第9章-健盤與顯示器接口技術(shù)

第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)

9.1

LED顯示技術(shù)9.2

鍵盤接口技術(shù)9.3

可編程鍵盤/顯示芯片8279

9.4

LCD顯示接口技術(shù)9.1

單片機的系統(tǒng)總線

9.1.17段LED數(shù)碼顯示器

9.1.2串行接口8位共陰極LED驅(qū)動器MAX7219

9.2

鍵盤接口技術(shù)9.3

可編程鍵盤/顯示芯片8279

9.4

LCD顯示接口技術(shù)第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)LED數(shù)碼顯示器結(jié)構(gòu)與原理

LED數(shù)碼顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件。在應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的是七段LED數(shù)碼顯示器。這種顯示塊有共陰極與共陽極兩種，如下圖所示。第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)使用LED顯示器時，要注意區(qū)分共陰極和共陽極兩種不同的接法。為了顯示數(shù)字或字符，必須對數(shù)字或字符進行編碼，簡稱段碼。七段數(shù)碼管加上一個小數(shù)點，共計8段。因此為LED顯示器提供的段碼正好是一個字節(jié)。實際使用中，通過單片機向LED顯示接口輸出不同段碼，即可顯示相應(yīng)的數(shù)字。第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)LED數(shù)碼顯示器共陰極和共陽極段碼第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)

硬件譯碼LED顯示接口

9368是硬件段譯碼器。7475是4位鎖存器。鎖存器的選通端E接到地址譯碼器，若該接口的地址為0088H，執(zhí)行以下指令即可在顯示器上顯示數(shù)字“0”。

MOVDPTR，＃0088HMOVA，＃00HMOVX@DPTR，A第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)軟件譯碼LED顯示接口

第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)START: MOV DPTR,#TABLE ;DPTR指向段碼表首地址 MOV R7,#07FH;設(shè)置動態(tài)顯示掃描初值S1: MOV A,#00H MOVC A,@A+DPTR ;查表取得段碼 CJNE A,#01H,S2 ;判斷段碼是否為結(jié)束符 SJMP STARTS2: MOV B,A ;段碼送B保存 MOV A,R7 RL A ;顯示位掃描值左移1位 MOV P3,A ;顯示位掃描值送P3口 MOV R7,A MOV P0,B ;顯示段碼送P0顯示 LCALL DELAY ;延時 INC DPTR SJMP S1DELAY:MOV R5,#80 ;延時子程序D2:

DJNZ R5,D2 RETTABLE:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H;段碼表 DB 01H ;結(jié)束符第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)9.1

單片機的系統(tǒng)總線

9.1.17段LED數(shù)碼顯示器

9.1.2串行接口8位共陰極LED驅(qū)動器MAX72199.2

鍵盤接口技術(shù)9.3

可編程鍵盤/顯示芯片8279

9.4

LCD顯示接口技術(shù)第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)串行接口LED驅(qū)動器MAX7219

MAX7219是7段共陰極LED顯示驅(qū)動器片內(nèi)包含有一個BCD碼到B碼的譯碼器、多路復(fù)用掃描電路、字段和字位驅(qū)動器以及存儲每個數(shù)字的8×8RAM，每位數(shù)字都可以被尋址和更新，允許對每一位數(shù)字選擇B碼譯碼或不譯碼。采用三線串行方式與單片機接口，電路十分簡單，只需要一個10k左右的外接電阻來設(shè)置所有LED的段電流。第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)MAX7219采用串行數(shù)據(jù)傳輸方式，由16位數(shù)據(jù)組成。LOAD信號將數(shù)據(jù)進行鎖存。串行數(shù)據(jù)以16位為一幀，其中D15～D12可以任意，D11～D8為內(nèi)部寄存器地址，D7～D0為寄存器數(shù)據(jù)，工作時序如下：第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)8051單片機與MAX7219的接口舉例第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)8051單片機與MAX7219的接口舉例

程序分析P265例9-89.1

單片機的系統(tǒng)總線

9.2

鍵盤接口技術(shù)

9.2.1編碼鍵盤接口技術(shù)

9.2.2非編碼鍵盤接口技術(shù)9.2.3鍵值分析9.3

可編程鍵盤/顯示芯片8279

9.4

LCD顯示接口技術(shù)第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)鍵盤可分為編碼式鍵盤和非編碼式鍵盤。編碼鍵盤能夠由硬件自動提供與被按鍵對應(yīng)的ASCII碼或其它編碼。非編碼鍵盤則僅提供行和列的矩陣，其硬件邏輯與按鍵編碼不存在嚴格的對應(yīng)關(guān)系，而要由所用的程序來確定。任何鍵盤接口均要解決三個主要問題：1、反彈跳2、串鍵保護3、按鍵識別鍵盤接口技術(shù)第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)1、反彈跳當(dāng)按鍵開關(guān)的觸點閉合或斷開到其穩(wěn)定，會產(chǎn)生一個短暫的抖動和彈跳，這是機械式開關(guān)的一個共同性問題。消除干擾可采用硬件方法，也可采用軟件延遲的方法。采用RS觸發(fā)器實現(xiàn)硬件反彈跳第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)軟件延時法當(dāng)檢出有鍵按下后，先執(zhí)行一個反顫延時20ms的子程序，待前沿彈跳消失后再轉(zhuǎn)入鍵閉合CLOSE子程序。然后再判斷此次按鍵是否松開，如果沒有，則進行等待。若已松開，則又執(zhí)行一次延時20ms的子程序以消除后沿彈跳的影響，再去檢測下次按鍵的閉合。

