單片機(jī)_09(10)-第九章 MCS-51單片機(jī)顯示鍵盤(pán)接口 ppt

1、編碼鍵盤(pán)：編碼鍵盤(pán)： 鍵盤(pán)上閉合鍵的識(shí)別由專用硬件實(shí)現(xiàn)。鍵盤(pán)上閉合鍵的識(shí)別由專用硬件實(shí)現(xiàn)。非編碼鍵盤(pán)：鍵盤(pán)上閉合鍵的識(shí)別由軟件實(shí)現(xiàn)。非編碼鍵盤(pán)：鍵盤(pán)上閉合鍵的識(shí)別由軟件實(shí)現(xiàn)。 編碼鍵盤(pán)是鍵盤(pán)電路在某個(gè)鍵被按下后，能提供該鍵所代表的信息代碼，并以并行或串行信號(hào)輸給CPU。 非編碼鍵盤(pán)是一種便宜而廣泛用于微機(jī)系統(tǒng)的輸入設(shè)備。這種鍵盤(pán)內(nèi)部有一個(gè)掃描電路，不斷地掃描鍵盤(pán)是否有鍵被按下。此鍵所代表的鍵盤(pán)信息代碼，則由鍵盤(pán)接口及鍵盤(pán)處理軟件根據(jù)鍵盤(pán)送來(lái)的位置信息產(chǎn)生，然后再送給CPU。 在設(shè)計(jì)鍵盤(pán)接口時(shí)，解決以下幾個(gè)問(wèn)題： 開(kāi)關(guān)狀態(tài)的可靠輸入可設(shè)計(jì)硬件去抖動(dòng)電路或設(shè)計(jì)去抖動(dòng)軟件。 鍵盤(pán)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)方法中斷方

2、式還是查詢方式。 鍵盤(pán)編碼方法。一、鍵盤(pán)工作原理 鍵盤(pán)結(jié)構(gòu) 按鍵設(shè)置在行列式交點(diǎn)上，行列線分別連接到按鍵開(kāi)關(guān)的兩端。當(dāng)行線通過(guò)上拉電阻接+5V時(shí)，被鉗位在高電平狀態(tài)。 X3X2X1 X0Y3Y2Y1Y0輸輸 入入 口口輸出口輸出口圖9-1 行列式44鍵盤(pán)原理電路 當(dāng)鍵盤(pán)沒(méi)鍵閉合時(shí)，所有的行線和列線斷開(kāi)。行線X0-X3呈高電平。當(dāng)某鍵閉合時(shí)，則該鍵所對(duì)應(yīng)的行線與列線短路。 例：6號(hào)鍵閉合，則行線X1和列線Y2短路，X1的電平由Y2決定，若把行線接到微機(jī)的輸入口，列線接微機(jī)的輸出口。則通過(guò)控制列線，使Y0=0，Y1=Y2=Y3=1時(shí)，微機(jī)通過(guò)輸入口讀行線的狀態(tài)，可判斷是否有鍵合上。 鍵盤(pán)中有無(wú)按鍵

3、按下是由列線送入全掃描字、行線讀入行線狀態(tài)來(lái)判斷的。鍵盤(pán)中哪一個(gè)鍵按下可由列線逐列置低電平后，檢查行輸入狀態(tài)來(lái)判斷。 逐行逐列地檢查鍵盤(pán)狀態(tài)的過(guò)程稱為對(duì)鍵盤(pán)的一次掃描。 鍵閉合時(shí)行線電壓波形：抖動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短和開(kāi)關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為5-10ms。 為了保證CPU對(duì)鍵的閉合作一次僅一次處理，在軟件中必須設(shè)置去除抖動(dòng)，在鍵的穩(wěn)定閉合或斷開(kāi)時(shí)讀鍵的狀態(tài)，并判斷出鍵由閉合到釋放時(shí)，在作鍵輸入處理。硬件去除抖動(dòng)的方法：?jiǎn)畏€(wěn)延時(shí)電路。二、單片機(jī)對(duì)非編碼鍵盤(pán)的控制方式 編程掃描方式：當(dāng)單片機(jī)空閑時(shí)，才調(diào)用鍵盤(pán)掃 描子程序，響應(yīng)鍵盤(pán)的輸入要求。v定時(shí)掃描方式：每隔一定時(shí)間對(duì)鍵盤(pán)掃描一次 。v通常利用單片機(jī)內(nèi)的

