LJY第10章 MCS-51與鍵盤、顯示器76318課件

第10章MCS-51與鍵盤、顯示器、撥盤、打印機(jī)的接口設(shè)計(jì)輸入外設(shè)：鍵盤、BCD碼撥盤等；輸出外設(shè)：LED顯示器、LCD顯示器、打印機(jī)等。10.1LED顯示器接口原理LED(LightEmittingDiode):發(fā)光二極管的縮寫。顯示器前面冠以“LED”。10.1.1LED顯示器的結(jié)構(gòu)LED顯示器為8段（或7段，8段比7段多了一個(gè)小數(shù)點(diǎn)“dp”有共陽極和共陰極兩種。12為使LED顯示不同的符號(hào)或數(shù)字，要為L(zhǎng)ED提供段碼（或稱字型碼）。提供給LED顯示器的段碼（字型碼）正好是一個(gè)字節(jié)（8段）。各段與字節(jié)中各位對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：按上述格式，8段LED的段碼如表10-1所示。3段碼是相對(duì)的，它由各字段在字節(jié)中所處的位決定。例如表10-1中8段LED段碼是按格式：而形成的，“0”的段碼為3FH（共陰）。反之，如將格式改為下列格式：則“0”的段碼為7EH（共陰）。字型及段碼由設(shè)計(jì)者自行設(shè)定，習(xí)慣上還是以“a”段對(duì)應(yīng)段碼的最低位。5N個(gè)LED顯示塊有N位位選線和8×N根段碼線。10.1.2LED顯示器工作原理圖10-2是4位LED顯示器的結(jié)構(gòu)原理圖。段碼線控制顯示的字型，位選線控制該顯示位的亮或暗。6靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種顯示方式。1.靜態(tài)顯示方式各位的公共端連接在一起（接地或+5V）。每位的段碼線（a～dp）分別與一個(gè)8位的鎖存器輸出相連。顯示字符一確定，相應(yīng)鎖存器的段碼輸出將維持不變，直到送入另一個(gè)段碼為止。顯示的亮度高。7圖10-4：4位8段LED動(dòng)態(tài)顯示電路。其中段碼線占用一個(gè)8位I/O口，而位選線占用一個(gè)4位I/O口。9圖10-5為8位LED動(dòng)態(tài)顯示2003.10.10的過程。圖（a)是顯示過程，某一時(shí)刻，只有一位LED被選通顯示，其余位則是熄滅的；圖（b)是實(shí)際顯示結(jié)果，人眼看到的是8位穩(wěn)定的同時(shí)顯示的字符。1010.2鍵盤接口原理1.鍵盤輸入的特點(diǎn)鍵盤：一組按鍵開關(guān)的集合。行線電壓信號(hào)通過鍵盤開關(guān)機(jī)械觸點(diǎn)的斷開、閉合，輸出波形如圖10-6。1110.2.2鍵盤接口的工作原理獨(dú)立式按鍵接口和行列式鍵盤接口。1.獨(dú)立式鍵盤接口各鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵各接一根輸入線，通過檢測(cè)輸入線的電平狀態(tài)可很容易判斷那個(gè)鍵被按下。此種接口適于鍵數(shù)較少或操作速度較高的場(chǎng)合。圖10-7（a）為中斷方式的獨(dú)立式鍵盤工作電路圖10-7（b）為查詢方式的獨(dú)立式鍵盤工作電路。1314圖10-8為8255A擴(kuò)展I/O口的獨(dú)立式按鍵接口電路。15對(duì)圖10-9獨(dú)立式鍵盤編程，軟件消抖，查詢方式檢測(cè)鍵的狀態(tài)。僅有一鍵按下時(shí)才有效才處理。KEYIN:MOVDPTR,#0BFFFH；鍵盤端口地址 MOVXA,@DPTR ；讀鍵盤狀態(tài) ANLA,#1FH ；屏蔽高三位MOVR3,A ；保存鍵盤狀態(tài)值LCALLDELAY10 ；延時(shí)10ms去鍵盤抖動(dòng)MOVXA,@DPTR ；再讀鍵盤狀態(tài)ANLA,#1FH ；屏蔽高三位CJNEA,R3,RETURN；兩次不同，抖動(dòng)RETURN CJNEA,#1EH,KEY2；不等轉(zhuǎn)KEY217 LJMPPKEY1 ;是K1鍵按下，轉(zhuǎn)K1鍵處理 ；子程序PKEY1KEY2:CJNEA,#1DH,KEY3;S2鍵未按下，轉(zhuǎn)KEY3 LJMPPKEY2 ;S2鍵按下，轉(zhuǎn)PKEY2處理KEY3: CJNEA,#1BH,KEY4 ;S3未按下，轉(zhuǎn)KEY4 LJMPPKEY3;S3按下，轉(zhuǎn)PKEY3處理KEY4:CJNEA,#17H,KEY5;S4鍵未按下，轉(zhuǎn)KEY5

