第6章單片機(jī)的人機(jī)交互與擴(kuò)展技術(shù)

第6章

單片機(jī)的人機(jī)交互與擴(kuò)展技術(shù)

人機(jī)交互是指操作人員與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程信息交換與聯(lián)系，用于人機(jī)交互的設(shè)備稱為人機(jī)接口，這些設(shè)備主要有鍵盤、顯示器和打印機(jī)等。一般的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)必須要有人機(jī)交互功能，以便操作人員可以隨時(shí)輸入數(shù)據(jù)傳遞生產(chǎn)命令，并通過(guò)顯示和打印功能及時(shí)掌握生產(chǎn)情況。對(duì)于簡(jiǎn)單的應(yīng)用場(chǎng)合，由于單片機(jī)本身就是一個(gè)最小的應(yīng)用系統(tǒng)，因此能直接滿足實(shí)際應(yīng)用所要求的功能，充分發(fā)揮單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)設(shè)計(jì)一些較為復(fù)雜的測(cè)控系統(tǒng)時(shí)，其自身的功能往往不能夠滿足應(yīng)用的需要，此時(shí)可利用MCS-51系列單片機(jī)強(qiáng)大的外部擴(kuò)展功能，擴(kuò)展各種外圍電路以補(bǔ)充片內(nèi)資源的不足，適應(yīng)特定應(yīng)用的要求。第6章單片機(jī)的人機(jī)交互與擴(kuò)展技術(shù)1.LED顯示技術(shù)6.1單片機(jī)的人機(jī)交互技術(shù)6.1.1顯示器接口技術(shù)在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，為了便于觀察和監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行情況，經(jīng)常需要用顯示器顯示輸入信息、中間信息、運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行結(jié)果等數(shù)據(jù)。目前常用的顯示器件有LED(發(fā)光二極管顯示器)和LCD(液晶顯示器)兩種。

LED顯示器主要是指由發(fā)光二極管組成的數(shù)碼管顯示器或LED點(diǎn)陣顯示模塊。根據(jù)公共端的接法不同，LED數(shù)碼管分為共陰極和共陽(yáng)極二種類型，在使用時(shí)，由于LED顯示器的工作電流通常為5～15mA，工作電壓為1.5～2.5V，因此使用時(shí)需加驅(qū)動(dòng)及限流電阻。根據(jù)顯示方式不同，LED顯示有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示之分。（1）靜態(tài)顯示方式:

每一位顯示都占用單獨(dú)的具有鎖存功能的I/O接口，顯示信號(hào)始終存在；

com端連接在一起；

8051P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0LEDCBAgfedcbaDpgfedcbaMC14495LEDCBAgfedcbaDpgfedcbaMC14495+5V（2）動(dòng)態(tài)顯示方式是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃“a,b,c,d,e,f,g,dp”的同名端連在一起，每個(gè)數(shù)碼管的COM為各自獨(dú)立的位選信號(hào)，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于位選信號(hào)。例：如下圖所示采用譯碼器的動(dòng)態(tài)顯示接口電路，設(shè)51單片機(jī)內(nèi)部RAM的40H～43H單元中有四位非壓縮BCD碼，編寫(xiě)動(dòng)態(tài)顯示子程序。