4、定時(shí)器，產(chǎn)生10MS的定時(shí)中v斷，CPU響應(yīng)定時(shí)器溢出中斷請(qǐng)求，對(duì)鍵盤(pán)掃描。缺點(diǎn)：對(duì)鍵盤(pán)掃描是隨機(jī)的。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：及時(shí)響應(yīng)鍵入的命令或數(shù)據(jù)，便于用戶對(duì)正在執(zhí)行的程序進(jìn)行干預(yù)。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：不管鍵盤(pán)上有無(wú)鍵閉合，CPU總是定時(shí)的關(guān)心鍵盤(pán)狀態(tài)，由于用戶可能對(duì)正在運(yùn)行的系統(tǒng)很少甚至不干預(yù)，所以大多數(shù)情況下都是空掃描空掃描。 中斷掃描方式：當(dāng)鍵盤(pán)上有鍵閉合時(shí)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，CPU響應(yīng)中斷，執(zhí)行中斷服務(wù)程序，判別鍵號(hào)，并作相應(yīng)的處理。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： CPU CPU 效率較高。效率較高。 鍵盤(pán)工作方式的選取應(yīng)該根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中cpu工作的忙、閑情況而定。其原則是既要保證能及時(shí)相應(yīng)按鍵操作，又不要過(guò)多占用cp

5、u的工作時(shí)間。圖9-2 8155擴(kuò)展I/O口組成的行列式鍵盤(pán) 鍵盤(pán)掃描方式 掃描法：在判定有鍵按下后逐列（或逐在判定有鍵按下后逐列（或逐行）置低電平，同時(shí)讀入行（或列）的狀行）置低電平，同時(shí)讀入行（或列）的狀態(tài)，如果行（或列）的狀態(tài)出現(xiàn)非全態(tài)，如果行（或列）的狀態(tài)出現(xiàn)非全1 1狀態(tài)，狀態(tài)，這時(shí)這時(shí)0 0狀態(tài)的行、列交點(diǎn)的鍵就是所按下的狀態(tài)的行、列交點(diǎn)的鍵就是所按下的鍵。特點(diǎn)是逐列（或逐行）掃描查詢。這鍵。特點(diǎn)是逐列（或逐行）掃描查詢。這時(shí)相應(yīng)行（或列）應(yīng)有上拉電阻接高電平。時(shí)相應(yīng)行（或列）應(yīng)有上拉電阻接高電平。 線反轉(zhuǎn)法：讓行線編程為輸入線，列線編程為輸出線，并使輸出線輸出為全低電平，則行線中

6、電平由高變低的所在行為按鍵所在行。讓行線編程為輸出線，列線編程為輸出線，并使輸出線輸出為全低電平，則列線中電平由高變低的所在行為按鍵所在列。第二節(jié)第二節(jié) MCS-51MCS-51系列單片機(jī)顯示的系列單片機(jī)顯示的 擴(kuò)展擴(kuò)展一、LED顯示器接口原理 1 1 LED顯示器結(jié)構(gòu) LED顯示器是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的輸出器件。它是由若干個(gè)發(fā)光二極管組成的。原理：當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)筆畫(huà)發(fā)亮?？刂撇煌M合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。 7段LED結(jié)構(gòu) （a）共陰極 （b）共陽(yáng)極 （c）管腳配置 圖9-3 七段LED顯示塊 共陰極共陰極LEDLED顯示器的發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平顯示器

7、的發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)時(shí), ,二極管被點(diǎn)亮。二極管被點(diǎn)亮。 共陽(yáng)極共陽(yáng)極LEDLED顯示器的發(fā)光二極管的陰極為低電平顯示器的發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)時(shí), ,二極管被點(diǎn)亮。二極管被點(diǎn)亮。a, b, c, d, e, fa, b, c, d, e, f被點(diǎn)亮被點(diǎn)亮共陰極段選碼共陰極段選碼( (高電平點(diǎn)亮）：高電平點(diǎn)亮）：3FH Dp g f e d c b a 0 0 1 1 1 1 1 1共陽(yáng)極段選碼（低點(diǎn)平點(diǎn)亮）共陽(yáng)極段選碼（低點(diǎn)平點(diǎn)亮）: C0H Dp g f e d c b a 1 1 0 0 0 0 0 0 7段LED字型碼 “米”字段結(jié)構(gòu)及外型圖 “米”字段LED字型碼2 LE

8、D顯示器原理 LED顯示器有兩種方式： （1）LED靜態(tài)顯示方式（如圖9-4所示） （2）LED動(dòng)態(tài)顯示方式（如圖9-5所示）靜態(tài)顯示：顯示器顯示某一個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通或截至。動(dòng)態(tài)顯示：顯示器的各位輪流被點(diǎn)亮，對(duì)于顯示器的每一位來(lái)說(shuō)，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。圖9-4 N位LED顯示器 GND/+5VGND/+5VGND/+5VGND/+5VGND/+5VI/O（1）I/O（2）I/O（3）I/O（4）圖9-5 四位靜態(tài)LED顯示器電路PAPA口、口、PBPB口、口、PCPC口分別控制一位口分別控制一位LEDLED 靜態(tài)顯示時(shí)，較小的電流就能得到較高的亮度且字符不閃爍。缺點(diǎn)：每一

