第七章MCS-51與鍵盤、顯示器的接口

1、第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 第七章第七章 C51單片機外圍接口電路單片機外圍接口電路 C51單片機與顯示電路的接口單片機與顯示電路的接口 C51單片機與鍵盤的接口單片機與鍵盤的接口 C51與與ADC的接口的接口 C51與與DAC的接口的接口1第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 7.1 LED顯示器接口顯示器接口7.1.1 LED顯示器工作原理顯示器工作原理abcdefgdpcomabcdefgdpcomabcdefgdp10 9 8 7 61 2 3 4 5 g f com a be d com c dp( a )( b )(c )（a）為共陰極結(jié)構(gòu)）為共陰極結(jié)構(gòu) （b）為

2、共陽極結(jié)構(gòu)）為共陽極結(jié)構(gòu) （ c）圖為管腳圖）圖為管腳圖常用的顯示器常用的顯示器：LED、LCDLED：發(fā)光二極管發(fā)光二極管；LED顯示器顯示器:將將發(fā)光二極管按照一定結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管按照一定結(jié)構(gòu)進行進行組合來組合來顯示字段的器件，也稱為數(shù)碼管。顯示字段的器件，也稱為數(shù)碼管。在單片機應用系統(tǒng)中通常采用七段、八段式數(shù)碼管在單片機應用系統(tǒng)中通常采用七段、八段式數(shù)碼管；八段式八段式LED數(shù)碼管顯示器，它有數(shù)碼管顯示器，它有共陰極共陰極、共陽極共陽極兩種；兩種；顯示顯示09、AF、小數(shù)點小數(shù)點“.”等字符等字符2第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 顯示顯示數(shù)字數(shù)字共陰極小數(shù)點暗共陰極小數(shù)點暗十六進

3、制十六進制共陽極小數(shù)點暗共陽極小數(shù)點暗十六進制十六進制Dp g f e d c b a Dp g f e d c b a 00 01111113FH1 1000000C0H10 000011006H1 1111001F9H20 10110115BH1 0100100A4H30 10011114FH1 0110000B0H40 110011066H1 001100199H50 11011016DH1 001001092H60 11111017DH1 000001082H70 000011107H1 1111000F8H80 11111117FH1 000000080H90 11011116FH1

4、 001000090HA0 111011177H1 000100099HB0 11111007CH1 000001183HC0 011100139H1 1000110C6HD0 10111005EH1 0100011A3HE0 111100179H1 000011086HF0 111000171H1 00011108EH滅0 000000000H1 1111111FFH小數(shù)點1 000000080H0 11111117FH表表7.1 數(shù)字和字符的共陰極和共陽極的字段碼數(shù)字和字符的共陰極和共陽極的字段碼3第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 2）LED數(shù)碼管顯示器的譯碼方式數(shù)碼管顯示器的譯碼

5、方式硬件譯碼方式硬件譯碼方式譯碼譯碼：指將顯示字符轉(zhuǎn)換為對應的字段碼的過程。：指將顯示字符轉(zhuǎn)換為對應的字段碼的過程。 譯碼方式：譯碼方式：硬件譯碼、軟件譯碼硬件譯碼、軟件譯碼 硬件譯碼：指用專門的硬件電路硬件譯碼：指用專門的硬件電路(或顯示譯碼芯片或顯示譯碼芯片)來實現(xiàn)顯示字符來實現(xiàn)顯示字符到字段碼的轉(zhuǎn)換，如：到字段碼的轉(zhuǎn)換，如：MOTOTOLA公司的公司的MC14495芯片。芯片。MC14495是共陰極的字段碼轉(zhuǎn)換芯片，能將四位二進制表示的一位十六進制數(shù)是共陰極的字段碼轉(zhuǎn)換芯片，能將四位二進制表示的一位十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為七位字段碼，不帶小數(shù)點。轉(zhuǎn)換為七位字段碼，不帶小數(shù)點。4鎖鎖存存器器地址地

6、址譯碼譯碼和字和字段碼段碼ROM陣列陣列ABCDLE569107Vss VDD816abcdefgh+iVCR111213141512344第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 軟件譯碼軟件譯碼 軟件譯碼：是通過編寫軟件譯碼程序，通過譯碼程序來得到要顯示軟件譯碼：是通過編寫軟件譯碼程序，通過譯碼程序來得到要顯示的字符的字段碼。的字符的字段碼。 優(yōu)點：優(yōu)點：電路簡單電路簡單、顯示字符靈活顯示字符靈活外形尺寸外形尺寸分：分： “0.5”和和“0.8”顯示的顏色顯示的顏色：紅色和綠色紅色和綠色亮度強弱分亮度強弱分：超亮、高亮超亮、高亮、普亮。普亮。數(shù)碼管的正向壓降為數(shù)碼管的正向壓降為1.5V2V

7、,額定電流為額定電流為10mA，最大電流為，最大電流為40 mA。分類：分類：5第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 a b c d e f g dpI/O(1)a b c d e f g dpI/O(2)7.1.2 LED數(shù)碼管的顯示方式數(shù)碼管的顯示方式LED數(shù)碼管的顯示方式數(shù)碼管的顯示方式：靜態(tài)顯示靜態(tài)顯示、動態(tài)顯示。動態(tài)顯示。1. 靜態(tài)顯示靜態(tài)顯示靜態(tài)顯示靜態(tài)顯示：當顯示某個數(shù)字或字符時，相應的字段當顯示某個數(shù)字或字符時，相應的字段(發(fā)光二極管發(fā)光二極管)恒定地導恒定地導通或關(guān)斷，直到顯示下一個數(shù)字或字符為止。通或關(guān)斷，直到顯示下一個數(shù)字或字符為止。特點特點：公共段直接接地：公共段直

