《微型计算机原理及接口技术》课件第8章_1.ppt

1、1教材中的相关内容：教材中的相关内容：第第8章章 基于总线的基于总线的I/O接口设计接口设计8.1 基于基于ISA总线的总线的I/O接口设计接口设计8.1.2 键盘接口键盘接口8.1.3 光电隔离接口光电隔离接口8.1.5 步进电机接口步进电机接口8.2 基于基于PCI总线的总线的I/O接口设计接口设计8.3 基于基于USB总线的总线的I/O接口设计接口设计微机原理及接口技术第8章 基于总线的I/O接口设计8.1 基于基于ISA总线的总线的I/O接口设计接口设计8.1.1 LED接口接口38.1.1 LED接口接口 一、一、LED数码管数码管共阴共阴 动态动态共阳共阳 静态静态1020mA图图

2、8.3 共阳共阳LED数码管的示意图数码管的示意图 48.1.1 LED接口接口 二、接口电路二、接口电路 1)用通用并行接口芯片作接口用通用并行接口芯片作接口P345，图，图8.4n输出接口：锁存器驱动器输出接口：锁存器驱动器 LED数码管数码管74LS27374LS06（OC）n输入接口：三态门输入接口：三态门 按钮按钮Kn510 8.4 mA330 13 mA（4.3V/330）图图8.4 LED数码管及按钮的一种接口电路数码管及按钮的一种接口电路 00F0或或100F000F168.1.1 LED接口接口 二、接口电路二、接口电路 1)用通用并行接口芯片作接口用通用并行接口芯片作接口图

3、图8.47START:MOV DX,00F1H INAL,DX;读键盘读键盘 TEST AL,01H JNZKOPEN;未按下未按下 KOPEN MOV DX,00F0H MOV AL,4FH OUTDX,AL;4FH【00F0H】端口端口 0 1 0 0 1 1 1 1 JMPSTART;dp g f e d c b aKOPEN:MOV DX,00F0H MOV AL,7DH OUTDX,AL;7DH【00F0H】端口端口 0 1 1 1 1 1 0 1 JMPSTART;dp g f e d c b a读读K判断判断按下按下未按下未按下图图8.48.1.1 LED接口接口 二、接口电路二

4、、接口电路 1)用通用并行接口芯片作接口用通用并行接口芯片作接口88.1.1 LED接口接口 二、接口电路二、接口电路 2)用用LED译码器译码器作接口：作接口：DM9368DM9368：7段段译码译码驱动驱动锁存锁存器器n由由Fairchild Semiconductor公司生产；公司生产；n内部加入了输入锁存电路和用于直接驱动内部加入了输入锁存电路和用于直接驱动共阴极共阴极型型LED显示的恒流输出电路。显示的恒流输出电路。n功能：接收一个功能：接收一个4位二进制代码位二进制代码，对其，对其译码译码生成数字生成数字09和字母和字母AF的的7段显示信号段显示信号，并驱动，并驱动7段数码管相应的

5、段。段数码管相应的段。n引脚、真值表引脚、真值表98.1.1 LED接口接口 二、接口电路二、接口电路 2)用用LED译码器译码器作接口：作接口：DM9368DM9368芯片芯片(a)引脚图；引脚图；(b)引脚功能描述引脚功能描述 DM9368芯片的真值表芯片的真值表 11利用利用DM9368实现实现LED数码管接口电路数码管接口电路 8.1.1 LED接口接口 二、接口电路二、接口电路 2)用用LED译码器译码器作接口：作接口：DM9368高位高位0自动消隐自动消隐A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 1 0 1 0 0 x x x12利用上图电路中的利用上图电路中的4个数码管个数

6、码管，实现将，实现将存储单元存储单元 BUF中的中的4位位十六进制数十六进制数加以显示，并每经过加以显示，并每经过1秒秒，重新读，重新读取取BUF单元数据，单元数据，更新更新显示，则显示，则控制程序控制程序如下：如下：8.1.1 LED接口接口 二、接口电路二、接口电路 2)用用LED译码器译码器作接口：作接口：DM9368 MOV CL,4RP:MOV AX,BUF;AX:16bit，4个个4bit数等数等待显示待显示 MOV BL,AL AND AL,0FH OUT 0A0H,AL;显示显示bit0bit3 MOV AL,BL AND AL,0F0H SHR AL,CL;右移右移4位位 O