第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)2、串鍵保護

有三種處理串鍵的技術(shù)：兩鍵同時按下、n鍵同時按下和n鍵鎖定。“兩鍵同時按下”技術(shù)是在兩個鍵同時按下時產(chǎn)生保護作用。最簡單的辦法是當(dāng)只有一個鍵按下時才讀取鍵盤的輸出，最后仍被按下的鍵是有效的正確按鍵。當(dāng)用軟件掃描鍵盤時常采用這種方法。另一種方法是當(dāng)?shù)谝粋€按鍵未松開時，按第二個鍵不產(chǎn)生選通信號。這種方法常藉助硬件來實現(xiàn)?！皀鍵同時按下”技術(shù)或者不理會所有被按下的鍵，直至只剩下一鍵按下時為止,或者將所有按鍵的信息都存入內(nèi)部緩沖器中，然后逐個處理，這種方法成本較高?！皀鍵鎖定”技術(shù)只處理一個鍵，任何其它按下又松開的鍵不產(chǎn)生任何碼。通常第一個被按下或最后一個松開的鍵產(chǎn)生碼。這種方法最簡單也最常用。

第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)3、按鍵識別

決定是否有鍵被按下，如有則應(yīng)識別鍵盤矩陣中被按鍵對應(yīng)的編碼。編碼鍵盤通過硬件直接提供按鍵與被按鍵對應(yīng)的ASCII碼或其它編碼。非編碼鍵盤則需要通過編程方式提供按鍵編碼。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉。第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)非編碼鍵盤接口技術(shù)

非編碼鍵盤接口技術(shù)主要是如何確定被按鍵的行、列位置，即鍵碼（值）。按鍵識別是接口技術(shù)的關(guān)鍵問題。常用按鍵識別方法有行掃描法（Row-Scanning）和線反轉(zhuǎn)法(Line-Reverse)。第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)典型非編碼鍵盤結(jié)構(gòu)

矩陣開關(guān)結(jié)構(gòu)可以減少硬件和連線。

矩陣鍵盤接口第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)行掃描法識別按鍵

行掃描法是采用步進掃描方式，CPU通過輸出口把一個“步進的0”逐行加至鍵盤的行線上，然后通過輸入口檢查列線的狀態(tài)。由行線列線電平狀態(tài)的組合來確定是否有鍵按下，并確定被按鍵所處的行、列位置。

鍵位與行列線關(guān)系表

上表列出了識別按鍵位置與各行之間的關(guān)系。其中，R1、R2、R3、R4表示行，C1、C2、C3、C4表示列。當(dāng)掃描第一行時，R1=0，若讀入的列值C1=0，則表明按鍵K13被壓下，如果C3=0，則表明按鍵K15被壓下。第一行掃描完畢后再掃描第二行，逐行掃描至最后一行為止，即可識別出所有的按鍵。第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)線反轉(zhuǎn)法識別按鍵線反轉(zhuǎn)法是藉助程控并行接口實現(xiàn)的，比行掃描法的速度快。并行接口有一個方向寄存器和一個數(shù)據(jù)寄存器，方向寄存器規(guī)定了接口總線的方向，寄存器的某位置“1”，規(guī)定該位口線為輸出。寄存器的某位置“0”，規(guī)定該位口線為輸入。

線反轉(zhuǎn)法的具體操作分兩步

第一步：4條行線(PB0～PB3)作輸出，4條列線(PB4-PB7)作輸入。確定所在的列第二步：使接口總線的方向反轉(zhuǎn)，確定對應(yīng)的行。根據(jù)此位置碼到ROM中去查表，就可識別是何鍵被按下。第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)單片機通過8155實現(xiàn)的鍵盤、顯示器接口

如圖所示，例子代碼參見教材P272頁第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)鍵值分析單片機從鍵盤接口獲得鍵值后究竟執(zhí)行什么操作，完全取決于鍵盤解釋程序。常用的方法：

1、查表法根據(jù)得的鍵值代碼，到固化在ROM里的表格中查找對應(yīng)該代碼的動作例行程序的首地址。這種方法適用于一個鍵就產(chǎn)生一個動作的單個命令鍵。2.狀態(tài)變量法根據(jù)鍵碼和當(dāng)前所處的狀態(tài)找出下一個應(yīng)進入的狀態(tài)及動作例行程序。這種方法適用于多個鍵互相配合產(chǎn)生一個動作的多義鍵。

