输入口的应用.pptx
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1、yiher本章内容本章内容第1页/共106页yiher第2页/共106页yiher4.1 认识认识8051的输入端口的输入端口在上一章,我们绘出在上一章,我们绘出8051 4个输入个输入/输出口输出口的结构,虽然这的结构,虽然这4个输入个输入/输出端口的结构有输出端口的结构有些不同,但就输入功能来看,这些不同,但就输入功能来看,这4个输入个输入/输输出端口的结构几乎完全一样。基本上,输出端口的结构几乎完全一样。基本上,输入口都是通过一个三态的寄存器连接到入口都是通过一个三态的寄存器连接到CPU内部的数据总线,下面以内部的数据总线,下面以P0口为例讲口为例讲解。解。第3页/共106页yiherP
2、ORT 0的输入功能的输入功能第4页/共106页yiher在实现输入功能时,输出端的在实现输入功能时,输出端的Q1、Q2两两个个FET必须呈开路状态才不会影响输入状必须呈开路状态才不会影响输入状态。而进行一般数据的输入态。而进行一般数据的输入/输出时,输出时,Q1就是高阻抗状态就是高阻抗状态(可看作开路可看作开路)。若要。若要Q2也也呈高阻抗状态,其栅极必须为低电平,而呈高阻抗状态,其栅极必须为低电平,而其栅极连接多任务器,再连接到锁存器的其栅极连接多任务器,再连接到锁存器的 ;若要让锁存器的;若要让锁存器的 为低电平,则其输入为低电平,则其输入端端D必须为高电平。换言之,只要该位输必须为高电
3、平。换言之,只要该位输出出1,则内部数据总线该位为,则内部数据总线该位为1,锁存器的,锁存器的输入端输入端D为为1,其输出,其输出Q=1、=0,并由,并由Q回送到输入端,使该锁存器保持回送到输入端,使该锁存器保持Q状态;状态;而当而当 =0时,时,Q2将呈高阻抗状态。将呈高阻抗状态。第5页/共106页yiher这也就是为什么在输入之前,必须送这也就是为什么在输入之前,必须送“1”到该输入到该输入/输出口,将该输入输出口,将该输入/输出端口设计输出端口设计成输入功能的原因。成输入功能的原因。若没有事先将若没有事先将“1”送到该输入送到该输入/输出端口,输出端口,则则Q2可能不是高阻抗,可能会影响
4、输入的可能不是高阻抗,可能会影响输入的状态。状态。当要输入该位引脚所连接的外部数据时,当要输入该位引脚所连接的外部数据时,输入指令将使内部输入指令将使内部“读取引脚读取引脚”线变为线变为1,外部数据才会通过寄存器,送到内部数据外部数据才会通过寄存器,送到内部数据总线。总线。第6页/共106页yiher在此介绍与人们接触较为频繁的输入设备,在此介绍与人们接触较为频繁的输入设备,包括电子电路常用的按钮开关、指拨开关等。包括电子电路常用的按钮开关、指拨开关等。4.2.1 输入设备输入设备对于数字电子电路而言,最基本的输入设备对于数字电子电路而言,最基本的输入设备就是就是开关开关。开关可以分为。开关可
5、以分为按钮开关按钮开关和和闸刀开闸刀开关。关。4.2 输入设备与输入电路设计输入设备与输入电路设计第7页/共106页yiher按钮开关按钮开关(Button)的特色就是具有自动恢复的特色就是具有自动恢复(弹回弹回)的功能。我们按下按钮,其中的触点的功能。我们按下按钮,其中的触点接通接通(或切断或切断),放开按钮后,触点恢复为切,放开按钮后,触点恢复为切断断(或接通或接通)。在电子电路中,最典型的按钮。在电子电路中,最典型的按钮开关就是小小的开关就是小小的Tack Switch,如下图所示。,如下图所示。第8页/共106页yiher四个按钮开关(四个按钮开关(Tack Switch)第9页/共1
6、06页yiher闸刀开关闸刀开关(Knife Switch)具有保持功能,也具有保持功能,也就是不会自动复归就是不会自动复归(弹回弹回)。当我们按一下开。当我们按一下开关关(或切换开关或切换开关)时,其中的触点接通时,其中的触点接通(或切断或切断),若要恢复触点状态,则需再按一下开关,若要恢复触点状态,则需再按一下开关(或或切换开关切换开关)。在电子电路中,最典型的闸刀开。在电子电路中,最典型的闸刀开关就是指拨开关关就是指拨开关(DIP Switch),如下图所示。,如下图所示。对于电路板的状态设置不常切换开关状态的对于电路板的状态设置不常切换开关状态的场合,也常用跳线场合,也常用跳线(Jum