7、UT 0A1H,AL;显示显示bit4bit7 MOV AL,AH AND AL,0FH OUT 0A2H,AL;显示显示bit8bit11 MOV AL,AH AND AL,0F0H SHR AL,CL;右移右移4位位 OUT 0A3H,AL;显示显示bit12bit15 CALL DLY1s;DLY1s为为1s延迟程序延迟程序 JMP RP电路图电路图148.1.1 LED接口接口 三、三、动态显示动态显示的接口电路的接口电路 1)用用通用接口芯片通用接口芯片15锁存锁存器器锁存锁存器器LED数码管数码管动态显示动态显示电路电路减轻减轻提供电流提供电流驱动器的负载；驱动器的负载；增加增加吸

8、收电流吸收电流驱动器的负载。驱动器的负载。共阴极共阴极LED数码管数码管驱动器驱动器驱动器驱动器168.1.1 LED接口接口 三、三、动态显示动态显示的接口电路的接口电路 2)用用专用接口芯片专用接口芯片：MM74C912/917MM74C912/917：6位位数字数字BCD/Hex显示显示控制控制驱动驱动器器n由由Fairchild Semiconductor公司生产。公司生产。n一个一个DM9368芯片芯片只能只能驱动驱动1个个7段数码管段数码管；一个一个MM74C912/917芯片可控制驱动芯片可控制驱动6个个8段数码管段数码管。n功能：芯片内部带有功能：芯片内部带有存储器存储器，可驱

9、动，可驱动6个个8段段 LED显显示。通过示。通过5个个数据输入数据输入A、B、C、D和和DP接收接收数据信数据信息息，并通过，并通过3个个地址输入地址输入K1、K2和和K3接收接收数位信息数位信息。n引脚、真值表、显示字符格式、工作时序引脚、真值表、显示字符格式、工作时序178.1.1 LED接口接口 三、三、动态显示动态显示的接口电路的接口电路 2)用用专用接口芯片专用接口芯片：MM74C912/917MM74C912/917芯片的引脚图芯片的引脚图 数位地址数位地址输入输入数据信息数据信息输入输入数码管数码管段驱动段驱动输出输出数码管数码管位选择位选择输出输出188.1.1 LED接口接

10、口 三、三、动态显示动态显示的接口电路的接口电路 2)用用专用接口芯片专用接口芯片：MM74C912/917真值表真值表 引脚引脚198.1.1 LED接口接口 三、三、动态显示动态显示的接口电路的接口电路 2)用用专用接口芯片专用接口芯片：MM74C912/917显示字符格式显示字符格式 引脚引脚208.1.1 LED接口接口 三、三、动态显示动态显示的接口电路的接口电路 2)用用专用接口芯片专用接口芯片：MM74C912/917MM74C912/917的工作时序的工作时序 引脚引脚21引脚引脚MM74C912/917显示控制器的内部电路框图显示控制器的内部电路框图 228.1.1 LED接

11、口接口 三、三、动态显示动态显示的接口电路的接口电路 2)用用专用接口芯片专用接口芯片：MM74C912/917MM74C912/917实现的实现的LED数码管接口电路数码管接口电路 A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A00000001011111xxx238.1.1 LED接口接口 三、三、动态显示动态显示的接口电路的接口电路 2)用用专用接口芯片专用接口芯片：MM74C912/917电路图电路图n上图电路中采用上图电路中采用MM74C912芯片作为芯片作为LED数码管接数码管接口，可实现十进制数显示。口，可实现十进制数显示。n在以在以DATA为首地址的