8、接接地(共陰極共陰極)或電源或電源(共陽極共陽極)，每個數(shù)碼管的字段選線，每個數(shù)碼管的字段選線直接直接(ag,dp)與一個與一個8位的并口相連。位的并口相連。 應用：應用：占有硬件占有硬件資源資源多，一般用于顯示器位數(shù)較少的場合。多，一般用于顯示器位數(shù)較少的場合。6第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 硬件譯碼靜態(tài)顯示硬件譯碼靜態(tài)顯示下圖是一個兩位數(shù)碼管硬件譯碼靜態(tài)顯示的接口電路圖。下圖是一個兩位數(shù)碼管硬件譯碼靜態(tài)顯示的接口電路圖。 a b c d e f gMC14495a b c d e f ga b c d e f gA B C DLEMC14495a b c d e f gA B

9、C DLEP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.580517第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0

10、/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51A7QA13B1QB12C2QC11D6QD10BI/RBO4QE9RBI5QF15LT3QG14U27447A7QA13B1QB12C2QC11D6QD10BI/RBO4QE9RBI5QF15LT3QG14U37447十位十位個位個位【例7-1】 譯碼器控制單體、共陰極數(shù)碼管循環(huán)顯示兩位數(shù)字020。 以P2口作為段碼控制口，段碼經(jīng)譯碼芯片7447實現(xiàn)段碼的譯碼和驅(qū)動；電路中采用共陰極數(shù)碼管，數(shù)碼管的公共端接地。8第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的

11、接口 循環(huán)顯示030的程序：#include #include #define uchar unsigned charvoid main( ) uchar i,j,k; while(1) for(i=0;i=30;i+) j=i/10; /十位上的數(shù)字，通過P2低4位顯示 k=(i%10)4; /個位上的數(shù)字，通過P2高4位顯示 P2=j|k; delay( ); /調(diào)用延時子程序 9第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 2LED動態(tài)顯示方式動態(tài)顯示方式 LED動態(tài)顯示：是將所有數(shù)碼管的段選線并接在一起，用一個動態(tài)顯示：是將所有數(shù)碼管的段選線并接在一起，用一個I/O口控制，公共端不直接接地

12、（共陰極）或電源（共陽極），而是口控制，公共端不直接接地（共陰極）或電源（共陽極），而是通過相應的通過相應的I/O口線控制?？诰€控制。 D3D2D1D0I/O(1)I/O(2)特點：特點：各個數(shù)碼管共用一個段碼輸出端口，分時輪流選通顯示。各個數(shù)碼管共用一個段碼輸出端口，分時輪流選通顯示。缺點：缺點：數(shù)碼管的數(shù)量不能太多。一般在數(shù)碼管的數(shù)量不能太多。一般在8個以內(nèi)，以免每個數(shù)碼管分配個以內(nèi)，以免每個數(shù)碼管分配到的實際導通時間太短，亮度不夠。到的實際導通時間太短，亮度不夠。動態(tài)顯示電路動態(tài)顯示電路有有三種三種：并行：并行I/0口顯示電路、并行口顯示電路、并行I/0口與譯碼器構(gòu)成的口與譯碼器構(gòu)成的顯

13、示電路顯示電路、串行口構(gòu)成的動態(tài)顯示電路。串行口構(gòu)成的動態(tài)顯示電路。10第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 數(shù)碼管為共陽極時，工作過程為：數(shù)碼管為共陽極時，工作過程為：第一步使右邊第一個數(shù)碼管的公共端第一步使右邊第一個數(shù)碼管的公共端D0為為1，其余的數(shù)碼管的公共端為，其余的數(shù)碼管的公共端為0，同時在，同時在I/O（1）上送右邊第一個數(shù)碼管的字段碼，這時，只有右邊）上送右邊第一個數(shù)碼管的字段碼，這時，只有右邊第一個數(shù)碼管顯示，其余不顯示；第一個數(shù)碼管顯示，其余不顯示；第二步使右邊第二個數(shù)碼管的公共端第二步使右邊第二個數(shù)碼管的公共端D1為為1，其余的數(shù)碼管的公共端為，其余的數(shù)碼管的公共端為0

14、，同時在，同時在I/O（1）上送右邊第二個數(shù)碼管的字段碼，這時，只有右邊）上送右邊第二個數(shù)碼管的字段碼，這時，只有右邊第二個數(shù)碼管顯示，其余不顯示；第二個數(shù)碼管顯示，其余不顯示；依此類推，直到最后一個；依此類推，直到最后一個；這樣四個數(shù)碼管輪流顯示相應的信息，一個循環(huán)完后，下一循環(huán)又這這樣四個數(shù)碼管輪流顯示相應的信息，一個循環(huán)完后，下一循環(huán)又這樣輪流顯示，從計算機的角度看是一個一個的顯示，但由于人的視覺樣輪流顯示，從計算機的角度看是一個一個的顯示，但由于人的視覺滯留，只要循環(huán)的周期足夠快，看起來所有的數(shù)碼管都是一起顯示的滯留，只要循環(huán)的周期足夠快，看起來所有的數(shù)碼管都是一起顯示的了。了。而這個