顯示子程序如下：

ORG0050HDISBEQU40HDISP：MOVR2，#80HMOVR0，#DISBDISP1：MOVA，@R0ANLA，#0FHORLA，R2MOVP1，AMOVR3,#25DISP2：NOPNOP

DJNZR3，DISP2；延時(shí)1msINCR0MOVA，R2RRAMOVR2，AJNBACC.3，DISP1MOVA，#0FHMOVP1，ASETBP3.0RET鍵盤是若干按鍵的集合，是向系統(tǒng)提供操作人員干預(yù)命令及數(shù)據(jù)的接口設(shè)備。鍵盤可分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種。編碼鍵盤能夠由硬件邏輯自動(dòng)提供與被按鍵對(duì)應(yīng)的編碼。此外，一般還具有去抖動(dòng)和多鍵、竄鍵保護(hù)電路，這種鍵盤使用方便，但需要較多的硬件，價(jià)格較貴，一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)較少采用。非編碼鍵盤只簡(jiǎn)單地提供行和列的矩陣，其它工作都靠軟件來(lái)完成，由于其經(jīng)濟(jì)實(shí)用，目前在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中多采用這種辦法。6.1.2鍵盤接口技術(shù)1、在設(shè)計(jì)鍵盤接口時(shí)，解決以下幾個(gè)問(wèn)題：檢測(cè)是否有鍵按下；去抖動(dòng)若有鍵按下，判定是哪一個(gè)鍵；確定被按鍵的讀數(shù)；不管一次按鍵持續(xù)的時(shí)間有多長(zhǎng)，僅采用一個(gè)數(shù)據(jù)；處理同時(shí)按鍵。5~10ms5~10ms>100ms按鍵過(guò)程

前跳沿

后跳沿

識(shí)別區(qū)

2、獨(dú)立式連接的非編碼鍵盤（ｂ）查詢方式（ａ）中斷方式8031INT0＋５ＶINT1&P1.0P1.1P1.2P1.78031+5VP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7為了識(shí)別鍵盤上的閉合鍵，通常采用兩種方法，一種為行掃描法，另一種稱為行反轉(zhuǎn)法。行掃描法原理：CPU每次使并行輸出端口的某位為零，而其它位為1，然后CPU只要讀取輸入端口中的數(shù)據(jù)，就可判別。3、矩陣式連接的非編碼鍵盤0123456789101112131415＋5V8031P1.6P1.7P1.0P1.1P1.2P1.3P1.5P1.4行反轉(zhuǎn)法5VPA0PA1PA2PA3PB0PB1PB2PB310kΩ×8原理：第一步設(shè)A口輸出B口輸入A口輸出全0值，然后從B口讀入；第二步設(shè)A口輸入B口輸出將B口剛讀入的值輸出，再?gòu)腁口讀入90

MCS-51內(nèi)部的串行口，大大擴(kuò)展了MCS-51的應(yīng)用范圍。利用串行口可以實(shí)現(xiàn)MCS-51之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的串行通信、多機(jī)通信以及MCS-51與PC機(jī)間的單機(jī)或多機(jī)通信。MCS-51串行口的輸入、輸出均為TTL電平。這種以TTL電平串行傳輸數(shù)據(jù)的方式，抗干擾性能差，傳輸距離短。為了提高串行通信的可靠性，增大串行通信的距離，一般都采用標(biāo)準(zhǔn)串行接口，如RS-232、RS-422A、RS-485等標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)串行通信。

6.1.3串行通信接口技術(shù)1.RS-232接口

RS-232是由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)于1962年制定的標(biāo)準(zhǔn)，是在異步串行通信中應(yīng)用最廣的標(biāo)準(zhǔn)串行接口。RS-232適用于短距離或帶調(diào)制解調(diào)器的串行通信場(chǎng)合。它適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在0~20000b/s范圍內(nèi)的通信。1）機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)

DB-25插座，具有25針的電纜連接器，定義了22根信號(hào)。但實(shí)際進(jìn)行異步通信時(shí)只需9根。所以還有DB-9連接器作為多功能I/O卡或主板上COM1和COM2兩個(gè)串行口的連接器。電話線MODEM微機(jī)2345678202223456782022MODEM23456782022數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好DSR數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好DTR發(fā)送數(shù)據(jù)TxD接收數(shù)據(jù)RxD請(qǐng)求發(fā)送RTS允許發(fā)送CTS信號(hào)地GND載波檢測(cè)CD振鈴指示RI微機(jī)23456782022

對(duì)于短距離通信，一般不采用Modem，可直接將通信雙方連接在一起。當(dāng)不需聯(lián)絡(luò)信號(hào)時(shí)可采用最簡(jiǎn)三線式連接。微機(jī)TxDRxDGND微機(jī)TxDRxDGND

RS-232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，若不使用MODEM，最大直接傳輸距離為15m。2）電氣標(biāo)準(zhǔn)