LJMPPKEY4;S4按下，轉(zhuǎn)PKEY4處理KEY5: CJNEA,#0FH,PASS;S5未按下，轉(zhuǎn)RETURN LJMPPKEY5;S5按下，轉(zhuǎn)PKEY5處理RETURN:RET;重鍵或無鍵按下，從子程序返回識(shí)別和編程簡(jiǎn)單，用在按鍵數(shù)較少的場(chǎng)合。182.行列式(矩陣式)鍵盤接口用于按鍵數(shù)目較多的場(chǎng)合，由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)上。如圖10-10所示。按鍵數(shù)目較多的場(chǎng)合，行列式鍵盤與獨(dú)立式鍵盤相比，要節(jié)省很多的I/O口線。19（2）按鍵的識(shí)別方法a.掃描法圖10-10（b）中3號(hào)鍵被按下為例，來說明此鍵時(shí)如何被識(shí)別出來的。第1步：識(shí)別鍵盤有無鍵按下；第2步：如有鍵被按下，識(shí)別出具體的按鍵。把所有列線置0，檢查各行線電平是否有變化，如有變化，說明有鍵按下，如無變化，則無鍵按下。 先把(掃描)某一列置低電平，其余各列為高電平，檢查各行線電平的變化，如果某行線電平為低，可確定此行列交叉點(diǎn)處的按鍵被按下。21b.線反轉(zhuǎn)法

只需兩步便能獲得此按鍵所在的行列值，線反轉(zhuǎn)法的原理如圖10-11。（2）按鍵的識(shí)別方法22第1步：列線輸出為全低電平，則行線中電平由高變低的所在行為按鍵所在行。第2步：行線輸出為全低電平，則列線中電平由高變低所在列為按鍵所在列。結(jié)合上述兩步，可確定按鍵所在行和列。b.線反轉(zhuǎn)法

（2）按鍵的識(shí)別方法2310.2.3鍵盤的工作方式單片機(jī)在忙于各項(xiàng)工作任務(wù)時(shí)，如何兼顧鍵盤的輸入，取決于鍵盤的工作方式。原則：即要保證能及時(shí)響應(yīng)按鍵操作，又不要過多占用CPU的工作時(shí)間。通常，鍵盤工作方式有3種:編程掃描、定時(shí)掃描和中斷掃描。251.編程掃描方式只有當(dāng)單片機(jī)空閑時(shí)，才調(diào)用鍵盤掃描子程序，掃描鍵盤。工作過程：（1）在鍵盤掃描子程序中，先判斷有無鍵按下。（2）用軟件來消除按鍵抖動(dòng)的影響。如有鍵按下，則進(jìn)行下一步。（3）求按下鍵的鍵號(hào)。（4）等待按鍵釋放后，再進(jìn)行按鍵功能的處理操作。262.定時(shí)掃描工作方式利用單片機(jī)內(nèi)的定時(shí)器，產(chǎn)生10ms的定時(shí)中斷，對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描。3.中斷工作方式只有在鍵盤有鍵按下時(shí)，才執(zhí)行鍵盤掃描程序，如無鍵按下，單片機(jī)將不理睬鍵盤。27第1層：?jiǎn)纹瑱C(jī)如何來監(jiān)視鍵盤的輸入。三種工作方式：①編程掃描②定時(shí)掃描③中斷掃描。第2層：確定具體按鍵的鍵號(hào)。體現(xiàn)在按鍵的識(shí)別方法上就是：①掃描法；②線反轉(zhuǎn)法。第3層：執(zhí)行鍵處理程序。2910.3鍵盤/顯示器接口設(shè)計(jì)實(shí)例一般把鍵盤和顯示器放在一起考慮。10.3.1利用并行I/O芯片實(shí)現(xiàn)鍵盤/顯示器接口圖10-14：8031用擴(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/顯示器接口電路。圖中8155H也可用8255A來替代。30318031外擴(kuò)一片8155H。

RAM地址：7E00H～7EFFH。 I/O口地址：7F00H～7F05H。

PA口為輸出口，控制鍵盤列線的掃描，同時(shí)又是6位共陰極顯示器的位掃描口。

PB口作為顯示器段碼輸出口，PC口作為鍵盤的行線狀態(tài)的輸入口。75452：反相驅(qū)動(dòng)器，7407：同相驅(qū)動(dòng)器。321．動(dòng)態(tài)顯示程序設(shè)計(jì)8031內(nèi)部RAM6個(gè)顯示緩沖單元：79H～7EH，存放要顯示的6位數(shù)據(jù)。 ①8155H的PB口輸出相應(yīng)位的段碼， ②依次改變PA口輸出為高的位使某一位顯示某一字符，其它位為暗。動(dòng)態(tài)地顯示出由緩沖區(qū)中顯示數(shù)據(jù)所確定的字符。33硬件資源：A口：位選線（輸出）B口：段碼線（輸出）8155地址分配7F00：命令、狀態(tài)7F01：A7F02：B7F03：C7F04：定時(shí)初值7F05：定時(shí)初值34軟件變量、資源：顯示段碼數(shù)據(jù)@R0→B口段碼表顯示位選數(shù)據(jù)R3→A口軟件延時(shí)程序35參考程序：DIR：MOVR0,＃79H ；置緩沖器指針初值MOVR3,＃01H ；位選碼的初值送R3MOVA,R3LD0：MOVDPTR,＃7F01H；位選碼→PA口（PA.0位）；最左邊LED亮MOVX@DPTR,AINCDPTR ；數(shù)據(jù)指針指向PB口MOVA,@R0；顯示數(shù)據(jù)→AADDA,＃0DH；加偏移量（到表首間；所有指令占的單元數(shù)）MOVCA,@A＋PC；根據(jù)顯示數(shù)據(jù)查表段碼36DIR1：MOVX@DPTR,A ；段碼→8155HPB口ACALLDL1ms；該位顯示1msINCR0 ；指針指向下一個(gè)數(shù)據(jù)單元MOVA,R3 ；位選碼送入A中JBAcc.5,LD1；判斷是否掃描到最右邊的；LED，如到最右邊則返回RLA；位選碼向左移一位;右邊的下一位LED亮MOVR3,A ；位選碼送R3中保存AJMPLD0;LD1：RET;DSEG：DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH；共陰段碼 DB7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CHDB39H,5EH,79H,71H,73H,3EH37DB31H,6EH,1CH,23H,40H,03HDB18H,00HDL1ms： MOVR7,＃02H ；延時(shí)1ms子程序DL： MOVR6,＃0FFHDL6： DJNZR6,DL6DJNZR7,DLRET382．鍵盤程序設(shè)計(jì)（1）判別鍵盤上有無鍵閉合（2）去除鍵的機(jī)械抖動(dòng)（3）判別閉合鍵的鍵號(hào)（4）使CPU對(duì)鍵的一次閉合僅作一次處理39硬件資源：A口：列線（輸出）C口：行線（輸入）8155地址分配7F00：命令、狀態(tài)7F01：A7F02：B7F03：C