15、循環(huán)周期對于計算機來說很容易實現(xiàn)。所以在單片機中經(jīng)常用而這個循環(huán)周期對于計算機來說很容易實現(xiàn)。所以在單片機中經(jīng)常用到動態(tài)顯示。到動態(tài)顯示。 11第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 7.1.3 MCS-51與與LED顯示器的接口電路設(shè)計實例顯示器的接口電路設(shè)計實例【例【例7-2】 利用利用AT89C52單片機的并行口作為動態(tài)顯示的段口和位口，實單片機的并行口作為動態(tài)顯示的段口和位口，實現(xiàn)現(xiàn)6位數(shù)碼管的動態(tài)顯示。位數(shù)碼管的動態(tài)顯示。Proteus仿真電路如圖仿真電路如圖7-5所示。在圖中，以所示。在圖中，以P0口作為段碼控制口，口作為段碼控制口，段碼經(jīng)驅(qū)動芯片段碼經(jīng)驅(qū)動芯片74HC245實現(xiàn)

16、段碼的驅(qū)動；實現(xiàn)段碼的驅(qū)動；P3口作為位碼控制口，經(jīng)過口作為位碼控制口，經(jīng)過7407實現(xiàn)某一位的選通，并經(jīng)軟件延遲，實現(xiàn)實現(xiàn)某一位的選通，并經(jīng)軟件延遲，實現(xiàn)6位數(shù)碼管的輪流顯示。位數(shù)碼管的輪流顯示。12第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 隨機調(diào)用隨機調(diào)用隨機調(diào)用：在主函數(shù)中，當顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容發(fā)生變化后，就需要對顯示函數(shù)進行調(diào)用，兩次調(diào)用的時間間隔不能太長，時間太長將發(fā)生顯示的閃爍現(xiàn)象。程序如下：#include #define uchar unsigned charuchar data dis_buf6; /顯示緩沖區(qū)uchar code table18=0 x3f,0 x06,0 x

17、5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07, 0 x7f,0 x6f,0 x77,0 x7c,0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71,0 x40,0 x00; void dl_ms() /延時1ms函數(shù)unsigned int j;for(j=0;j200;j+);13第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 void display(void)/顯示函數(shù)uchar segcode,bitcode,i;bitcode=0 xfe; /位碼賦初值for(i=0;i6;i+)segcode=dis_bufi; /顯示緩沖區(qū)內(nèi)容查表P0=tablesegcode;P3=

18、bitcode;dl_ms();P3=0 xff; /關(guān)閉顯示bitcode=bitcode1; /調(diào)整位碼bitcode=bitcode|0 x01;void main(void)dis_buf0=6; dis_buf1=5;/顯示緩沖區(qū)賦初值dis_buf2=4; dis_buf3=3;dis_buf4=2; dis_buf5=1;while(1) display(); 14第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 定時調(diào)用定時調(diào)用定時調(diào)用是通過定時定時調(diào)用是通過定時/計數(shù)器的定時功能來定時一定的時間計數(shù)器的定時功能來定時一定的時間(如如20ms），定），定時時間到后調(diào)用顯示函數(shù)。時時間到

19、后調(diào)用顯示函數(shù)。程序如下：程序如下：#include #define uchar unsigned charuchar data dis_buf6;/顯示緩沖區(qū)顯示緩沖區(qū)uchar code table18=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07, 0 x7f,0 x6f,0 x77,0 x7c,0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71,0 x40,0 x00; /代碼表代碼表 void display();void dl_ms()/延時延時1ms函數(shù)函數(shù)15第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 void main(void)/

20、定時調(diào)用TMOD=0 x01;TH0=20000/256;TL0=2000%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;dis_buf0=0; dis_buf1=1;/顯示緩沖區(qū)賦初值dis_buf2=2; dis_buf3=3;dis_buf4=4; dis_buf5=5;while(1);void time0_int() interrupt 1TH0=20000/256;TL0=2000%256;display();16第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 【7-3】是一個是一個8位軟件譯碼動態(tài)顯示的接口電路圖。位軟件譯碼動態(tài)顯示的接口電路圖。圖中用圖中用8255A擴展并行擴展并行I/O

21、口接數(shù)碼管；數(shù)碼管采用動態(tài)顯示方口接數(shù)碼管；數(shù)碼管采用動態(tài)顯示方式，式，8位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)與位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)與8255A的的A口通過口通過74LS373相連；相連；8位數(shù)碼管的公共端通過位數(shù)碼管的公共端通過74LS373分別與分別與8255A的的B口相連?？谙噙B。8255A的的A口輸出字段碼使數(shù)碼管顯示相應的字符，口輸出字段碼使數(shù)碼管顯示相應的字符，8255A的的A口和口和B口都工作于方式口都工作于方式0輸出。輸出。A口、口、B口、口、C口和控制口的地址分別為口和控制口的地址分別為7F00H、7F01H、7F02H和和7F03H。 17第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 D0D1

22、D2D7Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7D0D1D2D3D4D5D6D7G OEVCC74LS373Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7D0D1D2D3D4D5D6D7G OEVCC74LS373PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7CSWRRD74LS373P2.7WRRDALEP0.0P0.780C51D0D7A1A0GA1A0825518第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 軟件譯碼動態(tài)顯示匯編語言程序：軟件譯碼動態(tài)顯示匯編語言程序：（設(shè)8個數(shù)碼管的顯示緩沖區(qū)為片內(nèi)RAM的57H50H單元）DISPLAY：MOV A，#10000