EIA電平采用負(fù)邏輯。低電平為＋5V～＋15V高電平為－5V～－15V電平轉(zhuǎn)換MAX232的雙機(jī)串行通信接口圖3）應(yīng)用MAX232實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)串行通信接口圖

2.RS-422接口

RS-232既是一種電氣標(biāo)準(zhǔn)，又是一種物理接口標(biāo)準(zhǔn)，而RS-422僅僅是一種電氣標(biāo)準(zhǔn)，是為改善RS-232標(biāo)準(zhǔn)的電氣特性，又考慮與RS-232兼容而制定的。RS-422與RS-232的關(guān)鍵不同在于把單端輸入改為雙端差分輸入，信號(hào)地不再公用，雙方的信號(hào)地也不再接在一起。

3.RS-485接口

RS-422為全雙工，采用2對(duì)平衡差分信號(hào)線，使線路成本增加；而RS-485為半雙工，收發(fā)雙方共用1對(duì)線進(jìn)行通信，即采用1對(duì)平衡差分信號(hào)線。RS-485標(biāo)準(zhǔn)允許最多并聯(lián)32臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和32臺(tái)接收器，對(duì)于多站互連是十分方便的。

6.2存儲(chǔ)器擴(kuò)展技術(shù)1.選取存儲(chǔ)器芯片的原則6.2.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展中應(yīng)考慮的問(wèn)題2.工作速度的匹配3.片選信號(hào)與地址信號(hào)分配4.地址譯碼方式6.2.2存儲(chǔ)器的并行擴(kuò)展一、程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展

(1)EPROM的擴(kuò)展8031和27128的連接圖(2)EEPROM擴(kuò)展

8031和2864A的連接圖二、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展

8031和6264的連接圖三、存儲(chǔ)器的綜合擴(kuò)展譯碼器Y0Y2GBAY1Y3

存儲(chǔ)器的擴(kuò)展圖（1）Q0D7D0GQ774LS373～～OEOEWEA0~12CS2764A0~12CS2764A0~12CS16264OED0~7OED0~7D0~7P0.0~P0.7PSEN

RD

WRP2.5

P2.7

P2.6ALEP2.0～P2.48031EA譯碼器Y0Y2GBAY1Y3&存儲(chǔ)器的擴(kuò)展圖（2）OEWEA0~12CS2864AA0~12CS2864AA0~12CS16264OEWED0~7OEWED0~7D0~7P0.0~P0.7PSENRDWRP2.5

P2.7

P2.6ALEP2.0～P2.48031EAQ0D7D0GQ774LS373～～OE6.2.3存儲(chǔ)器的串行擴(kuò)展

串行擴(kuò)展總線技術(shù)是新型單片機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn)。串行總線擴(kuò)展接線靈活，容易形成模塊化的結(jié)構(gòu)，同時(shí)還將極大的簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。目前有許多串行接口器件，如串行E2PROM、串行ADC/DAC、串行時(shí)鐘芯片等等。其中串行E2PROM是在各種串行器件應(yīng)用中使用較為頻繁的器件。它具有體積小、引線少以及與MCS-51單片機(jī)連接線路簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，因此得到廣泛的應(yīng)用，常用于儀器儀表中存放重要的數(shù)據(jù)。在新型單片機(jī)中實(shí)用的串行擴(kuò)展接口有Motorola的SPI，NS公司的MICROWIRE/PLUS和PHLIPS公司的I2C總線。其中I2C總線具有標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范以及眾多的帶I2C接口的外圍器件，形成了較為完善的串行擴(kuò)展總線。1.I2C總線

I2C串行總線具有兩條總線線路：串行數(shù)據(jù)線SDA和串行時(shí)鐘線SCL，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。所有連接到I2C總線上的設(shè)備的串行數(shù)據(jù)都接到總線的SDA線上，而各設(shè)備的時(shí)鐘信號(hào)均接到總線的SCL上。

I2C總線上主機(jī)和從機(jī)之間一次傳送的數(shù)據(jù)稱為一幀，是由啟動(dòng)信號(hào)、若干個(gè)數(shù)據(jù)字、應(yīng)答位和停止信號(hào)組成。其通信時(shí)序如下圖所示2.AT24CXX系列芯片

