8 ． 1 显示器、键盘与单片机的连接 一、 LED 数码管与单片机的连接

共阴极 共阳极 ＋5V

a b c d e f g dp（a） （b）

a b c d e f g dp

图 8-1 共阴极和共阳极数码管

第八章 单片机应用系统的设计方法及实例

1 ．静态显示

e VCC

f dg ch+i bA a

B VCR

LE D

VSS C

8031P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7

abcdfgdp

(a) (b)

图 8-2 静态显示原理

DISP ： MOV R0 ， #50H ； R0 指向第一个显示单元

MOV R2 ， #4 ；循环计数器赋初值MOV R3 ， #0 ；显示位指针赋初值LOOP ： MOV A ， @R0

ANL A ， #0FH ；取第 i 个显示单元的低 4 位SWAP AORL A ， R3 ；第 i 个显示单元的低 4

位送 R3 的高 4 位MOV P1 ， A ；第 i 个显示单元的低 4

位送 R3 指出的数码管去显示MOV A ， @R0

ANL A ， #0F0H ；取第 i 个显示单元的高 4 位INC R3 ；指向下一个数码管ORL A ， R3 ；第 i 个显示单元的高 4

位送 R3 指出的数码管去显示MOV P1 ， A ；将第 i 个显示单元的高

4 位送到相应的数码管去显示INC R0 ；指向下一个显示单元INC R3 ；指向下一个 LED 数码

管DJNE R2 ， LOOP ；未显示完 4 单元的 8 个 BCD 码，

返回继续显示RET

P1.7P1.6P1.5P1.4

8031P1.3P1.2P1.1P1.0

D C B A LE

G Y0A Y1B Y2C

Y7

D C B A LE D C B A LE

74LS138

MC14495 …

图 8-3 采用译码器的静态显示接口电路

2 ．串行显示接口

8031

RXD

TXD

P1.0

AB CLK CLR AB CLK CLR AB CLK CLR

¡

74LS164

…

图 8-5 串行显示接口

DISP ： SETB P1.0 ；选通显示器MOV SCON ， #00H ；置串口方式 0

MOV R0 ， #50H ； R0 指向第一个显示单元 MOV R2 ， #4 ；循环计数器置初值 MOV DPTR ， #TAB ； DPTR 指向第一个显示单元LOOP ： MOV A ， @R0

ANL A ， #0FH ；取第 i 个显示单元的低 4 位 MOVC A ， @A ＋ DPTR ；查译码表 MOC SBUF ， A ；第 i 个显示单元的低 4 位的显示码送串口缓

冲器WAIT1 ：JNB TI ， $ ；未发送完，等待 CLR TI ；清发送中断标志 MOV A ， @R0

ANL A ， #0F0H ；取第 i 个显示单元的高 4 位 SWAP A MOVC A ， @A ＋ DPTR ；查译码表 MOC SBUF ， A ；第 i 个显示单元的高 4 位的显示码送串口缓

冲器WAIT2 ：JNB TI ， $ ；未发送完，等待 CLR TI ；清发送中断标志 INC R0

DJNZ R2 ， LOOP ；未发送完 4 个单元的 8 个字符，返回继续RETTAB ： DB 03H ， 9FH ， 25H ， 0DH ， 99H ， DB 49H ， 41H ， 1FH ， 01H ， 19H

3 ．动态扫描显示接口

P1.7 PI.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0AT89C2051

P3.3 P3.2 P3.1 P3.0

+5V

图 8-6 动态扫描显示接口电路

； ----------------- 主程序 ------------------STAR: ∶

∶LOOP:∶ACALLS00EF ；将显示缓冲区内容送去显示∶

∶SJMP LOOP； -------------- 送显示子程序 --------------DISP: CLR A

ORL A,P3 ；取 P3 口内容ANL A,#0F0HMOV R3,A ；保护 P3 口高 4 位MOV A,43H ；取位选信号ANL A,#0FH ；位选信号送 A 的低 4 位ORL A,R3 ； P3 口高 4 位送 A 的高

