第07章 顯示器與鍵盤接口技術(shù)

1、1 1/52/52第七章 顯示器與鍵盤接口技術(shù) 鍵盤與顯示系統(tǒng)鍵盤與顯示系統(tǒng) 非編碼鍵盤接口非編碼鍵盤接口 LEDLED數(shù)碼管顯示接口數(shù)碼管顯示接口 2 2/52/527.1 LED數(shù)碼管顯示接口顯示器和鍵盤是兩種重要外設(shè)顯示器和鍵盤是兩種重要外設(shè)鍵盤用于輸入數(shù)據(jù)和命令鍵盤用于輸入數(shù)據(jù)和命令顯示器用于顯示控制過程和運算結(jié)果顯示器用于顯示控制過程和運算結(jié)果3 3/52/52一、LED數(shù)碼管顯示原理 LED數(shù)碼管是單片機系統(tǒng)常用的顯示數(shù)碼管是單片機系統(tǒng)常用的顯示器件。它由若干發(fā)光二極管組成器件。它由若干發(fā)光二極管組成 控制不同組合的發(fā)光二極管導(dǎo)通，就控制不同組合的發(fā)光二極管導(dǎo)通，就能顯示出不同的數(shù)

2、字能顯示出不同的數(shù)字LED數(shù)碼管分為數(shù)碼管分為共陰極共陰極和和共陽極共陽極兩種兩種7.1 LED數(shù)碼管顯示接口4 4/52/527.1 LED數(shù)碼管顯示接口1. 1. 共陰極共陰極LEDLED數(shù)碼管數(shù)碼管 sp g f e d c b a顯示顯示2： 0 1 0 1 1 0 1 1 = 5BH sp g f e d c b a顯示顯示b： 0 1 1 1 1 1 0 0 = 7CH5 5/52/527.1 LED數(shù)碼管顯示接口共陰極數(shù)碼管段碼表6 6/52/527.1 LED數(shù)碼管顯示接口2. 2. 共陽極共陽極LEDLED數(shù)碼管數(shù)碼管 sp g f e d c b a顯示顯示2： 1 0 1

3、 0 0 1 0 0 = A4H sp g f e d c b a顯示顯示b： 1 0 0 0 0 0 1 1 = 83H7 7/52/527.1 LED數(shù)碼管顯示接口共陽極數(shù)碼管段碼表8 8/52/52二、數(shù)碼管的顯示方式 7.1 LED數(shù)碼管顯示接口顯示方式顯示方式靜態(tài)靜態(tài)顯示顯示 動態(tài)動態(tài)顯示顯示 9 9/52/52 靜態(tài)顯示是指靜態(tài)顯示是指LED數(shù)碼管顯示數(shù)碼管顯示某一字符時，相應(yīng)的發(fā)光二極管某一字符時，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定導(dǎo)通或恒定截止。恒定導(dǎo)通或恒定截止。7.1 LED數(shù)碼管顯示接口1. 靜態(tài)顯示方式1010/52/527.1 LED數(shù)碼管顯示接口LED1LED2GGabcdefg

4、gfedcba圖示為圖示為51單片機控制單片機控制2位位LED數(shù)碼管數(shù)碼管靜態(tài)靜態(tài)顯示接口電路，圖中數(shù)碼管為共陽極顯示接口電路，圖中數(shù)碼管為共陽極1111/52/527.1 LED數(shù)碼管顯示接口 完成完成099循環(huán)計數(shù)循環(huán)計數(shù)靜態(tài)顯示功能的程序靜態(tài)顯示功能的程序流程圖。流程圖。LED2顯示十位計數(shù)值顯示十位計數(shù)值LED1顯示個位計數(shù)值顯示個位計數(shù)值 1212/52/527.1 LED數(shù)碼管顯示接口源 程 序CNT_H EQU 61H;計數(shù)待顯示十位數(shù)據(jù)計數(shù)待顯示十位數(shù)據(jù)CNT_L EQU 60H ;計數(shù)待顯示個位數(shù)據(jù)計數(shù)待顯示個位數(shù)據(jù) ORG 0000HLJMP MAINORG 0066HMA

