV A,#0CH AJMP TR

21、YKLINE4: INC R3 MOV A,R2 RL A JNB ACC.0,BACK MOV R2,A AJMP LINE0 TRYK: ADD A,R3BACK: RETn定時掃描方式n 定時掃描方式就是每隔一段時間對鍵盤掃描一次，它利用單片機內(nèi)部的定時器產(chǎn)生一定時間（例如10 ms）的定時，當定時時間到就產(chǎn)生定時器溢出中斷。CPU響應(yīng)中斷后對鍵盤進行掃描，并在有鍵按下時識別出該鍵，再執(zhí)行該鍵的功能程序。n中斷掃描方式n 為提高CPU工作效率，可采用中斷掃描工作方式。其工作過程如下：當無鍵按下時，CPU處理自己的工作，當有鍵按下時，產(chǎn)生中斷請求，CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤掃描子程序，并識別鍵號。

22、P1.0P1.1P1.3P1.2P1.4P1.5P1.6P1.7INT08031&PC31PC42TIMERIN3 RESET4PC55TIMEROUT6IO/M7/CE8 /RD9WR1021PA0 ALE11AD012AD113AD214AD315AD416AD517AD618AD719VS2022PA1 23PA2 24PA3 25PA4 26PA5 27PA6 28PA7 30PB1 29PB040VCC 39PC2 38PC1 37PC036PB735PB6 34PB5 33PB4 32PB3 31PB2 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 選中的寄存器X X X X X

23、 0 0 0命令/狀態(tài)寄存器X X X X X 0 0 1通用I/O口AX X X X X 0 1 0通用I/O口BX X X X X 0 1 1C口（通用I/O口或控制口）X X X X X 1 0 0計數(shù)器的低8位X X X X X 1 0 1計數(shù)器的高6位和兩位計數(shù)方式字P0.0P0.7AD0AD7ALEALEP2.4P2.3/WR/RDRESETIO/M/WR/RDRESET/CEVSSVCC89C51VSSVCC8155+5VPAPBPCTIMERINTIMEROUT接AD線I/O口和RAM地址的確定P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0

24、.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1RAM首地址首

25、地址E700HRAM末地址末地址E7FFH命令命令/狀態(tài)狀態(tài):EF00HA口口:EF01HB口口: EF02HC口口: EF03H計數(shù)器低計數(shù)器低8位位EF04H計數(shù)器高位和計數(shù)器高位和計數(shù)方式計數(shù)方式EF05H接片選信號線接IO/M信號線8155片內(nèi)I/O口使用n（1） 命令寄存器的用法PBPC1PC2PATM2TM1IEBIEA0:A口輸入1:A口輸出0:B口輸入1:B口輸出1:允許A口中斷0:禁止A口中斷1:允許B口中斷0:禁止B口中斷00:C口輸入11:C口輸出01:A口選通I/O。PC0:AINTR; PC1:ABF;PC2:/ASTB。PC3PC5:輸出10:A、B口選通I/O。

26、PC0:AINTR;PC1:ABF;PC2:/ASTB。 PC3:BINTR;PC4:BBF;PC5:/BSTB。00:空操作01:停止計數(shù)器工作10:若定時器正在計數(shù)，長度健為1時停止11:啟動計數(shù)器工作8155片內(nèi)I/O口使用n（2） 狀態(tài)寄存器的用法ABFAINTEBINTRBINTRXTIMER BINTEBBFA口中斷請求標志A口緩沖器空滿標志B口中斷請求標志B口緩沖器空滿標志A口中斷允許標志B口中斷允許標志定時器中斷標志(3) A口、B口、C口的使用n通過設(shè)置命令寄存器中的控制字來確定這3個口的工作方式n用指令 MOVX DPTR , A和n MOVX A , DPTR實現(xiàn)單片機與

