單片機接口技術論文
單片機接口技術論文
接口是指各種不同特性部件的相互交接部分。對于單片機，CPU與其它外圍電路和部件相互交接的部分就是接口。學習啦小編為大家整理的單片機接口技術論文，希望你們喜歡。
單片機接口技術論文篇一
單片機接口技術概述
摘要：本文首先介紹了單片機接口技術的特點，之后對PS/2鼠標接口單片機設備進行擴展，主要完成了串口轉PS/2鼠標硬件和軟件結構設計。
關鍵詞：單片機;接口技術;PS/2
中圖分類號：TP368文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 24-0000-01
Interface Technology Overview
Xu Liyuan
(Tianjin Polytechnic University,School of Computer Science&Software Engineering,Tianjin300387,China)
Abstract:This paper describes the characteristics of the single-chip interface technology to be extended to complete the serial port to PS/2 mouse hardware and software architecture design,followed by the PS/2 mouse interface microcontroller devices.
Keywords:SCM;Interface technology;PS/2
接口是指各種不同特性部件的相互交接部分。對于單片機，CPU與其它外圍電路和部件相互交接的部分就是接口。接口又分為和軟件部分硬件部分。接口軟件則是指為實現信息交換而設計的程序;硬件接口是指兩個部件實體之間的連線和邏輯電路。在現在所掌握的技術條件下，硬件接口都必須得到相應的接口軟件的支持。
一、單片機接口技術的特點
單片機本身已經具備了一些常用的功能部件，而且我們知道單片機的應用主要是面向測控系統(tǒng)，因此，與通用計算機的接口技術相比較，單片機的接口技術有以下特點。
(一)單片機的接口往往更側重于人機接口和控制接口。通用微機的人機界面是標準鍵盤和顯示器，較之單片機的人機接口要復雜，同時功能也強得多。PC機的鍵盤本身就是一個單片機系統(tǒng)，可以對100多個鍵進行掃描，并具有消除抖動和重鍵處理等功能。另外，通用計算機不是面向測控應用的，因此通常不具備測控接口。如果需要，也必須使用擴展板。
(二)單片機的接口往往都是由用戶自行設計的，而且不會有統(tǒng)一的標準和規(guī)格。而且同一種功能也可以采用不同的接口設計方案。而對于通用微型計算機的接口部件一般是已經設計好的，用戶也只能使用它所提供的功能，卻不能更改其原有的設計。因此，單片機的接口設計往往需要更多的技巧和經驗。
(三)單片機應用系統(tǒng)的規(guī)模通常都比較小，存儲器的容量也不大。因此，很少采用大容量的存儲器，而且通常只采用靜態(tài)存儲器，很少采用動態(tài)存儲器。另外，也很少采用外部存儲器(軟盤、硬盤等)。而在通用微型計算機中，通常都采用大容量的動態(tài)存儲器，軟盤和硬盤更是必不可少的大容量的外部存儲器。
二、單片機接口技術的應用――PS/2接口技術
