第9章鍵盤(pán)顯示

1、第第9章章 顯示器、鍵盤(pán)顯示器、鍵盤(pán)9.1 顯示器接口電路顯示器接口電路9.2 鍵盤(pán)接口電路鍵盤(pán)接口電路9.1.1 LED顯示器顯示器1LED顯示器結(jié)構(gòu)與原理顯示器結(jié)構(gòu)與原理LED顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件。件。在微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的是七段在微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的是七段LED。這。這種顯示塊有共陰極與共陽(yáng)極兩種，如圖種顯示塊有共陰極與共陽(yáng)極兩種，如圖9-1所示。所示。七段顯示器與微機(jī)接口非常容易。如表七段顯示器與微機(jī)接口非常容易。如表9-1所示。所示。 圖圖9-1 9-1 七段七段LEDLED顯示器顯示器 使用使用LED顯示器時(shí)，要注意區(qū)分

2、這兩種不同的接法。為了顯顯示器時(shí)，要注意區(qū)分這兩種不同的接法。為了顯示數(shù)字或字符，必須對(duì)數(shù)字或字符進(jìn)行編碼。七段數(shù)碼管加上一示數(shù)字或字符，必須對(duì)數(shù)字或字符進(jìn)行編碼。七段數(shù)碼管加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，共計(jì)個(gè)小數(shù)點(diǎn)，共計(jì)8段。因此為段。因此為L(zhǎng)ED顯示器提供的編碼正好是一個(gè)顯示器提供的編碼正好是一個(gè)字節(jié)。用字節(jié)。用LED顯示器顯示顯示器顯示16進(jìn)制數(shù)的編碼已列在表進(jìn)制數(shù)的編碼已列在表9-1所示。所示。 abcdegGNDfdpGNDabcefgddpabcdefgdpdpgfedcba5V（a）（b） 為了實(shí)現(xiàn)為了實(shí)現(xiàn)LED顯示器的動(dòng)態(tài)掃描，除了要給顯示器提供顯示器的動(dòng)態(tài)掃描，除了要給顯示器提供段碼（字形

3、編碼）的輸入之外，還要對(duì)顯示器加位的控制段碼（字形編碼）的輸入之外，還要對(duì)顯示器加位的控制（控制（控制LED顯示器亮滅），這就是通常所說(shuō)的顯示器亮滅），這就是通常所說(shuō)的位控和段控。位控和段控。 表表9-1 LED顯示器顯示器16進(jìn)制數(shù)編碼進(jìn)制數(shù)編碼 2LED顯示器與顯示方式顯示器與顯示方式在微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用在微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用LED顯示塊構(gòu)成顯示塊構(gòu)成N位位LED顯示器。圖顯示器。圖9-11是是N位顯示器的構(gòu)成原理。位顯示器的構(gòu)成原理。LED顯示器有兩種顯示方式：顯示器有兩種顯示方式：（1）LED靜態(tài)顯示方式靜態(tài)顯示方式（2）LED動(dòng)態(tài)顯示方式動(dòng)態(tài)顯示方式a b c d e f Rdpa b

4、 c d e f Rdpa b c d e f Rdpa b c d e f Rdpa b c d e f Rdp3.83.83.83.83.8 I/O口位選控制 I/O口段選控制圖圖9-11 N位位LED顯示器顯示器 GND/+5VGND/+5VGND/+5VGND/+5VGND/+5VI/O（1）I/O（2）I/O（3）I/O（4）圖圖9-12 四位靜態(tài)四位靜態(tài)LED顯示器電路顯示器電路 靜態(tài)顯示靜態(tài)顯示即由單片機(jī)一次輸出顯示后，就能保持，即由單片機(jī)一次輸出顯示后，就能保持，直到下次送新的顯示模式為止。直到下次送新的顯示模式為止。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：顯示可靠，占用機(jī)時(shí)少。顯示可靠，占用機(jī)時(shí)少。缺點(diǎn)