27、接口之間的數(shù)據(jù)輸入輸出。(3) 8155的定時器n命令寄存器的最高位控制計數(shù)器的啟動和停止計數(shù)：nTM2 TM1n0 0 空操作，不影響計數(shù)器操作n0 1 若計數(shù)器正在計數(shù)，計數(shù)器長度減為0時停n 止計數(shù)n1 0 若計數(shù)器不在計數(shù)狀態(tài)時，裝入計數(shù)器長n 度和計數(shù)方式后，立即開始計數(shù)；n 若計數(shù)器正在計數(shù)，待計數(shù)器溢出后以新n 裝入計數(shù)器長和計數(shù)方式計數(shù)。(3) 8155的定時器n8155是一個14位的減法計數(shù)器，對輸入脈沖進行減法計數(shù)，定時器由兩個字節(jié)組成。n定時器有4種輸出方式，由M2,M1兩位定義。T9T10T11T8M2M1T13T12T1T2T3T0T7T6T5T4計數(shù)長度低位計數(shù)長度

28、高位及輸出方式(3) 8155的定時器nM2 M1n0 0 單方波n0 1 連續(xù)方波n1 0 單脈沖n1 1 連續(xù)脈沖舉例P0.0P0.7AD0AD7ALEALEP2.4P2.3/WR/RDRESETIO/M/WR/RDRESET/CEVSSVCC89C51VSSVCC8155+5VPAPBPCTIMERINTIMEROUT8位輸入鎖存器8位DAC寄存器8位DAC轉(zhuǎn)換器&ILE/CS/WR1/WR2/XFERDI0DI7VREFIOUT2IOUT1RFBVCCAGNDDGNDn引腳功能nDI7DI0:數(shù)字量輸入端數(shù)字量輸入端n/CS:片選信號片選信號nILE：數(shù)據(jù)鎖村允許信號：數(shù)據(jù)鎖村允許信號

29、n/WR1:第第1寫信號寫信號n/WR2:第第2寫信號寫信號n/XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號：數(shù)據(jù)傳輸控制信號nIOUT1:電流輸出端電流輸出端1nIOUT2:電流輸出端電流輸出端2nRBF：反饋電阻端：反饋電阻端nVREF:基準電壓，基準電壓，-10+10VnDGND：數(shù)字地：數(shù)字地nAGND:模擬地模擬地P0P2.7/WRID7ID0/CS/XFER/WR1/WR2IOUT2IOUT1RBFILE+5VVOUTAGND DGND-+89C51DAC0832DAC0832的口地址為的口地址為7FFFHn例：下圖為DAC0832于89C51的連接電路。要求輸出一個鋸齒波信號。n ORG 1000

30、HnDIRE:MOV DPTR,#07FFFH; DAC0832口地址n MOV R0,#00H ； 輸出數(shù)字量初值n mov a,r0nNEXT:MOVX DPTR, An INC R0； 數(shù)字量遞增n MOV A, R0n NOP ； 延時n NOPn NOPn NOPn AJMP NEXTn ENDSTART CLK8位模擬開關(guān)8位A/D轉(zhuǎn)換電路三態(tài)輸出鎖存器地址鎖存與譯碼IN0IN7ABCALEVREF(+) VREF(-)D0D7EOCn引腳功能nIN7IN0:8個輸入通道的模擬量輸入端個輸入通道的模擬量輸入端nD0D7:8位數(shù)字量輸出端位數(shù)字量輸出端nSTART,ALE：START

31、為啟動控制輸入端，為啟動控制輸入端， ALE地址鎖存控制信地址鎖存控制信號端，可連接在一起，號端，可連接在一起，nEOC， OE :轉(zhuǎn)換結(jié)束脈沖輸出端；轉(zhuǎn)換結(jié)束脈沖輸出端；OE為輸出允許控制端。可接為輸出允許控制端。可接在一起。在一起。nVREF(+),VREF(-),VCC,GND：VREF為參考電源輸入端；為參考電源輸入端；VCC為主電源輸入端，為主電源輸入端，GND為地?？蓪榈亍？蓪REF(+)與與VCC連在一起；連在一起；VREF(-)與與GND連在一起。連在一起。nCLK:時鐘輸入端時鐘輸入端n引腳功能nA,B,C:8路模擬量的選通端，其對應(yīng)關(guān)系如下：路模擬量的選通端，其對應(yīng)關(guān)系

