第 8 章 51 单片机的接口技术

单片机原理及其应用扬州大学

1

第 8 章 51 单片机的接口技术

8.1 显示器及其接口

8.2 键盘接口

8.3 D/A 转换器及其接口

8.4 A/D 转换器及其接口

8.5 打印机接口 *

8.6 拨码盘及语音接口 *


2

8.3 D/A 转换器及其接口8.4 A/D 转换器及其接口

单片机和被控实体间的接口示意图


3

8.3 D/A 转换器及其接口

8.3.1 D/A 转换器

8.3.2 51 单片机和 D/A 的接口


4

8.3.1 D/A 转换器

图 8-3-1 最简单 D/A 转换器框图

VREF


5

关系式： Vout=B×VR

式中， VR 为常量，由参考电压 VREF 决定； B 为数字

量，常为一个二进制数。 B 的位数通常为 8 位和 12 位等，由 D/A 转换器芯片型号决定。

B 为 n 位时的通式为： B=bn-1bn-2…b1b0

=bn-1×2n-1+bn-2×2n-2+…+b1×21+ b0×20

式中， bn-1 为 B 的最高位； b0 为最低位。


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1 ． D/A 转换器的原理

D/A 转换器的原理：

把输入数字量中每位都按其权值分别转换成模拟量，并通过运算放大器求和相加（如图 8-3-2 所示）。


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图 8-3-2 T 型电阻网络型 D/A 转换器根据克希荷夫定律，如下关系成立：I0==1/2·I1 I1==1/2·I2 I2==1/2· I3 I3==VREF/2R

B)b2b2b2b2

)bbbb(bbbbI

R2

V0

01

12

23

3

R2

V

021

121

21

221

321

RV

0R2

V1R2

V2R2

V3R2

V1out

4REF

4REF

4322REF

4REF

3REF

2REFREF

（＝


8

n 位 D/A 转换器

B2

VBR

R2

VRIV

4REF

f4REF

fRFout n

n

2 -1 1= (1 )

2 2 2REF

out REF REFn n

VV B V V

8 位 D/A ， B=0, Vout=0V; B=255, Vout=-(255/256)*5=-4.98V


9

D/A 转换器的输出形式电压输出电流输出，输出加运放将电流转为电压。

D/A 转换器的接口形式并行，总线接口串行， I2C ， SPI ，串口

D/A 转换器的输入锁存（并行接口）无锁存器

不能与 P0 直接相连。有锁存器

能与 P0 直接相连。


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2 ． D/A 转换器的性能指标分辨率：分辨率是指 D/A 转换器的单位数字量引起的模

拟量输出的变化。一般定义为：输出模拟量满度值与 2n 的比值。例如： 8 位 D/A, 输出满度是 5V ，分辨率为 5/28=19.5mv

转换精度：转换精度指满度校准时，在全量程内， DAC的实际模拟输出值与理论值的最大相对误差。

线性度：线性度是指 DAC 的实际转换特性曲线和理想直线之间的最大偏移误差。

建立时间：建立时间是数据变化满刻度时，输出达到终值 ±(1/2)LSB 所需的时间。


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3 ． DAC0832DAC0832 内部结构 DAC0832 内部由三部分电路组成（图 8-3-3 ）。 “ 8位输入寄存器”、“ 8 位 DAC 寄存器”、“ 8 位 D/A 转换电路”由 8 位 T 型电阻网络和电子开关组成。

图 8-3-3 DAC0832 原理框图


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引脚功能

DAC0832 共有 20 条引脚，双列直插式封装。

（ 1 ）数字量输入线 DI7 ～ DI0 （ 8 条）；（ 2 ）控制线（ 5

条）；（ 3 ）输出线（ 3 条）；（ 4 ）电源和地线（ 4 条）。

图 8-3-4 DAC0832 原理框图


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第一级寄存器选通： ILE=1, CE=0, WR1=0

第二级寄存器选通： WR2=0, XFER=0


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8.3.2 51 单片机和 D/A 的接口1 ． DAC 的应用

DAC 用作单极性电压输出

DAC 用作双极性电压输出（图 8-3-5 、表 8-3-1 ）

DAC 用作程控放大器（图 8-3-6 ）

B256

VV REF

out


15图 8-3-5 双极性 DAC 的接法

1(2 )