5、：缺點(diǎn)：使用元件多，線路比較復(fù)雜。使用元件多，線路比較復(fù)雜。 適用于顯示位數(shù)少的情況。每個(gè)顯示器需適用于顯示位數(shù)少的情況。每個(gè)顯示器需8位輸出口位輸出口控制。控制。 動(dòng)態(tài)顯示動(dòng)態(tài)顯示即單片機(jī)定時(shí)對(duì)顯示器掃描。此時(shí)，顯示即單片機(jī)定時(shí)對(duì)顯示器掃描。此時(shí)，顯示器件分時(shí)工作，每次只能有一個(gè)器件顯示。（仿真器）器件分時(shí)工作，每次只能有一個(gè)器件顯示。（仿真器）優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：硬件少，價(jià)格低。硬件少，價(jià)格低。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：占用機(jī)時(shí)多，只要單片機(jī)不執(zhí)行顯示程序，顯示占用機(jī)時(shí)多，只要單片機(jī)不執(zhí)行顯示程序，顯示就立即停止。就立即停止。3LED顯示器接口顯示器接口從從LED顯示器的原理可知，為了顯示字母與數(shù)顯示器的原理可

6、知，為了顯示字母與數(shù)字，必須最終轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的段選碼。這種轉(zhuǎn)換可字，必須最終轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的段選碼。這種轉(zhuǎn)換可以通過(guò)以通過(guò)硬件譯碼器或軟件進(jìn)行譯碼硬件譯碼器或軟件進(jìn)行譯碼。l l 硬件譯碼器硬件譯碼器LED顯示器接口（如圖顯示器接口（如圖9-14所示）所示）l l 軟件譯碼軟件譯碼LED顯示器接口（如顯示器接口（如圖圖9-15 9-16所所示）示）硬件譯碼：硬件譯碼：鎖存器鎖存器 譯碼驅(qū)動(dòng)器譯碼驅(qū)動(dòng)器 顯示器顯示器圖圖9-14 利用硬件譯碼器的七段利用硬件譯碼器的七段LED接口電路接口電路 MC14495為七段碼顯示器譯碼驅(qū)動(dòng)器為七段碼顯示器譯碼驅(qū)動(dòng)器圖圖9-15 通過(guò)通過(guò)8155擴(kuò)展擴(kuò)展I/O口控

7、制的口控制的8位位LED動(dòng)態(tài)顯示接口動(dòng)態(tài)顯示接口8155的的A口作為位控口，經(jīng)反相驅(qū)動(dòng)器接顯示口作為位控口，經(jīng)反相驅(qū)動(dòng)器接顯示器的公共陰極；器的公共陰極；8155的的B口作為段碼控制口，經(jīng)同相驅(qū)動(dòng)器接口作為段碼控制口，經(jīng)同相驅(qū)動(dòng)器接顯示器的各個(gè)陽(yáng)極。顯示器的各個(gè)陽(yáng)極。軟件譯碼程序設(shè)計(jì)思想：軟件譯碼程序設(shè)計(jì)思想：1 1、將段碼表（顯示數(shù)據(jù)）存放在將段碼表（顯示數(shù)據(jù)）存放在RAM的的 （79H7EH）中。）中。2、根據(jù)要顯示的數(shù)字或字符去查相應(yīng)的段碼。、根據(jù)要顯示的數(shù)字或字符去查相應(yīng)的段碼。3、然后將段碼輸出到七段、然后將段碼輸出到七段LED的驅(qū)動(dòng)器上。的驅(qū)動(dòng)器上。4、采用掃描的方式控制、采用掃描

8、的方式控制LED的點(diǎn)亮順序。的點(diǎn)亮順序。顯示數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)79H7EH8155的口地址：的口地址：7F00H7F05H偏移量偏移量ROM表首地址當(dāng)前表首地址當(dāng)前PC地址地址MOVC A,A+PC是以是以PC為基址寄存器的單字節(jié)指令。為基址寄存器的單字節(jié)指令。執(zhí)行過(guò)程是：執(zhí)行過(guò)程是：CPU讀取本指令后，讀取本指令后， PC的值自動(dòng)的值自動(dòng)加，累加器加，累加器A的內(nèi)容作為無(wú)符號(hào)數(shù)與新的的內(nèi)容作為無(wú)符號(hào)數(shù)與新的PC的的內(nèi)容相加形成一個(gè)內(nèi)容相加形成一個(gè)16位地址，再將該地址指出的位地址，再將該地址指出的程序存儲(chǔ)器單元的內(nèi)容送累加器程序存儲(chǔ)器單元的內(nèi)容送累加器A。指令執(zhí)行后。指令執(zhí)行后PC指向下一條指令繼

