單片機(jī)鍵盤顯示接口技術(shù)課件

第6章

鍵盤、顯示接口技術(shù)

§6.1鍵盤接口電路設(shè)計(jì)§6.2顯示接口電路設(shè)計(jì)§6.3鍵盤/顯示接口電路應(yīng)用設(shè)計(jì)§6.1單片機(jī)鍵盤接口電路設(shè)計(jì)

一、

鍵盤基本知識(shí)

獨(dú)立聯(lián)接式無編碼鍵盤

獨(dú)立聯(lián)接式編碼鍵盤

1、鍵盤的分類與結(jié)構(gòu)◆獨(dú)立聯(lián)接式鍵盤◆矩陣聯(lián)接式鍵盤◆屏幕鍵盤(觸摸屏）◆無編碼鍵盤◆編碼鍵盤無編碼，簡(jiǎn)單有效，鍵數(shù)較少時(shí)采用編碼，節(jié)省I/O口線，鍵數(shù)較多時(shí)采用◆矩陣聯(lián)接式鍵盤讀取值輸出值鍵碼鍵名P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.011101110EEH1#11011110DEH2＃10111110BEH3＃011111107EH4＃11101101EDH5＃11011101DDH6＃10111101BDH7＃011111017DH8＃11101011EBH9＃11011011DBH10＃10111011BBH11＃011110117BH12＃11100111E7H13＃11010111D7H14＃10110111B7H15＃0111011177H16＃1111××××F×H無鍵按鍵數(shù)量進(jìn)一步增加時(shí),采用矩陣聯(lián)接式鍵盤可節(jié)省更多的口線,接口電路也更簡(jiǎn)單。

需要軟件上設(shè)計(jì)鍵盤掃描程序。矩陣的行、列數(shù)越多，鍵盤掃描程序就越復(fù)雜。2、鍵盤的抖動(dòng)與消除

按鍵彈簧的跳動(dòng)及電路的瞬變將使鍵在閉合和斷開時(shí)有持續(xù)約數(shù)mS的抖動(dòng)。這可能被處理器誤認(rèn)為按下了幾次鍵。為避免這種誤解,需采用鍵盤消抖措施。

消抖措施◆硬件消抖◆軟件消抖硬件消抖抖動(dòng)過程軟件消抖3、疊鍵的防止

實(shí)際按鍵操作時(shí)將不可避免地遇到幾個(gè)鍵同時(shí)按下或一個(gè)鍵還未釋放另一鍵已按下的情況，顯然，這可能引起鍵盤識(shí)別的混亂。

防疊鍵措施

◆機(jī)械連鎖

◆軟件判別

◆

先入為主法：首先讀到的一個(gè)鍵未釋放時(shí)不再讀其它鍵◆

后釋為主法：認(rèn)取最后釋放開的鍵

二、鍵盤接口電路程序設(shè)計(jì)

1．簡(jiǎn)單鍵盤的掃描程序設(shè)計(jì)

以單片機(jī)為基礎(chǔ)的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，鍵盤是一種最為常見的人機(jī)交互設(shè)備。通常，鍵數(shù)較少、鍵盤的功能簡(jiǎn)單。★鍵盤掃描程序嵌入到主程序循環(huán)之中，與主程序一起構(gòu)成主循環(huán)套。

★鍵敲擊速度約幾次/S,設(shè)計(jì)鍵盤掃描程序時(shí),必須保證約100mS內(nèi)就要循環(huán)掃描1次。2．復(fù)雜鍵盤的掃描程序設(shè)計(jì)

◆鍵盤掃描間隔時(shí)間直接取決于主程序執(zhí)行環(huán)境，因此可能出現(xiàn)對(duì)鍵的響應(yīng)不及時(shí)現(xiàn)象◆進(jìn)入鍵盤掃描程序后直接調(diào)用了延時(shí)程序，也有可能影響主程序中其它并發(fā)事件的處理