軟件變量、資源：列選碼R2→A口列計(jì)數(shù)R440鍵盤子程序如下：KEYI：ACALLKS1；調(diào)用判有無鍵閉合子程序JNZLK1；有鍵閉合，跳LK1NI：ACALLDIR；無鍵閉合，調(diào)用顯示子程序,延；遲6ms后，跳KEYIAJMPKEYILK1：ACALLDIR；可能有鍵閉合，軟件延遲12ms去抖ACALLDIRACALLKS1；調(diào)用判有無鍵閉合子程序JNZLK2；經(jīng)去抖，判鍵確實(shí)閉合，跳LK2ACALLDIR；調(diào)用顯示子程序延遲6msAJMPKEYI；抖動(dòng)引起，跳KEYILK2：MOVR2,＃0FEH ；列選碼→R2MOVR4,＃00H ；R4為列號(hào)計(jì)數(shù)器41LK4：MOVDPTR,＃7F01H；列選碼→8155H的PA口MOVA,R2MOVX@DPTR,AINCDPTR ；數(shù)據(jù)指針增2，指向PC口INCDPTRMOVXA,@DPTR；讀8155HPC口JBAcc.0,LONE；0行線為高，無鍵閉合，跳LONE，轉(zhuǎn)判1行MOVA,＃00H ；0行有鍵閉合,首鍵號(hào)0→AAJMPLKP ；跳LKP，計(jì)算鍵號(hào)LONE：JBAcc.1,LTW0；1行線為高，無鍵閉合；跳LTW0轉(zhuǎn)判2行MOVA,＃08H；1行有鍵閉合,首鍵號(hào)8→AAJMPLKP 42LTW0：JBA.2,LTHR；2行線為高，無鍵閉合， ；跳LTHR，轉(zhuǎn)判3行 MOVA,＃10H；2行有鍵閉合,首鍵號(hào)10H→AAJMPLKP ；跳LKP，計(jì)算鍵號(hào)LTHR：JBAcc.3,NEXT；3行線為高，無鍵閉合；跳NEXT，準(zhǔn)備下一列掃描MOVA,＃18H ；3行有鍵閉合,首鍵號(hào)18H→ALKP：ADDA,R4；計(jì)算鍵號(hào)：首鍵號(hào)＋列號(hào)=鍵號(hào)PUSHA ；鍵號(hào)進(jìn)棧保護(hù)LK3：ACALLDIR ；調(diào)用顯示子程序，延時(shí)6msACALLKS1 ；調(diào)用判有無鍵閉合子程序 ；延時(shí)6ms JNZLK3 ；判鍵釋放否，未釋放，則循環(huán)

POPA；鍵已釋放，鍵號(hào)出?！鶤RET43NEXT：INCR4；列計(jì)數(shù)器加1，為下一列掃描作準(zhǔn)備MOVA,R2；判是否已掃到最后一列（最右一列）JNBAcc.7,KND；鍵掃描到最后一列，跳KND， ；重新進(jìn)行整個(gè)鍵盤掃描RLA ；鍵掃描未掃到最后一列， ；位選碼左移一位MOVR2,A；位選碼→R2AJMPLK4KND：AJMPKEYIKS1：MOVDPTR,#7F01H；判有無鍵閉合，全“0”→ ；掃描口（PA口）MOVA,＃00H ；即列線全為低電平MOVX@DPTR,AINCDPTR ；DPTR增2，指向PC口44INCDPTR ；指針增1，指向PC口MOVXA,@DPTR；從PC口讀行線的狀態(tài)CPLA ；行線取反，如無鍵按下，則A為0；ANLA,＃0FH；屏蔽無用的高4位RET4510.3.2利用8031的串行口實(shí)現(xiàn)鍵盤/顯示器接口串口未作它用，可用來外擴(kuò)鍵盤/顯示器。串口為方式0輸出，串口外接移位寄存器74LS164。接口電路如圖10-17。74LS164(0)～74LS164(7):作為8位LED的段碼輸出，8031的P3.4、P3.5：兩行鍵的行狀態(tài)輸入P3.3（TXD）：同步移位脈沖輸出控制線，4647顯示硬件資源串行口0P3.3軟件變量、資源：字段表串口初始化SCON.SM0、1、2=0IE=0SCON.TICLRSM0CLRSM1CLRSM2CLREA48優(yōu)點(diǎn)：亮度大，容易做到顯示不閃爍，且CPU不必頻繁的為顯示服務(wù)，從而使單片機(jī)有更多的時(shí)間處理其它事務(wù)。顯示子程序：DIR：SETBP3.3 ；P3.3=1允許TXD腳同步移位 ；脈沖輸出MOVR7,＃08H；送出的段碼個(gè)數(shù)，R7為段 ；碼個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)器MOVR0,＃7FH；7FH～78H為顯示數(shù)據(jù)緩沖區(qū)DL0： MOVA,@R0；取出要顯示的數(shù)送AADDA,＃0DH；加上偏移量MOVCA,@A＋PC；查段碼表SEGTAG，取出段碼MOVSBUF,A；將段碼送SBUF