4 位MOV R0,34H ；取段选指针MOV P1,#0FFH ；关显MOV P3,A ；输出位选信号MOV A ， @R0 ；显示内容送 AMOV DPTR,#TAB ；译码表首址送 DPTRMOVC A,@A+DPTR ；查表译显示码MOV P1,A ；输出段选信号 1

MOV A,43H ；RL A ；

MOV 43H,A ；位选指针指向下一位INC 34H ；段选指针指向下一位JB ACC.0,DONE ；不到最后一位，转MOV 34H,#50H ；段选指针复位MOV 43H,#0EEH ；位选指针复位

DONE: RET； ----------------- 显示译码表 ---------------TAB: DB 0C0H ；显示字符 0 ，相对地址 00HDB 0F9H ； 1DB 0A4H ； 2DB 0B0H ； 3DB 99H ； 4DB 92H ； 5DB 82H ； 6DB 0F8H ； 7DB 80H ； 8DB 90H ； 9

1G Vcc1A1 2G2Y4 1Y11A2 2A42Y3 1Y21A3 2A32Y2 1Y31A4 2A22Y1 1Y4GND 2A1

P1.0 P 1.1 P 1.2 P 1.3 P 1.4 P 1.5 P 1.6 P 1.7

8031

S1

S4S3S2

( a ) ( b )

图 8-7 按键与单片机直接连接

S1

S4S3S2

P0.0 P0.1 P0.2 P0.3

8031

P2.7 RD

1A1 1Y11A2 1Y21A3 1Y31A4 1Y4

1G

+5V

74LS244

图 9-8 带锁存器的按键与单片机的接口电路

两 ?次按键值不同吗

第一次发现键按下吗?

键有效标志=0吗 ?

?无键按下吗

置第一次发现键按下标志，存键值

清键有效标志

清第一次发现键按下标志，清键值下标志，保存键值

键处理

返回

开始

置键有效标志

键有效标志=1 ?吗

Y

Y

Y

Y

Y

图 8-9 按键接口程序流程图

程序如下：KSCAN ： MOV DPTR ， #7FFFH ；指向 244MOVX A ， @DPTR ；读 244ANL A ， #0FH ；取 4 个按键的值CJNE A ， #0FH ， LOOS ；无键按下，转去判断是否键放开JB 11H ， L0475 ；键有效标志等于 1 ，等待键放开，返回JC 10H ， SETSYN ；第一次发现键按下，转去置标志，存键值CJNE A ， R4 ， CLRSYN ；两次读得的按键值不同，键无效，清第一次发现键按下标志SETB 11H ；置键有效标志RETLOOS ： JNB 11H ， RETUR ；键有效标志等于 0 ，未按过键，返回

SJMP KEYDO ；键放开，转键处理SETSYN ： SETB 10H ；置第一次发现键按下标志MOV R4 ， A ；保存键值SJMP RETUR ；返回CLRK ： CLR 11H ；清键有效标志CLRSYN ： CLR 10H ；清第一次发现键按下标志MOV R4 ， #00H ；清键值暂存单元RETKEYDO ： RRC AJC JUS2 ；没按 S1 ，再判断 S2ALMP DOS1 ；转键 S1 处理程序JUS2 ： JC JUS3 ；没按 S2 ，再判断 S3ALMP DOS2 ；转键 S2 处理程序JUS3 ： JC JUS4 ；没按 S3 ，再判断 S4ALMP DOS3 ；转键 S3 处理程序JUS4 ： JC RETUR ；没按 S4 ，误判断，退出

ALMP DOS4 ；转键 S4 处理程序DOS1 ： …… ；键 S1 处理程序……SJMP RETURDOS2 ： …… ；键 S2 处理程序……SJMP RETURDOS3 ： …… ；键 S3 处理程序……SJMP RETURDOS4 ： …… ；键 S4 处理程序……SJMP RETUR