23、000B ；8255初始化MOV DPTR，#7F03H ；使DPTR指向8155控制寄存器端口MOVX DPTR，AMOV R0，#57H ；動態(tài)顯示初始化，使R0指向緩沖區(qū)首址MOV R3，#7FH ；首位位選字送R3MOV A，R3LD0：MOV DPTR，#7F00H ；使DPTR指向PA口MOVX DPTR，A ；選通顯示器低位(最右端一位)INC DPTR ；使DPTR指向PB口MOV A，R0 ；讀要顯示數(shù)ADD A，#0DH ；調(diào)整距段選碼表首的偏移量MOVC A，A+PC ；查表取得段選碼MOVX DPTR，A ；段選碼從PB口輸出ACALL DL1 ；調(diào)用1 ms延時子程序

24、19第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 DEC R0 ；指向緩沖區(qū)下一單元MOV A，R3 ；位選碼送累加器AJNB ACC.0，LD1 ；判斷8位是否顯示完畢，顯示完返回RR A ；未顯示完，把位選字變?yōu)橄乱晃贿x字MOV R3，A ；修改后的位選字送R3AJMP LD0 ；循環(huán)實現(xiàn)按位序依次顯示LD1：RETTAB：DB 3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH，7DH，07H ；字段碼表DB： 7FH，6FH，77H，7CH，39H，5EH，79H，71HDL1：MOV R7，#02H ；延時子程序DL： MOV R6，#0FFHDL0：DJNZ R6，DL0DJNZ R7，D

25、LRET20第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 軟件譯碼動態(tài)顯示C語言程序為：#include #include /定義絕對地址訪問#define uchar unsigned char#define uint unsigned intvoid delay(uint); /聲明延時函數(shù)void display(void); /聲明顯示函數(shù)uchar disbuffer8=0,1,2,3,4,5,6,7; /定義顯示緩沖區(qū)void main(void)XBYTE0 x7f03=0 x80; /8255A初始化while(1)display(); /設(shè)顯示函數(shù)/*延時函數(shù)*void dela

26、y(uint i) /延時函數(shù)uint j;for (j=0;ji;j+)21第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 /*顯示函數(shù)void display(void) /定義顯示函數(shù)uchar codevalue16=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x77,0 x7c,0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71; /0F的字段碼表uchar chocode8=0 xfe,0 xfd,0 xfb,0 xf7,0 xef,0 xdf,0 xbf,0 x7f; /位選碼表uchar i,p,temp;f

27、or (i=0;i8;i+)p=disbufferi; /取當前顯示的字符temp=codevaluep; /查得顯示字符的字段碼XBYTE0 x7f00=temp; /送出字段碼temp=chocodei; /取當前的位選碼XBYTE0 x7f01=temp; /送出位選碼delay(20); /延時1ms22第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 7.2 C51單片機與鍵盤接口單片機與鍵盤接口7.2.1 鍵盤的工作原理鍵盤的工作原理鍵盤實際上是一組按鍵開關(guān)的集合，平時按鍵開關(guān)處于斷開狀態(tài)，當鍵盤實際上是一組按鍵開關(guān)的集合，平時按鍵開關(guān)處于斷開狀態(tài)，當按下鍵時它才閉合。按下鍵時它才閉合。P

28、1.1V CCG ND斷開閉合斷開P1.1( a )( b )通常按鍵開關(guān)為機械開關(guān)，由于機械觸電的彈性作用，按鍵開關(guān)在閉通常按鍵開關(guān)為機械開關(guān)，由于機械觸電的彈性作用，按鍵開關(guān)在閉合和釋放時不會馬上穩(wěn)定的接通或斷開，會伴隨著一串的抖動，其抖合和釋放時不會馬上穩(wěn)定的接通或斷開，會伴隨著一串的抖動，其抖動持續(xù)的時間大約為動持續(xù)的時間大約為510ms。按鍵的抖動人眼是察覺不到得，但對按鍵的抖動人眼是察覺不到得，但對CPU 產(chǎn)生干擾，產(chǎn)生誤處理。產(chǎn)生干擾，產(chǎn)生誤處理。1.按鍵的電路原理按鍵的電路原理23第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 2抖動的消除抖動的消除消除按鍵盤抖動通常有兩種方法：硬件

29、消抖和軟件消抖。消除按鍵盤抖動通常有兩種方法：硬件消抖和軟件消抖。 硬件消抖硬件消抖:是通過在按鍵輸出電路上加一定的硬件線路來消除抖動，是通過在按鍵輸出電路上加一定的硬件線路來消除抖動，一般采用一般采用RS觸發(fā)器或單穩(wěn)態(tài)電路。觸發(fā)器或單穩(wěn)態(tài)電路。斷開閉合+5V+5V輸出軟件消抖軟件消抖:是利用延時來跳過抖動過程。是利用延時來跳過抖動過程。是在第一次檢測到按鍵閉合時，執(zhí)行一個是在第一次檢測到按鍵閉合時，執(zhí)行一個10ms的延遲子程序，避開的延遲子程序，避開抖動，待電平穩(wěn)定后再讀入按鍵的狀態(tài)信息，確定按鍵是否閉合，以抖動，待電平穩(wěn)定后再讀入按鍵的狀態(tài)信息，確定按鍵是否閉合，以消除抖動影響。消除抖動影