作為一個出現較早的輸入接口，基于PS/2的開發(fā)技術已經相當成熟，但是這些成熟的技術主要掌握在部分主板開發(fā)商和鼠標鍵盤開發(fā)商手上。而且PS/2協(xié)議的官方參考資料已經很難找到，所以本課題將以監(jiān)控并分析PS/2鼠標在實際工作中的數據流并結合前人開發(fā)經驗心得為主要開發(fā)依據，通過不斷調試改進來完成PS/2鼠標接口的開發(fā)。
PS/2鼠標和鍵盤履行一種雙向同步串行協(xié)議。換句話說每次數據線上發(fā)送一位數據并且每在時鐘線上發(fā)一個脈沖就被讀入。鍵盤/鼠標可以發(fā)送數據到主機而主機也可以發(fā)送數據到設備，但主機總是在總線上有優(yōu)先權，它可以在任何時候抑制來自于鍵盤/鼠標的通訊，只要把時鐘拉低即可。數據傳輸過程中的時鐘始終都由設備提供，如果主機要想設備發(fā)送數據就必需先告訴設備產生一個時鐘信號。
(一)硬件結構基本設計。PS/2接口與單片機可以直接連接，將單片機的VCC和GND分別與PS/2接口的4號和3號針腳連接，實現對設備的供電。將P2.0和P2.1分別和PS/2接口的1號和5號針腳連接，作為數據線和時鐘線實現單片機到PS/2接口的信號傳輸。
在單片機的P2.2-P2.7引腳上連接六個按鍵，分別用來模擬鼠標的上下左右移動以及鼠標的左右鍵。該模塊用來測試PS/2接口設備的基本功能。P1口接8個發(fā)光二極管，在調試和測試中顯示相關內容。P3.0-P3.1接串口模塊，實現單片機和PC的通信，該模塊用于擴展和測試。
下面介紹PS/2接口設備與PC通過串口的連接：
這個模塊是一個擴展和測試模塊，用來實現串口轉PS/2接口，并且可以測試PS/2接口的功能和性能。
通過串口將PC機同PS/2接口設備連接，在PC機上編寫測試軟件，測試軟件通過串口向單片機發(fā)送一定的鼠標數據報，設備將這些數據報轉發(fā)到PS/2接口，這樣使得調試更加方便靈活，同時也實現了本課題的PS/2接口設備的一個擴展應用。
51單片機有一個全雙工的串行通訊口，所以單片機和電腦之間可以進行串口通訊。但是電腦的串口是RS232電平的，而單片機的串口是TTL電平的，兩者之間必須有一個電平轉換電路，我們采用了三線制連接串口，也就是說和電腦的9針串口只連接其中的3根線：第5腳的GND、第2腳的RXD、第3腳的TXD。這是最簡單的連接方法。
(二)軟件結構設計。PS/2接口設備的軟件主要包括六個部分：PS/2接口驅動模塊，Reset模式處理模塊，stream模式處理模塊，顯示處理模塊，按鍵處理模塊，主程序模塊。
各模塊的功能如下：(1)PS/2接口驅動模塊：實現對PS/2接口的基本操作，包括向PS/2口發(fā)送一個字節(jié)數據，從PS/2口接收一個字節(jié)數據等操作的實現。(2)Reset模式處理模塊：完成Reset模式操作。(3)Stream模式處理模塊：完成Stream模式操作，提供發(fā)送一個完整鼠標數據報的函數。(4)顯示處理模塊：提供用于調試和測試的顯示函數。(5)按鍵處理模塊：用六個按鍵分別模擬鼠標的上下左右移動和左右鍵，當按下某個按鍵時產生相應的鼠標數據報，并調用Stream模式處理模塊中的發(fā)送鼠標數據報函數，數據包發(fā)送到主機。(6)主程序模塊：協(xié)調各模塊穩(wěn)定運行。
(三)PS/2鼠標接口設備狀態(tài)轉換。通過分析PS/2鼠標在實際使用過程中的信號了解到，在鼠標上電一定時間后主機會向鼠標發(fā)送多次復位信號，鼠標上電機進入Reset模式。Reset模式下主機會對鼠標進行檢測和配置，這個過程也被叫做鼠標的初始化。主機在重新啟動和休眠喚醒時也會讓鼠標進入Reset模式并初始化鼠標。Stream模式下設備可以向主機發(fā)送鼠標數據報，當然主機在這個時期也可能短暫的抑制鼠標數據報的發(fā)送。