5、IN:MOV SP, #70HMOV CNT_H, #00H ; 61H、60H單元清單元清0MOV CNT_L, #00HLCALL DISPLAY ;調(diào)用顯示子程序調(diào)用顯示子程序1313/52/527.1 LED數(shù)碼管顯示接口LOOP:LCALL DELAY1SINC CNT_LMOV A, CNT_LXRL A, #10JNZ DSPMOV CNT_L, #00HINC CNT_HMOV A, CNT_HXRL A, #10JNZ DSPMOV CNT_H, #00HDSP: LCALL DISPLAY ;調(diào)用顯示子程序調(diào)用顯示子程序LJMP LOOP1414/52/527.1 LED數(shù)

6、碼管顯示接口DISPLAY:MOV DPTR, #TABLE ;顯示子程序顯示子程序 MOVA, CNT_H MOVCA, A+DPTR MOVP3, A MOVDPTR, #TABLE MOVA, CNT_L MOVCA, A+DPTR MOVP1, A RETTABLE: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H DB 92H, 82H, 0F8H, 80H, 90H1515/52/527.1 LED數(shù)碼管顯示接口；*DELAY1S: MOVR3, #04H;延時延時1秒子程序秒子程序LOOP3: MOVR2, #0FAHLOOP2: MOVR1, #0F9H NOPLOOP1

7、: NOP NOP DJNZR1, LOOP1 DJNZR2, LOOP2 DJNZR3, LOOP3 RET ENDMHzfosc121616/52/52利用人眼的視覺暫留效應(yīng)，就利用人眼的視覺暫留效應(yīng)，就可以給人同時顯示的感覺可以給人同時顯示的感覺7.1 LED數(shù)碼管顯示接口2. 動態(tài)顯示方式動態(tài)顯示是一位一位地輪流循環(huán)點亮各動態(tài)顯示是一位一位地輪流循環(huán)點亮各位數(shù)碼管，每位點亮的時間為位數(shù)碼管，每位點亮的時間為15ms1717/52/527.1 LED數(shù)碼管顯示接口圖示為圖示為51單片機控制的單片機控制的4位位LED數(shù)碼管數(shù)碼管動態(tài)動態(tài)顯示接口電路顯示接口電路1818/52/52 為方便與

8、數(shù)碼管的顯示接口，在片內(nèi)為方便與數(shù)碼管的顯示接口，在片內(nèi)RAM的的30H開始設(shè)置顯示緩沖區(qū)，如圖所示開始設(shè)置顯示緩沖區(qū)，如圖所示7.1 LED數(shù)碼管顯示接口什么叫顯示緩沖區(qū)？1919/52/52DPLAY: MOV R0, #30H ;R0指針指向指針指向顯示緩沖區(qū)顯示緩沖區(qū)首址首址 MOV DPTR,#SEGTAB MOV R2, #01H ;置置位選碼位選碼初值初值 MOV A, R2DISP: MOV P1, A ;輸出位選碼輸出位選碼 MOV A, R0 ;取出要顯示的數(shù)，準備查段選碼取出要顯示的數(shù)，準備查段選碼 MOVC A, A+DPTR ;查字型碼查字型碼 MOV P3, A ;

9、段選碼送段選碼送P3口口 ACALL DELAY1MS ;延時延時1ms。延時子程序。延時子程序DELAY1MS略略 INC R0 ;修改顯示緩沖區(qū)單元地址修改顯示緩沖區(qū)單元地址 MOV A, R2 JB ACC.3,GORET;4位顯示完否？位顯示完否？ RL A ;未顯示完，位選碼左移未顯示完，位選碼左移1位位 MOV R2, A AJMP DISPGORET: RETSEGTAB:DB C0H,F9H,A4H,B0H,99H,92H,82H,F8H,80H,90H DB 88H,83H,C6H,A1H,86H,8EH 4位LED數(shù)碼管動態(tài)顯示子程序2020/52/52如果要在4位數(shù)碼管上