32、如下：C B A選通端0 0 00 0 11 1 1IN0IN1IN72022-4-2171nA/D轉(zhuǎn)換接口編程示例【例10-4】 ADC0809與單片機的接口電路如圖。2022-4-2172# include “reg51.h”# include “absacc.h”# define uchar unsigned char# define IN0 XBYTE0 x7ff8sbit ad_busy = P33； 2022-4-2173void ad0809（uchar idata *x） uchar i； uchar xdata * ad_adr； ad_adr = & IN0； for（i

33、= 0；i 8；i +） * ad_adr = 0； /*啟動轉(zhuǎn)換*/ i = i； /*延時等待*/ i = i； while（ad_busy ! = 0）； xi = * ad_adr； /*存轉(zhuǎn)換結(jié)果*/ ad_adr +； /*下一通道*/ 2022-4-2174void main（void） static uchar idata ad10 ； ad0809（ad）； 實驗三. 16位串行A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100 nADS1100是美國TI（Texas Instruments Incorporated）公司生產(chǎn)的全差分輸入、16位分辨率、SOT236封裝、有自校準功能的精密A/D轉(zhuǎn)

34、換器，該芯片的內(nèi)置自校準系統(tǒng)對于用戶是透明的。ADS1100使用I2C串行接口以電源電壓作用參考電壓，片內(nèi)可編程增益放大器（PGA）可提供最大的為8的增益，因此，即使在高分辨情況下也能采樣到小信號，在單次轉(zhuǎn)換模式下，ADS1100在一次轉(zhuǎn)換結(jié)束后可自動關(guān)閉自身電源，因而可減少系統(tǒng)在空閑周期的電流消耗，由于ADS1100的易用性，故可以大大降低精密測量設(shè)備工作的工作量，ADS1100主要應(yīng)用在空間和功耗方面要求比較嚴格的高分辨率采樣測量電路中，其典型應(yīng)用包括便攜設(shè)備、工業(yè)過程控制和智能發(fā)射機等。ADS1100以其獨特的精度特性可廣泛應(yīng)用便攜設(shè)備、工業(yè)過程控制器、智能發(fā)射器、消費類產(chǎn)品、工廠自動化

35、設(shè)備和溫度測量等系統(tǒng)之中。實驗三. 16位串行A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100n2、技術(shù)性能、技術(shù)性能n（1）ADS1100的主要性能與特點：n16位無丟碼； n8個地址范圍； n有連續(xù)自校準功能；n單周期轉(zhuǎn)換；n內(nèi)部帶有系統(tǒng)時鐘； n具有I2C接口；n精度：0.0125（FSR MAX）；n可編程增益放大器的增益可在1、2、4或8中進行選擇；n低噪聲：4Vpp；n可編程數(shù)據(jù)采樣速率：8SPS128SPS； n電源電壓為2.75.5V； n電流損耗可低至90A。實驗三. 16位串行A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100n（2）ADS1100的極限參數(shù)，引腳功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)n為了保證器件的使用可靠性，在設(shè)計時，

36、建議在表1所列條件范圍內(nèi)使用ADS1100芯片，ADS1100的外部引腳圖如圖1所示，表2是其引腳功能說明。項目極限條件VDD至GND-0.3V6V輸入電流100mA,瞬間輸入電流10mA,持續(xù)到GND，VIN+、VIN-引腳的電壓-0.3VVDD+0.3V到GND，SDA+、SCL-引腳的電壓-0.5V6V 最高結(jié)溫+150工作溫度-40+85焊接溫度+300引腳號引腳名稱功能1VIN+輸入正2GND地3SCL時鐘線4SDA數(shù)據(jù)線5VDD電源6VIN-輸入負圖1：外部引腳圖2：內(nèi)部結(jié)構(gòu)表1：極限參數(shù)表2：引腳功能說明實驗三. 16位串行A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100n3、工作原理、工作原理n（