參考文獻：
[1]黎愛瓊,陳家林.基于嵌入式微處理器的PS/2鼠標驅動設計[J].測控技術,2006,2:71-74
[2]沈建華.嵌入式設備鼠標接口的設計與實現[J].電子技術應用,2003,11:12-14
單片機接口技術論文篇二
單片機接口技術的特點與應用設計分析
摘 要 單片機接口技術比計算機接口技術更加容易控制，具有較小的規(guī)模，存儲容量不算很大。其接口的部分是由不同特性的部件進行交接的。尤其是對于單片機來說，它的接口就是CPU與其他外圍電路的部件來進行交接的。本文簡要敘述了單片機接口技術的特點，并且論述了這種技術在PS/2接口技術中的應用，從而完成鼠標硬件以及軟件結構的設計，僅供大眾參考。
【關鍵詞】單片機 接口技術 特點 應用設計
接口指的是具有不同特性的部件在一起交互交接的部分。對于單片機來說，它的接口就是CPU與其他外圍電路以及部件來進行交接的。而接口又可以分為軟件部分和硬件部分。接口的軟件部分指的是為了實現信息的交換而進行設計的程序;解救的硬件部分就是指連接兩個實體部件的連線以及邏輯線路。在我國目前所掌握的技術條件下來看，要想實現硬件部分的對接，就一定要得到其相應的軟件接口的支持才可。
1 單片機接口技術的特點
由于單片機本身就已經具備了部分常用的功能部件，并且主要面向測控系統(tǒng)，所以，單片機的接口與通用計算機接口技術相比具有以下三方面的特點。
第一，單片機的接口設計更加側重于測控接口和人機接口。一般常用的危機的人機界面都是用的是標準鍵盤和顯示器，它與單片機的人機接口相比顯得更加復雜，但是卻又更加多的功能。由于PC機本身的鍵盤屬于一個單片機系統(tǒng)，能夠對100多個鍵同時進行掃描，還有消除抖動以及重鍵處理等方面的功能。除此以外，一般的通用計算機并不能夠面向測控應用，所以不具備測控接口的功能;要想其能夠進行測控應用，就必須要增加擴展板。
第二，一般單片機的接口是由用戶自己進行設計的，并且一般沒有統(tǒng)一的標準和規(guī)格。即使是同一種功能的單片機接口也能夠采用不同的設計方案。但是一般通用微型計算機的接口都是在之前已經設計好的，用戶只能夠選擇其不同的功能，并不能夠根據自己的喜好來進行設計。所以，對于單片機的設計需要加入更多的技巧和經驗。
第三，一般單片機應用系統(tǒng)的規(guī)模相對來說都比較小，并且也沒有足夠大的存儲容量。所以，單片機的應用系統(tǒng)基本不采用大容量的存儲器，一般也都只使用靜態(tài)的存儲器，而很少使用動態(tài)的存儲器。此外，單片機應用系統(tǒng)也較少使用軟盤、硬盤之類的外部存儲器。但是在通用的微型計算機中，大部分采用的都是大容量的動態(tài)存儲器，并且使用的外部存儲器也都是類似于軟盤和硬盤等的大容量存儲器。
2 單片機接口技術在PS/2上的應用
PS/2是一個出現比較早的輸入接口，其接口技術和開發(fā)技術也都比較成熟，可是這種成熟的技術并不是被大眾掌握的，而僅僅掌握在一部分的主板開發(fā)商以及鼠標鍵盤的開發(fā)商手中。并且我們也很難找到PS/2協(xié)議方面的官方參考資料。PS/2鼠標與鍵盤都需要履行雙向同步串行的協(xié)議，也就是只要數據線上發(fā)出了一個數據，同時在時鐘線上打出一個脈沖就能夠被PS/2讀入。同時，鍵盤和鼠標既能夠把數據發(fā)送到主機上，也能夠接收到主機發(fā)過來的數據，但是在總線上具有優(yōu)先權的是主機，主機只用把時鐘拉低，就能夠在任何時候都能夠阻斷鍵盤或者鼠標的通訊。并且在數據的傳輸過程中，時鐘一直都是由設備提供的，即使主機想通過設備來發(fā)送數據，也需要提前告訴設備，讓設備產生一個可以利用的時鐘信號。