12、存储单元中存放有一个为首地址的存储单元中存放有一个6位位非非压缩型压缩型BCD数数(十进制数十进制数)，高高4位位为为整数部分整数部分，低低2位位为为小数部分小数部分，数码，数码高位高位放在放在高地址高地址中，依次排列。中，依次排列。将这个将这个带有小数点带有小数点的的6位数加以位数加以显示显示的的控制子程序控制子程序如如下：下：LEA SI,DATAMOV DX,02F8HMOV AL,SI+5OUT DX,AL ;千位数输出到数码管千位数输出到数码管1INC DXMOV AL,SI+4OUT DX,AL ;百位数输出到数码管百位数输出到数码管2INC DXMOV AL,SI+3OUT DX

13、,AL ;十位数输出到数码管十位数输出到数码管3INC DXMOV AL,SI+2OR AL,10HOUT DX,AL ;个位数个位数+小数点小数点输出到数码管输出到数码管4INC DXMOV AL,SI+1OUT DX,AL ;十分之一位数输出到数码管十分之一位数输出到数码管5INC DXMOV AL,SIOUT DX,AL ;百分之一位数输出到数码管百分之一位数输出到数码管6电路图电路图LEDDISPLAY:PUSH SI PUSH DX PUSH AX POP AX POP DX POP SI RET微机原理及接口技术第8章 基于总线的I/O接口设计8.1 基于基于ISA总线的总线的I/

14、O接口设计接口设计8.1.2 键盘接口键盘接口268.1.2 键盘键盘接口接口P345，图，图8.474LS244 8个三态门个三态门 可接可接8个按钮个按钮按键多（按键多（101个，个，104个，个，）矩阵结构矩阵结构的的键盘接口键盘接口图图8.4278.1.2 键盘键盘接口接口n键盘接口需要检测：键盘接口需要检测：有按键按下？有按键按下？哪个键按下？哪个键按下？n分类：分类：l非编码式：非编码式：CPU检测检测 成本低，主机效率低成本低，主机效率低l编码式：键盘中有单片机编码式：键盘中有单片机 价高，主机效率高价高，主机效率高288.1.2 键盘键盘接口接口 一、非编码式键盘一、非编码式键

15、盘1.结构：矩阵结构：矩阵2.接口：接口：行选行选 输出端口输出端口 DIGLH列选列选 输入端口输入端口 KBSEL扫描过程：图扫描过程：图8.11L5L4L3L2L1L0R4 R3 R2 R1 R029键盘矩阵键盘矩阵30图图8.11 矩阵式键盘及其接口矩阵式键盘及其接口 行选行选译码译码列选列选译码译码D4D3D2D1D031000000判断有无判断有无键按下键按下检查列信号检查列信号图图8.11 矩阵式键盘及其接口矩阵式键盘及其接口 32011111检查列信号检查列信号101111110111111011111101111110扫描过程扫描过程图图8.11 矩阵式键盘及其接口矩阵式键盘

16、及其接口 33011111检查列信号检查列信号101111110111扫描过程扫描过程1 1 1 1 1图图8.11 矩阵式键盘及其接口矩阵式键盘及其接口 34检查列信号检查列信号111011扫描过程扫描过程1 1 0 1 1图图8.11 矩阵式键盘及其接口矩阵式键盘及其接口 358.1.2 键盘键盘接口接口 一、非编码式键盘一、非编码式键盘应注意的问题：应注意的问题：键抖动：几键抖动：几ms十几十几msl硬件消抖：电容；硬件消抖：电容；RS触发器触发器l软件消抖：延时软件消抖：延时20ms再检测再检测 串键：同时按下一个以上的键。串键：同时按下一个以上的键。l无效处理无效处理l等待释放等待释

17、放l硬件封锁硬件封锁 防止按一次键而产生多次处理：防止按一次键而产生多次处理：检测键抬起（等待），键抬起检测键抬起（等待），键抬起 程序继续。程序继续。36图图8.12 按键的硬件消抖电路按键的硬件消抖电路 RSQ10101011不变不变00不定不定1 2 3鼠标键：鼠标键：132（1）电容）电容（2）RS 触发器触发器+5V10k输出输出378.1.2 键盘键盘接口接口 一、非编码式键盘一、非编码式键盘3.确定键值确定键值行寄存器行寄存器列寄存器列寄存器(FFH行号行号)16列寄存器列寄存器4.键盘扫描及译码程序：键盘扫描及译码程序：P356P358查表值查表值键值键值图图8.13 键盘扫描