簡(jiǎn)單鍵盤掃描程序的缺點(diǎn)：◆

確保對(duì)鍵的響應(yīng)速度，不能丟鍵◆

對(duì)主程序的影響小，不能影響系

統(tǒng)中其它并行處理任務(wù)的執(zhí)行◆

掃描算法穩(wěn)定、易于擴(kuò)展和修改◆

功耗小、效率高高效的鍵盤分析掃描方案應(yīng)做到:（1）定時(shí)器中斷法鍵盤掃描程序設(shè)計(jì)

（2）多任務(wù)時(shí)標(biāo)法鍵盤掃描程序設(shè)計(jì)

定時(shí)掃描提高了鍵盤響應(yīng)速度、主程序效率。但是，對(duì)于系統(tǒng)并發(fā)任務(wù)的處理問題則仍然未從根本上予以解決。對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)的鍵盤（包括顯示器）掃描，可以采用多任務(wù)時(shí)標(biāo)法進(jìn)行鍵盤掃描程序設(shè)計(jì)?！锩?0ms調(diào)用1次LED顯示程序★每20ms調(diào)用1次鍵盤掃描程序★每100ms讀取CT1計(jì)數(shù)值，計(jì)算計(jì)量值和顯示值1次，刷新計(jì)量值、顯示值和總計(jì)量值存儲(chǔ)單元★每200ms讀取手動(dòng)發(fā)油開關(guān)P1.5狀態(tài)1次例如：某加油機(jī)進(jìn)程調(diào)度3．鍵盤中斷法掃描程序設(shè)計(jì)

程序掃描或定時(shí)掃描方式中，存在CPU可能空掃描或不能及時(shí)響應(yīng)鍵輸入的情況。為了克服這種缺點(diǎn)．可以采用鍵盤中斷法設(shè)計(jì)鍵盤掃描程序。小結(jié)：◆獨(dú)立聯(lián)接鍵盤？編碼鍵盤？矩陣鍵盤？◆鍵盤的抖動(dòng)與消除？◆鍵盤程序掃描的方法？◆BCD撥碼盤？§6.2

顯示接口電路設(shè)計(jì)一、顯示器基本知識(shí)

◆LED數(shù)碼顯示◆LCD數(shù)碼顯示◆LED點(diǎn)陣圖形顯示◆LCD點(diǎn)陣圖形顯示◆點(diǎn)陣CRT圖形顯示1．LED數(shù)碼顯示技術(shù)

發(fā)光二極管單管導(dǎo)通壓降約1.6～2.4V,電流約5～20mA,響應(yīng)時(shí)間約5-20S

◆共陰極◆共陽(yáng)極◆高亮度◆低亮度8段LED數(shù)碼管顯示字型碼

顯示字形abcdefgh共陰極字型碼共陽(yáng)極字型碼011111100FC03101100000609F211011010DA25311110010F20D4011001106699510110110B649610111110BE41711100000E01F811111100FC03911110110F609A11101110EE11b001111103EC1C100111009C63d011110107A85E100111109E61F100011108E71滅0000000000FFafbge

cdh（1）“異或”門控交流驅(qū)動(dòng)

液晶顯示段上即得到一個(gè)直流分量為0的交流方波信號(hào)B－C

50HZ的方波A→液晶顯示段的一端C50HZ的方波A與顯示數(shù)據(jù)D“異或”→液晶顯示段的另一端B（2）高頻抹除交流驅(qū)動(dòng)

顯示方波A：50Hz抹除方波A’：20KHzD=0時(shí)：低頻信號(hào)AD=1時(shí)：高頻信號(hào)A’輸出到LCD顯示段的一端BLCD段另一端接B的直流分量+(1/2)Vm

液晶的反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)高頻信號(hào)無應(yīng)，液晶不顯示。高頻信號(hào)是抹除信號(hào)

3．?dāng)?shù)碼顯示的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)掃描方式

◆靜態(tài)掃描顯示電路★n個(gè)數(shù)碼管共需要I/O口線：8×n★每個(gè)數(shù)碼管導(dǎo)通時(shí)間：100％◆優(yōu)點(diǎn)：軟件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，程序設(shè)計(jì)中不必反復(fù)對(duì)顯示器進(jìn)行刷新◆缺點(diǎn)：硬件投資大，占用口線多靜態(tài)掃描的優(yōu)、缺點(diǎn)：LED靜態(tài)掃描接口電路LCD靜態(tài)掃描電路