30、響。24第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 3鍵位的編碼鍵位的編碼通常有兩種方法編碼。通常有兩種方法編碼。 （1）用連接鍵盤的）用連接鍵盤的I/O線的二進制組合進行編碼。如（線的二進制組合進行編碼。如（a）圖）圖 （2）順序排列編碼。如（）順序排列編碼。如（b）圖，）圖，處理方法如下：編碼值處理方法如下：編碼值=行首編碼值行首編碼值X+列號列號Y。 P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.788 84 82 8148 44 42 4128 24 22 2118 14 12 11P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7F E D CB A 9

31、87 6 5 43 2 1 0( a )( b )25第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 7.2.2 獨立式鍵盤與單片機的接口獨立式鍵盤與單片機的接口鍵盤的結(jié)構(gòu)形式有兩種：鍵盤的結(jié)構(gòu)形式有兩種：獨立式鍵盤獨立式鍵盤與與矩陣式鍵盤矩陣式鍵盤。 獨立式鍵盤就是各按鍵相互獨立，每個按鍵各接一根獨立式鍵盤就是各按鍵相互獨立，每個按鍵各接一根I/O口線，每口線，每根根I/O口線上的按鍵都不會影響其它的口線上的按鍵都不會影響其它的I/O口線?？诰€。 GNDVCCGNDVCC與8051I N T08051P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P1.0P1.1P1.2P1.3P

32、1.4P1.5P1.6P1.71) 獨立式鍵盤獨立式鍵盤 圖（圖（a）為中斷方式（）為中斷方式（b）為查詢方式工作）為查詢方式工作26第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 下面是針對查詢方式的匯編語言形式的鍵盤程序?？偣灿?個鍵位，KEY0KEY7為8個鍵的功能程序。START：MOV A，#0FFH；MOV P1，A ；置P1口為輸入狀態(tài)MOV A，P1 ；鍵狀態(tài)輸入CPL AJZ START ；沒有鍵按下，則轉(zhuǎn)開始JB ACC.0，K0 ；檢測0號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn)JB ACC.1，K1 ；檢測1號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn)JB ACC.2，K2 ；檢測2號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn)JB ACC.3，

33、K3 ；檢測3號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn)JB ACC.4，K4 ；檢測4號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn)JB ACC.5，K5 ；檢測5號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn)JB ACC.6，K6 ；檢測6號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn)JB ACC.7，K7 ；檢測7號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn)JMP START ；無鍵按下返回，再順次檢測27第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 K0：AJMP KEY0K1：AJMP KEY1K7：AJIMP KEY7KEY0： ；0號鍵功能程序JMP START ；0號鍵功能程序執(zhí)行完返回KEY1： ；0號鍵功能程序JMP START ；1號鍵功能程序執(zhí)行完返回KEY7： ；7號鍵功能程序JMP STAR

34、T ；7號鍵功能程序執(zhí)行完返回28第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 【例7-4】 以AT89C51單片機為核心，對獨立式按鍵進行識別并顯示按鍵的鍵號。P1口作為按鍵的輸入口，P3口接一個LED顯示器，編程顯示按鍵的號碼07。R22470R23470R24470R25470R26470R27470R28470XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.5

35、6P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U2AT89C5129第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 #define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar data key2;code uchar dirtab=0 xc0,0 xf9,0 x

36、a4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80; /顯示碼表void key() /鍵管理函數(shù) uchar key1;P1=0 xff; /讀鍵key1=P1;if(key1!=0 xff) /判斷 dl_6(); /延時 P1=0 xff; /再讀 key1=P1;if(key1!=0 xff) /再判斷 key1=P1; switch(key1) case 0 xff: key2=8; break; case 0 xfe: key2=0; break; case 0 xfd: key2=1; break; case 0 xfb: key2=2; break;

37、case 0 xf7: key2=3; break; case 0 xef: key2=4; break; case 0 xdf: key2=5; break; case 0 xbf: key2=6; break; case 0 x7f: key2=7; break; default : break; 30第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 void main() key2=8;while(1)key();P3=dirtabkey2;/查表并顯示31第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 2. 矩陣鍵盤與單片機的接口矩陣鍵盤與單片機的接口 矩陣式鍵盤又叫行列式鍵盤。用矩陣式鍵盤又叫行列

38、式鍵盤。用I/O口線組成行、列結(jié)構(gòu)，鍵位口線組成行、列結(jié)構(gòu)，鍵位設(shè)置在行列的交點上。例如設(shè)置在行列的交點上。例如44的行、列結(jié)構(gòu)可組成的行、列結(jié)構(gòu)可組成16個鍵的鍵盤，個鍵的鍵盤，比一個鍵位用一根比一個鍵位用一根I/O口線的獨立式鍵盤少了一半的口線的獨立式鍵盤少了一半的I/O口線?？诰€。 矩陣鍵盤與單片機的連接方法：矩陣鍵盤與單片機的連接方法：直接與單片機的直接與單片機的I/O口線；口線；利用擴展的并行利用擴展的并行I/O口連接；口連接；利用可編程的鍵盤、顯示接口芯利用可編程的鍵盤、顯示接口芯片（如片（如8279）進行連接。）進行連接。其中，利用擴展的并行其中，利用擴展的并行I/O口連接方口連