37、1）上電和復位 nADS1100上電時會自動復位并將控制字寄存器設(shè)置成默認值。此外，它也能響應(yīng)I2C復位指令（全局調(diào)用復位指令GENERAL CALL RESET：地址字節(jié)是00H接著是數(shù)據(jù)字節(jié)06H），在接收到復位指令后，ADS1100將執(zhí)行內(nèi)部復位，此時如果正在轉(zhuǎn)換，則中斷，輸出寄存器置0，并將控制字寄存器恢復默認值。實驗三. 16位串行A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100n（2）ADS1100的I2C地址nADS1100的I2C地址是1001xxxB，其中xxx由廠家設(shè)定，ADS1100有8個不同的I2C地址（從000到111）。根據(jù)I2C的不同地址可分為8個獨立器件，其各自封裝的打標字樣（在芯

38、片的頂部）如表所列。芯片名稱I2C地址片上標識ADS1100A01001 000BAD0ADS1100A11001 001BAD1ADS1100A21001 010BAD2ADS1100A31001 011BAD3ADS1100A41001 100BAD4ADS1100A51001 101BAD5ADS1100A61001 110BAD6ADS1100A71001 111BAD7實驗三. 16位串行A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100n（3）輸出編碼n輸出編碼是一個和輸出電壓成正比例的數(shù)，并與位數(shù)相關(guān)，而位數(shù)又與轉(zhuǎn)換速率有關(guān)，SPS（sample per sencond）為每秒采樣點數(shù)，它們的對應(yīng)如表

39、所列。轉(zhuǎn)換速率位數(shù)最小編碼最大編碼8SPS16-32,76832,76716SPS15-16,38416,38332SPS14-81928191128SPS12-20482047實驗三. 16位串行A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100n對于給定的最小編碼、PGA增益設(shè)置，正負輸入端電壓VIN和VIN、以及電源電壓來說，輸出編碼可由表達式（1）給出，由于ADS1100集成了自校準系統(tǒng)且具有自校準功能，故可以補償增益和失調(diào)所引起的誤差，因此該表達式不必考慮這些參數(shù)。實驗三. 16位串行A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100n注意，最大輸出編碼和最小輸出編碼的絕對值是不同的，位數(shù)為n的最大編碼是2-1，最小編碼是12

40、n1，另外，下表給出了不同輸入電平所對應(yīng)的輸出編碼。轉(zhuǎn)換速率輸入信號負滿量程-1LSB0+1LSB正滿量程8SPS8000HFFFFH0000H0001H7FFFH16SPSC000HFFFFH0000H0001H3FFFH32SPSE000HFFFFH0000H0001H1FFFH128SPSF000HFFFFH0000H0001H07FFH實驗三. 16位串行A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100n（4）寄存器nADS1100有兩個寄存器，輸出寄存器和控制字寄存器，輸出寄存器用于存放最后一次的轉(zhuǎn)換結(jié)果，控制字寄存器則可以改變ADS1100的操作模式和進行狀態(tài)查詢。 na) 輸出寄存器 n16位的輸出

41、寄存器存儲的是以二進制補碼表示的最后一次的轉(zhuǎn)換結(jié)果，在ADS1100復位或上電之后，輸出寄存器清零，輸出寄存器的格式如表所示。位1514131211109876543210名稱D15D14D13D12D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0實驗三. 16位串行A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100nb) 控制字寄存器n8位控制字寄存器用于控制ADS1100的工作模式，轉(zhuǎn)換速率和PGA設(shè)置，控制字寄存器的格式如表所列，默認值是8CH。位76543210名稱ST/BSY00SCDR1DR0PGA1PGA0實驗三. 16位串行A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100n位7（ST/BSY）：在單次轉(zhuǎn)換模式下，向

42、ST/BSY寫入1可使一次開始，寫入0無影響，在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式下，ADS1100忽略寫入ST/BSY的值。 另外，在單次轉(zhuǎn)換模式下，如果ST/BSY讀到了1值，表明A/D轉(zhuǎn)換器正忙，即正在轉(zhuǎn)換中；如果是0，則表明當前沒有轉(zhuǎn)換工作，輸出寄存器保存的是最后一次的轉(zhuǎn)換結(jié)果，在連續(xù)模式下，ST/BSY總是讀到1。n位65：保留字。使用時必須設(shè)置成0。n位4（SC）：用于控制ADS1100是連續(xù)轉(zhuǎn)換模式還是單次轉(zhuǎn)換模式，當SC為1時，ADS1100是單次轉(zhuǎn)換模式（Single Conversion），為0則為連續(xù)轉(zhuǎn)換模式，該位的默認值是0。n位32（DR）；用于控制ADS1100的轉(zhuǎn)換速率，見表所列。DR

