BA安全生产技术安全生产事故案例分析.ppt
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1、第十章 输入与输出设备及其接口技术,第一节 概 述 单片机应用系统的类型多种多样,如智能仪表、控制单元、数据采集系统、分布式检测系统。但是,对于各种类型的单片机应用系统,其人机通道配置的集合如图7-1所示。,第二节 显示及显示接口 在单片机系统中,常用的显示器有:发光二极管显示器,简称LED(Light Emitting Diode);液晶显示器,简称LCD(Liquid Crystal Display);荧光管显示器。三种显示器中,以荧光管显示器亮度最高,发光二极管次之,而液晶显示器最弱,为被动显示器,必须有外光源。,一、发光二极管及LED显示器 发光二极管是由半导体发光材料做成的PN结,只
2、要在发光二极管两端通过正向电流5-20mA就能达到正常发光。LED的发光颜色通常有红、绿、黄、白,其外形和电气图形符号如图所示。单个LED通常是通过亮、灭来指示系统运行状态和用快速闪烁来报警。,通常所说的LED显示器由7个发光二极管组成,因此也称之为七段LED显示器,其排列形状如图所示。显示器中还有一个圈点型发光二极管(在图中以dp表示),用于显示小数点。通过七个发光二极管亮暗的不同组合,可以显示多种数字、字母以及其它符号。,LED显示器中的发光二极管共有两种连接方法:共阳极接法 把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极。使用时公共阳极接5V。阴极端输入低电平的段发光二极管导通点亮,输入高电平的
3、则不点亮。共阴极接法 把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。使用时会共阴极接地,阳极端输入高电平的段发光二极管导通点亮,输入低电平的则不点亮。用LED显示器显示十六进制数的字型代码如下表所示:,二、七段LED显示器的工作原理 七段LED显示器需要由驱动电路驱动。在七段LED显示器中,共阳极显示器,用低电平驱动;共阴极显示器,用高电平驱动。点亮显示器有静态和动态两种方式。1静态显示器 所谓静态显示,就是当显示器显示某一字符时,相应段的发光二极管恒定地导通或截止。这种显示方法的每一位都需要有一个8位输出口控制。静态显示器的优点是显示稳定,在发光二极管导通电流一定的情况下显示器的亮度高,控制系统在
4、运行过程中,仅仅在需要更新显示内容时,CPU才执行一次显示更新子程序,这样大大节省了CPU的时间,提高了CPU的工作效率;缺点是位数较多时,所需的I/O口太多,硬件开销太大。,举例:作为MCS-51串行口方式0输出的应用,可以在串行口上扩展多片串行输人并行输出的移位寄存器74LS164作为静态显示器接口,图10-2给出了8位共阳极静态显示器的逻辑接口。设所显示的字符查表编程量参数放在相应的显示缓冲区单元中。,更新显示器子程序清单:DISPLAY:MOV R7,8;8位显示计数器 MOV R0,78H;78H-7FH为显示器缓冲区 MOV DPTR,TABLE;显示字形码表首地址 LOOP1:M
5、OV A,R0;取出要显示的编程量参数 INC R0;指向缓冲区下一地址 MOVC A,ADPTR;取出显示字形码 MOV SBUF,A;送出该LED上的字形码 LOOP2:JNB TI,LOOP2;输出完否?CLR TI;完,清发送中断标志 DJNZ R7,LOOP1;8位显示未完,继续 RET,TABLE:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0BH,99H;0,1,2,3,4 DB 92H,82H,0FBH,80H,90H;5,6,7,8,9 DB 88H,83H,0C6H,0A1H,86H;A,b,C,d,E DB 8EH,0BFH,8CH,0F7H,0FFH;F,一,P,一,暗,2动态
6、显示器 动态显示是一位一位地轮流点亮各位显示器(扫描),对于显示器的每一位而言,每隔一段时间点亮一次。在同一时刻只有一位显示器在工作(点亮),利用人眼的视觉暂留效应和发光二极管熄灭时的余辉效应,看到的却是多个字符“同时”显示。显示器亮度既与点亮时的导通电流有关,也与点亮时间和间隔时间的比例有关。调整电流和时间参数,可实现亮度较高较稳定的显示。动态显示器的优点是节省硬件资源,成本较低。但在控制系统运行过程中,要保证显示器正常显示,CPU必需每隔一段时间执行一次显示子程序,占用CPU大量时间,降低了CPU的工作效率,同时显示亮度较静态显示器低。若显示器的位数不大于8位,则控制显示器公共极电位只需一
7、个8位I/O口(称为扫描口或字位口),控制各位LED显示器所显示的字形也需要一个8位口(称为数据口或字形口)。,举例:对于图所示的6位LED显示器,在单片机内部RAM中设置6个显示缓冲单元78H-7DH,存放6位欲显示的字符数据,8155的端口A扫描输出总是只有一位为高电平,即6位显示器中仅有一位公共阴极为低电平(只选中一位),其他位为高电平,8155B口输出相应位的显示字符的段数据使该位显示出相应字符,其他位为暗。依次改变端口A输出为高电平的位及端口B输出对应的段数据,6位LED显示器就显示出缓冲器中字符数据所确定的字符。,设:8155命令口地址为7F00H,A口地址为7F01H,B口地址为
8、7F02H。DSP:MOV R0,78H;显示数据缓冲区首地址送R0 MOV A,03H MOV DPTR,7F00H MOVX DPTR,A;8155初始化,A口为输出口 B口为输出口 MOV R3,20H;使显示器最左边位亮 LPl:MOV DPTR,7F01H;数据指针指向A口 MOV A,R3 MOVX DPTR,A;送扫描值 INC DPTR;数据指针指向B口 MOV A,R0;取欲显示数据的字形码表位序,LPl:MOV DPTR,ADIZHI;数据指针指向A口 MOV A,R3 MOVX DPTR,A;送扫描值 INC DPTR;数据指针指向B口 MOV A,R0;取欲显示数据的字
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