三、 键盘与单片机的接口

P0.0

P0.1

P0.2

P0.3

P2.7

RD 8031

P0.0 P0.1

P0.2 P0.3

P0.4P0.5

P0.6P0.7

1Y11Y21Y31Y42Y12Y2 2Y32Y41G2G1A11A21A31A42A11A22A32A4

+5V

S8S1

S32S25

S24S17

S16S9

74LS244

图 8-10 键盘与单片机的接口电路

两次按键值不同吗？

第一次发现键按下吗？

键有效标志=0吗？

R2－1≠ 0吗？

置第一次发现键按下标志，存键值

清键有效标志

清第一次发现键按下标志，清键值下标志，保存键值

键处理

返回

开始

置键有效标志

键有效标志=1吗？

向所有的行输出 0

读入各列的值

全为 1 吗？

向第 i行输出0

i← i+1

读入各列的值

有 0吗？

第 j列等于 0 吗？

j← j+1

R3－1≠ 0 吗？

R2←行数R3←列数

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

图 8-11 键盘接口程序流程图

二、 A/D 转换器与单片机的接口

CS Vcc

RD CLKR

WR DB0

CLK DB1

INTR DB2

VIN（－）

VIN（＋） DB4AGND DB5

VREF/2 DB6

DGND DB7

DB3

图 8-12 ADC0801 ～ ADC0805

P0.0

P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7RDWRINT1P2.7

CLKR DB0CLKI DB1

DB2VREF/2 DB3

DB4VIN（+） DB5

DB6

VIN（-） DB7 RD

DGND WR INTR

AGND CS

10K

150P

NC

VIN ( 0 5V～ )

+

－

图 8-13 ADC0801 ～ 0805 与单片机的接口

8． 3 D/A转换器与单片机的连接一、 D/A 转换器的基本原理

…R

2R2R2R2R2R

2RRRRf

－

Vo

VR

＋

d0 d1 d2 dn-1

图 8-14 T 型网络 D/A 转换器

二、 D/A 转换器与单片机的接口

1 ．内部结构

八位输入锁存器

八位DAC寄存器

八位D/A转换器

CS Vcc

WR1 I LE

AGND WR2

DI3 XFER

DI2 DI4DI1 DI5

DI0 DI6

VREF DI7Rfb

IOUT1

DI0

DI7

I LE

CSWR1

WR2

ILE1 ILE2

XFER

DGND

IOUT2

AGND

Rfb

IOUT2

IOUT1

VREF

图 8-15 DAC0832 的引脚排列 图 8-16 DAC0832 结构图

3 ．接口电路

（ 1 ） 单缓冲器方式

P2.7

P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7

8031WR

CS VCCXFER ILE

DI0 VREF

DI1 Rfb

DI2DI3 IOUT1

DI4DI5 IOUT2

DI6DI7WR1WR2 DGND

+

-

+

-ab

+5V

图 8-17 DAC0832 与单片机的接口

（ 2 ） 双缓冲器方式

P2 .5

P2 .6

P2 .7 P 0.0 P 0.1 P 0.2

8031 P 0.3 P 0.4 P 0.5 P 0.6 P 0.7

WR

CS VCC

ILE

XFERDI0DI1DI2DI3 0832DI4 （1）DI5DI6DI7WR1WR2 DGND

CS VCCXFER ILE

DI0DI1DI2DI3 0832DI4 （2）DI5DI6DI7WR1WR2 DGND

+5V

图 8-18 多路 DAC0832 同步转换的接口电路

程序如下：MOV DPTR ， #0DFFFH ；指向 0832 （ 1 ）MOV A ， # data1MOVX @DPTR ， A ； data1 送 0832 （ 1 ）锁存器MOVX @DPTR ， #0BFFFH ；指向 0832 （ 2 ）MOV A ， #data2MOVX @DPTR ， A ； data2 送 0832 （ 2 ）锁存器MOV DPTR ， #7FFFH ；指向 0832 （ 1 ）和 0832 （ 2 ）的数据传送端MOVX @DPTR ， A ； data1 和 data2 同时送 D/A 转换器进行转换