2( )256

( 128)128

out out REF

REFREF

REF

V V VV

B V

VB

－


16

输入数字量 Bb7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0

Vout （理想值）+VREF 时 -VREF 时

1 1 1 1 1 1 1 1 |VREF|-LSB -|VREF|+LSB┆ ┆ ┆

1 1 0 0 0 0 0 0 |VREF|/2 -|VREF|/2┆ ┆ ┆

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

┆ ┆ ┆0 1 1 1 1 1 1 1 -LSB LSB

┆ ┆ ┆0 0 1 1 1 1 1 1 -|VREF|/2-LSB |VREF|/2+LSB

┆ ┆ ┆0 0 0 0 0 0 0 0 -|VREF| |VREF|

表 8-3-1 双极性输出电压与输入数字量的关系


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0II

R

VI

R256

VB

R256

VBI

1outRfb

fb

inRfb

outREF1out

图 8-3-6 用 DAC0832 作程控放大器

)RR(VB

256

256R

R

B

VBV

fbin

fb

inout

2


18

Vinb

b


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2 ． 51 单片机与 8 位 DAC 的接口 51 单片机和 DAC0832 接口时，有三种连接方式：• 直通方式• 单缓冲方式（如图 8-3-7 所示）• 双缓冲方式 ( 如图 8-3-9 所示 )


20

图 8-3-7 单缓冲方式下的 DAC0832

MOV A, #80HMOV R0, #0FEHMOVX @R0,A

+5V


21

图 8-3-8 DAC 产生波形

Vref=5V


22

锯齿波ORG 0000H

START: MOV R0,#0FEH

CLR A

LOOP: MOVX @R0, A

INC A

SJMP LOOP

END


23

三角波ORG 0000H

START:MOV R0,#0FEHCLR A

DOWN: MOVX @R0, AINC AJNZ DOWN

UP: DEC AMOVX @R0, AJNZ UPSJMP DOWNEND


24

矩形波ORG 0000H

START: MOV R0, #0FEHLOOP: MOV A, #33H

MOVX @R0, AACALL DELAY1MOV A, #0FFHMOVX @R0, AACALL DELAY2SJMP LOOPEND


25图 8-3-9 8031 和两片 DAC0832 的接口（双缓冲方式）

FDH ： 1#DAC0832输入寄存器地址

FEH ： 2#DAC0832输入寄存器地址

FFH ： 1# 和 2# DAC0832 DAC 寄存器地址


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设 51 单片机内部 RAM 中有两个长度为 20 的数据块，其起始地址分别为 20H 和 40H ，编写能把 20H 和 40H中的数据同步从 1# 和 2#DAC0832 输出的程序。

程序设计：设 0区 R1 寄存器指向 20H 单元 ,1 区R1 指向 40H 单元， 0区 R2 寄存器存放数据块长度 ,0区和 1区的 R0 指向 DAC 端口地址。


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ORG 0000Haddr1 DATA 20H ；与 EQU 类似给标号赋值Addr2 DATA 40HDTOUT: MOV R1 ， #addr1 ； 1#DAC 数据区指针

MOV R2 ， #20 ；数据块长度计数器 SETB RS0 ; 切换到 1 区

MOV R1 ， #addr2 ； 2#DAC 数据区指针 CLR RS0 ; 回 0 区

NEXT ： MOV R0, #0FDH ; 1#DAC 输入寄存器地址 MOV A, @R1 ；取 1#DAC 数据指针指向单元中的

数据 MOVX @R0 ， A ；数据送 1#DAC0832 输入寄存器

INC R1 ; 修改 1# 数据指针


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SETB RS0 ；转 1 区MOV R0 ， #0FEH ； 2#DAC 输入寄存器地址MOV A ， @R1 ；取 2#DAC 数据指针指向单元中的数据MOVX @R0 ， A ；数据送 2#DAC0832 输入寄存器 INC R1 ；修改 2# 数据指针INC R0 ; 指向 1# ， 2#DAC 端口地址MOVX @R0 ， A ；启动两片 DAC0832 同时进行转换CLR RS0 ；回 0 区DJNZ R2 ， NEXT ；数据未传送完，继续LJMP DTOUTEND


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3 ． 51 单片机与 12 位 DAC 的接口

DAC1208 的内部结构和原理（图 8-3-10 ） 51 单片机和 DAC1208 的连接（图 8-3-11 ）

12 位 DAC AD667 的功能结构与模拟输出 AD667 与单片机的接口设计


30图 8-3-10 DAC1208 内部框图

BYTE1/BYTE2=1, 8,4 位输入寄存器同时开启BYTE1/BYTE2=0, 仅 4 位输入寄存器开启


31

高 8 位输入寄存器地址 4001H, 先送 8 位数据低 4 位输入寄存器地址 4000H ，再送 4 位数据DAC 寄存器地址 6000H, 最后再打开 DAC 寄存器