18、及译码程序流程图键盘扫描及译码程序流程图 ;键盘扫描程序键盘扫描程序 L5 L4 L3 L2 L1 L0DECKY:MOV AL,3FH;0 0 1 1 1 1 1 1 MOV DX,DIGLH;行行 OUT DX,AL;行选输出行选输出，行线全部置为低电平，行线全部置为低电平 MOV DX,KBSEL;列列 IN AL,DX;列选输入列选输入 AND AL,1FH CMP AL,1FH;判有无键闭合判有无键闭合 JZ DISUP;无键闭合转显示程序无键闭合转显示程序 CALL D20MS;消除键抖动，消除键抖动，D20MS为为20ms延时子程序延时子程序 MOV BL,01H;初始化行扫描值

19、，初始化行扫描值，BL:行寄存器值行寄存器值 KEYDN1:MOV DX,DIGLH MOV AL,BL OUT DX,AL;行扫描行扫描 MOV DX,KBSEL IN AL,DX;该行是否有键闭合，该行是否有键闭合，AL:列寄存器值列寄存器值 AND AL,1FH;有则转译码程序有则转译码程序 CMP AL,1FH JNZ KEYDN2 SHL BL,1;左移左移:01 02 04 08 10 20 40H MOV AL,40H CMP AL,BL;所有行都扫描完否所有行都扫描完否 JNZ KEYDN1;未完未完 JMP DISUP;扫描完转显示扫描完转显示（扫描完一遍，无键按下）（扫描完

20、一遍，无键按下）按下时按下时消抖消抖图图8.11KEYDN2:MOV CH,00H;键盘译码程序键盘译码程序KEYDN3:DEC CH ;CH初值初值FFH，出循环后，出循环后:CHFFH-行号行号 SHR BL,1 ;BL右移至其为右移至其为0，移位的次数即行号，移位的次数即行号 JNZ KEYDN3 SHL CH,1 SHL CH,1 SHL CH,1 SHL CH,1 ADD AL,CH;实现实现(FFH行号行号)16列列 MOV DI,OFFSET KYTBL;端口值端口值 键值表入口地址键值表入口地址KEYDN4:CMP AL,DI;寻找键值寻找键值 JZ KEYDN5 INC DI

21、 INC BL;表序号加表序号加1 JMP KEYDN4KEYDN5:MOV DX,KBSELKEYDN6:IN AL,DX AND AL,1FH CMP AL,1FH;检测键是否释放检测键是否释放 JNZ KEYDN6;未释放继续检测未释放继续检测 CALL D20MS;消除键抖动消除键抖动 MOV AL,BL;键值键值送送AL 释放时释放时消抖消抖16加之前为加之前为列寄存器值列寄存器值，加之后，加之后BL初值为初值为0等待键等待键释放释放图图8.11418.1.2 键盘键盘接口接口 二、编码式键盘二、编码式键盘1.专用键盘接口芯片专用键盘接口芯片l8279（并）（并）lSSK814（串）

22、（串）lHD7279A（串）：可同时驱动（串）：可同时驱动8位共阴式数位共阴式数码管，可连接多达码管，可连接多达64键的键盘矩阵（有消抖键的键盘矩阵（有消抖电路）。电路）。2.PC键盘：采用专用控制器负责键盘扫描。键盘：采用专用控制器负责键盘扫描。（键盘中有专用控制器）（键盘中有专用控制器）42HD7279A：单片：单片LED数码管显示数码管显示和和键盘键盘接口芯片接口芯片。主要特点：主要特点：l无需外围电路，无需外围电路，直接驱动数码管直接驱动数码管；l多种译码方式，各显示位可分别多种译码方式，各显示位可分别控制译码方式控制译码方式(BCD、16进制进制)；l段寻址功能，可以单独控制显示段寻