10、動態(tài)顯示 .，顯示緩沖區(qū)中應(yīng)放什么內(nèi)容？程序如何修改？2121/52/52 共陽極數(shù)碼管L的段碼是多少？ 共陽極數(shù)碼管y的段碼是多少？如果要在4位數(shù)碼管上動態(tài)顯示PLAY，顯示緩沖區(qū)中應(yīng)放什么內(nèi)容？程序如何修改？ sp g f e d c b a顯示顯示L： 1 1 0 0 0 1 1 1 = C7H sp g f e d c b a顯示顯示y： 1 0 0 1 0 0 0 1 = 91H2222/52/52討 論 題 共陰極數(shù)碼管與共陽極數(shù)碼管有什么共陰極數(shù)碼管與共陽極數(shù)碼管有什么不同？不同？ 動態(tài)掃描顯示是基于什么機理？動態(tài)掃描顯示是基于什么機理？ 靜態(tài)顯示與動態(tài)顯示各有什么特點？靜態(tài)顯示

11、與動態(tài)顯示各有什么特點？2323/52/52 消除按鍵抖動有哪些方法？消除按鍵抖動有哪些方法？ 獨立式鍵盤和行列式鍵盤各有什么獨立式鍵盤和行列式鍵盤各有什么特點？特點？ 行列式鍵盤是如何識別按鍵的？行列式鍵盤是如何識別按鍵的？下次課前預(yù)習(xí)下次課前預(yù)習(xí)7.2和和7.3，并思考下列問題，并思考下列問題2424/52/527.2 非編碼鍵盤接口鍵鍵 盤盤編碼鍵盤編碼鍵盤通過編碼通過編碼電路識別電路識別鍵碼，硬鍵碼，硬件較復(fù)雜件較復(fù)雜非編碼鍵非編碼鍵盤盤通過軟通過軟件識別鍵件識別鍵碼，硬件碼，硬件簡單簡單2525/52/527.2 非編碼鍵盤接口鍵盤是若干按鍵的集合，是單片機常用輸入鍵盤是若干按鍵的集

12、合，是單片機常用輸入設(shè)備，操作人員可以通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)或命令設(shè)備，操作人員可以通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)或命令單片機的鍵盤通常使用機械觸點式按鍵開關(guān)單片機的鍵盤通常使用機械觸點式按鍵開關(guān)按鍵按鍵觸點在閉合或斷開時會產(chǎn)生抖動現(xiàn)象觸點在閉合或斷開時會產(chǎn)生抖動現(xiàn)象2626/52/527.2 非編碼鍵盤接口觸點的去抖動方法觸點的去抖動方法軟件去抖動軟件去抖動：軟件延時軟件延時10ms硬件去抖動硬件去抖動：R-S觸發(fā)器觸發(fā)器2727/52/52一、獨立式按鍵接口 常用于按鍵數(shù)量較少的場合常用于按鍵數(shù)量較少的場合7.2 非編碼鍵盤接口2828/52/52 ORG 0100HKEYSCAN: MOV P1, #0FF

13、H MOV A, P1 LCALL DEL10MS MOV B, P1 CJNE A, B, GORET JNB ACC.0, KEY0 JNB ACC.1, KEY1 JNB ACC.2, KEY2 JNB ACC.3, KEY3 JNB ACC.4, KEY4 JNB ACC.5, KEY5 JNB ACC.6, KEY6 JNB ACC.7, KEY7 GORET： RET獨立式鍵盤接口按鍵查詢子程序這條指令做什么用？2929/52/52KEY0:LCALLFUNC0RETKEY1:LCALLFUNC1RETKEY2:LCALLFUNC2RETKEY3:LCALLFUNC3RETKEY4

14、:LCALLFUNC4RETKEY5:LCALLFUNC5RETKEY6:LCALLFUNC6RETKEY7:LCALLFUNC7RET獨立式鍵盤接口按鍵查詢子程序（續(xù)）3030/52/52二、行列式非編碼鍵盤接口 按鍵設(shè)置在行線和列線的交叉處按鍵設(shè)置在行線和列線的交叉處 7.2 非編碼鍵盤接口x3x2x1x0y3y2y1y015141312111098765432103131/52/527.2 非編碼鍵盤接口判別是否有鍵按下判別是否有鍵按下 識別按鍵位置（逐行掃描）識別按鍵位置（逐行掃描） 鍵值的計算鍵值的計算 3232/52/52x3x2x1x0y3y2y1y015141312111098