9、位都需要一個(gè)8位輸出口控制。當(dāng)顯示器位數(shù)比較少時(shí)，采用靜態(tài)顯示的方法是合適的。 I/O（1）DDDDDDDDI/O（2）75643210圖9-6 八位LED動(dòng)態(tài)顯示器電路 動(dòng)態(tài)顯示利用了LED顯示器的余暉和人眼的視覺(jué)暫留功能可以達(dá)到各位同時(shí)顯示的效果，但是必須保證掃描的速度足夠快，否則字符會(huì)閃爍。顯示器的亮度相關(guān)的兩個(gè)因素：導(dǎo)通電流。點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間的比例。 動(dòng)態(tài)顯示的位數(shù)增多，將會(huì)占用大量cpu時(shí)間，因此動(dòng)態(tài)顯示的實(shí)質(zhì)是以犧牲c(diǎn)pu時(shí)間來(lái)?yè)Q取器件的減少。 參考p230 8位led動(dòng)態(tài)顯示2003.10.10的過(guò)程。二、LED顯示器接口段數(shù)據(jù)口：段碼掃描口：掃描口：位碼位碼圖9-7通過(guò)815

10、5擴(kuò)展I/O口控制8位LED動(dòng)態(tài)顯示接口圖9-8動(dòng)態(tài)顯示子程序流程圖顯示程序：顯示程序：DIS： MOV R0，#7AH ；指向顯示緩沖區(qū)起始單元MOV R3，#01H ；字位碼初值R3MOV A，R3 ；取字位碼DLP：MOV DPTR，#PAAR；指向字位口 (PA口) MOVX DPTR，A ；輸出字位碼，顯示其中1位MOV A，R0 ；取一個(gè)顯示數(shù)據(jù)ADD A，#0CH ；查表偏移量MOVC A，A+PC ；取出字形碼INC DPTR ；指向字段口(PB口)MOVX DPTR，A ；輸出字形碼ACALL DLY1MS ；延時(shí)1msINC R0 ；指向顯緩區(qū)下一單元MOV A，R3 ；修

11、改字位碼RL A ；顯示下一位MOV R3，AJNB ACC.6，DLP ；未顯示到最右邊LED，繼續(xù)顯示RET ；全部掃描一遍，結(jié)束DTAB：DB 0C0H，0F9H，0A4H ；字形表 DB 0B0H，99H，DLY1MS： ；延時(shí)1ms子程序8031單片機(jī)和擴(kuò)展I/O接口芯片8155H實(shí)現(xiàn)的6位LED顯示和32鍵的鍵盤(pán)/顯示器接口 1. 8031外擴(kuò)了一片8155H,其RAM的地址和I/O地址的范圍是多少？RAM: 7E00H-7EFFHI/O: 7F00H-7F05H2. PA口，PB口，PC口的作用？PA口：輸出口，控制列線的電位，作為鍵的 掃描口同時(shí)又是6位顯示器的掃描口。PB口：

12、段數(shù)據(jù)口PC口：鍵輸入口，接行線。顯示子程序 DIR： MOV RO，#79H MOV RO，#01H MOV A，R3 LD0： MOV DPTR，#7F01H MOV DPTR，A INC DPTR MOV A，R0 ADD A，#0DH MOVC A，A+PCDIR1：MOVXDPTR，AACALLDL11INCR0MOVA，R3JBA.5，LD1；顯示到 第六位嗎？RLAMOVR3，AAJMPLD0LD1：RETDSEG：DB 3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DHDB 7DH，07H，7FH，6FH，77H，7CHDB 39H，5EH，79H，71H，73H，3EHDB 31

13、H，6EH，1CH，23H，40H，03HDB 18H，00，00，00DL11： MOV R7，#02HDL： MOV R6，#0FFHDL6： DJNZ R6，DL6 DJNZ R7，DL RET圖9-9 動(dòng)態(tài)顯示子程序流程圖鍵盤(pán)掃描子程序q在鍵盤(pán)掃描子程序中完成下述幾個(gè)功能。方法：方法：PA0-PA7PA0-PA7輸出全為輸出全為“0”0”，讀，讀PCPC口的狀口的狀態(tài)，若態(tài)，若PC0-PC3 PC0-PC3 為全為全“1”1”，則無(wú)鍵閉合，若，則無(wú)鍵閉合，若PC0-PC3PC0-PC3不全為不全為“1”1”，則有鍵合上。，則有鍵合上。（1）判斷鍵盤(pán)上有無(wú)鍵按下（2）去鍵的機(jī)械抖動(dòng)影響