图 8-3-11 8031 和 DAC1208 接口图


32

软件编程将存在 DIGIT 和 DIGIT+1 的 12 位数据送入 DAC1208 作 D/A 转换。

ORG 100H

MOV DPTR, #4001H ; 8 位输入寄存器地址MOV R1, #DIGIT ；高 8 位数据地址MOV A, @R1 ；取数据MOVX @DPTR, A ；高 8 位送入 DAC1208

DEC DPL ； 4 位输入寄存器地址

INC R1 ；低 4 位数据地址MOV A, @R1 ；取数据MOVX @DPTR, A ；低 4 位送入 DAC1208

MOV DPTR, 6000H ； DAC 寄存器地址MOVX @DPTR, A ；同步作 D/A 转换


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12 位 DAC AD667 的功能结构与模拟输出 AD667 ： 12 位，并行输入，电压输出，建立时间≤ 3s 。双缓冲输入；硬件编程可输出 +5V 、 +10V 、 2.5V 、 5V

和 10V ；内含高稳定的基准电压源，可方便地与 4 位、 8 位或 16 位微处

理器接口；双电源工作电压为 12V ～ 15V 。

1. 引脚


34

运放相关

数字部分


35

2. 功能结构图


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3. 模拟电压输出范围的配置 AD667 通过改变片外引脚的电路连接，可获得不同的输出电压量程范围。单极性： 0 ～ 5V 和 0 ～ 10V 。

双极性： 2.5V 、 5.5V 和 10V 。


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VREFOUT

VREFIN

① 单极性电压输出

调零

调满度


38

② 双极性电压输出

VREFOUT

VREFIN

调满度

调偏置


39

4. 数字输入控制 AD667 的总线接口逻辑由 4 个独立的锁存器组成。

3 个 4 位的输入数据锁存器构成第一级锁存器。1 个 12 位的 DAC 锁存器构成第二级锁存器。

4 个锁存器由 4 个地址输入 A0 ～ A3 和 /CS 控制，所有的控制都

是低电平有效。

低中高


40

5. 数据编码代表的数值单极性输出时，输入编码采用直接二进制编码。全“ 0” 数据输入 000H 产生零模拟电压输出；全“ 1” 数据输入 FFFH 产生比满量程少 1LSB 的模拟电压输

出。如 10V 满量程， FFFH对应的是 9.9976V 。


41

双极性输出时，输入编码采用偏移二进制编码。数据输入为 000H 时，产生负的满量程电压输出；数据输入为 FFFH 时，产生比满量程少 1LSB 的电压输出；数据输入为 800H 时，产生零电压输出。

输入数字量 N与输出模拟电压 VOUT的关系

OUT R111

2

NV V


42

6. AD667 与 51 单片机的接口

左对齐数据格式右对齐数据格式

低 8 位第一级锁存器 FEH高 4 位第一级锁存器 FDH12 位第二级锁存器 FBH

7FH

右对齐


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7. 程序

假定低 8 位数据存 20H，高 4 位数据存 21H的低 4 位（右对齐）。

先对第一级锁存器送数据，然后再选通第二级锁存器，进行 D/A

转换。MOV A ， 20H ；取低 8 位数据MOV DPTR ， #7FFEH

MOVX @DPTR ， A ；低 8 位进第一级锁存器MOV A ， 21H ；取高 4 位数据MOV DPTR ， #7FFDH

MOVX @DPTR ， A ；高 4 位进第一级锁存器MOV DPTR ， #7FFBH

MOVX @DPTR ， A ；选通第二级锁存器，启动转换RET


44

8.4 A/D 转换器及其接口

8.4.1 A/D 转换器概述

8.4.2 逐次逼近式 A/D 转换器的工作原理

8.4.3 51 单片机和 ADC0809 的接口

8.4.4 51 单片机和 AD1674/AD574 的接口


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模拟量输入通道用于将模拟信号转换成数字信号，所要求的基本部件有：

模拟多路转换器与信号调理电路。采样 /保持电路。 A/D 转换器。通道控制电路。

目前单片的 ADC 芯片较多，对设计者来说，应会合理地的选择芯片，掌握与单片机的接口技术。虽然现在部分的单片机片内集成了 A/D 转换器，使用方便。在片内 A/D 转

换器不能满足需要，还是需外扩 A/D 转换器。


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8.4.1 A/D 转换器概述1．A/D转换器的分类


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逐次比较型 A/D 转换器，在精度、速度和价格上都适中，是最常用的 A/D 转换器。双积分型 A/D 转换器，精度高、抗干扰性好、价格低廉，转换速度较慢。在单片机应用领域中也得到广泛应用。

- 式 ADC 兼具有积分式与逐次比较型 ADC 的双重优点。它

对工业现场的串模干扰具有较强的抑制能力，不亚于双积分的ADC ，但它比双积分 ADC 有较高的转换速度。与逐次比较型 ADC 相比，有较高的信噪比，分辨率高，线性度好，不需要采样保持电路。因此，−式 ADC 得到了重视。