15、765432107.2 非編碼鍵盤接口1. 判別是否有鍵按下全掃描 各行線同時送低電平各行線同時送低電平 同時讀各列線的值同時讀各列線的值全為全為1,1,則無鍵按下則無鍵按下不全為不全為1,1,則有鍵按下則有鍵按下3333/52/527.2 非編碼鍵盤接口2. 識別按鍵位置逐行掃描x3x2x1x0y3y2y1y01514131211109876543210 依次使每條行線為低電依次使每條行線為低電平，分別讀取列線值平，分別讀取列線值全為全為1,1,則按鍵不在這一行則按鍵不在這一行不全為不全為1,1,按鍵就在這一行按鍵就在這一行3434/52/527.2 非編碼鍵盤接口3. 鍵值的計算鍵值 =(

16、行號列數(shù)) + 列號 = 行首鍵值 + 列號 行首鍵值：行首鍵值：每行第每行第0列的鍵值列的鍵值 列號：列號：指列的序號指列的序號 例如例如Y0列的列號為列的列號為0 例如例如Y1列的列號為列的列號為1 例如例如5號鍵的列號是號鍵的列號是1 5號鍵的行首鍵值是號鍵的行首鍵值是4 鍵值鍵值 = 行首鍵值行首鍵值 + 列號列號 = 53535/52/52鍵盤掃描子程序流程圖3636/52/52KEYSCAN:ACALL KSCAN ;全掃描全掃描，查看有沒有鍵按下，查看有沒有鍵按下 JZ GORET ;A=0說明沒有鍵按下，返回說明沒有鍵按下，返回 LCALL DEL10MS ;有鍵按下，延時有鍵

17、按下，延時10ms去抖動去抖動 ACALL KSCAN ;全掃描全掃描，再查有沒有鍵按下，再查有沒有鍵按下 JZ GORET ;A=0說明沒有鍵按下，返回說明沒有鍵按下，返回 ACALL KEYSUM ;有鍵按下，有鍵按下，逐行掃描逐行掃描確定鍵值確定鍵值 RL A RL A ;鍵值鍵值4 MOV DPTR, #FTAB JMP A+DPTR ;散轉(zhuǎn)，執(zhí)行所按鍵相應(yīng)功能子程序散轉(zhuǎn)，執(zhí)行所按鍵相應(yīng)功能子程序GORET: RET 44行列式鍵盤掃描子程序3737/52/52FTAB: LCALLFUNC0 ;調(diào)用調(diào)用0號鍵功能子程序號鍵功能子程序 RET ;返回主程序返回主程序 LCALLFUNC

18、1 ;調(diào)用調(diào)用1號鍵功能子程序號鍵功能子程序 RET ;返回主程序返回主程序 . . . LCALLFUNC15 ;調(diào)用調(diào)用15鍵功能子程序鍵功能子程序 RET ;返回主程序返回主程序 LCALLERRSUB ;鍵值為鍵值為16，異常處理，異常處理 RET; KSCAN為判斷有無鍵按下子程序為判斷有無鍵按下子程序，A0表示有鍵按下表示有鍵按下KSCAN：MOV P1, #0F0H ;行線同時低電平，列線準備讀行線同時低電平，列線準備讀 MOV A, P1 ;讀取列線數(shù)據(jù)，讀取列線數(shù)據(jù)，全為全為1無鍵按下無鍵按下 CPL A ;A取反取反 ANL A, #0F0H ;屏蔽行線，屏蔽行線，A全為全

19、為0無鍵按下無鍵按下 RET ;返回，返回， A0表示有鍵按下表示有鍵按下44矩陣式鍵盤掃描子程序（續(xù)）3838/52/52識別按鍵位置逐行掃描x3x2x1x0y3y2y1y01514131211109876543210 依次使每條行線為低電依次使每條行線為低電平，分別讀取列線值平，分別讀取列線值全為全為1,1,則按鍵不在這一行則按鍵不在這一行不全為不全為1,1,按鍵就在這一行按鍵就在這一行3939/52/52KEYSUM:MOV R6, #00H ;R6存放行首鍵值存放行首鍵值，0行首鍵值行首鍵值=0 MOV R7, #0FEH ;第第0行的行掃描字行的行掃描字LOOP: MOV P1, R