在串行E2PROM中，較為典型的有ATMEL公司的AT24CXX系列芯片。其特點(diǎn)為：1)可在低電壓和標(biāo)準(zhǔn)電壓下工作，具有1.8V(Vcc=1.8~5.5V)和2.7V(Vcc=2.7~5.5V)兩種版本；2)2線串行接口；3)輸入端帶施密特觸發(fā)器，可抑制雜波；4)雙向數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議；5)可通過(guò)寫(xiě)保護(hù)引腳進(jìn)行數(shù)據(jù)保護(hù)；6)可進(jìn)行頁(yè)面寫(xiě)操作；7)寫(xiě)操作允許操作部分頁(yè)；8)具有100萬(wàn)次寫(xiě)操作和100年數(shù)據(jù)保存時(shí)間的高性能。AT24CXX的封裝形式和引腳功能

A2、A1、A0：芯片選擇端。與寫(xiě)入控制字節(jié)中的A2，A1，A0配合實(shí)現(xiàn)芯片的選擇。SCL：串行時(shí)鐘線。用于輸入串行時(shí)鐘信號(hào)，漏極開(kāi)路，需要外接上拉電阻。SDA：串行數(shù)據(jù)/地址傳輸線。作為雙向數(shù)據(jù)線傳送串行數(shù)據(jù)或者地址，開(kāi)漏輸出，需要加上上拉電阻。WP：寫(xiě)保護(hù)端。當(dāng)WP為高電平時(shí)，對(duì)芯片進(jìn)行寫(xiě)保護(hù)，數(shù)據(jù)不能寫(xiě)入僅能讀出；當(dāng)WP為低電平時(shí)，數(shù)據(jù)既能讀出又能寫(xiě)入。Vcc：電源端。GND：信號(hào)地。（2）AT24CXX的控制字節(jié)在起始位以后，I2C總線的主器件送出8位控制字節(jié)?？刂谱止?jié)的結(jié)構(gòu)如下表所示。D7D6D5D4D3D2D1D01010A2A1A0R/W類型碼片選或塊選讀/寫(xiě)（3）應(yīng)用

1）硬件連接電路

2）編程1）發(fā)送開(kāi)始條件子程序（要求SCL=1時(shí)，SDA電平從高到低跳變。）START：SETBP1.1；置SDA=1SETBP1.0；置SCL=1，時(shí)鐘脈沖開(kāi)始

NOPNOPCLRP1.1；SDA電平從高變到低

NOPNOPCLRP1.0；SCL電平變低，時(shí)鐘脈沖結(jié)束

NOPRET2）發(fā)送應(yīng)答位子程序（要求SCL=1周期期間，SDA保持低電平）ACK：CLRP1.1；置發(fā)送數(shù)據(jù)SDA=0SETBP1.0；置SCL=1，時(shí)鐘脈沖開(kāi)始

NOPNOPCLRP1.0；SCL電平變低，時(shí)鐘脈沖結(jié)束

SETBP1.1；置發(fā)送數(shù)據(jù)SDA=1RET3）發(fā)送反向應(yīng)答位子程序（要求SCL=1周期期間，SDA保持高電平。）NOACK：SETBP1.1；置發(fā)送數(shù)據(jù)SDA=1SETBP1.0；置SCL=1，時(shí)鐘脈沖開(kāi)始

NOPNOPCLRP1.0；SCL電平變低，時(shí)鐘脈沖結(jié)束

CLRP1.1；置發(fā)送數(shù)據(jù)SDA=0RET4）檢查應(yīng)答位子程序數(shù)據(jù)發(fā)送完之后，在第9個(gè)時(shí)鐘周期等待應(yīng)答位ACK=0，該信息被置于程序狀態(tài)寄存器PSW的標(biāo)志位F0返回。CHECK：SETBP1.1；置P1.1為輸入狀態(tài)