7、per)来代替,也就是来代替,也就是在电路板上放置两个引脚的插针,然后用跳在电路板上放置两个引脚的插针,然后用跳线帽线帽(短路环短路环)作为接通的部件。作为接通的部件。第10页/共106页yiher8P拨码开关(拨码开关(DIP Switch)第11页/共106页yiher按钮开关按钮开关(Tack Switch)按照尺寸区分,电子电路或微型计算机电路所按照尺寸区分,电子电路或微型计算机电路所使用的使用的Tack Switch可分为可分为8mm、10mm、12mm等。虽然等。虽然Tack Switch有有4个引脚,但实个引脚,但实际上,其内部只有际上,其内部只有一对一对a触点触点,如下图所示。
8、,如下图所示。上面两个引脚是内部连通的,而下面两个引脚上面两个引脚是内部连通的,而下面两个引脚也是内部连通的。上、下之间则为一对也是内部连通的。上、下之间则为一对a触点。触点。第12页/共106页yiher8mm Tack Switch的符号、外观与尺寸的符号、外观与尺寸第13页/共106页yiher指拨开关指拨开关(DIP Switch)按指拨开关的开关数量,可分为按指拨开关的开关数量,可分为2P、4P、8P等。等。2P指拨开关内部有独立的两个开关,指拨开关内部有独立的两个开关,4P指拨开关内部有独立的指拨开关内部有独立的4个开关,依此类推。个开关,依此类推。通常会在通常会在DIP Swit
9、ch上标示记号或上标示记号或“ON”,若,若将开关拨到记号或将开关拨到记号或“ON”的一边,则触点接通的一边,则触点接通(on),反之拨到另一边则为不通,反之拨到另一边则为不通(off)。第14页/共106页yiher8P DIP Switch的符号、外观与尺寸的符号、外观与尺寸第15页/共106页yiher数字型指拨开关数字型指拨开关 数字型指拨开关是一种附有数字轮盘的指拨开数字型指拨开关是一种附有数字轮盘的指拨开关,如下图所示。关,如下图所示。根据其数字编码区分,可根据其数字编码区分,可分为下列两种类型。分为下列两种类型。BCD指拨开关提供指拨开关提供09的的BCD编码输出,其数编码输出,
10、其数字轮盘只有字轮盘只有10个个(09)。16进制指拨开关提供进制指拨开关提供0F的的16进制编码输出,进制编码输出,其数字轮盘有其数字轮盘有16个个(0F)。第16页/共106页yiher数字型拨码开关的外观数字型拨码开关的外观(四位数四位数)与内部结构与内部结构(每一位数每一位数)第17页/共106页yiher数字型拨码开关的开关状态数字型拨码开关的开关状态类型类型数字数字 8 输出端输出端 4 输出端输出端 2 输出端输出端 1 输出端输出端16进制进制BCD0OFFOFFOFFOFF1OFFOFFOFFON2OFFOFFONOFF3OFFOFFONON4OFFONOFFOFF5OFFO
11、NOFFON6OFFONONOFF7OFFONONON8ONOFFOFFOFF9ONOFFOFFONAONOFFONOFFBONOFFONONCONONOFFOFFDONONOFFONEONONONOFFFONONONON第18页/共106页yiher 根据其切换方式的不同,数字型指拨开关可分根据其切换方式的不同,数字型指拨开关可分为下列两种类型。为下列两种类型。上下按钮式切换,在数字上下方各有上下按钮式切换,在数字上下方各有1个按钮,个按钮,上按减上按减1,下按加,下按加1。旁边转盘式切换,在数字旁边有个轮盘,直接旁边转盘式切换,在数字旁边有个轮盘,直接旋转轮盘,即可显示操作的数字。旋转轮盘
12、,即可显示操作的数字。第19页/共106页yiher数字型拨码开关的实物图数字型拨码开关的实物图第20页/共106页yiher电路板用数字型拨码开关的尺寸与外观(一位数)电路板用数字型拨码开关的尺寸与外观(一位数)第21页/共106页yiher4.2.2 输入电路设计输入电路设计当我们要设计输入电路时,一定要把握一个当我们要设计输入电路时,一定要把握一个原则,就是原则,就是不要有不确定的状态不要有不确定的状态。所以,输。所以,输入端不可留空,留空除了会产生不确定的状入端不可留空,留空除了会产生不确定的状态外,还可能感染噪声,使电路产生错误的态外,还可能感染噪声,使电路产生错误的操作。操作。第2
13、2页/共106页yiher按钮开关的输入电路设计按钮开关的输入电路设计 不管是不管是Tack Switch还是其他类型的按钮开关,还是其他类型的按钮开关,若要将它作为电子电路或微型计算机电路的输若要将它作为电子电路或微型计算机电路的输入时,通常会接一个电阻到入时,通常会接一个电阻到Vcc或或GND,如下,如下图所示。图所示。第23页/共106页yiher按钮开关的输入电路按钮开关的输入电路(Button)低电平驱动低电平驱动高电平驱动高电平驱动第24页/共106页yiher平时按钮开关平时按钮开关(PB)为开路状态,其中为开路状态,其中10k的电的电阻连接到阻连接到Vcc,使输入引脚上保持为高