MC14543是帶鎖存器的LED/LCD譯碼驅(qū)動(dòng)器，引腳信號(hào)：A～D：4位二進(jìn)制數(shù)碼輸入端a～g：7字段碼輸出端PH：方式控制端。1－驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)極LED；0－驅(qū)動(dòng)共陰極LED。方波－驅(qū)動(dòng)LCD。LD：片內(nèi)鎖存器控制端。高電平時(shí)，允許A～D端的數(shù)據(jù)輸入片內(nèi)鎖存器；低電平時(shí)，輸入數(shù)據(jù)被鎖存。BI：消隱控制端。高電平時(shí)，使PH端與a～g端的信號(hào)相位相同，不顯示字符。

二、LED/LCD點(diǎn)陣圖形顯示技術(shù)

1．LED點(diǎn)陣圖形顯示技術(shù)7×5共35只LED組成。顯示各種字母、數(shù)字和常用符號(hào)。多個(gè)點(diǎn)陣式LED顯示器組合起來可以組成LED大屏幕顯示屏，用來顯示漢字、圖形和表格，而且能產(chǎn)生各種動(dòng)畫效果。目前，基于三基色原理設(shè)計(jì)的彩色點(diǎn)陣式LED顯示器可以實(shí)現(xiàn)彩色圖形動(dòng)態(tài)顯示，在新聞媒介和廣告宣傳中應(yīng)用已很普遍。

5×7點(diǎn)陣式LED顯示器

3．點(diǎn)陣圖形顯示的字庫(kù)技術(shù)

◆點(diǎn)陣圖形顯示器顯示字符時(shí)一般需要字庫(kù)提供字符點(diǎn)陣碼◆小型應(yīng)用系統(tǒng)需要顯示的字符數(shù)較少，可以自編字庫(kù)存放于系統(tǒng)程序ROM中，使用中通過查表程序調(diào)用，這個(gè)存放于程序存儲(chǔ)器中的小型字庫(kù)，通常稱為軟字庫(kù)

1個(gè)16×16點(diǎn)陣需要32個(gè)字節(jié)進(jìn)行描述如何自編點(diǎn)陣漢字庫(kù)？ZIKU: MOV DPTR，SHOUZHI2 ； MOV R1，#32 ；數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為33 MOV R0，#20H ；數(shù)據(jù)調(diào)到RAM中20H起處LOOP1： MOVC A，@DPTR MOV @R0，A INC R0 INC DPTR DJNZ R1，LOOP1 RETSHOUZHI2 EQU 0200HSHOUZHI2: DB 00，22，44，00，80，00，F(xiàn)E，C4；“溫”字模上部 DB C4，C4，C4，C4，F(xiàn)E，00，00，00 DB 00，08，78，06，41，7A，45，7A；“溫”字模下部 DB 44，44，44，7A，45，7A，40，00 END以下程序?qū)崿F(xiàn)將“溫”字的16×16點(diǎn)陣從程序ROM中調(diào)出到RAM的20H～3FH中小結(jié)：◆LED數(shù)碼顯示?LCD數(shù)碼顯示?LED點(diǎn)陣圖形顯示？LCD點(diǎn)陣圖形顯示？CRT點(diǎn)陣圖形顯示？◆LCD的直流驅(qū)動(dòng)與交流驅(qū)動(dòng)？◆靜態(tài)掃描與動(dòng)態(tài)掃描？◆點(diǎn)陣圖形顯示字庫(kù)？§6.3鍵盤/顯示接口電路應(yīng)用設(shè)計(jì)一、LED+KEY掃描電路應(yīng)用實(shí)例

例6-3-1：4LED+4×2KEY接口電路

▲74LS373鎖存P0口輸出的顯示段碼▲P1.0～P1.3輸出