【MCS-51单片机的接口与应用】章节主要涵盖了MCS-51单片机在实际应用中常见的接口技术,包括按键、键盘、显示及显示器、A/D转换器、D/A转换器以及行程开关、晶闸管、继电器的接口设计。下面将详细阐述这些知识点。
5.1 按键、键盘及其接口
按键和键盘是单片机系统中常见的人机交互设备。在5.1.1部分,讲述了键输入过程和软件结构,强调了消除键抖动的重要性,因为机械按键在按下和释放时会产生抖动,可能导致误操作。图5.3展示了一种消除键抖动的电路设计,通常采用硬件或软件延时方法来实现。
5.1.2 键盘接口和键输入软件中应解决的问题
1. 消除键抖动:如图5.2所示,通过滤波电路或软件延时消除键抖动,确保稳定识别键按下。
2. 键编码及键值:键值可以使用二进制组合编码(如图5.4(a)所示)或者顺序排列编码(如图5.4(b)所示)。前者直观但离散性大,后者则需要根据I/O线状态处理。
3. 键盘的监测方法:通常采用中断或查询方式,中断方式在键按下时触发中断,而查询方式则由CPU定期检查键盘状态。
5.1.3 独立式按键
独立式按键接口结构分为中断方式和查询方式,如图5.5所示。查询方式的软件结构示例给出了如何检测并响应各个按键,每个按键对应一个功能程序入口地址,例如PROM0~PROM7。
5.2 显示及显示器接口
这部分内容可能涉及LED或LCD显示器的接口设计,通常需要考虑显示数据的编码、驱动方式以及如何与MCS-51单片机的并行或串行接口配合工作,以便实时更新显示内容。
5.3 A/D转换器接口
A/D转换器用于将模拟信号转化为数字信号,适用于传感器数据采集等场景。MCS-51单片机可能通过并行接口与A/D转换器通信,需要关注转换速率、精度和数据格式等问题。
5.4 D/A转换器接口
D/A转换器则将数字信号转化为模拟信号,常用于音频输出、电机控制等领域。与A/D转换器类似,MCS-51单片机需要正确配置接口,以确保输出的模拟信号与数字指令匹配。
5.5 行程开关、晶闸管、继电器与单片机的接口
这些元件常用于控制系统中的开关和驱动电路。行程开关提供物理位置反馈,晶闸管和继电器则作为功率控制器件。接口设计需要考虑驱动信号的电平、驱动能力以及保护措施,以防止过载或损坏。
MCS-51单片机的接口技术涉及到硬件电路设计、软件编程以及各种外设的通信协议,是实现单片机功能的关键。理解和掌握这些知识点对于进行基于MCS-51的系统开发至关重要。