A/D 转换器的速度：超高速 (Tconv≤1ns) 、高速 (Tconv ≤1s) 、中速 (Tconv≤1ms) 、低速 (Tconv≤1s) 。

A/D 转换器的位数： 8,10,12,14,16 等。串行接口： SPI ， I2C 。


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2. A/D 转换器的性能指标

(1) 转换时间 : 完成一次模拟量到数字量转换所需的时间。转换时间的倒数为转换速率。(2) 分辨率：分辨率为 n位表示它能对满量程输入的 1／ 2n 的增量做出反映。用二进制位数n 来表示，如 8位、 12 位、 6位等。若 n＝ 8，满量程输入为 5V，则能辨别的模拟电压增量是 5V／ 28 ＝ 19.5mV 。 (3) 转换精度：在满量程内，实际转换值与理想转换

值的最大误差。


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3. A/D 转换器的选用

(1) A/D 转换器位数的确定位数确定即分辨率的确定，决定精度要求。估算时至少比总精度要求的分辨率高一位。

(2) 转换速率的确定根据实际需求确定 A/D 的转换速率。温度、流量、压力等缓变量的采集可用慢速 A/D,

几毫秒～上百毫秒。转速、电流等的采集用几十微秒的 A/D 。

位数速度


50

(3) 采样保持器的使用原则上 A/D 转换器对模拟信号转换期间，其输入信号

应保持不变，通过采样保持器完成信号保持的功能。对直流和相对 A/D 转换速率很慢的信号可以不用采样

保持器。 8 位 100us 的 A/D ，在无采保时，能转换的最高正弦信

号频率为 12Hz 。

(4) 其他工作电压基准电压串行与并行


51

8.4.2 逐次逼近型 ADC 基本原理

图 8-4-1 逐次逼近 ADC 原理电路框图

逐次逼近式 A/D 转换器是一种采用对分搜索原理来实现A/D 转换的方法，逻辑框图如图 8-4-1 所示。

Vi

Vda

“1” (Vi>Vda)

“0” (Vi<Vda)


52图 8-4-2 四位逐次逼近型 A/D 转换时序

Vi>Vda Vi<Vda Vi<Vda Vi>Vda


538-4-3 ADC0809逻辑框图

8.4.3 51 单片机和 ADC0809 的接口1. ADC0809 逻辑结构图


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2. 引脚结构 ADC0809采用双列直插式封装，共有 28 条引脚。其引脚结构如图 8-4-4 所示。

引脚结构（ 1 ） IN7~IN0 ： 8 条模拟量输

入通道（ 2 ）地址输入和控制线： 4

条（ 3 ）数字量输出及控制线： 1

1 条（ 4 ）电源线及其他： 5 条

图 8-4-4 ADC0809 引脚图


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被选通道和地址的关系


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图 8-4-5 0809 工作时序图

3. 时序图

复位SAR

启动转换

锁存通道地址

实际应用中， ALE 与 START 接在一起。启动 A/D 转换，用MOVX @DPTR, A 。转换结束可查询 EOC状态读取结果，也可用 EOC 产生中断， CPU响应中断后，读入结果。


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4 ． ADC0809 与 MCS-51 单片机的接口电路图8-4-6 0809

与8031

接口电路

启动转换地址： 0111 1111 1111 1xxx=7FFXH读结果地址： 0111 1111 1111 1xxx=7FFXH

6MHz


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编程：软件延时对 8 路模拟信号采集一次并存入数据存储区。MAIN: MOV R1, #30H

MOV DPTR, #7FF8H ; P2.7=0, 选 0 通道 MOV R7, #08H ; 置通道个数

LOOP: MOVX @DPTR, A ; MOV R6, #0AH

DELAY: NOP NOP NOP DJNZ R6, DELZY MOVX A, @DPTR; 读结果 MOV @R1, A ; 存结果 INC DPTR ; 下一通道 INC R1 ;

DJNZ R7, LOOP


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编程：用中断方式编写程序（硬件图在 EOC 和 INT1 之间加

一个非门）

┆INTT1: SETB EA

SETB IT1 ; 下沿触发 SETB EX1

MOV R1, #30H

MOV R7, #08H ; 置通道个数 MOV DPTR, #7FF8H ; P2.7=0, 选 0 通道

MOVX @RPTR,A ; 启动 A/D ┆


60

PINT1: MOV DPTR, #7FF8H ; P2.7=0, 选 0 通道 MOVX A, @RPTR ;读 A/D 结果 MOV @R1, A ; 存结果