20、7 ;逐行輸出行掃描字逐行輸出行掃描字 MOV A, P1 ;讀列線數(shù)據(jù)讀列線數(shù)據(jù) SWAP A ;A的高低半字節(jié)交換的高低半字節(jié)交換 JB ACC.0, L1 ;第第0列無鍵按下，轉(zhuǎn)查第列無鍵按下，轉(zhuǎn)查第1列列 MOV A, #0 ;第第0列有鍵按下，列有鍵按下，列號列號0送送A SJMP KSOLVE ;轉(zhuǎn)求鍵值轉(zhuǎn)求鍵值 L1: JB ACC.1, L2 ;第第1列無鍵按下，轉(zhuǎn)查第列無鍵按下，轉(zhuǎn)查第2列列 MOV A, #1 ;第第1列有鍵按下，列有鍵按下，列號列號1送送A SJMP KSOLVE ;轉(zhuǎn)求鍵值轉(zhuǎn)求鍵值 L2: JB ACC.2, L3 ;第第2列無鍵按下，轉(zhuǎn)查第列無鍵按下，

21、轉(zhuǎn)查第3列列 MOV A, #2 ;第第2列有鍵按下，列有鍵按下，列號列號2送送A SJMP KSOLVE ;轉(zhuǎn)求鍵值轉(zhuǎn)求鍵值 L3: JB ACC.3, NEXT ;第第3列無鍵按下，本行掃描結(jié)束列無鍵按下，本行掃描結(jié)束 MOV A, #3 ;第第3列有鍵按下，列有鍵按下，列號列號3送送A SJMP KSOLVE ;轉(zhuǎn)求鍵值轉(zhuǎn)求鍵值 求鍵值子程序（鍵值在A中返回）4040/52/52NEXT: MOV A, R7;取出行掃描字取出行掃描字 JNB ACC.3,ERR;已掃描完仍未查到被按鍵，異常處理已掃描完仍未查到被按鍵，異常處理 RL A;未掃描完，則未掃描完，則R7循環(huán)左移一位循環(huán)左移一

22、位 MOV R7, A;得到下一行的行掃描字得到下一行的行掃描字 ADD R6, #4;得到得到下一行的行首鍵值下一行的行首鍵值 SJMP LOOP;轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)LOOP，掃描下一行，掃描下一行ERR: MOV A, #16;鍵值賦鍵值賦16，表示出錯，表示出錯! RETKSOLVE:ADD A, R6;計算鍵值，計算鍵值，鍵值鍵值 = 行首鍵值行首鍵值 + 列號列號 PUSH ACC;鍵值進棧暫存鍵值進棧暫存WAIT: ACALL KSCAN;查按鍵釋放否？防止重復(fù)執(zhí)行鍵功能查按鍵釋放否？防止重復(fù)執(zhí)行鍵功能 JNZ WAIT;沒有釋放，等待沒有釋放，等待 POP ACC;鍵值出棧鍵值出棧 RET ;

23、返回到返回到 ACALL KEYSUM 的下一句的下一句求鍵值子程序（續(xù)）4141/52/527.3 鍵盤與顯示系統(tǒng)在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，為節(jié)省在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，為節(jié)省I/O口線，口線，可將數(shù)碼管顯示器和鍵盤結(jié)合起來，構(gòu)成可將數(shù)碼管顯示器和鍵盤結(jié)合起來，構(gòu)成實用的鍵盤與顯示系統(tǒng)實用的鍵盤與顯示系統(tǒng)。4242/52/527.3 鍵盤與顯示系統(tǒng)IC0IC1IC2IC3共陽x3x2x1x0y3y2y1y01514131211109876543210LED0abc d efgdpGGdpgfedcbaLED1LED2LED3ab c d efgdpGGdpgfedcba4343/52/527.3 鍵盤