第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)查表法查表法的核心是一個固化在ROM中的功能子程序入口地址轉(zhuǎn)移表。如下表所示。在轉(zhuǎn)移表內(nèi)存有各個功能子程序的入口地址，根據(jù)鍵值代碼查閱此表獲得相應(yīng)功能的子程序入口地址，從而可以轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的命令處理子程序。功能子程轉(zhuǎn)移地址第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)9.1

單片機的系統(tǒng)總線

9.2

鍵盤接口技術(shù)

9.3

可編程鍵盤/顯示芯片8279

9.3.18279的工作原理

9.3.28279的數(shù)據(jù)輸入、顯示輸出及命令格式

9.3.38279的接口方法9.4

LCD顯示接口技術(shù)8279可編程鍵盤/顯示器接口技術(shù)8279的工作原理鍵盤部分提供64按鍵陣列(可擴展為128)的掃描接口帶硬件反彈跳消除電路8字符的FIFO(先進先出棧)緩沖區(qū)。中斷觸發(fā)向CPU發(fā)中斷申請。顯示部分對7段LED、白熾燈或其他器件提供顯示接口。8279有一個內(nèi)部的16×8顯示RAM，組成一對16×4存儲器。顯示RAM可由CPU寫入或讀出。顯示方式有從右進入的計算器方式和從左進入的電傳打字方式。顯示RAM每次讀寫之后，其地址自動加1。第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)8279內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)框圖I/O控制和數(shù)據(jù)緩沖控制與定時寄器及定時控制掃描計數(shù)器返回緩沖器和鍵盤消顫及控制FIFO/傳感器RAM和狀態(tài)顯示地址寄存器和顯示RAM8279內(nèi)部主要組成模塊

第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)8279功能命令一覽表第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)8279功能命令一覽表（續(xù)表）第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)8279與單片機的一般接口方法

第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)8279與8051單片機接口實例P289例9-13第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)單片機與8279的接口電路第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)8051的P2.7接到8279的片選端，最低位地址A0接到8279的C/D端，因此該接口對用戶來說只有二個口地址：命令口地址7FFFH和數(shù)據(jù)口地址7FFEH。圖中8279外接4×8鍵盤和8位共陰極LED顯示器，采用編碼掃描方式，譯碼器74LS138對掃描線譯碼后一方面接鍵盤的列線，同時通過驅(qū)動器接到顯示器上。

第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)9.1

單片機的系統(tǒng)總線

9.2

鍵盤接口技術(shù)

9.3

可編程鍵盤/顯示芯片8279

9.4

LCD顯示接口技術(shù)

9.4.1LCD的驅(qū)動方式和工作原理

9.4.2點陣字符型液晶顯示模塊接口技術(shù)9.4.3點陣圖形液晶顯示模塊接口技術(shù)第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)LCD顯示器接口

技術(shù)LCD的基本結(jié)構(gòu)及工作原理LCD的特點是體積小、重量輕、功耗極低、抗干擾能力強。第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)LCD的驅(qū)動方式

LCD常采用交流驅(qū)動,通常采用異或門把顯示控制信號和顯示頻率信號合并為交變的驅(qū)動信號,如圖所示。第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)點陣字符型液晶顯示模塊接口EPSON公司生產(chǎn)的EA-D系列點陣式液晶顯示模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。它由點陣式液晶顯示面板、SED1278專用集成電路和4個列驅(qū)動器組成。SED1278完成顯示模塊的時序控制,同時也可以驅(qū)動16行40列的點陣庫。

第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)顯示數(shù)據(jù)存儲器(DDRAM)與顯示屏幕的物理位置是一一對應(yīng)的,當(dāng)給顯示數(shù)據(jù)存儲器的某一單元寫入一個字符的編碼時,該字符就在對應(yīng)的位置上顯示出來。DDRAM與顯示屏的物理位置對應(yīng)關(guān)系如下表所示。000102030405060708090A0B0C0D0E0F10111213404142434445464748494A4B4C4D4E4F505152531415161718191A1B1C1D1E1F20212223242526275455565758595A5B5C5D5E5F606162636465666712341234567891011121314151617181920顯示列地址號行號第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)與單片機的直接接口第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)顯示模塊的R/W和RS和E信號組成控制電路。接口電路的命令字地址為7FF0H，狀態(tài)字地址為7FF1H，數(shù)據(jù)操作地址為7FF2H。首先調(diào)用液晶模塊初始化子程序，內(nèi)容包括將功能設(shè)置(8位字長、2行、5×7點陣)、清屏、設(shè)置輸入方式和設(shè)置顯示方式及光標(biāo)等，需要注意的是每寫入一條命令，都應(yīng)先檢查忙標(biāo)志BF，只有當(dāng)BF=0時才能執(zhí)行下一條指令?？梢酝ㄟ^自定義方法顯示漢字。對于CGROM中的字符代碼可以通過查CGROM字符編碼表得到，而自定義漢字字符的代碼則為00H~07H。第9章鍵盤與顯示器接口技術(shù)與單片機的間接接口