43、1DR0轉(zhuǎn)換速率00128SPS0132SPS1016SPS118SPS（默認值）實驗三. 16位串行A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100n位10（PGA）：用于ADS1100的增益設(shè)置，設(shè)置方法見表所列。 實驗三. 16位串行A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100n4、工作模式、工作模式nADS1100有兩種工作模式：連續(xù)轉(zhuǎn)換模式和單次轉(zhuǎn)換模式，連續(xù)轉(zhuǎn)換模式下，當一次轉(zhuǎn)換結(jié)束后，ADS1100將結(jié)果放入輸出寄存器并立刻開始下一次轉(zhuǎn)換，ST/BSY位在控制字寄存器中始終讀到的是1。n如果是單次轉(zhuǎn)換模式，則在ST/BSY位被置1后，ADS1100上電并執(zhí)行一次轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)束后，ADS1100會把結(jié)果放入輸出寄存器

44、，并復位ST/BSY成0，關(guān)斷電源。在轉(zhuǎn)換中，ST/BSY置1無效，如果要從連續(xù)模式切換到單次模式，ADS1100可在執(zhí)行完當前轉(zhuǎn)換后ST/BSY置0，然后斷電。實驗三. 16位串行A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100n5、讀、讀/寫操作寫操作 nADS1100的輸出寄存器和控制字寄存器的內(nèi)容是可讀的。要讀ADS1100，可將其設(shè)為讀狀態(tài)（7位的ADS1100地址后加1位高電平有效的讀信號，高位在前，如ADS1100A0則是10010001），以讀取三個字節(jié)的內(nèi)容，其中前兩個字節(jié)是輸出寄存器的內(nèi)容（高位在前），第三個字節(jié)是控制字寄存器的內(nèi)容（高位在前，從第四個字節(jié)開始起均為FFH。如果只想知道輸出寄存

45、器的內(nèi)容是否合理，可僅讀取前兩個字節(jié)而忽略其后的字節(jié)。nADS1100的輸出寄存器是只讀的，只能向控制字寄存器寫內(nèi)容，寫的方法是將ADS1100設(shè)置為寫（在ADS1100地址后加1位低電平有效的寫信號，高位在前），然后寫入一個字節(jié)（高位在前）。ADS1100忽略在第一個字節(jié)以后的內(nèi)容。實驗三. 16位串行A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100n6、應(yīng)用實例、應(yīng)用實例 n（1）基本連接 n因為ADS1100的輸入只能接受正電壓，因此兩個模擬量輸入端都接正電壓，由于ADS1100在轉(zhuǎn)換時會從電源拉電流而產(chǎn)生短暫的尖脈沖，因此要在電源端加旁路電容。由于SDA和SCL端是漏極開路結(jié)構(gòu)，故也需要接上拉電阻。P2.

46、0P2.1P1.0P1.1接串靜態(tài)led顯示器89c51ADS1100VDDGNDSDASCLVCCGNDVin-Vin+GND被采樣信號VCCVCCGND程序設(shè)計ninclude n#include n#include n#include nvoid Init_ads1100(unsigned char mdata);nunsigned int Rd_ads1100(void);n/*延時*/nvoid delay(uchar x)nn uchar i,j;n for(i=0;ix;i+)n for(j=0;j=32768) Volt = 0; / 屏蔽最高位n Volt=Volt/64;

47、/ 數(shù)據(jù)處理:舍棄最后4位n Led_Disp(Volt); / 數(shù)據(jù)顯示n delay(30);n nn/*/n/* ADS1100.c */n/*/n#include n#include n#include n/-內(nèi)部函數(shù)-nvoid Delay(void);nvoid Start(void);nvoid Stop(void);nvoid WriteACK(unsigned char ack);nvoid WaitACK(void);nvoid writebyte(unsigned char wdata);nunsigned char Readbyte(void);n/-n/*n初始化ad