39、接方便靈活，在單片機應用系統(tǒng)中比較便靈活，在單片機應用系統(tǒng)中比較常用常用。32第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 1)1) 矩陣鍵盤的工作過程矩陣鍵盤的工作過程判斷是否有鍵閉合。判斷是否有鍵閉合。判斷方法：判斷方法：輸出口向所有的列線輸入低電平，然后再輸入各行線狀輸出口向所有的列線輸入低電平，然后再輸入各行線狀態(tài)。若行線狀態(tài)均為高電平，則表明沒有鍵閉合；若行線狀態(tài)中有低態(tài)。若行線狀態(tài)均為高電平，則表明沒有鍵閉合；若行線狀態(tài)中有低電平，則表明有鍵閉合。電平，則表明有鍵閉合。判斷按鍵閉合位置判斷按鍵閉合位置2處理方法是：列線逐列置低電平，檢查行輸入狀態(tài)，稱為逐列掃描。處理方法是：列線逐列置低

40、電平，檢查行輸入狀態(tài)，稱為逐列掃描。鍵碼計算鍵碼計算鍵碼可以直接使用閉合鍵的行列值組合產(chǎn)生，但這會使子程序的入鍵碼可以直接使用閉合鍵的行列值組合產(chǎn)生，但這會使子程序的入口地址比較散亂，所以，通常以鍵的排列順序安排鍵碼。口地址比較散亂，所以，通常以鍵的排列順序安排鍵碼。等待鍵的釋放等待鍵的釋放計算鍵碼之后，再延遲一段時間對按鍵進行掃描，等待鍵的釋放。計算鍵碼之后，再延遲一段時間對按鍵進行掃描，等待鍵的釋放。等待鍵的釋放是為了保證鍵閉合一次僅進行一次處理。等待鍵的釋放是為了保證鍵閉合一次僅進行一次處理。33第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 34第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 【例

41、【例7-5】 以以AT89C51單片機為核心，設(shè)計單片機為核心，設(shè)計4x4的鍵盤，并顯示按鍵鍵號的鍵盤，并顯示按鍵鍵號。P1.0P1.3作為行線，作為行線，P1.4P1.7作為列線。作為列線。P2口作為兩位口作為兩位LED顯示器的顯示器的接口。接口。XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3

42、.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51A7QA13B1QB12C2QC11D6QD10BI/RBO4QE9RBI5QF15LT3QG14U27448A7QA13B1QB12C2QC11D6QD10BI/RBO4QE9RBI5QF15LT3QG14U37448列列1列列3列列2列列0行行0行行1行行2行行3012312131415圖7-13 矩陣式按鍵

43、Proteus電路仿真圖35第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 程序如下：#include #include #define uchar unsigned charvoid main( ) uchar i,j,k,n; P2=0 xff; /數(shù)碼管黑屏 while(1) P1=0 xf0; /P1高4為設(shè)置為輸入 if(P1&0 xf0)!=0 xf0)/判斷是否有鍵按下 j=0 xfe; /行0輸出低電平，行1、行2和行3輸出高電平 for(i=0;i4;i+) P1=j; /輸入某行為0 k=P1&j; /行值、列值組合 36第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口

44、if(k=0 xee) n=0; delay( );/k0 else if(k=0 xde) n=1; delay( );/k1 else if(k=0 xbe) n=2; delay( );/k2 else if(k=0 x7e) n=3; delay( );/k3 else if(k=0 xed) n=4; delay( );/k4 else if(k=0 xdd) n=5; delay( );/k5 else if(k=0 xbd) n=6; delay( );/k6 else if(k=0 x7d) n=7; delay( );/k7 else if(k=0 xeb) n=8; del

45、ay( );/k8 else if(k=0 xdb) n=9; delay( );/k9 else if(k=0 xbb) n=10; delay( );/k10 else if(k=0 x7b) n=11; delay( );/k11 else if(k=0 xe7) n=12; delay( );/k12 else if(k=0 xd7) n=13; delay( );/k13 else if(k=0 xb7) n=14; delay( );/k14 else if(k=0 x77) n=15; delay( );/k15 j=(j1)|0 xf1; P2=(n%10)4)|(n/10);

46、 /顯示鍵值 37第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 PA7PA6PA5PA4PA3PA2PA1PA0PC0PC1PC2PC30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 316 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 CS74LS373WRRDA1A0P2.7WRRDALEP0.0P0.7D0D7RESET1K20F+5V+5V82555.1K4805138第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 鍵盤掃描子程序如下：（硬件線路如圖鍵盤掃描子程序如下：（硬件線路如圖7.4，8255A的的A口、口、B口、口、

47、C口和控制口地址分別為口和控制口地址分別為7F00H、7F01H、7F02H、7F03H，設(shè)，設(shè)8255A已在主程序中初始化。已設(shè)定為已在主程序中初始化。已設(shè)定為A口方式口方式0輸出，輸出，C口的低口的低4位方式位方式0輸入。）輸入。）KEY1KEY1：ACALL KS1 ACALL KS1 ；調(diào)用判斷有無鍵按下子程序；調(diào)用判斷有無鍵按下子程序 JNZ LK1 JNZ LK1 ；有鍵按下時，；有鍵按下時，(A)0(A)0轉(zhuǎn)消抖延時轉(zhuǎn)消抖延時KEY2KEY2：ACALL TM6msACALL TM6msAJMP KEY1 AJMP KEY1 ；無鍵按下返回；無鍵按下返回LK1LK1：ACALL