9、續(xù)執(zhí)行。指向下一條指令繼續(xù)執(zhí)行。顯示緩沖區(qū)在顯示緩沖區(qū)在RAM中中7EH 7DH 7CH 7BH 7AH 79HLED6 LED2 LED1存放要顯示的數(shù)據(jù)和字符的段碼存放要顯示的數(shù)據(jù)和字符的段碼程序清單：程序清單：DIR: MOV R0,#79H;置緩沖器指針初值置緩沖器指針初值 MOV R3,#01H;置掃描位初值置掃描位初值 MOV A, R3LD0: MOV DPTR ,#7F01H;A口地址口地址 MOVX DPTR,A INC DPTR； B口地址口地址 MOV A,R0；取顯示數(shù)據(jù)；取顯示數(shù)據(jù) ADD A,0DH；加偏移量；加偏移量 MOVC A,A+PC;查表取段碼查表取段碼D

10、IR1:MOVX DPTR,A;段數(shù)據(jù)送段數(shù)據(jù)送B口口 ACALL DL1；延時(shí)；延時(shí)ms INC R0 MOV A,R3 JB A.5,LD1 RL A MOV R3,A SJMP LD0LD1: RETDSEG: DB 3FH,06H,5BH,.DSEG1:DB 7DH,07H,7FH,.DSEG2:DB 39H,5EH,79H,.DSEG3:DB 31H,6EH,1CH,.DSEG4:DB 18H,00H,00H,.DL1: MOV R7,#02HDL: MOV R6,#0FFHDL6: DJNZ R6,DL6 DJNZ R7,DL RET9動(dòng)態(tài)顯示子程序流程圖動(dòng)態(tài)顯示子程序流程圖9.2

11、 鍵盤(pán)接口電路鍵盤(pán)接口電路編碼鍵盤(pán)：編碼鍵盤(pán)：由硬件自動(dòng)提供與被按鍵對(duì)應(yīng)的由硬件自動(dòng)提供與被按鍵對(duì)應(yīng)的ASCII碼或其它編碼。如標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)（不是本章碼或其它編碼。如標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)（不是本章討論的內(nèi)容）討論的內(nèi)容）非編碼鍵盤(pán)：非編碼鍵盤(pán)：軟件方式產(chǎn)生編碼。軟件方式產(chǎn)生編碼。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉。 非編碼鍵盤(pán)非編碼鍵盤(pán)接口技術(shù)的主要內(nèi)容是如何確定被接口技術(shù)的主要內(nèi)容是如何確定被按鍵的行、列位置，即鍵碼（值）識(shí)別是接口技按鍵的行、列位置，即鍵碼（值）識(shí)別是接口技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題。術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題。按鍵識(shí)別：常用行掃描法。按鍵識(shí)別：常用行掃描法。鍵盤(pán)工作原理鍵盤(pán)工作原理行列式鍵盤(pán)電

12、路原理如圖行列式鍵盤(pán)電路原理如圖9-3所示。按鍵設(shè)置在所示。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)上拉電阻接端。當(dāng)行線通過(guò)上拉電阻接+5伏時(shí)，被鉗位在高伏時(shí)，被鉗位在高電平狀態(tài)。電平狀態(tài)。鍵盤(pán)中有無(wú)按鍵按下是由列線送入全掃描字、鍵盤(pán)中有無(wú)按鍵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)下可由列線逐列置低電平后，檢查行輸入狀態(tài)來(lái)判斷。判斷。 圖圖9-3行列式鍵盤(pán)原理電路行列行列式鍵盤(pán)原理電路行列式鍵盤(pán)原理電路式鍵盤(pán)原理電

13、路輸出口輸出口0 1 1 1 0 1 11 1 0 111 1 1 01111111111011111行列式鍵盤(pán)原理圖行列式鍵盤(pán)原理圖按鍵識(shí)別：按鍵識(shí)別：1、測(cè)試有無(wú)鍵按下；、測(cè)試有無(wú)鍵按下； 檢查輸入端，是否有端口為低電平。檢查輸入端，是否有端口為低電平。2、去抖動(dòng)、去抖動(dòng) 軟件方法：采用延時(shí)躲過(guò)抖動(dòng)，時(shí)間一般為軟件方法：采用延時(shí)躲過(guò)抖動(dòng)，時(shí)間一般為1020ms。（也有硬件去抖動(dòng)電路。（也有硬件去抖動(dòng)電路P233）3、確定鍵的物理位置（行、列），計(jì)算鍵碼。、確定鍵的物理位置（行、列），計(jì)算鍵碼。4、等待鍵釋放，通過(guò)時(shí)間延遲實(shí)現(xiàn)。、等待鍵釋放，通過(guò)時(shí)間延遲實(shí)現(xiàn)。 如鍵碼編排為：如鍵碼編排為：