8． 4 MCS-51单片机应用系统设计举例

一、 系统构成及控制原理

1

2

3

4 5 6 7

8

8

9

图 8-19 糖果包装机的结构图

4 8

7

7

图 8–20 走纸轮的顶视图

v

Δ v

tΔφ

O

图 9-21 相位误差与速度误差

开始

初始化

周期误差超标吗？

改变速度

相位误差超标吗？

改变速度误差方向

Y

Y

图 8-22 控制流程图

二、 硬件电路

1 ．主程序

图 9-23 硬件电路

初始化

开始

?没测到走纸信号吗

?没测到切纸信号吗

走纸早吗？

走纸慢小于 3 ?％吗走纸快小于 1 ?％吗

走纸晚小于 2％吗？

电磁离合齿轮通电，提速2％

走纸晚减少了吗？

δ胀紧皮带轮电机正转 秒，提速 1％

走纸早小于 2 ?％吗

?走纸快吗

电磁离合齿轮断电，减速2％

?走纸早减少了吗

胀紧皮带轮电机反转δ 秒，减速1％

走纸快 x％，胀紧皮带轮电机反转δ x秒，减速x％走纸慢 y％，胀紧皮带轮

电机正转δ y秒，提速y％

电磁齿轮有电吗？?电磁齿轮没电吗

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

图 8-24 主程序流程图

------------- 初始化 ------------------ ORG 0000H AJMP ADR00 ORG 0003H CLR EX0 ；关外部中断 0 ，以防止脉冲抖动造成中断重复响应 AJMP INT0 ORG 000BH AJMP T0

ORG 0013H CLR EX1 ；关外部中断 1 AJMP INT1 ORG 001BH AJMP T1

ORG 0030HADR00: MOV R0,#20H ； 20H ～ 70H 单元清 0

MOV R1,#50H

CLR AADR10: MOV @R0,A

INC R0

DJNZ R1,ADR10

ACALL SUB1 ；清显示器 MOV SP,#5FH ；堆栈从 60H 开始 MOV SCON,#00H ；串行口置为方式 0

MOV A,43H ；相位滞后误差送 A ACALL SUB2 ；将 A 中绝对误差转为相对误差放在 R7 中 MOV A,R7

CLR C SUBB A,#2JNC ADR20 ；相位滞后小于 2% ，返回JB P1.0 ， ADR75 ；电磁离合齿轮有电，转MOV R5 ， 43H ；保存本次测量的相位误差SETB P1.0 ；电磁离合齿轮通电，提速 2%AJMP ADR20 ；返回ADR75 ： MOV A ， R5 ；取回上次测量的相位误差CLR CSUBB A ， 43H ；减本次测量的相位误差进行比较JNC ADR20 ；本次测量的相位误差小，返回SETB P1.1 ；否则，胀紧电机正转，提速MOV R2,#06H ；设置最小提速量ACALL SUB3 ；延时 0.6秒CLR P1.1 ；停止胀紧电机正转AJMP ADR20； ------------------- 相位超前误差调整 -------------------ADR80 ： MOV A,42H ；相位超前误差送 A ACALL SUB2 ；将 A 中绝对误差转为相对误差放在 R7 中 MOV A,R7

CLR C SUBB A,#2 JC ADR20 ；相位超前误差小于 2% ，返回JNB P1.0 ， ADR85 ；电磁离合齿轮未通电，转取比较两次测量的误差MOV R6 ， 42H ；保存本次测量的误差CLR P1.0 ；电磁离合齿轮断电，减速 2%AJMP ADR20 ；返回ADR85 ： MOV A ， R6 ；取回上次测量的误差CLR CSUBB A ， 42H ；减本次测量的误差JNC ADR20 ；本次测量的误差小，返回SETB P1.2 ；否则，胀紧电机反转，减速MOV R2,#06H ；设置最小减速量ACALL SUB3 ；延时 0.6秒CLR P1.2 ；停止胀紧电机反转AJMP ADR20