49DL1：JNBTI,DL1 ；輸出段碼，查詢TI狀態(tài)CLRTI ；1個(gè)字節(jié)的段碼輸出完,清TI標(biāo)志DECR0 ；指向下一個(gè)顯示數(shù)據(jù)單元

DJNZR7,DL0 ；段碼個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)器R7是否為0, ;如不為0，繼續(xù)送段碼CLRP3.3 ；8個(gè)段碼輸出完畢，關(guān)輸出RET ；返回SEGTAB：DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H ；共陽極段碼表，0,1,2,3,4DB92H,82H,0F8H,90H ；5,6,7,8,9DB88H,83H,0C6H,0A1H,86H ；A,B,C,D,EDB8FH,0BFH,8CH,0FFH,0FFH ；F,－,P,暗5051鍵盤硬件資源：P3.3列線：串行口0行線P3.4P3.5

軟件變量、資源：串口初始化SCON.SM0、1、2=0IE=0SCON.TI5253鍵盤掃描子程序：KEYI：MOVA,＃00H ；判有無鍵按下，使所有列線為0 ；的編碼送AMOVSBUF,A ；掃描鍵盤的（8）號(hào)74LS164輸 ；出為00H,使所有列線為0KL0：JNBTI,KL0 ；串行輸出完否？CLRTI ；串行輸出完畢，清TIKL1：JNBP3.4,PK1 ；第1行有閉合鍵嗎？如有，跳 ；PK1進(jìn)行處理JBP3.5,KL1 ；在第2行鍵中有閉合鍵嗎？無閉 ；合鍵跳KL1PK1：ACALLDL10 ；調(diào)用延時(shí)10ms子程序DL10，軟 ；件消除抖動(dòng)JNBP3.4,PK2 ；判是否抖動(dòng)引起的？54JBP3.5,KL1PK2： MOVR7,＃08H；不是抖動(dòng)引起的MOVR6,＃0FEH ；判別是哪一個(gè)鍵按下，F(xiàn)EH為最 ；左一列為低MOVR3,＃00H ；R3為列號(hào)寄存器MOVA,R6 ；KL5：MOVSBUF,A ；列掃描碼從串行口輸出KL2：JNBTI,KL2 ；等待串行口發(fā)送完CLRTI ；串行口發(fā)送完畢，清TI標(biāo)志JNBP3.4,PKONE ；讀第1行線狀態(tài)，第1行有鍵；閉合，跳PKONE處理JBP3.5,NEXT；讀第2行狀態(tài)，是第2行某鍵？MOVR4,＃08H ；第2行鍵中有鍵被按下， ；行首鍵號(hào)08H送R4AJMPPK3;55PKONE：MOVR4,＃00H;第1行按下，行首鍵號(hào)00H送R4PK3： MOVSBUF,＃00H；等待鍵釋放，發(fā)送00H ；使所有列線為低KL3：JNBTI,KL3CLRTI ；發(fā)送完畢，清標(biāo)志KL4：JNBP3.4,KL4；判行線狀態(tài)JNBP3.5,KL4MOVA,R4 ；兩行線均為高，說明鍵已釋放ADDA,R3 ；計(jì)算得到鍵碼→ARETNEXT：MOVA,R6 ；列掃描碼左移一位，判下列鍵RLAMOVR6,A ；記住列掃描碼于R6中INCR3 ；列號(hào)增1DJNZR7,KL5；列計(jì)數(shù)器R7減1，8列鍵都檢查完？56AJMPKEYI；8列鍵掃描完畢;開始下一個(gè)鍵盤掃描周期DL10：MOVR7,＃0AH ；延時(shí)10ms子程序DL：MOVR6,＃0FFHDL6：DJNZR6,DL6DJNZR7,DLRET5710.3.3利用通用鍵盤/顯示器接口芯片8279實(shí)現(xiàn)鍵盤/ 顯示器接口Intel8279芯片：通用可編程鍵盤/顯示器接口芯片。對(duì)鍵盤部分提供掃描工作方式，能對(duì)64個(gè)鍵鍵盤陣列不斷掃描，自動(dòng)消抖，自動(dòng)識(shí)別出閉合的鍵并得到鍵號(hào)，能對(duì)雙鍵或N鍵同時(shí)按下進(jìn)行處理。58掃描方式的顯示接口，可顯示多達(dá)16位的字符。1.8279的引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)59602.引腳功能介紹(1)與CPU的接口引腳DB0～DB7：數(shù)據(jù)總線、雙向、三態(tài)，與單片機(jī)數(shù)據(jù)總線相連，在CPU和8279之間傳送命令或數(shù)據(jù)。CLK：系統(tǒng)時(shí)鐘，用于8279內(nèi)部定時(shí)，以產(chǎn)生其工作所需的時(shí)序。RESET：高電平時(shí)，8279被復(fù)位，復(fù)位后的狀態(tài)如下：*16個(gè)字符左邊輸入顯示方式*編碼掃描鍵盤、雙鍵鎖定方式CS*：片選61A0：=1，寫入的是命令字節(jié);讀出的是狀態(tài)字節(jié)。=0，寫入或讀出的字節(jié)均為數(shù)據(jù)。RD*、WR*：讀、寫控制引腳IRQ：中斷請(qǐng)求線。在鍵盤方式中，當(dāng)鍵盤RAM（先進(jìn)先出）中存有按下鍵的數(shù)據(jù)時(shí)，IRQ為高電平，向CPU提出中斷申請(qǐng)。

