2.8.5 并口驱动简单外设
1.并口的负载能力
对于典型的单片机器件AT89S52，每根口线最大可吸收10 mA的（灌）电流，但P0口所有引脚吸收电流的总和不能超过26 mA，P1口、P2口和P3口每个口吸收电流的总和限制在15 mA，4个并口所有口线的吸收电流总和限制在71 mA。
2.驱动输出设备
（1）驱动发光二极管（LED）
LED是用半导体材料制成的具有PN结特性的发光器件，LED是单片机应用系统中最常用的输出设备。应用形式有单个LED、LED阵列和LED数码管。LED具有PN结特性，但其正向电压与普通的二极管不同，如图2-28所示。LED典型工作点为1.75 V、10 mA。由于材料、尺寸、温度的不同，特性曲线有些差别。
注：LED正向压降约为1.75 V，与普通硅二极管的正向压降0.7 V有区别。场效应管VT的导通压降与通过的电流有关，图2-28中取0.45 V。
图2-28 LED特性及其灌电流驱动
考虑到单片机并口的结构，对于LED的驱动采用灌电流的方式。P1口、P2口和P3口由于内部有上拉电阻，在它们的引脚上可以不接外部上拉电阻，但P0口内部没有上拉电阻，其引脚必须加外部上拉电阻。
对于单个LED，限流电阻RL的值为270Ω时，LED可以得到较好的亮度，但单根口线的负载能力达到了极限，接几个LED时将超过并口的负载能力。解决的第一种办法是加大限流电阻的阻值，这样亮度会变暗，但可以减小并口的负担；第二种办法是增加驱动器件。
驱动多个LED时，通常将LED接成共阴极或共阳极的形式。对于要求不高的场合可以采用图2-29所示的直接驱动方法，由于并口的驱动能力，LED的亮度不够理想。若有较高的亮度要求，可以在LED与单片机并口之间加入74HC245缓冲驱动器，如图2-30所示。
图2-29 单片机并口直接驱动
图2-30 LED经缓冲器驱动
（2）驱动LED数码管
LED数码管通常由8个发光二极管（7个笔画段和1个小数点）组成，简称数码管。当某个发光二极管导通时，相应的一个笔画或一个点就发光。控制相应的发光二极管导通，就能显示出对应字符，如图2-31所示。
图2-31 LED数码管
在七段LED数码管中，通常将各段发光二极管的阴极或阳极连在一起作为公共端，这样可以使驱动电路简单。将各段发光二极管阳极连在一起的叫共阳极数码管，用低电平驱动数码管各段的阴极，其com端接+5V；将阴极连在一起的叫共阴极数码管，用高电平驱动数码管各段的阳极，其com端接地。
数码管的两种驱动方式如图2-32所示。公共电阻限流方法接线比较简单，不同字符时各导通发光二极管电流不均衡，但发光差别并不明显；各路分别限流时，导通发光二极管电流相近、亮度相近，但接线麻烦、占印制电路板的空间大。
图2-32 数码管的两种驱动方式
要显示某字形就要使此字形的相应段点亮，也就是要送一个用不同电平组合的数据给数码管，这种装入数码管的数据编码称为字形码。
若数据总线D7～D0与dp、g、f、e、d、c、b、a按顺序对应相接，要想显示数字“8”时，共阴极数码管要送0111 1111B至数据总线，即字形码为7FH，而共阳极数码管要送数据1000 0000B至数据总线，即字形码为80 H。常用字符的字形码如表2-7所示。
表2-7 常用字符的字形码
注：表中字形码数据省略了十六进制的后缀H。
（3）驱动蜂鸣器
蜂鸣器是单片机应用系统的电声转换器件，分为压电式和电磁式两种类型。单片机应用系统中常用的是电磁式蜂鸣器。电磁式蜂鸣器采用直流电压供电，接通电源后，流过电磁线圈的电流会使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性振动并发出声音。
电磁式蜂鸣器又可分为两种类型：一是有源蜂鸣器，内部含有音频振荡电路，直接接上额定电压就可以连续发声；二是无源蜂鸣器，工作时需接入音频方波，改变方波频率可以得到不同的音调声音。两种蜂鸣器的驱动电路相同，只是驱动程序不同。蜂鸣器驱动电路如图2-33所示。
图2-33 蜂鸣器驱动电路
3.驱动输入设备
单片机应用系统中，通常将按键开关和波动开关作为简单的输入设备。按键开关主要用于某些工作的开始或结束命令，而拨动开关主要用于工作状态的预置和设定。它们的外形、符号以及和单片机的连接如图2-34所示。
图2-34 开关及其与单片机的连接
拨动开关的闭合、断开一般是在系统没有上电的情况下进行设置的，而按键开关是在系统已经上电的情况下进行操作的。当按键按下时，相当于开关闭合；当按键松开时，相当于开关断开。按键在闭合和断开时，触点会存在抖动现象。抖动现象和去抖电路如图2-35所示。
按键的抖动时间一般为5～10 ms，抖动可能造成一次按键的多次处理问题，应采取措施消除抖动的影响。消除抖动的办法有多种，如采用去抖电路或软件延时，通常采用软件延时10 ms的方法。
图2-35 按键开关的抖动现象和去抖电路
在按键较少时，常采用图2-35（b）所示的去抖电路。当按键未按下时，输出为“1”；当按键按下时，输出为“0”，即使在B位置时因抖动瞬时断开，只要按键不回A位置，输出就会仍保持为“0”状态。
当按键较多时，常采用软件延时的办法。当单片机检测到有键按下时，先延时10ms，然后再检测按键的状态，若仍是闭合状态，则认为真正有键按下。当检测到按键释放时，亦需要做同样的处理。