48、s1100(0 x8C)-外部調(diào)用,轉(zhuǎn)換12位n*/nvoid Init_ads1100(unsigned char mdata)nn Start();n writebyte(0 x90);單次轉(zhuǎn)換n writebyte(mdata);n Stop();nn/*n讀數(shù)據(jù)-外部調(diào)用n*/nunsigned int Rd_ads1100(void)nn unsigned char H_AD; /H_AD 用于存儲高八位A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果n unsigned char L_AD; /L_AD 用于存儲低八位A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果n unsigned int T_AD; /T_AD 用于存儲總的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果n

49、Start();n writebyte(0 x91); /*寫命令*/n H_AD=Readbyte();n WriteACK(0);n L_AD=Readbyte();n WriteACK(1);n Stop();n T_AD=(0 x00ff&H_AD)8|L_AD;n return T_AD;nn/*n內(nèi)部函數(shù)，延時1n*/nvoid Delay(void)nn _nop_();n _nop_(); /*根據(jù)晶振頻率制定延時時間*/nn/*n內(nèi)部函數(shù)，I2C開始n*/nvoid Start(void)nn EA=0;n SDA=1;n SCL=1;n Delay();n SDA=0;n

50、Delay();n SCL=0;nn/*n內(nèi)部函數(shù)，I2C結(jié)束n*/nvoid Stop(void)nn SDA=0;n SCL=0;n Delay();n SCL=1;n Delay();n SDA=1;n Delay();n EA=1;nn/*n內(nèi)部函數(shù)，輸出ACK ,每個字節(jié)傳輸完成，輸出ack=0,結(jié)束讀數(shù)據(jù)，ack=1;n*/nvoid WriteACK(unsigned char ack)nn SDA=ack;n Delay();n SCL=1;n Delay();n SCL=0;nn/*n內(nèi)部函數(shù)，等待ACKn*/nvoid WaitACK(void)nn unsigned ch

51、ar errtime=20;n SDA=1;n Delay(); /*讀ACK*/n SCL=1;n Delay();n while(SDA)n n errtime-;n if(!errtime) Stop();n n SCL=0;n Delay();nn/*n內(nèi)部函數(shù).輸出數(shù)據(jù)字節(jié)n入口:B=數(shù)據(jù)n*/nvoid writebyte(unsigned char wdata)nn unsigned char i;n for(i=0;i8;i+)n n if(wdata&0 x80) SDA=1;n else SDA=0;n wdata=1;n SCL=1;n Delay();n SCL=0;n

52、 n WaitACK(); /I2C器件或通訊出錯，將會退出I2C通訊nn/*n內(nèi)部函數(shù).輸入數(shù)據(jù)n出口:Bn*/nunsigned char Readbyte(void)nn unsigned char i,bytedata;n SDA=1;n for(i=0;i8;i+)n n SCL=1; n bytedata=1;n bytedata|=SDA;n SCL=0;n Delay();n n return(bytedata);nn/-ADS1100.H END-實驗四 DS18B20溫度傳感器實驗 n實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康膎了解溫度傳感器電路的工作原理n了解溫度控制的基本原理n掌握一線總線接口的

53、使用數(shù)字溫度傳感器DS18B20簡介 nDallas 半導體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS1820是世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持3V5.5V的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便。數(shù)字溫度傳感器DS18B20簡介nDS18B20測量溫度范圍為 -55C+125C，在-10+85C范圍內(nèi),精度為0.5C。DS18B20可以程序設(shè)定912位的分辨率，及用戶設(shè)定的報警溫度存儲在EEPROM中，掉電后依然保存。數(shù)

54、字溫度傳感器DS18B20簡介nDS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)nDS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管腳排列如下:nDQ為數(shù)字信號輸入/輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。nDS18B20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以12位轉(zhuǎn)化為例:用16位符號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供，以0.0625/LSB形式表達，其中S為符號位。Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0232221202-12-22-32-4nLS Byte:nMS Byte