14、（3）求按下鍵的鍵號(hào)（4）鍵閉合一次僅進(jìn)行一次鍵功能操作判別有鍵閉合后，延遲一段時(shí)間，再判別鍵盤(pán)判別有鍵閉合后，延遲一段時(shí)間，再判別鍵盤(pán)的狀態(tài)，若仍有鍵閉合，則認(rèn)為鍵盤(pán)有一鍵處的狀態(tài)，若仍有鍵閉合，則認(rèn)為鍵盤(pán)有一鍵處于閉合期，否則為抖動(dòng)。于閉合期，否則為抖動(dòng)。方法：等閉合鍵釋放后再作處理。方法：等閉合鍵釋放后再作處理。方法為對(duì)鍵盤(pán)的列線進(jìn)行掃描方法為對(duì)鍵盤(pán)的列線進(jìn)行掃描掃描口掃描口PA0-PA7PA0-PA7依次輸出：依次輸出：PA7 PA6 PA5 PA4 PA3 PA2 PA1 PA0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0

15、1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1相應(yīng)的依次讀相應(yīng)的依次讀PCPC口狀態(tài)，若為全口狀態(tài)，若為全“1”1”，則列線為，則列線為“0”0”的這一列上沒(méi)有的這一列上沒(méi)有鍵閉合，閉合鍵號(hào)等于為低電平的列號(hào)鍵閉合，閉合鍵號(hào)等于為低電平的列號(hào)加上低電平的行的首鍵號(hào)。加上低電平的行的首鍵號(hào)。 返回例：例：PAPA口輸出為口輸出為1111110111111101時(shí)，讀時(shí)，讀出出PC0-PC3PC0-PC3為為11011101 N= N=行首鍵號(hào)行首鍵號(hào)+ +列號(hào)列號(hào) =8+1=9=8+1=9調(diào)用子程序延時(shí)6ms調(diào)用子程序延時(shí)12ms開(kāi)始有鍵閉合否？有鍵閉合否？判斷閉合鍵鍵號(hào)棧 閉合鍵釋放否

16、？輸入鍵號(hào)A返回YNNYNYKEYI： ACALL KS1 JNZ LK1NI： ACALL DIR AJMP KEYILK1： ACALL DIR ACALL DIR ACALL KS1 JNZ LK2 ACALL DIR AJMP KEYILK2：MOVR2，#0FEH；掃描模式R2MOVR4，#00HLK4：MOVDPTR,#7F01HMOVA，R2MOVXDPTR，INCDPTRINCDPTRMOVXA，DPTRJBA.0，LONEMOVA，#00HAJMPLKPLONE：JB A.1，LTW0 MOV A，#80H AJMP LKPLTW0：JB A.2，LTHR MOV A，#10

17、H AJMP LKPLTHR：JB A.3，NEXT MOV A，#18HLKP： ADD A，R4 PUSH ALK3： ACALL DIR ACALL KS1 JNZ LK3 POP A RETNEXT：INC R4 MOV A，R2 JNB A.7，KND RL A MOV R2，A AJMP LK4KND： AJMP KEYIKS1：MOVDPTR，#7F01HMOVA，#00HMOVXDPTR，AINCDPTRINCDPTRMOVXA，DPTRCPLAANLA，#0FHRET利用8031的串行口實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)/顯示器接口 應(yīng)用8031的串行口方式0的輸出方式，在串行口外接74LS164構(gòu)成

18、鍵盤(pán)顯示器接口。 此為靜態(tài)顯示方式，主程序可不必掃描顯示器。8 8個(gè)個(gè)74LS16474LS164作為作為8 8位七段輸出口。位七段輸出口。80318031的的P3.4P3.4、P3.5P3.5作為鍵輸入線。作為鍵輸入線。P3.3P3.3作為同步脈沖輸出控制線。作為同步脈沖輸出控制線。顯示子程序：DIR： SETB P3.3； 開(kāi)放顯示輸出 MOV R7，#08H MOV R0，#7FH； 7FH78H為顯示緩沖區(qū)DL0： MOV A，R0 ADD A，#0DH MOVC A，A+PC MOV SBUF，ADL1： JNB TI，DL1 CLR TI DEC R0 DJNZ R7，DL0 CLR P3.3 RETSEGTAB：DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99HDB 92H，82H，0F8H，90H DB 88H，83H，0C6H，0A1H，86H DB 8FH，0BFH，8CH，0FFH，0FF