14、00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 08H 09H 0AH 0BH 0CH 0DH 0EH 0FH鍵碼計(jì)算公式：鍵碼計(jì)算公式： 鍵碼鍵碼= 行首鍵號(hào)行首鍵號(hào)+列號(hào)列號(hào) 00 04 +（0，1，2，3） 08 0C 單片機(jī)的鍵盤(pán)接口處理單片機(jī)的鍵盤(pán)接口處理 單片機(jī)的鍵盤(pán)接口處理的內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：?jiǎn)纹瑱C(jī)的鍵盤(pán)接口處理的內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：1、鍵掃描、鍵掃描2 2、去抖動(dòng)、去抖動(dòng)鍵按下鍵穩(wěn)定前沿抖動(dòng)后沿抖動(dòng)3、鍵碼計(jì)算、鍵碼計(jì)算4、等待鍵釋放、等待鍵釋放 計(jì)算鍵碼后，再以延時(shí)后進(jìn)行行掃描的方法等待鍵計(jì)算鍵碼后，再以延時(shí)后進(jìn)行行掃描的方法等待鍵釋放。等待釋放是為了保

15、證鍵的一次閉合僅進(jìn)行一次處釋放。等待釋放是為了保證鍵的一次閉合僅進(jìn)行一次處理。理。00H19H18H17H16H13H12H11H10H08H09H0AH0BH0EH0FH07H06H03H02H01H1AH1BH1EH1FH。9.2.1非編碼鍵盤(pán)的接口非編碼鍵盤(pán)的接口 鍵盤(pán)處理程序的關(guān)鍵是如何識(shí)別鍵碼。鍵盤(pán)處理程序的關(guān)鍵是如何識(shí)別鍵碼。 對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行控制的方法分為：對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行控制的方法分為： 程控掃描法程控掃描法 定時(shí)掃描法定時(shí)掃描法 中斷掃描法。中斷掃描法。一、程序控制掃描方式一、程序控制掃描方式+5V8155PA7PA6.PA0PC0PC1PC2PC35.1K4CEIO/MWRRDALEP

16、0WRRDALEP2.7P2.080310 12 34 5 678 9 10 11 12 1314 1516 1718 19 20 21222324 2526 27 28 2930318155擴(kuò)展擴(kuò)展I/O口組成的行列式鍵盤(pán)口組成的行列式鍵盤(pán)8155PA口地址口地址7F01HPC口地址口地址7F03H.判斷按鍵是否抬起（以防止重復(fù)進(jìn)行鍵處理）等待鍵釋放后再進(jìn)行進(jìn)一步處理。鍵掃描程序框圖入口有鍵按下？延時(shí)12ms有鍵按下？NYNY鍵號(hào)入棧保存按鍵抬起？NY鍵號(hào)送A返回ORG 1000HKEY1：ACALL KS1 ；調(diào)用判斷有無(wú)鍵按下子程序JNZ LK1 ；有鍵按下，轉(zhuǎn)去抖動(dòng)AJMP KEY1

17、；無(wú)鍵按下，返回LK1：ACALL TM12S ；延時(shí)12msACALL KS1 ；再查有無(wú)鍵按下JNZ LK2 ；確實(shí)有鍵按下，逐行掃描，確定具體鍵AJMP KEY1 ；無(wú)鍵按下，返回LK2：MOV R2，#0FEH ；首列掃描字送R2 MOV R4，#00H ；首列號(hào)R4LK4：MOV DPTR，#7F01H ；首列掃描字送8155的PA口MOV A，R2 ；第一列掃描MOVX DPTR，A ；使第i 列為0（R2中Di位為0）INC DPTRINC DPTR ；指向8155的PC口MOVX A，DPTR ；讀入行狀態(tài)JB ACC.0， LONE ；0行無(wú)鍵按下，轉(zhuǎn)查1行LONE：JB A