DJNZ R7, NEXT CLR EX1 CLR EA SJMP EXIT

NEXT: INC DPTR ; 下一通道 INC R1

MOVX @DPTR, A ；启动 A/D

EXIT: RETI


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EOCOESTARTALE

ORG 0000HAJMP STORG 0003HAJMP RDAD

ST: MOV R0, #40H SETB EA

SETB EX0 SETB IT0 ; INT0 下降沿触发 ANL P1, #0F8H ；准备启动 IN0

CLR P3.4 SETB P3.4 ；发出 START信号 CLR P3.4

AJMP $ ．．．．RDAD:MOV P1, #0FFH ； P1 口作输入

CLR P3.5 ; 使 OE=1MOV @R0, P1 ; 读转换结果 SETB P3.5 ; 使 OE=0RETI


62

8.4.4 51 单片机和 AD1674/AD574A 的接口

实际应用中， 8 位 ADC 分辨率常常不够，需选择分辨率大于 8

位的芯片，如 10 位、 12 位、 16 位等。 AD1674 是美国 AD公司的 12 位逐次比较型 A/D 转换器。转换时

间为 10s ，单通道最大采集速率 100kHz 。 AD1674 是 AD574A/674A 的更新换代产品。它们的内部结构

和外部应用特性基本相同。 AD1674 的引脚功能与 AD574A/674A完

全兼容，可以直接替换 AD574 、 AD674使用。但是 AD574A 的转换

时间是 25s 。


63

1. 结构特点

① 内部集成了转换时钟，参考电压源和三态输出锁存器，因此使用方便，可直接和微处理器接口，不需要外接时钟电路。

② 输入模拟电压既可是单极性也可是双极性的。 ADC0809的输入模拟电压是单极性的。

③ 数字量的位数可以设定为 12 位，也可设定为 8 位。

④ AD1674 片内自带采样保持器，对用户是透明的。


64

2. 引脚与逻辑结构图

引脚排列图


65

逻辑结构图


66

3. 极性与量程设定单极性 : BIPOFF接 0V ，双极性 : BIPOFF接 10V 。量程 : 10V(-5V ～＋ 5V) ，输入信号接至 10VIN ；

20V(-10V ～ +10V), 输入信号接至 20VIN 。

数字量与模拟输入电压的关系：

IN 4096FSVV D

IN ( 2048)4096FSVV D

单极性

双极性

D 是无符号二进制码， VFS 是满量程电压

D 是偏移二进制码， VFS 是满量程电压


67图 8-4-8 输入极性转换电路


68

5. 输出宽度选择

4. 转换位数设定转换期间， A0=0 ， 12 位转换

A0=1, 8 位转换

读出时， A0=0 ，高 8 位数据有效。 A0=1, 低 4 位数据有效，中间 4 位为零，高 4 位为三态。

若低 4 位接在数据总线高半字节， 12 位数据按左对齐原则排列

结果高 8 位结果低 4位

4 个 0

12/8＝ 0时， D 的高 8 位 D11 ～ D4 ，与低 4 位 D3 ～ D0 分时输出。

三态缓冲器用于存放 12 位转换结果 D(D＝ 0～ 212-1) 。D 的输出方式有两种：引脚 12/8＝ 1 时， D 的 D11 ～ D0 ，并行输出；


69

6. 控制逻辑

+5V

接地

×

CE ：转换与读启动信号CS ：片选R/C ：读出 / 转换控制12/8 ：数据输出格式选择A0 ：字节选择


70

（ a ）启动与转换（ b ）转换结果输出

图 8-4-9 控制时序图

7. 时序

STS=1, 正在转换启动 : CS=0, CE=1, R/C=0然后 CS=1, CE=0

读结果：CS=0, CE=1, R/C=1然后 CS=1, CE=0


71

B

AGND

DGND

VEE

8 ． AD1674/AD574A 与 MCS-51 单片机接口

左对齐

双极性输入

启动转换地址01111100＝ 7CH

读结果地址高 8 位 0111 1101＝ 7DH低 4 位 0111 1111＝ 7FH

CE=1, MOVX, @R0, A MOVX A, @R0


72

程序 : 启动一次 A/D 转换，按左对齐原则存结果高 8 位于 R2, 低 4 位于 R3 中。

MAIN: MOV R0, #7CH ; 启动地址 MOVX @R0, A ; 启动 A/D

SETB P1.0 ; P1.0 输入模式LOOP: NOP

JB P1.0, LOOP ; 查询转换结束否 MOV R0, #7DH ; 读高 8 位地址 MOVX A, @R0 ；读结果的高 8 位 MOV R2, A ；存结果的高 8 位 MOV R0, #7FH ；读低 4 位地址 MOVX A, @R0 ；读结果的低 4 位 MOV R3, A ；存结果的