CPU每次從鍵盤RAM中讀出一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)時(shí)，IRQ就變?yōu)榈碗娖?。如果鍵盤RAM中還有未讀完的數(shù)據(jù)，IRQ將再次變?yōu)楦唠娖?，再次提出中斷?qǐng)求。62SL0～SL3

掃描輸出。用來掃描鍵盤和顯示器?？删幊淘O(shè)定為編碼輸出，即SL0～SL3需外接4-16譯碼器，輸出16取1的掃描信號(hào)，也可編程設(shè)定為譯碼輸出，即由SL0～SL3直接輸出4取1的掃描信號(hào)。（2）掃描信號(hào)輸出引腳63（3）與鍵盤連接的引腳RL0～RL7鍵盤矩陣的行信號(hào)輸入線。SHIFT輸入線，通常用作鍵盤上、下檔功能的控制鍵。CNTL/STB輸入線，高電平有效。在鍵盤方式時(shí)，通常用來作為鍵盤控制功能鍵使用。64（4）與顯示器連接的引腳OUTA0～OUTA3（A組顯示數(shù)據(jù)）、OUTB0～OUTB3（B組顯示數(shù)據(jù)）:向LED顯示器輸出的段碼,與掃描信號(hào)線SL0～SL3同步。兩組可獨(dú)立使用，也可合并使用。BD*:消隱顯示控制。653.8279的基本功能部件（1）掃描計(jì)數(shù)器編碼方式:掃描線SL0～SL3輸出，經(jīng)外部4-16譯碼器譯碼后，為鍵盤和顯示器提供16取1的掃描線。譯碼方式:計(jì)數(shù)器的最低二位在8279內(nèi)部譯碼后，從SL0～SL3輸出，為鍵盤和顯示器提供4取1掃描線。66D7D6D5D4D3D2D1D0CNTLSHIFT掃描回復(fù)（2）鍵盤去抖動(dòng)及回復(fù)緩沖器RL0～RL7被接到鍵盤的行線。在逐列掃描時(shí)，當(dāng)某一鍵閉合，消抖電路延時(shí)等待10ms之后，再檢驗(yàn)該鍵是否仍閉合。若閉合，則該鍵的行、列地址和附加的移位、控制狀態(tài)一起形成鍵盤數(shù)據(jù)，送入8279內(nèi)部的鍵盤RAM存儲(chǔ)器。格式為：