18、CC.1， LTWO ；1行無(wú)鍵按下，轉(zhuǎn)查2行MOV A，#00H ；0行有鍵按下，行首鍵號(hào)#00H送AAJMP LKP ；求鍵號(hào)LTWO：JB ACC.2， LTHR ；2行無(wú)鍵按下，轉(zhuǎn)查3行MOV A，#08H ；1行有鍵按下，行首鍵號(hào)#08H送AAJMP LKP ；求鍵號(hào)LTHR：JB ACC.3， NEXT ；3行無(wú)鍵按下，轉(zhuǎn)查下一列MOV A，#10H ；2行有鍵按下，行首鍵號(hào)#10H送AAJMP LKP ；求鍵號(hào)MOV A，#18H ；3行有鍵按下，行首鍵號(hào)#18H送ALKP： ADD A，R4 ；求鍵號(hào)=行首鍵號(hào)+列號(hào)PUSH ACC ；鍵號(hào)入棧LK3：ACALL KS1 ；等待

19、鍵釋放JNZ LK3 ；未釋放，繼續(xù)等待POP ACC ；已釋放，鍵號(hào)送ARETNEXT：INC R4 ；指向下一列，列號(hào)加1MOV A， R2 ；判斷8列掃描完沒(méi)有JNB ACC.7，KND ；8列掃描完，返回RL A ；沒(méi)掃描完，置下一列掃描字MOV R2, A ；掃描字送AAJMP LK4 ；繼續(xù)下列掃描KND：AJMP KEY1 ；8列掃描完，返回KS1：MOV DPTR， #7F01H ；查有無(wú)鍵按下子程序MOV A，#00HMOVX DPTR，A ；8155 PA口輸出全掃描字#00HINC DPTRINC DPTR ；指向8155的PC口MOVX A，DPTR ；讀入行狀態(tài)，若有

20、鍵按下，則A0FFHCPL A ；改成正邏輯，若有鍵按下，則A00HANL A ，#0FH ；屏蔽高四位RET ；子程序返回，當(dāng)有鍵按下時(shí)，AA00HT12sm：MOV R7， #18H ；12sm延時(shí)子程序TM：MOV R6，#0FFH TM6：DJNZ R6， TM6DJNZ R7，TMRET；td=1+(1+255*2+2)*24+2*MCd.鍵操作及功能處理求出鍵號(hào)后要進(jìn)行鍵處理：先判斷是何種鍵，然后：對(duì)數(shù)字鍵-送顯示緩沖區(qū)顯示；對(duì)功能鍵-執(zhí)行相應(yīng)的功能鍵處理程序。設(shè)圖5.36中，015號(hào)鍵為數(shù)字鍵，即鍵號(hào)鍵號(hào)10H10H的是數(shù)字鍵的是數(shù)字鍵；1631號(hào)鍵為功能鍵，即鍵號(hào)鍵號(hào)10H10

21、H的是功能鍵的是功能鍵，其功能鍵處理程序入口地址分別為：AAA、BBB、CCC、PPP。則轉(zhuǎn)入功能鍵處理程序清單如下：ORG 8000HKEYADR：MOV A ，BUFF ；鍵號(hào)送ACLR CSUBB A，#10H ；Y與10H比較JC DIGPRO ；10H，數(shù)字鍵，轉(zhuǎn)AJMP A+DPTRRL A ；使鍵值為0、2、4、6、偶數(shù)KEYTBL：MOV DPTR，#JMPTBLJMPTBL：AJMP AAA ；2 字節(jié)指令散轉(zhuǎn)到16個(gè)功能鍵處理 AJMP BBB ； 程序入口AJMP CCCAJMP DDDAJMP EEEAJMP FFFAJMP GGGAJMP HHHAJMP IIIAJMP JJJAJMP KKKAJMP LLLAJMP MMMAJMP NNNAJMP OOOAJMP PPP圖9-7 中斷方式鍵盤(pán)接口中斷方式鍵盤(pán)接口3反轉(zhuǎn)法鍵盤(pán)掃描方式反轉(zhuǎn)法鍵盤(pán)掃描方式 （a）線反轉(zhuǎn)法第一步 （b）線反轉(zhuǎn)法第二步 圖9-8 線反轉(zhuǎn)法原理4其它鍵盤(pán)接口其它鍵盤(pán)接口圖9-9 8031串行I/O口擴(kuò)展的行列式鍵盤(pán)接口典型鍵盤(pán)典型鍵盤(pán)/顯示器接口實(shí)