24、與顯示系統(tǒng)圖中圖中44行列式鍵盤剛才介紹過，鍵盤掃行列式鍵盤剛才介紹過，鍵盤掃描程序與前面的描程序與前面的KEYSCAN子程序相同子程序相同 圖中的圖中的4位位LED動態(tài)掃描顯示電路上節(jié)課已動態(tài)掃描顯示電路上節(jié)課已介紹過，介紹過，4位數(shù)碼管動態(tài)顯示子程序如下：位數(shù)碼管動態(tài)顯示子程序如下： 4444/52/52DPLAY: MOV R0, #30H ;R0指向顯示緩沖區(qū)首址指向顯示緩沖區(qū)首址 MOV DPTR,#SEGTAB MOV R2, #01H ;置位選碼初值置位選碼初值 MOV A, R2DISP: MOV P1, A ;輸出位選碼輸出位選碼 MOV A, R0 ;取出要顯示的數(shù)，準備查

25、段選碼取出要顯示的數(shù)，準備查段選碼 MOVC A, A+DPTR ;查字形碼查字形碼 MOV P3, A ;字形碼送字形碼送P3口口 ACALL DELAY1MS ;延時延時1ms。延時子程序。延時子程序DELAY1MS略略 INC R0 ;修改顯示緩沖區(qū)單元地址修改顯示緩沖區(qū)單元地址 MOV A, R2 JB ACC.3,GORET;4位顯示完否？位顯示完否？ RL A ;未顯示完，位選碼左移未顯示完，位選碼左移1位位 MOV R2, A AJMP DISPGORET: RETSEGTAB:DB C0H,F9H,A4H,B0H,99H,92H,82H,F8H,80H,90H DB 88H,8

26、3H,C6H,A1H,86H,8EH 4位LED數(shù)碼管動態(tài)顯示子程序4545/52/52鍵盤與顯示系統(tǒng)程序流程圖鍵盤與顯示系統(tǒng)程序流程圖 4646/52/52鍵盤與顯示系統(tǒng)主程序 ORG0000H LJMPMAIN ORG0100HMAIN: . ;初始化部分（略）初始化部分（略） . .KEYSCAN:LCALLKSCAN ;全掃描全掃描，檢查是否有鍵按下，檢查是否有鍵按下 JZ KS1 ;A=0表示沒有鍵按下，轉(zhuǎn)表示沒有鍵按下，轉(zhuǎn)KS1 AJMPKS2KS1: LCALLDPLAY ;調(diào)用調(diào)用動態(tài)顯示動態(tài)顯示子程序，顯示一遍子程序，顯示一遍 AJMPKEYSCANKS2: MOVR3, #

27、L ;利用動態(tài)掃描利用動態(tài)掃描防抖動防抖動延時約延時約10msDELY: LCALLDPLAY ;調(diào)用動態(tài)顯示子程序，顯示一遍調(diào)用動態(tài)顯示子程序，顯示一遍 DJNZR3, DELY ;延時大約延時大約10ms時間到時間到 LCALLKSCAN ;全掃描全掃描，再查是否有鍵按下，再查是否有鍵按下 JZ KS1 ;A=0表示沒有鍵按下，轉(zhuǎn)表示沒有鍵按下，轉(zhuǎn)KS1 LCALLKEYSUM ;有鍵按下，逐行掃描確定鍵值有鍵按下，逐行掃描確定鍵值KSCAN：MOV P1, #0F0H ;準備讀準備讀 MOV A, P1 CPL A ANL A, #0F0H RET ; A=0則無鍵按下則無鍵按下KEYSUM為求鍵值子程序，鍵值在為求鍵值子程序，鍵值在A中返回中返回4747/52/52MOVR2, A RL AADDA,R2;鍵值鍵值3RL A;鍵值鍵值6MOVDPTR, #FTABJMPA+DPTR;散轉(zhuǎn)，執(zhí)行所按鍵相應(yīng)功能子程序散轉(zhuǎn)，執(zhí)行所按鍵相應(yīng)功能子程序FTAB