低 4 位……


73


74


75

8.5 打印机接口

8.5.1 TPμP-40A主要性能、接口要求及时序

8.5.2 字符代码及打印命令

8.5.3 TPμP-40A/16A 与 MCS-51 单片机接口

8.5.4 打印程序实例


76

8.5.1 TPμP-40A主要性能、接口要求及时序1 ． TPμP-40A 的主要技术性能（ 1 ）采用单片机控制，具有 2KB监控程序及标准的 Centronic 并行接口。（ 2 ）具有较丰富的打印命令，命令代码均为单字节，格式简单。（ 3 ）可产生全部标准的 ASCII代码字符，以及 128个非标准字符和图符。（ 4 ）可打印出 8×240点阵的图样。（ 5 ）字符、图符和点阵图可以在高和宽的方向放大为 ×2 、 ×3 、 ×4倍。


77

（ 6 ）每行字符的点行数可用命令更换，即字符行间距空点行在 0 ～ 256 间任选。

（ 7 ）带有水平和垂直制表命令，便于打印表格。（ 8 ）具有重复打印同一字符命令，以减少输送代码的数量。

（ 9 ）带有命令格式的检错功能。


78

2 ．接口要求TPμP-40A 微型打印机与计算机通过机箱后部的20 芯扁平电缆及插件相连。接插件引脚信号如图8-24 所示。

图 8-5-1 TPμP-40A/16A 插脚安排（从打印机背视）

• DB0 ～ DB7 ：数据线，单向由计算机输入打印机。

• STROBE ：数据选通信号。

• BUSY ：打印机“忙”状态信号。

• ACKNOWLEGE ：打印机的应答信号。

• ERROR ：出错信号。

3 ．接口信号时序

图 8-5-2 TPμP-40A/16A 接口信号时序


81

8.5.2 字符代码及打印命令1 ．字符代码字符代码串实例如下：打印字符串“＄ 3265.37”

输送代码串为： 24 ， 33 ， 32 ， 36 ， 35 ， 2E ，33 ， 37 ， 0D 。打印“ This is Micro-Printer”

输送代码串为： 54 ， 68 ， 69 ， 73 ， 20 ， 69 ，73 ， 20 ， 4D ， 69 ， 63 ， 72 ， 6F ， 2D ， 70 ， 72 ， 69 ， 6E ， 74 ， 65 ， 72 ， 2E ， 0D 。

2 ．打印命令

命令代码命令功能01H 打印字符、图等，增宽（ ×1 ， ×2 ， ×3 ， ×4 ）02H 打印字符、图等，增高（ ×1 ， ×2 ， ×3 ， ×4 ）03H 打印字符、图等，宽和高同时增加（ ×1,×2 ， ×3 ， ×4 ）04H 字符行间距更换 / 定义05H 用户自定义字符点阵06H 驻留代码字符点阵式样更换07H 水平（制表）跳区08H 垂直（制表）跳区09H 恢复 ASCII代码和清输入缓冲区命令0AH 一个空位后回车换行

0BH ～ 0CH 无效0DH 回车换行 0EH 重复打印同一字符命令0FH 打印位点阵图命令

表 8-5-1 TPμP-40A 打印命令代码及功能

3 ．命令非法时的出错提示

ERROR: 0

ERROR: 1

ERROR: 2

ERROR: 3

ERROR: 4

图 8-5-3 出错代码信息打印格式


84

8.5.3 TPμP-40A/16A 与 MCS-51 单片机接口

• TPμP-40A/16A没有读写信号线，只有一对握手线、 BUSY ，接口如图 8-5-4 所示。

• 图 8-5-5 是通过单片机系统中的扩展 I/O 口连接的打印机接口电路。

• 图 8-5-4 、图 8-5-5 中打印机的口地址由地址线P2 口线决定，使用时，口地址设为 7FFFH 。

WR

P2.7

RDP0.7

P0.0

GND

STB

BUSYDB7

DB0

GND

TPμP-40A/16A

16

28

17

3233343536373839

1

19171513119753

~ ~8031

图 8-5-4 TPμP-40A/16A 与 8031数据总线接口电路图

图 8-5-5 TPμP-40A/16A 与 8031扩展 I/O 口连接的接口电路图


87

8.5.4 打印程序实例下面以图 8-29 作为打印机接口，介绍一种使用 TPμP-16A 打印机打印 16×16点阵汉字“作业”的程序。程序清单如下：HZDY ： MOV DPTR ， #TAB2 ；置字型表首址 MOV R6 ， #02H DY1 ： MOV B ， #20H LCALL SUB2 ；调用打印机控制子程序 DJNZ R6 ， DY1 RETSUB1 ： PUSH DPH ； DPTR 入栈 MOV DPTR ， #TAB1 ；置打印机控制字表首址