控制（CNTL）和移位（SHIFT）的狀態(tài)由兩個(gè)獨(dú)立的附加開關(guān)決定，而掃描（D5、D4、D3）是被按鍵的列編碼，而回復(fù)（D2、D1、D0）則是被按鍵的行位置數(shù)據(jù)。67（3）鍵盤RAM及其狀態(tài)寄存器鍵盤RAM：8字節(jié)先進(jìn)先出（FIFO）存儲(chǔ)器。內(nèi)部的FIFO狀態(tài)寄存器存放FIFO的工作狀態(tài)，如FIFO是空還是滿，其中存有多少字符，是否操作出錯(cuò)等等。當(dāng)FIFO存儲(chǔ)器空間不足時(shí)，狀態(tài)邏輯將產(chǎn)生IRQ=1信號(hào)，向CPU發(fā)出中斷申請(qǐng)。（4）顯示RAM和顯示地址寄存器顯示RAM：存顯示數(shù)據(jù)。16個(gè)字節(jié)，可存放16位顯示信息。顯示RAM的輸出與顯示掃描配合，同時(shí)輪流驅(qū)動(dòng)被選中的顯示位，使顯示器呈現(xiàn)穩(wěn)定的顯示（動(dòng)態(tài)掃描）。68狀態(tài)字：主要用于鍵盤工作方式，以指示鍵盤RAM中的字符數(shù)和有無錯(cuò)誤發(fā)生。4.8279的命令字和狀態(tài)字命令字：D7、D6、D5為命令特征位，來區(qū)分8條不同的命令字。695.8279與鍵盤/顯示器的接口圖10-20為8279與8位顯示器，4×8鍵盤的接口電路。行線接8279的RL0～RL3，8279選用外部譯碼方式，SL0～SL2經(jīng)74LS138（1）譯碼輸出，接列線，實(shí)現(xiàn)鍵盤逐列掃描。SL0～SL2又由74LS138(2)譯碼輸出到顯示器各位的公共陰極，進(jìn)行逐位掃描顯示。OUTB0～3、OUTA0～3輸出8位段碼。當(dāng)位切換時(shí)，BD*輸出為低電平，使74LS138(2)輸出全為高電平，顯示消隱。當(dāng)鍵盤上出現(xiàn)有效的閉合鍵時(shí)，鍵輸入數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)入7071中斷讀取鍵盤RAM中的鍵輸入數(shù)據(jù)。若要更新顯示器輸出，僅需改變8279中顯示RAM中的內(nèi)容。8279的命令/狀態(tài)口地址為7FFFH，數(shù)據(jù)口地址為7FFEH。8279初始化程序：INITI:SETBEX1 ;允許外部中斷1中斷MOV DPTR,#7FFFH;命令/狀態(tài)口地址寫入DPTRMOV A,#0D1H ;控制字D1H送AMOVX@DPTR,A ;向命令/狀態(tài)口寫入控制字LP:MOVXA,@DPTR ;讀8279的狀態(tài)JB Acc.7,LPMOV A,#00HMOVX@DPTR,A8279的鍵盤RAM存儲(chǔ)器，并向8031請(qǐng)求中斷，8031響應(yīng)72MOVA,＃2AHMOVX@DPTR,ASETBEA……鍵輸入中斷服務(wù)程序：PINT1：PUSHPSWPUSHDPHPUSHDPLPUSHAccMOVDPTR,＃7FFFH；寫入讀鍵盤RAM命令MOVA,＃40HMOVX@DPTR,AMOVDPTR,＃7FFEH；讀鍵輸入值MOVXA,@DPTRCJNEA,＃37H,PRI1；判輸入停機(jī)命令否73SETB20HPRI1：POPAccPOPDPLPOPDPHPOPPSWRETI顯示子程序：DIR：MOVDPTR,＃7FFFH；輸出寫顯示RAM命令MOVA,＃90HMOVX@DPTR,AMOVR0,＃70HMOVR7,＃08H ；送顯示RAM數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)MOVDPTR,＃7FFEHDL0：MOVA,@R074ADDA,＃05H ；05H為查表偏移量MOVCA,@A+PC ；查表得到段碼MOVX@DPTR,A ；寫入顯示RAMINCR0 ；顯示數(shù)據(jù)單元地址增1DJNZR7,DL0 ；8個(gè)顯示數(shù)據(jù)是否輸出完畢RETADSEG：DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH；段碼表（共陰極）

DB7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CHDB39H,5EH,79H,71H,73H,3EHDB31H,6EH,1CH,23H,40H,03H DB18H,38H,00H7510.4MCS-51與液晶顯示器（LCD）的接口LCD（LiquidCrystalDisplay）：液晶顯示器的縮寫，一種被動(dòng)式的顯示器，即液晶本身并不發(fā)光，而是經(jīng)液晶經(jīng)過處理后能改變光線通過方向的特性，而達(dá)到白底黑字或黑底白字顯示的目的。液晶顯示器具有功耗低、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用在儀器儀表和控制系統(tǒng)中。10.4.1LCD顯示器的分類按排列形狀分：字段型、點(diǎn)陣字符型和點(diǎn)陣圖形。（1）字段型廣泛用于電子表、數(shù)字儀表、計(jì)算器中。76（2）點(diǎn)陣字符型顯示字母、數(shù)字、符號(hào)。它是由5×7或5×10點(diǎn)陣組成，廣泛應(yīng)用在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中。（3）點(diǎn)陣圖形型筆記本電腦和彩色電視等設(shè)備中。10.4.2點(diǎn)陣字符型液晶顯示模塊介紹點(diǎn)陣字符型LCD顯示器，需相應(yīng)的LCD控制器、驅(qū)動(dòng)器，來對(duì)LCD顯示器進(jìn)行掃描、驅(qū)動(dòng)，以及一定空間的RAM和ROM來存儲(chǔ)寫入的命令和顯示字符的點(diǎn)陣?，F(xiàn)在已將LCD控制器、驅(qū)動(dòng)器、RAM、ROM和LCD顯示器用PCB連接到一起，稱為液晶顯示模塊LCM(LCdModule)。77用戶只向LCM送入相應(yīng)的命令和數(shù)據(jù)就可實(shí)現(xiàn)所需要的顯示內(nèi)容，與單片機(jī)接口簡(jiǎn)單，使用靈活方便。產(chǎn)品分為字符和圖形兩種。1.基本結(jié)構(gòu)（1）液晶板在液晶板上排列著若干5×7或5×10點(diǎn)陣的字符顯示位，從規(guī)格上分為每行8、16、20、24、32、40位，有一行、兩行及四行三類，用戶可根據(jù)需要，來選擇購(gòu)買。（2）模塊電路框圖由控制器HD44780、驅(qū)動(dòng)器HD44100及幾個(gè)電阻電容組成。HD44100是擴(kuò)展顯示字符位用的（例如：16字符×1行模塊就可不用HD44100，16字符×2行模塊就要用一片HD44100）。7879引線號(hào)符號(hào)名稱功能1VSS地0V2VDD電源5V±5%3VEE液晶驅(qū)動(dòng)電壓4RS寄存器選擇1:數(shù)據(jù)寄存器；0：命令寄存器5R/W*讀/寫1：讀；0：寫6E使能下降沿觸發(fā)7~14DB0~DB78位數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)傳輸液晶顯示模塊的引腳模塊14個(gè)引腳，其中有8條數(shù)據(jù)線，3條控制線，3條電源線，見表10-2。通過單片機(jī)寫入模塊的數(shù)據(jù)和指令，就可對(duì)顯示方式和顯示內(nèi)容作出選擇。80RSR/W*操作00命令寄存器寫入01忙標(biāo)志和地址計(jì)數(shù)器讀出10數(shù)據(jù)寄存器寫入11數(shù)據(jù)寄存器讀出寄存器的選擇命令格式及命令功能說明