SETBP1.0；第9個(gè)時(shí)鐘脈沖開(kāi)始

NOPMOVC，P1.1；讀SDA線

MOVF0，C；將ACK存入F0中

CLRP1.0；第9個(gè)時(shí)鐘脈沖結(jié)束

NOPRET5）單字節(jié)發(fā)送子程序?qū)⒗奂悠鰽中待發(fā)送的數(shù)據(jù)按位送上SDA線。WRB：MOVR7,#08H；發(fā)送8位WLP：RLCA；先發(fā)送最高位，將發(fā)送位移入C中

JCWR1；此位為1，轉(zhuǎn)WR1CLRP1.1；此位為0，發(fā)送0SETBP1.0；置SCL=1，時(shí)鐘脈沖開(kāi)始

NOPNOPCLRP1.0；SCL電平變低，時(shí)鐘脈沖結(jié)束

DJNZR7，WLP；未發(fā)完8位，轉(zhuǎn)WLPRET；已發(fā)完8位，返回WR1：SETBP1.1；此位為1，發(fā)送1SETBP1.0；置SCL=1，時(shí)鐘脈沖開(kāi)始

NOPNOPCLRP1.0；SCL電平變低，時(shí)鐘脈沖結(jié)束

CLRP1.1DJNZR7，WLP；未發(fā)完8位，轉(zhuǎn)WLPRET；已發(fā)完8位，返回6）單字節(jié)接收子程序從SDA線上按位讀一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，保存在累加器A中。RDBYT：MOVR7,#08H；接受8位

CLRARLP：SETBP1.1；置P1.1為輸入狀態(tài)

SETBP1.0；時(shí)鐘脈沖開(kāi)始

MOVC，P1.1；讀SDA線

RLCA；高位在前，移入新接收位

CLRP1.0；SCL電平變低，時(shí)鐘脈沖結(jié)束

DJNZR7，RLP；未讀完8位，轉(zhuǎn)RLPRET；已讀完8位，返回7）發(fā)送停止條件子程序要求SCL=1時(shí)，SDA電平從低到高跳變。PAUSE：CLRP1.1；置SDA=0SETBP1.0；置SCL=1，時(shí)鐘脈沖開(kāi)始

NOPNOPSETBP1.1；SDA電平從低變到高

NOPNOPCLRP1.0；SCL電平變低，時(shí)鐘脈沖結(jié)束

NOPRET1.簡(jiǎn)單的I/O擴(kuò)展

通過(guò)前面的學(xué)習(xí)知道，MCS-51單片機(jī)的P0～P3口具有輸入數(shù)據(jù)可以緩沖、輸出數(shù)據(jù)可以鎖存的功能，并且有一定的帶負(fù)載能力，在某些簡(jiǎn)單應(yīng)用的場(chǎng)合I/O口可直接與外設(shè)相接，例如非編碼鍵盤、發(fā)光二極管等。當(dāng)需要擴(kuò)展I/O口，為了能降低成本、縮小體積，可以采用TTL、CMOS電路鎖存器或三態(tài)緩沖器構(gòu)成各種類型的簡(jiǎn)單I/O，擴(kuò)展I/O的數(shù)據(jù)一般接在數(shù)據(jù)總線上，即P0口，I/O口的選通一般由地址譯碼得到。通常I/O擴(kuò)展的芯片有373、273、244和245等。6.3系統(tǒng)擴(kuò)展技術(shù)6.3.1并行I/O接口的擴(kuò)展及應(yīng)用常用Intel系列可編程接口芯片型號(hào)名稱說(shuō)明8155并行接口帶256B的RAM和14位定時(shí)/計(jì)數(shù)器8255通用并行接口