48、TM12ms ACALL TM12ms ；調(diào)；調(diào)12 ms12 ms延時子程序延時子程序ACALL KS1 ACALL KS1 ；查有無鍵按下，若有則真有鍵按下；查有無鍵按下，若有則真有鍵按下JNZ LK2 JNZ LK2 ；鍵；鍵(A) 0(A) 0逐列掃描逐列掃描AJMP KEY2 AJMP KEY2 ；不是真有鍵按下，返回；不是真有鍵按下，返回LK2LK2：MOV R2MOV R2，#0FEH #0FEH ；初始列掃描字；初始列掃描字(0(0列列) )送入送入R2R2MOV R4MOV R4，#00H #00H ；初始列；初始列(0(0列列) )號送入號送入R4R4LK4LK4：MOV

49、DPTRMOV DPTR，#7F00H #7F00H ；DPTRDPTR指向指向8155PA8155PA口口MOV AMOV A，R2 R2 ；列掃描字送至；列掃描字送至8155PA8155PA口口MOVX DPTRMOVX DPTR，A AINC DPTR INC DPTR ；DPTRDPTR指向指向8155PC8155PC口口INC DPTR INC DPTR 39第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 MOVX A，DPTR ；從8155 PC口讀入行狀態(tài)JB ACC.0，LONE ；查第0行無鍵按下，轉(zhuǎn)查第1行MOV A，#00H ；第0行有鍵按下，行首鍵碼#00HAAJMP LKP

50、 ；轉(zhuǎn)求鍵碼LONE：JB ACC.1，LTWO ；查第1行無鍵按下，轉(zhuǎn)查第2行MOV A，#08H ；第1行有鍵按下，行首鍵碼#08HAAJMP LKP ；轉(zhuǎn)求鍵碼LTWO：JB ACC.2，LTHR ；查第2行無鍵按下，轉(zhuǎn)查第3行MOV A，#10H ；第2行有鍵按下，行首鍵碼#10HAAJMP LKP ；轉(zhuǎn)求鍵碼LTHR：JB ACC.3，NEXT ；查第3行無鍵按下，轉(zhuǎn)該查下一列MOV A，#18H ；第3行有鍵按下，行首鍵碼#18HALKP：ADD A，R4 ；求鍵碼，鍵碼=行首鍵碼+列號PUSH ACC ；鍵碼進棧保護LK3：ACALL KS1 ；等待鍵釋放JNZ LK3 ；鍵未釋

51、放，等待POP ACC ；鍵釋放，鍵碼ARET ；鍵掃描結(jié)束，出口狀態(tài)(A)=鍵碼40第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 NEXT：INC R4 ；準備掃描下一列，列號加1MOV A，R2 ；取列掃描字送累加器AJNB ACC.7，KEND ；判斷8列掃描否？掃描完返回RL A ；掃描字左移一位，變?yōu)橄乱涣袙呙枳諱OV R2，A ；掃描字送入R2保存AJMP LK4 ；轉(zhuǎn)下一列掃描KEND：AJMP KEY1 KS1：MOV DPTR，#7F00H ；DPTR指向8155PA口MOV A，#00H ；全掃描字AMOVX DPTR，A ；全掃描字送往8155PA口INC DPTR ；DPT

52、R指向8155PC口INC DPTR MOVX A，DPTR ；讀入PC口行狀態(tài)CPL A ；變正邏輯，以高電平表示有鍵按下ANL A，#0FH ；屏蔽高4位，只保留低4位行線值RET ；出口狀態(tài)：(A)0時有鍵按下41第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 TM12ms：MOV R7，#18H ；延時12 ms子程序TM：MOV R6，#0FFHTM6：DJNZ R6，TM6DJNZ R7，TMRETTM6ms：MOV R7，#0CH ；延時6 ms子程序TM2：MOV R6，#0FFHTM62：DJNZ R6，TM6DJNZ R7，TMRETC語言鍵盤掃描子程序：略42第七章 MCS-5

53、1與鍵盤、顯示器的接口 7.3 MCS-51單片機與單片機與ADC的接口的接口7.3.1 A/D轉(zhuǎn)換器概述轉(zhuǎn)換器概述 A/D轉(zhuǎn)換器（轉(zhuǎn)換器（ADC）的作用：把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，以便于計算機）的作用：把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，以便于計算機進行處理。進行處理。根據(jù)轉(zhuǎn)換原理可分：計數(shù)型根據(jù)轉(zhuǎn)換原理可分：計數(shù)型A/D轉(zhuǎn)換器、逐次比較式、雙斜率積分型、轉(zhuǎn)換器、逐次比較式、雙斜率積分型、V/F變換式等；變換式等；按轉(zhuǎn)換方法：可分為直接按轉(zhuǎn)換方法：可分為直接A/D轉(zhuǎn)換器和間接轉(zhuǎn)換器和間接A/D轉(zhuǎn)換器；轉(zhuǎn)換器；按其分辨率可分：為按其分辨率可分：為416位的位的A/D轉(zhuǎn)換器芯片。轉(zhuǎn)換器芯片。與單片機的接口方式與單