(1)命令格式控制器HD44780內(nèi)有多個(gè)寄存器，如表10-3所示。81RS位和R/W*引腳上的電平來選擇寄存器，而DB7～DB0則決定命令功能。命令共11種：清除，返回，輸入方式設(shè)置，顯示開關(guān)控制，移位控制，功能設(shè)置，CGRAM（字符生成RAM）地址設(shè)置，DDRAM（顯示數(shù)據(jù)RAM）地址設(shè)置，讀忙標(biāo)志和地址，寫數(shù)據(jù)到CGRAM或DDRAM，從CGRAM或DDRAM讀數(shù)據(jù)。這些命令功能強(qiáng)：可組合成各種輸入、顯示、移位方式以滿足不同的要求。82838485（2）標(biāo)準(zhǔn)字符庫字符庫的內(nèi)容、字符碼和字型的對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如“A”的字符碼為41H，“B”的字符碼為42H。868710.4.38031與LCD的接口及軟件編程1.8031與LCD模塊的接口接口電路見圖10-24。將LCM掛接在8031的總線上，通過對(duì)數(shù)據(jù)總線的讀寫實(shí)現(xiàn)對(duì)LCM的控制。881.軟件編程初始化用戶所編的顯示程序，開始必須進(jìn)行初始化，否則模塊無法正常顯示。顯示程序編寫8910.5MCS-51與微型打印機(jī)的接口內(nèi)部有一個(gè)控制用單片機(jī)，固化有控打程序，智能化程度高。常用的微型打印機(jī)：TPμP-40A/16A、GP16以及XLF嵌入儀器面板上的漢字微型打印機(jī)。10.5.1MCS-51與TPμP-40A/16A微型打印機(jī)的接口1.TPμP-40A/16A微型打印機(jī)單片機(jī)控制的微型智能打印機(jī)。TPμP-40A與TPμP-16A的接口信號(hào)與時(shí)序完全相同，操作方式相近，硬件電路及插腳完全兼容，只是指令代碼不完全相同。TPμP-40A每行打印40個(gè)字符，TPμP-16A則每行打印16個(gè)字符。902.主要性能、接口要求及時(shí)序(1)TPμP-40A主要技術(shù)性能單片機(jī)控制,2KB控打程序及標(biāo)準(zhǔn)的Centronics并行接口?？纱蛴∪緼SCII代碼字符及128個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)字符和圖符。16個(gè)代碼字符（6×7點(diǎn)陣）由用戶定義。可打印出8×240點(diǎn)陣的圖樣（漢字或圖案點(diǎn)陣）。字符、圖符和點(diǎn)陣圖可在寬和高的方向放大為×2、×3、×4倍。每行字符的點(diǎn)行數(shù)（包括字符的行間距）可用命令更換。即字符行間距空點(diǎn)行在0～256間任選。912．接口信號(hào)采用國(guó)際上流行的Centronics打印機(jī)并行接口，與單片機(jī)間是通過一條20芯扁平電纜及接插件相連。打印機(jī)有一個(gè)20線扁平插座，信號(hào)引腳排列如圖10-26所示。引腳介紹:DB0～DB7：數(shù)據(jù)線,單向傳輸，由單片機(jī)輸入給打印機(jī)。STB*：數(shù)據(jù)選通信號(hào)。在該信號(hào)的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)線上的8位并行數(shù)據(jù)被打印機(jī)讀入機(jī)內(nèi)鎖存。9293BUSY：打印機(jī)“忙”狀態(tài)信號(hào)。當(dāng)該信號(hào)有效（高電平）時(shí),表示打印機(jī)正忙。此時(shí),單片機(jī)不得向打印機(jī)送入新的數(shù)據(jù)。ACK*：打印機(jī)的應(yīng)答信號(hào)。低電平有效,表明打印機(jī)已取走數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)。ERR*：“出錯(cuò)”信號(hào)。當(dāng)送入打印機(jī)的命令格式出錯(cuò)時(shí),打印機(jī)立即打印一行出錯(cuò)信息,提示出錯(cuò)。在打印出錯(cuò)信息之前，該信號(hào)線出現(xiàn)一個(gè)負(fù)脈沖，脈沖寬度為30μs。3．接口信號(hào)時(shí)序接口信號(hào)時(shí)序如圖10-27所示。9495選通信號(hào)STB*寬度需大于0.5μs。應(yīng)答信號(hào)ACK*可與STB*信號(hào)作為一對(duì)應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)，也可與BUSY作為一對(duì)應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)。2.字符代碼及打印命令寫入的全部代碼共256個(gè)，其中00H無效。代碼：01H～0FH為打印命令；代碼：10H～1FH為用戶自定義代碼；代碼：20H～7FH為標(biāo)準(zhǔn)ASCII代碼；代碼：80H～FFH為非ASCII代碼，如圖10-28所示。其中包括少量漢字、希臘字母、塊圖圖符和一些特殊字符。96973.TPμP-40A/16A與MCS-51單片機(jī)接口設(shè)計(jì)TPμP-40A/16A內(nèi)部控制電路由單片機(jī)構(gòu)成，在輸入電路中有鎖存器，在輸出電路中有三態(tài)門控制。因此可直接與單片機(jī)相接。TPμP-40A/16A只有握手線STB*、BUSY（或ACK*）,接口電路如圖10-29所示。圖10-30：并行I/O口連接的打印機(jī)接口電路。圖中的擴(kuò)展I/O口為8255A的PA口，采用查詢法，即通過讀8255A的PC0腳的狀態(tài)來判斷送給打印機(jī)的一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)是否處理完畢。也可用中斷法（BUSY直接與單片機(jī)的P3.3腳相連）。9899100例把MCS-51單片機(jī)內(nèi)部RAM3FH~4FH單元中的ASCII碼數(shù)據(jù)送到打印機(jī)。8255A設(shè)置為方式0，即端口A與端口C的上半部為輸出方式。端口C的下半部為輸入方式。打印程序如下：PRINT: MOVR0,#7FH ；控制口地址→R0MOVA,#81H ；8255A控制字→AMOVX@R0,A ；控制字→控制口MOVR1,#3FH ；數(shù)據(jù)區(qū)首地址→R1MOVR2,#0FH；打印數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)LOOP: MOVA,@R1 ；打印數(shù)據(jù)單元內(nèi)容→AINCR1 ；指向下一個(gè)數(shù)據(jù)單元MOVR0,#7CH；8255A的端口A地址→R0