MOV R5 ， #05H ；送打印控制字串到打印机SB11 ： LCALL DAY2 LCALL DAY1 DJNZ R5 ， SB11 MOV A ， B LCALL DAY1 MOV A ， #00H LCALL DAY1 POP DPL ； DPTR 出栈 POP DPH RETSUB2 ： MOV R5 ， B ；送由 B设置个数的汉字字型码到打印机SB21 ： LCALL DAY2 LCALL DAY1 DJNZ R5 ， SB21 MOV A ， #0DH ；回车换行 LCALL DAY1 RETDAY1 ： PUSH DPH

PUSH DPL MOV DPTR ， #7F01H ；将字型码送 8155 PA 口 MOVX @DPTR ， A MOV DPTR ， #7F03H ；用 8155 PC 口模拟打印机信号 MOV A ， #00H MOVX @DPTR ， A MOV A ， #01H MOVX @DPTR ， A JB P3.3 ， $ ；打印机忙等待 POP DPL POP DPH RETDAY2 ： CLR A ；取字型码子程序 MOVX A ， @A+DPTR INC DPTR RET

TAB1 ： DB 1BH ， 31H ， 00H ， 1BH ， 4BH ；打印机控制字符串TAB2 ： DB 00H ， 00H ， 00H ， 0FFH ， 0FEH ， 00H ， 00

；汉字“作”的下半部字形码 DB 00H ， 0FFH ， 0FFH ， 20H ， 20H ， 20H ， 60H ， 20H DB 00H ， 02H ， 02H ， 0E2H ， 0C2H ， 0FEH ， 0FEH ， 02H

；汉字“业”下半部字形码 DB 02H ， 0FEH ， 0FEH ， 62H ， 0C2H ， 02H ， 06H ， 02H DB 00H ， 01H ， 06H ， 1FH ， 0F7H ， 60H ， 02H ， 0CH

；汉字“作” 的上半部字形码 DB 38H ， 0FFH ， 5FH ， 12H ， 12H ， 16H ， 32H ， 10H DB 00H ， 08H ， 07H ， 03H ， 00H ， 0FFH ， 7FH ， 00H

；汉字“业” 的上半部字形码 DB 00H ， 0FFH ， 7FH ， 00H ， 03H ， 1FH ， 0CH ， 00H


91

8.6 拨码盘及语音接口

8.6.1 拨码盘接口及应用实例

8.6.2 ISD1420 语音接口芯片及其应用


92

8.6.1 拨码盘接口及应用1 ．十线拨盘（如图 8-6-1 所示）

A

0 9

0 9

+5V

图 8-6-1 十线拨盘

• 十线拨盘接口：多个拨盘输入时，接口如图 8-6-2 所示。为节约 I/O 口，采用并联连接，分时选通输入的办法。

拨盘选择信号开集输出器

A1 An+5V0 9 0 9

输入口P1

输入P3口

···

···

图 8-6-2 十线拨盘组接口

• 读数及自检软件 : 十线拨码盘便于实现自检。在正常情况下，十线中只能有一个为低电平“ 0”

。如果有一个以上的低电平“ 0” ，则为短路故障；如全为高电平“ 1” ，则为开路或接触不良故障。图 8-6-3 是读数自检子程序流程图。

开始

P1 8从口输入低位

Y NP1 1为全？

P3 2从口输入高位 P3 2从口输入高位

P1 1全为？ Y N

N

Y Y

N

搜索查表

查到？

A 拨码值开路

A 0E

返回

P1 1全为？

搜索查表

查到？

A 拨码值短路

A 0F短路

A 0F短路

A 0F

图 8-6-3 十线拨盘读数自检程序流程图


96

2 ． BCD 拨码盘（如图 8-6-4~8-6-5 所示）硬件接口：只用两个 BCD 拨码盘输入时，可

把 A端接 +5V ， 8 个输出脚接 8 个并行输出口，并通过 10KΩ 电阻接地，从 8 位并行口输入的数据即是两个拨盘的 BCD 码。多个拨盘输入时，同样要接成并联分时选通形式

读数及检测软件： BCD 拨码盘不易实现故障自检。

输入口

A1 A2 An-1 An

+5V

8 4 2 1 8 4 2 1 8 4 2 1 8 4 2 1

拨盘选择信号输出器

···

图 8-6-4 BCD 码拨盘组接口

图 8-6-5 BCD 码拨盘检测程序流程

图


99

8.6.2 ISD1420 语音接口芯片及其应用1 ． ISD1420 芯片的特点（ 1 ）外围元件简单，仅需少量阻容元件、麦克风即

可组成一完整录放系统。（ 2 ）模拟信息存储重放音质极好，并有一定混响效果。（ 3 ）待机时低功耗（仅 0.5μA ），典型放音电流15mA 。（ 4 ）放音时间 20s ，可扩充级联。