23、址功能，可以单独控制显示段，便于使用独立段，便于使用独立LED；l具有具有左移左移、右移右移、闪烁闪烁、消隐消隐等等多种显示控制指令；多种显示控制指令；l键盘部分具有键盘部分具有去抖动功能去抖动功能，按键有效指示输出；，按键有效指示输出；l与与CPU的接口采用的接口采用SPI串行接口串行接口方式，并具有片选方式，并具有片选端可以多片联用。端可以多片联用。43HD7279的典型应用：的典型应用：44PS/2接口接口PC/AT 接口接口电源电源数据数据地地时钟时钟时钟时钟地地数据数据电源电源RESETPC机键盘接口：机键盘接口：l有有PC/AT（大口）（大口）lPS/2（小口）（小口）lUSBl红

24、外红外l无线无线微机原理及接口技术第8章 基于总线的I/O接口设计8.1 基于基于ISA总线的总线的I/O接口设计接口设计8.1.3 光电隔离接口光电隔离接口468.1.3 光电隔离光电隔离I/O接口接口电路电路1：数字系统数字系统（弱电）（弱电）电路电路2：执行机构执行机构（强电）（强电）控制控制状态状态电路电路1电路电路2I1I2R2R1地地电源电源478.1.3 光电隔离光电隔离I/O接口接口电源电源2（VDD）控制控制状态状态转换转换转换转换电路电路1：数字系统数字系统（弱电）（弱电）电源电源1（VCC）地地1电路电路2：执行机构执行机构（强电）（强电）地地2光光/磁磁速度快，器件体积

25、小速度快，器件体积小慢（继电器）慢（继电器）488.1.3 光电隔离光电隔离I/O接口接口 一、光电隔离器件一、光电隔离器件图图8.17 光电隔离器件电原理图光电隔离器件电原理图 发光二极管发光二极管光敏三极管光敏三极管I498.1.3 光电隔离光电隔离I/O接口接口 一、光电隔离器件一、光电隔离器件光电隔离器件及原理图符号光电隔离器件及原理图符号 508.1.3 光电隔离光电隔离I/O接口接口 二、光电隔离二、光电隔离I/O接口电路接口电路图图8.18 光电隔离输入光电隔离输入/输出接口电路输出接口电路 (a)输入接口；输入接口；(b)输出接口输出接口 518.1.3 光电隔离光电隔离I/O

26、接口接口 三、光电隔离接口应用举例三、光电隔离接口应用举例52图图8.19 光电隔离输入光电隔离输入/输出接口电路实例输出接口电路实例 50mA10mA常闭触点常闭触点常开触点常开触点输入端口输入端口输出端口输出端口1001H1000HFLGDB?START:MOVDX,1001H;锁存器端口地址锁存器端口地址MOVAL,01HOUTDX,AL;加热器加热器通电通电CALLDLY10ms;DLY10ms为为10ms延迟延迟程序，程序，等待吸合等待吸合MOVDX,1000H;三态门端口地址三态门端口地址INAL,DXANDAL,80H;判判D7是否为是否为0，不为，不为0 ErrorJNZERR

27、CALLDLY10min;延时延时20分钟分钟CALLDLY10minMOVDX,1001H;锁存器端口地址锁存器端口地址MOVAL,00HOUTDX,AL;加热器加热器断电断电CALLDLY10ms;等待继电器断开等待继电器断开MOVDX,1000H;三态门端口地址三态门端口地址INAL,DXANDAL,80HJZERRCALLDLY10min;延时延时10分钟分钟JMPSTARTERR:MOVFLG,0AAHNOPHLT54应注意的问题：应注意的问题：速度：几十几百速度：几十几百KHz 绝缘电压：绝缘电压：0.510 KV 两边不共地、电源独立两边不共地、电源独立 动作控制动作控制 反馈检测反馈检测 R1 R2 R3：限流电阻，几百：限流电阻，几百R：保护电阻，几：保护电阻，几K