8251同步/異步通訊接口

8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器

8279鍵盤/顯示接口

8259中斷控制器

7219串行鍵盤顯示接口

2.利用可編程接口芯片進(jìn)行的I/O擴(kuò)展（1）Intel8155引腳及功能

TIMEROUTCBAAD012PA021AD113PA122AD214PA223AD315PA324AD416PA425AD517PA526AD618PA627AD719PA728PB029CE8PB130RD9PB231WR10PB332IO/M7PB433ALE11PB534PB635PB7366PC037PC138TIMERIN3PC239PC31PC42RESET4PC55256字節(jié)靜態(tài)RAM14位計(jì)數(shù)器TIMERINTIMEROUTVCC＋5V)VSSGNDPA0～PA7IO/MCEALERDWRRESETAD037PC1383PC239PC31PC42RESET4PC558155定時(shí)TIMERINTIMEROUT(()PA0～PA7IO/MCEALERDWRRESETAD0～AD7PB0～PB7PC0～PC5ALE：地址鎖存線，高電平有效。它常和單片機(jī)的ALE端相連，在ALE的下降沿將單片機(jī)P0口輸出的低8位地址信息鎖存到8155內(nèi)部的地址鎖存器中。因此，單片機(jī)的P0口和8155連接時(shí)，無(wú)需外接鎖存器。IO/M：RAM或I/O口的選擇線。當(dāng)=0時(shí)，選中8155的256BRAM；當(dāng)=1時(shí)，選中8155片內(nèi)3個(gè)I/O端口以及命令/狀態(tài)寄存器和定時(shí)/計(jì)數(shù)器。TIMERIN、TIMEROUT：定時(shí)/計(jì)數(shù)器的脈沖輸入、輸出線。TIMERIN是脈沖輸入線，其輸入脈沖對(duì)8155內(nèi)部的14位定時(shí)/計(jì)數(shù)器減1；TIMEROUT為輸出線，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)滿回0時(shí)，8155從該線輸出脈沖或方波，波形形狀由計(jì)數(shù)器的工作方式?jīng)Q定。8155口地址分布（2+6）命令寄存器TM1TM2IEBIEAPC2PC1PAPAPBA口方式B口方式B口A口計(jì)數(shù)器方式00:空操作01:停止計(jì)數(shù)10:計(jì)滿后停止11:開(kāi)始計(jì)數(shù)0:輸入1:輸出0:禁止中斷1:允許中斷00011011方式1:A、B口基本

I/O;C口輸入方式2:A、B口基本

I/O;C口輸出方式3:A口選通

I/O

,B口基本

I/O方式4:A,B口選通

I/O狀態(tài)寄存器C口工作方式及控制信號(hào)分布87518155RSTRESETALEALERDRDWRWRP0AD0～AD7CEIO/MP2.1P2.2＋5VPAPBPC此時(shí)，8155內(nèi)部RAM的地址范圍為：0000H～00FFH，8155各端口的地址（設(shè)無(wú)關(guān)位為0/1，這些地址都不是唯一的）為：命令/狀態(tài)口0400HA口0401HB口0402HC口0403H

定時(shí)器低字節(jié)

0404H

定時(shí)器高字節(jié)

0405H

例:將8155的A口定義為選通輸出方式，B口定義為基本輸入方式，定時(shí)器定義為方波發(fā)生器對(duì)輸入脈沖進(jìn)行36分頻。程序段如下：

MOVDPTR,#0400H;控制口

MOVA,#11001001BMOVX@DPTR,AMOVDPTR,#0404H;計(jì)數(shù)器低8位

MOVA,#36MOVX@DPTR,AINCDPTR;計(jì)數(shù)器高8位

MOVA,#01000000B;連續(xù)方波

MOVX@DPTR,A例：設(shè)定8155工作在基本I/O口ALT1方式，A口輸入，B口輸出，C口輸入。要求將A口輸入的數(shù)據(jù)送進(jìn)8155片內(nèi)的RAM的0000H單元中，將00FFH單元數(shù)據(jù)從B口輸出。MOVDPTR，#0100H；8155控制口地址為0100HMOVA，#02H；8155設(shè)定為ALT1工作方式MOVX@DPTR，A；向8155輸出控制字MOVDPTR，#0101H；設(shè)定8155A口地址為0101HMOVXA，@DPTR；讀8155A口數(shù)據(jù)MOVDPTR，#0000H；8155片內(nèi)RAM首地址MOVX@DPTR，A；將A口數(shù)據(jù)送入8155內(nèi)RAM單元MOVDPTR，#00FFH；8155內(nèi)RAM地址00FFHMOVXA，@DPTR；讀出8155內(nèi)RAM的00FFH單元數(shù)據(jù)MOVDPTR，#0102H；設(shè)定8155B口地址為0102HMOVX@DPTR，A；將8155內(nèi)RAM數(shù)據(jù)從B口輸出