54、片機的接口方式：有串聯(lián)接口和并聯(lián)接口兩種方式。有串聯(lián)接口和并聯(lián)接口兩種方式。1) 分類分類2). A/D轉(zhuǎn)換器的主要指標轉(zhuǎn)換器的主要指標分辨率：一位最小單位的數(shù)字量所表示的模擬電壓變化量，它與位數(shù)有關(guān)；分辨率：一位最小單位的數(shù)字量所表示的模擬電壓變化量，它與位數(shù)有關(guān)；轉(zhuǎn)換速度：轉(zhuǎn)換一次的時間，逐次比較型一般為轉(zhuǎn)換速度：轉(zhuǎn)換一次的時間，逐次比較型一般為510us；轉(zhuǎn)換精度：它反映實際轉(zhuǎn)換精度：它反映實際A/D在量化值上與理想在量化值上與理想A/D的差值，用絕對或相位誤的差值，用絕對或相位誤差表示。差表示。43第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 3. A/D轉(zhuǎn)換器的組成轉(zhuǎn)換器的組成一個完整的

55、一個完整的A/D轉(zhuǎn)換器應該包含有：轉(zhuǎn)換器應該包含有： 模擬輸入信號和參考電壓；模擬輸入信號和參考電壓； 數(shù)字輸出信號；數(shù)字輸出信號； 啟動啟動A/D轉(zhuǎn)換信號，輸入信號；轉(zhuǎn)換信號，輸入信號； 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號或者轉(zhuǎn)換結(jié)束信號或者“忙忙”信號，輸出信號；信號，輸出信號； 數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入信號；數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入信號；圖7-14 A/D轉(zhuǎn)換流程圖44第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 7.3.2 ADC0809與與MCS-51的接口的接口1)ADC0809芯片芯片ADC0809是是CMOS單片型逐次逼近型、單片型逐次逼近型、8位位A/D轉(zhuǎn)換器，具有轉(zhuǎn)換器，具有8路模路模擬量輸入通道，有轉(zhuǎn)

56、換起?？刂疲M輸入電壓范疇為擬量輸入通道，有轉(zhuǎn)換起?？刂?，模擬輸入電壓范疇為0+5V，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)換時間為換時間為100 s，IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7ADDAADDBADDCALE通道選擇開關(guān)地址鎖存和譯碼定時和控 制逐次逼近寄存器SAR8 位三 態(tài)鎖 存緩沖器DACOEEOCCLOCKSTARTVCCGNDVREF+VREF-ADC0809D0D1D2D3D4D5D6D7 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 START EOC D3 OE CLOCK VCC VREF+ GND D1 IN2 IN1 IN0 ADDA ADDB ADDC ALE D7 D6 D5 D4

57、 D0 VREF- D2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 2 45第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 IN0IN7：8路模擬量輸入端。D0D7：8位數(shù)字量輸出端。ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，選擇8路模擬通道中的一路。 ADDCADDBADDA選擇通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。START：A/D轉(zhuǎn)換啟動信號，輸入，高電平有效。2)ADC0809

58、的引腳的引腳EOC：A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出。當A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，該線腳輸出高電平。OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。CLK：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640KHZ.REF+、REF-：基準電壓輸入端。Vcc：接+5V電源。GND：地。46第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 3)ADC0809的工作流程的工作流程START/ALE 地址鎖存 ADDA/B/C EOC OE D0D7 啟動 轉(zhuǎn)換結(jié)束 讀取結(jié)果 D A T A 輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中，經(jīng)地址譯碼器譯碼從8路模擬通道中選通一路模擬量送到比較器。送START一高脈沖，START的上升

59、沿使逐次逼近寄存器復位，下降沿啟動A/D轉(zhuǎn)換，并使EOC信號為低電平。當轉(zhuǎn)換結(jié)束時，轉(zhuǎn)換的結(jié)果送入到輸出三態(tài)鎖存器，并使EOC信號回到高電平，通知CPU已轉(zhuǎn)換結(jié)束。當CPU執(zhí)行一讀數(shù)據(jù)指令，使OE為高電平，則從輸出端D0D1讀出數(shù)據(jù)。47第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 4)ADC0809與與MCS-51單片機的接口單片機的接口P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7ALE WR P2.7RDINTO+5VGNDD0D1D2D3D4D5D6D7ADDAADDBADDCCLKALESTARTOEEOCIN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7 VREF+VR

60、EF-ADC08098051分頻器2軟件編程軟件編程設(shè)接口電路用于一個設(shè)接口電路用于一個8路模擬量輸入的巡回檢測系統(tǒng)，使用中斷方式采路模擬量輸入的巡回檢測系統(tǒng)，使用中斷方式采樣數(shù)據(jù)，把采樣轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字量按序存于片內(nèi)樣數(shù)據(jù)，把采樣轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字量按序存于片內(nèi)RAM的的30H37H單元單元中。采樣完一遍后停止采集。中。采樣完一遍后停止采集。48第七章 MCS-51與鍵盤、顯示器的接口 匯編語言編程：匯編語言編程：ORG 0003HLJMP INT0ORG 0100H ；主程序；主程序MOV R0，#30H ；設(shè)立數(shù)據(jù)存儲區(qū)指針；設(shè)立數(shù)據(jù)存儲區(qū)指針MOV R2，#08H ；設(shè)置；設(shè)置8路采樣計數(shù)值路采樣計數(shù)值SETB