55、:Bit15Bit14Bit13Bit12Bit11Bit10Bit9Bit8SSSSS262524n這是12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲在18B20的兩個8比特的RAM中，二進制中的前面5位是符號位，如果測得的溫度大于0，這5位為0，只要將測到的數(shù)值乘以0.0625即可得到實際溫度；如果溫度小于0，這5位為1，測到的數(shù)值需要取反加1再乘以0.0625即可得到實際溫度。n例如+125的數(shù)字輸出為07D0H，+25.0625的數(shù)字輸出為0191H，-25.0625的數(shù)字輸出為FF6FH，-55的數(shù)字輸出為FC90H。溫度數(shù)據(jù)輸出（二進制）數(shù)據(jù)輸出（十六進制）+1250000 0111 1101

56、 000007D0h+850000 0101 0101 00000550h+25.06250000 0001 1001 00010191h+10.1250000 0000 1010 001000A2h+0.50000 0000 0000 10000008h00000 0000 0000 00000000h-0.51111 1111 1111 1000FFF8h-10.1251111 1111 0101 1110FF5Eh-25.06251111 1110 0110 1111FE6Fh-551111 1100 1001 0000FC90hDS18B20溫度傳感器的存儲器nDS18B20溫度傳感器

57、的內(nèi)部存儲器包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的E2RAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、TL和結(jié)構(gòu)寄存器。n暫存存儲器包含了8個連續(xù)字節(jié)，前兩個字節(jié)是測得的溫度信息，第一個字節(jié)的內(nèi)容是溫度的低八位，第二個字節(jié)是溫度的高八位。第三個和第四個字節(jié)是TH、TL的易失性拷貝，第五個字節(jié)是結(jié)構(gòu)寄存器的易失性拷貝，這三個字節(jié)的內(nèi)容在每一次上電復位時被刷新。第六、七、八個字節(jié)用于內(nèi)部計算。第九個字節(jié)是冗余檢驗字節(jié)。n該字節(jié)各位的意義如下： TMR1R011111n低五位一直都是1 ，TM是測試模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測試模式。在DS18B20出廠時該位被設(shè)置為0，用戶

58、不要去改動。R1和R0用來設(shè)置分辨率，如下表所示：（DS18B20出廠時被設(shè)置為12位）n分辨率設(shè)置表: R1R0分辨率溫度最大轉(zhuǎn)換時間009位93.75ms0110位187.5ms1011位375ms1112位750msn根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟：每一次讀寫之前都要對DS18B20進行復位，復位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18B20進行預定的操作。復位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，DS18B20收到信號后等待1660微秒左右，后發(fā)出60240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復位成功

59、。n本實驗在讀取溫度的基礎(chǔ)上，完成類似空調(diào)恒溫控制的實驗。用加熱電阻代替加熱電機。溫度值通過LED靜態(tài)顯示電路以十進制形式顯示出來，制冷采用自然冷卻。本實驗需要用到單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)（F1區(qū)）、串行靜態(tài)顯示（I3區(qū)）和溫度傳感器模塊（C3區(qū)）。CONTROL接最小應(yīng)用系統(tǒng)P1.4， DS18B20的DQ接最小應(yīng)用系統(tǒng)P2.0，最小系統(tǒng)的P1.0，P1.1接串行靜態(tài)顯示的DIN，CLK端。12D1 CI N4 0 0 7+1 2 V213T2 C9 0 1 3VC C+1 2 VS1 CC ONTR OL+1 2 VR1 4 C7 5 / 2 W+1 2 VC 3 C0 . 1 u F12354

60、678J DQ1 0 0J DQA1K2C8E7U3 CTLP5 2 1C ONTR OL213T1 C9 0 1 3R 8 C1 KR 7 C1 0 KR 9 C1 0 KR 1 0 C1 0 0 KR 1 1 C2 2 KR 1 2 C1 0 0R 1 3 C2 . 2 KP1.489C51VCCVDDDQGNDDS18B20P2.0 接串靜態(tài)led顯示器P1.0P1.1DINCLK參考程序;單片機內(nèi)存分配申明! TEMPER_L EQU 29H ;用于保存讀出溫度的低8位 TEMPER_H EQU 28H ;用于保存讀出溫度的高8位 FLAG1 EQU 38H ;是否檢測到DS18B20