2 ．子程序

1 ）绝对误差转换为相对误差子程序 SUB2: MOV B,#64H MUL AB MOV R7,#00H

ADR90: CLR C SUBB A,41 ；误差的百分数减切纸周期 JC ADR0A0 ；不够减，转 INC R7 ；够减，商加 1

AJMP ADR90 ；返回再减ADR0A0: MOV R6,B

CJNE R6,#00H,ADR0B0

AJMP ADR0C0 ；无位可借，除法结束ADR0B0:DEC B ；借位 INC R7 ；商加 1

AJMP ADR90 ；返回再减 ADR0C0:RET

（ 2 ） R2×0.1秒延时子程序

R2×0.1秒延时子程序，用于控制 P1.1 和 P1.2 输出的脉冲宽度。程序如下：

SUB3: MOV R3,#64H

ADR0D0:MOV R4,#0F9H

ADR0E0:NOPNOPDJNZ R4,ADR0E0

DJNZ R3,ADR0D0

DJNZ R2,SUB3

RET

3 ．中断服务程序

T0 、 T1 、 INT0 和 INT1 中断服务程序的流程图如图 9-25 ～图 9-28。

（36H ←） （36H）＋1

定时器0赋初值

（37H ←） （37H）＋1

定时器 1赋初值

返回 返回

开始开始

8- 图 25 T0 中断服务程序 图 8-26 T1 中断服务程序

（40H ←） （ 36H）（36H ←） 00H（42H ←） （ 37H）

（41H ←） （ 37H）（37H ←） 00H（43H ←） （ 36H）

（10H ←） 1

（11H ←） 1

显示缓冲区内容加 1

显示缓冲区内容送显

开始

开始

返回

返回

图 8-27 INT0 中断服务程序 图 8-28 INT1 中断服务程序

（ 4 ） INT1 中断服务程序

INT1: PUSH PSW MOV 41H,37H ；取走纸周期 MOV 37H,#00H ；为下一次记数做准备 MOV 43H,36H ；取走纸滞后切纸的时间 MOV R5,#00H ；清监视计数器 SETB 11H ；置检测到走纸周期标志 SETB RS0 ；选中 1 区工作寄存器 MOV R1,#30H ； R1 个位ADR0F0:INC @R1 ；显示缓冲区某位加 1

CJNE @R1,#0AH,ADR180 ；加 1 后不到 10 ，退出 MOV @R1,#00H0 ；加 1 后等于 10 ，将该位清 0

INC R1 ；指向显示缓冲区下一位 CJNE R1,#36H,ADR0F0 ；不到显示缓冲区最高位，返回将下一位加 1

MOV R0,#2FH ；显示缓冲区位指针 R0 赋初值 MOV R2,#06H ；显示位数送 R2

ADR100:INC R0 ；指向显示缓冲区下一位 MOV DPTR,#ADR120 ；基址指针送指向显示译码表首址 MOV A,@R0 ；某位显示内容送 A

MOVC A,@A+DPTR ；显示内容译成显示码后 A MOV SBUF,A ；显示码通过串口送去显示ADR110:JNB TI,$ ；等待 1 个字节传送完毕 CLR TI ；清传送完标志，为下一次传送做准备 DJNZ R2,ADR100 ； 6 位没有全部显示完，返回继续显示CLR RS0 POP PSW SETB EX1 ；开外部中断 1 RETIADR120:DB 03H ；显示 0 DB 9FH ；显示 1 DB 25H DB 0DH DB 99H DB 49H DB 41H DB 1FH DB 01HDB 09H ；显示 9