MAX7219是美國(guó)MAXIM公司生產(chǎn)的串行輸入、共陰極顯示輸出的控制驅(qū)動(dòng)器，采用CMOS工藝，內(nèi)部集成了數(shù)據(jù)保持、BCD譯碼器、多路掃描器、段驅(qū)動(dòng)器和位驅(qū)動(dòng)器。每片MAX7219最多可同時(shí)驅(qū)動(dòng)8個(gè)LED數(shù)碼管、條形圖顯示器或64只發(fā)光管。

6.3.2可編程串行顯示接口芯片MAX7219及擴(kuò)展應(yīng)用

MAX7219的主要特點(diǎn)如下：1）采用三線串行傳送數(shù)據(jù)，僅用3個(gè)引腳與微處理器相應(yīng)端相連即可，串行數(shù)據(jù)傳送速率高達(dá)10MHz，還可以級(jí)聯(lián)使用。2）內(nèi)部具有8字節(jié)顯示靜態(tài)RAM(稱為數(shù)字寄存器)和6個(gè)控制寄存器，可單獨(dú)尋址和更新內(nèi)容。有譯碼和不譯碼兩種顯示模式。3）上電時(shí)所有LED熄滅，正常工作時(shí)通過(guò)外接電阻或編程方式調(diào)節(jié)LED亮度。4）最大功耗為0.87W，具有150μA電流的低功耗關(guān)閉模式。1.MAX7219的引腳功能DIN：串行數(shù)據(jù)輸入端。

在時(shí)鐘周期的上升沿將數(shù)據(jù)逐位置入內(nèi)部16位移位寄存器，在CLK的上升沿到來(lái)之前，DIN必須有效。DIG0～DIG7：顯示器位控制端。

分別接至8只共陰極LED數(shù)碼管的陰極，從顯示器灌入電流。GND：信號(hào)地。兩個(gè)接地引腳都應(yīng)接地。LOAD：數(shù)據(jù)鎖存脈沖輸入端.

在其上升沿處鎖存16位串行輸入數(shù)據(jù)。CLK：串行數(shù)據(jù)移位脈沖輸入端.

具有10MHz最大速率，在其上升沿處數(shù)據(jù)移入內(nèi)部移位寄存器。SEGa～g、dp：七段段碼和小數(shù)點(diǎn)輸出端。ISET：外接電阻端。

與V+之間連有一個(gè)電阻，以設(shè)置峰值段電流。V+：供電電壓（4V～5.5V）。典型值為5V。DOUT：串行數(shù)據(jù)輸出端。

輸入DIN的數(shù)據(jù)經(jīng)16.5個(gè)時(shí)鐘周期后在DOUT正確輸出。用作MAX7219的擴(kuò)展。2.串行數(shù)據(jù)格式與工作時(shí)序地址字節(jié)數(shù)據(jù)字節(jié)D15D14D13D12D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0XXXX寄存器地址寄存器數(shù)據(jù)

7219工作時(shí)序圖3.MAX7219內(nèi)部寄存器

MAX7219內(nèi)部有14個(gè)8位寄存器:8個(gè)顯示數(shù)據(jù)寄存器，用于存放DIG0～DIG7對(duì)應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)，地址為X1H～X8H；

6個(gè)控制寄存器，即譯碼模式控制寄存器、顯示亮度控制寄存器、掃描頻率限制寄存器、關(guān)閉（消隱）模式寄存器、顯示測(cè)試寄存器及空操作寄存器，其地址依次為X9H～XCH、XFH、X0H。（1）譯碼模式控制寄存器（地址X9H）譯碼模式寄存器數(shù)據(jù)位D7D6D5D4D3D2D1D0LED顯示位DIG7DIG6DIG5DIG4DIG3DIG2DIG1DIG0數(shù)據(jù)00H01H02H03H04H05H06H07H08H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH字形0123456789·EHLP滅數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)位D7D6D5D4D3D2D1D0對(duì)應(yīng)的段dpabcdefg（2）顯示亮度控制寄存器（地址XAH）