14、电平信号;,使输入引脚上保持为高电平信号;若按下按钮开关,则经过开关接地,输入引脚若按下按钮开关,则经过开关接地,输入引脚上将变为低电平信号;放开开关时,输入引脚上将变为低电平信号;放开开关时,输入引脚上将恢复为高电平信号,这样将可产生一个上将恢复为高电平信号,这样将可产生一个负负脉冲脉冲。反之,如右图所示,反之,如右图所示,平时按钮开关为开路状态,平时按钮开关为开路状态,其中其中470的电阻接地,使输入引脚上保持为低的电阻接地,使输入引脚上保持为低电平信号;若按下按钮开关,则经过开关接电平信号;若按下按钮开关,则经过开关接Vcc,输入引脚上将变为高电平信号;放开开关时,输入引脚上将变为高电平
15、信号;放开开关时,输入引脚上将恢复为低电平信号,这样将可产输入引脚上将恢复为低电平信号,这样将可产生一个生一个正脉冲正脉冲。第25页/共106页yiher低电平驱动低电平驱动高电平驱动高电平驱动第26页/共106页yiher低电平驱动低电平驱动第27页/共106页yiher闸刀开关的输入电路设计闸刀开关的输入电路设计 不管是不管是DIP Switch还是其他类型的闸刀开关,还是其他类型的闸刀开关,若要将它作为电子电路或微型计算机电路的输若要将它作为电子电路或微型计算机电路的输入时,通常会接一个电阻到入时,通常会接一个电阻到Vcc或或GND,如下,如下图所示。图所示。第28页/共106页yihe
16、r闸刀开关的输入电路闸刀开关的输入电路(Switch)低电平驱动低电平驱动高电平驱动高电平驱动第29页/共106页yiher如左图所示,如左图所示,若开关若开关(KS)为为off状态,其中状态,其中10k的的电阻连接到电阻连接到Vcc,使输入引脚上保持为高电平信号;,使输入引脚上保持为高电平信号;若将开关切换到若将开关切换到on状态,则经过开关接地,输入引状态,则经过开关接地,输入引脚上将变为低电平信号,这样将可根据需要脚上将变为低电平信号,这样将可根据需要产生不产生不同的电平同的电平。反之,如右图所示,反之,如右图所示,若开关为若开关为off状态,其中状态,其中470的电阻接地,使输入引脚上
17、保持为低电平信号;若的电阻接地,使输入引脚上保持为低电平信号;若将开关切换到将开关切换到on状态,则经过开关接状态,则经过开关接Vcc,输入引,输入引脚上将变为高电平信号,如此将可根据需要脚上将变为高电平信号,如此将可根据需要产生不产生不同的电平同的电平。通常按钮开关是使用在产生通常按钮开关是使用在产生边沿触发边沿触发的场合,而闸的场合,而闸刀开关使用在产生刀开关使用在产生电平触发电平触发得出。得出。第30页/共106页yiher低电平驱动低电平驱动高电平驱动高电平驱动第31页/共106页yiher低电平驱动低电平驱动第32页/共106页yiher数字型指拨开关的输入电路设计数字型指拨开关的输
18、入电路设计 每片数字型指拨开关都有每片数字型指拨开关都有5个接点,分别是个接点,分别是com、8、4、2、1,通常是把,通常是把com连接到连接到Vcc,而其他接点分别通过一个,而其他接点分别通过一个470的电阻接地,的电阻接地,如下图所示。如下图所示。若要把数字型指拨开关与若要把数字型指拨开关与89S51连接,则把连接,则把图中的图中的8、4、2、1端直接并接于输入口即可,端直接并接于输入口即可,其中其中8端是端是MSB、1端是端是LSB,以连接,以连接P2为例为例,如下图所示。如下图所示。第33页/共106页yiherBCD拨码开关的使用拨码开关的使用第34页/共106页yiher低电平驱
19、动低电平驱动高电平驱动高电平驱动第35页/共106页yiher4.2.3 抖动与防抖动抖动与防抖动不管是按钮开关还是闸刀开关,在操作时,不管是按钮开关还是闸刀开关,在操作时,并不如想像中那么理想!实际上,开关操作并不如想像中那么理想!实际上,开关操作时会有很多不确定的情况,也就是时会有很多不确定的情况,也就是噪声噪声。在。在此介绍开关操作时的实际情况以及防止不确此介绍开关操作时的实际情况以及防止不确定状况的对策。定状况的对策。第36页/共106页yiher抖动现象抖动现象开关的操作开关的操作第37页/共106页yiher在刚才所介绍的输入电路中,开关的操作是在刚才所介绍的输入电路中,开关的操作
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