MOVX@R0,A；打印數(shù)據(jù)送8255A的口A并鎖存101MOVR0,#7FH ；8255A的控制口地址→R0MOVA,#0EH ；PC7的復(fù)位控制字→AMOVX@R0,A ；PC7=0MOVA,#0FH ；PC7的置位控制字→AMOVX@R0,A ；PC7由0變1LOOP1:MOVR0,#7EH ；口C地址→R0MOVXA,@R0 ；讀入C口的值A(chǔ)NLA,#01H ；屏蔽C口的高7位，只留PC0位JNZLOOP1 ；查詢BUSY的狀態(tài),如為1跳LOOP1DJNZR2,LOOP ；未打完，循環(huán)102IO0～I(xiàn)O7：雙向三態(tài)數(shù)據(jù)總線,是CPU與GP16打印機(jī)之間命令、狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息傳輸線。CS*：設(shè)備選擇線。RD*、WR*：讀、寫信號(hào)線。BUSY：打印機(jī)狀態(tài)輸出，高電平表示GP16處于忙狀態(tài)，可供CPU查詢或作中斷請(qǐng)求線。GP16控制器具有數(shù)據(jù)鎖存器，與單片機(jī)接口十分方便。10.5.2MCS-51與GP16微型打印機(jī)的接口1.GP16微型打印機(jī)的接口信號(hào)控制器為8031單片機(jī)。接口信號(hào)如下:1031．打印命令及打印方式GP16的打印命令占兩個(gè)字節(jié),其格式如下:第一個(gè)字節(jié)

D7-----D4D3-----D0操作碼點(diǎn)行數(shù)n第二個(gè)字節(jié)

D7------------------D0打印行數(shù)NNGP16為微型針打,字符本身占據(jù)7個(gè)點(diǎn)行。命令字中的點(diǎn)行數(shù)n是選擇字符行之間的行距的參數(shù),若n=10，則行距為3個(gè)點(diǎn)行數(shù)，應(yīng)大于或等于8。打印行數(shù)是執(zhí)行本條命令時(shí)打?。ɑ蚩兆呒垼┑淖址袛?shù)。104D7D6D5D4 命令功能1000 空走紙1001 打印字符串1010 十六進(jìn)制數(shù)據(jù)打印1011 圖形打印3.MCS-51單片機(jī)和GP16的接口GP16內(nèi)部有三態(tài)鎖存器,能鎖存數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù),，故GP16可以直接與MCS-51數(shù)據(jù)總線相連而不須外加鎖存器。圖10-32為GP16與8031數(shù)據(jù)總線口相連的接口電路。GP16的命令編碼如下表。105106圖中BUSY接(P3.3)，直接可用于中斷方式。如要以查詢方式工作時(shí)，BUSY可以不連接，通過查詢狀態(tài)字來獲取BUSY的狀態(tài)。如果使用其它I/O或擴(kuò)展I/O口，只須將P0口線換成其他I/O或擴(kuò)展I/O口即可。按照?qǐng)D10-32的連接，GP16的打印機(jī)地址為7FFFH，讀取GP16狀態(tài)字