100

（ 5 ）可持续放音，也可分段放音，最小分段 20s/160段 =0.125s/ 段，可分段数 160段。

( 地址输入端 A0 ～ A7 有效值范围为 00000000 ～10011111)

（ 6 ）录放次数达 10万次。（ 7 ）断电信息存储，无需备用电池，信息可保 100

年。（ 8 ）操作简单，无需专用编程器及语音开发器。（ 9 ）高优先级录音，低电平或负边沿触发放音。（ 10 ）单电源供电，典型电压 +5V 。

图 8-6-6 ISD1420 语音芯片内部结构框图

2 ．内部接口介绍

放大

放大

自动增益控制

控制信号地址缓冲器电源

放大平滑滤波

分频内部时钟

五阶滤波

XCLK

ANA IN

ANA OUT

MICMIC Ref

AGC

PLAYLPLAYERECRECLED A VCCAVSSAVCCDVSSA

SP+SP-

0 1 2 3 4 5 6 7A A A A A A A

模拟接收器

模拟存储器

译码前置

信号扬声器

3 ． ISD1420 封装及引脚介绍

图 8-6-7 ISD1420 引脚图

A0~A7: 地址或操作模式控制MIC: 话筒输入MICRef: 话筒输入参考AGC: 自动增益控制ANA IN,ANA OUT: 模拟信号

入，出/PLAYL: 电平放音/PLAYE: 边沿放音/RECLED: 录音指示/REC: 录音 / 放音控制


103

4 ． ISD1420 基本技术指标（均为典型值）

（ 1 ）工作电源 +5V 。（ 2 ）静态电流 <10μA 。（ 3 ）工作电流 15mA 。（ 4 ）信噪比 S/N=43dB 。（ 5 ）录音时间长度： 20s

（ 6 ）每基本段时间长度： 20s 。


104

5 ． ISD1420 与单片机接口举例硬件连接（如图 8-6-8 所示）

D

P

8031

EN

Q

Q

Q

Q

ISD1420 +5V

+5V

10K

+22

0.1

0.1

0.1

100K

0.1

LED

+5V

0.1

100K

AAA

A

ANAOUT

ANAIN

AGC

MIC Ref

SP-

SP+

VCCAVCCD74LS377

1K

0

2.7

0

5

6

7

01

2

7

MIC2K

D0

D7 D7

μF

μF

μF

μF

μF

···

···

Ω

Ω

× 3

Ω

μF

Ω

Ω

MIC

PLAYL

PLAYE

REC

图 8-6-8 ISD1420 与单片机 8031 的接口

芯片选通地址： 7FFFH

录入语音信息表 8-6-1 ISN1420 语音分段及段控

制码

语音分 40段，每段 0.5秒。单字 0.5秒，词段 1.5秒。

语音信息 0 1 … 8 9 千百十帕当前水压

当前时间

录音段控制码（ H ）

40

41

… 48

49

4A

4B

4C

4D

4E 51

放音段控制码（ H ）

80

81

… 88

89

8A

8B

8C

8D

8E 91

表 8-6-2 语音信息录放段控制码

放音实例：内容为“当前水压 285KPa”,各字段录入顺序见表 8-6-2


107

6 ． ISD 系列语音芯片应用中应注意的问题

（ 1 ） ISD 系列器件所有地址端、控制端和 TES

T/CLD端必须可靠接高电平或低电平，而不能悬空，否则可能出现停止播放的情况。

（ 2 ）为了充分发挥其优质高保真特点，应注意以下几点：


108

1 ） AGC 阻容，尽量靠近 ISD ，且连线尽量短。

2 ）电源线和地线宽度应在 0.8mm以上。 3 ）选用优质话筒。 4 ）话筒信号耦合电容与连接 MICREF端到模拟

地的电容要相同。 5 ）电源内阻低且无噪音。


109

（ 3 ） ISD 的 SP+ 、 SP-端一定不要接地，只能接喇叭或悬空。

（ 4 ）国内部分厂家语言芯片与 ISD 芯片标准信号对应如下：

SR9F26——ISD1020A （硬封装）

SR9G16/SR9G26——ISD1416/ISD1420 （硬封装）

HY420/SRG26R——ISD1420 （软封装）

HY410——ISD1110 （软封装）


110

本章结束

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第 8 章 51 单片机的接口技术