MAX7219可用外接電阻調(diào)節(jié)LED亮度(稱為亮度模擬控制)，外部電阻RSET接在電源V+和ISET端之間，用來(lái)控制段電流的峰值，即最大亮度。RSET既可以是固定的，也可以是可變的，由面板來(lái)進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)。RSET最小值為9.53kΩ。段電流也可用顯示亮度控制寄存器進(jìn)行調(diào)節(jié)(稱為亮度數(shù)字控制)，即用寄存器的D3～D0位控制內(nèi)部脈寬調(diào)制器的占空比來(lái)控制LED段電流的平均值，以達(dá)到控制亮度的目的。當(dāng)D3～D0位從0變化到0FH時(shí)，占空比從1/32變化到31/32，共16個(gè)控制等級(jí)，每級(jí)變化2/32。（3）掃描頻率限制寄存器（地址XBH）該寄存器用于設(shè)置顯示LED數(shù)碼管個(gè)數(shù)（18個(gè)）。8位LED顯示時(shí)，以1300Hz的掃描頻率分路驅(qū)動(dòng)，輪流點(diǎn)亮LED數(shù)碼管。該寄存器的低3位值指定要掃描LED數(shù)碼管的個(gè)數(shù)。若要驅(qū)動(dòng)的LED數(shù)少，可降低掃描限制，以提高掃描的速度和亮度。例如，系統(tǒng)中只有4個(gè)LED，應(yīng)連接DIG0～DIG3，并寫(xiě)入0B03H，使掃描速度提高一倍。（4）關(guān)閉（消隱）模式寄存器（地址XCH）

MAX7219處于關(guān)閉模式時(shí)，掃描振蕩器停止工作，顯示器為消隱狀態(tài)，顯示數(shù)字與控制寄存器中的數(shù)據(jù)保持不變，但可以對(duì)其更改數(shù)據(jù)或改變控制方式。關(guān)閉（消隱）模式寄存器的D7～D1位可以任意。當(dāng)D0＝0時(shí)，MAX7219進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)，關(guān)閉所有顯示器；當(dāng)D0＝1時(shí)，所有顯示器按設(shè)定顯示方式回到正常顯示方式。這種模式可用于節(jié)電狀態(tài)，或在連續(xù)進(jìn)入或離開(kāi)關(guān)閉模式時(shí)使屏幕閃爍。（5）顯示測(cè)試寄存器（地址XFH）顯示測(cè)試寄存器的D7～D1位可以任意。當(dāng)D0＝1時(shí)，MAX7219便進(jìn)入顯示測(cè)試方式，所有LED各段及小數(shù)點(diǎn)均點(diǎn)亮，電流占空比為31/32，即使在關(guān)閉方式下也可直接進(jìn)入該方式；當(dāng)D0＝0時(shí)，MAX7219又回到原來(lái)工作狀態(tài)。通常是選擇正常工作操作模式。（6）空操作寄存器（地址X0H）

空操作寄存器中的數(shù)據(jù)字節(jié)可以是任意值。該寄存器用于MAX7219的級(jí)聯(lián)方式，可允許數(shù)據(jù)通過(guò)而不對(duì)當(dāng)前MAX7219產(chǎn)生影響。級(jí)聯(lián)時(shí)，把所有的LOAD端連接在一起，而把前級(jí)DOUT連接到后級(jí)DIN上。例如，如果兩片MAX7219級(jí)聯(lián)，要對(duì)第2片MAX7219傳送數(shù)據(jù)，應(yīng)發(fā)送32位的數(shù)據(jù)包，前16位為第2片MAX7219有效數(shù)據(jù)包，后16位為空操作代碼(X0XXH)。當(dāng)?shù)?2個(gè)CLK脈