2.1 PS/2接口硬件結構的基本設計
PS/2的接口能夠與單片機進行直接連接，只需要把單片機中的VCC與GND兩個接口分別與PS/2中的4號與3號針腳進行連接，就能夠實現設備的供電。如果把P2.0與P2.1的接口與PS/2的1號與5號接口進行針腳的連接，就能夠數顯數據線與時鐘線的單片機與PS/2的信號傳輸。
如果在單片機的引腳上連續(xù)按P2.2至P2.7六個鍵，就能夠來模擬鼠標的上下左右移動，也能夠模擬鼠標的左右鍵。用這個模塊就能夠測試出PS/2接口的基本功能。要想調試和測試其相關的內容，就需要通過P1接口上的八個發(fā)光二極管來調試。而通過P3.0至P3.1的接串口模塊，就能夠實現單片機與PC機接口的通信，也可以用這個模塊來進行擴展與測試。
2.2 PS/2接口的軟件結構設計
PS/2的接口設備軟件主要是由以下六個部分組成，筆者在此介紹每個模塊不同的功能。第一，PS/2接口驅動模塊能夠實現PS/2接口對接的基本操作，能夠像PS/2接口發(fā)送一個字節(jié)的數據，也能夠接收一個字節(jié)的數據;第二，reset的模式處理模塊能夠完成reset相關的模式操作;第三，stream的模式處理模塊能夠完成stream相關的模式操作，并且能夠發(fā)送一個完整的函數;第四，顯示處理模塊能夠提供調試以及測試方面的顯示函數;第五，按鍵處理模塊，能夠通過上面的六個按鍵來模擬鼠標上下左右的移動以及左右鍵，如果按下了某一個鍵，就能夠產生與之對應的鼠標數據，并且能夠通過按鍵來調用stream模式中的數據函數，然后通過數據包將數據函數發(fā)送給主機;第六，主程序模塊能夠協(xié)調接口設備中各類模塊的穩(wěn)定運行。
2.3 PS/2的鼠標接口設備狀態(tài)的轉換
通過對PS/2是鼠標實際應用，我們可以了解到：當鼠標的上電達到一定的時間以后，主機就能夠像鼠標發(fā)送信號，同時鼠標上的電機也會隨即進入到reset模式。在這個模式之下，主機可以對鼠標進行一些配置的檢測。當主機進入到了重新啟動或者休眠喚醒的狀態(tài)下時，也能夠使鼠標進入到reset模式。而在stream模式之下，設備就能夠向主機發(fā)送一些鼠標的數據，并且在這個時期，主機可以短暫的抑制鼠標的數據發(fā)送。
3 結束語
綜上所述，本文總結了單片機接口技術與通用計算機接口技術的不同點，主要包括人機接口、控制接口、是否是用戶自行設計、系統(tǒng)的規(guī)模與儲存容量等方面進行了對比;同時分析了單片機接口技術的硬件結構設計、軟件結構設計以及鼠標接口設備的狀態(tài)轉換，通過這些方面對單片接口技術做出了詳細的論述，望對廣大讀者有所幫助。
參考文獻
[1]丁保華、張有忠、陳軍、孟凡喜.單片機原理與接口技術實驗教學改革與實踐[J].實驗技術與管理，2010(01).
[2]徐麗媛.單片機接口技術概述[J].計算機光盤軟件與應用，2011(24).
[3]孫景祥，李欣.單片機接口技術的特點與應用設計[J].科技傳播，2011(11).
作者簡介
劉爽(1986-)，女，漢族，吉林省白山市人，吉林省林業(yè)技師學院教師，助理講師。研究方向：電氣工程及其自動化方面教學。
作者單位
吉林省林業(yè)技師學院 吉林省白山市 134700
看了單片機接口技術論文的人還看
1.單片機科技論文
2.單片機學術論文