第9章AT89C51與鍵盤、顯示器的接口設(shè)計(jì)

1、第第10章章 AT89C51與鍵盤、顯示器、與鍵盤、顯示器、撥盤、打印機(jī)的接口設(shè)計(jì)撥盤、打印機(jī)的接口設(shè)計(jì) 10.1 LED顯示器的接口原理顯示器的接口原理 10.2 鍵盤接口原理鍵盤接口原理 10.3 鍵盤鍵盤/顯示器接口設(shè)計(jì)實(shí)例顯示器接口設(shè)計(jì)實(shí)例 LED LED(Light Emitting Diode)(Light Emitting Diode): :發(fā)光二極管發(fā)光二極管10.1.1 LED10.1.1 LED顯示器的結(jié)構(gòu)顯示器的結(jié)構(gòu) 常用的有常用的有8 8字型和字型和米米字型字型10.1 LED顯示器接口原理顯示器接口原理為使為使LEDLED顯示不同的符號(hào)或數(shù)字，要為顯示不同的符號(hào)或數(shù)字

2、，要為L(zhǎng)EDLED提供提供段碼段碼（或稱字型碼）。（或稱字型碼）。字型和段碼可由設(shè)計(jì)者自行設(shè)計(jì)，字型和段碼可由設(shè)計(jì)者自行設(shè)計(jì)，習(xí)慣習(xí)慣排序如下：排序如下：按上述格式，按上述格式，8 8段段LEDLED的段碼見課本。的段碼見課本。顯示字符顯示字符共陰極共陰極段碼段碼共陽(yáng)極共陽(yáng)極段碼段碼顯示字符顯示字符共陰極共陰極段碼段碼共陽(yáng)極共陽(yáng)極段碼段碼0 03 3FHFHC0HC0Hc c3939H HC6HC6H1 10606H HF9HF9Hd d5 5EHEHA1HA1H2 25 5BHBHA4HA4HE E7979H H8686H H3 34 4FHFHB0HB0HF F7171H H8 8EHEH

3、4 46666H H9999H HP P7373H H8 8CHCH5 56 6DHDH9292H HU U3 3EHEHC1HC1H6 67 7DHDH8282H HT T3131H HCEHCEH7 70707H HF8HF8Hy y6 6EHEH9191H H8 87 7FHFH8080H HH H7676H H8989H H9 96 6FHFH9090H HL L3838H HC7HC7HA A7777FHFH8888H H“滅滅”0000H HFFHFFHb b7 7CHCH8383H H表表10-1 10-1 LEDLED段碼（段碼（8 8段）段） 若將格式改為下列格式：若將格式改

4、為下列格式：則則 “0 0”的段碼為的段碼為7 7EHEH（共陰）。共陰）。字型及段碼由設(shè)計(jì)者自行設(shè)定字型及段碼由設(shè)計(jì)者自行設(shè)定10.1.2 10.1.2 LEDLED顯示器工作原理顯示器工作原理圖圖10-210-2是是4 4位位 LEDLED顯示器的結(jié)構(gòu)原理圖。顯示器的結(jié)構(gòu)原理圖。段碼線段碼線控制控制顯示的字型顯示的字型，位選線位選線控制控制該顯示位的亮或暗。該顯示位的亮或暗。LEDLED顯示器有顯示器有兩種顯示方式。兩種顯示方式。1. 1. 靜態(tài)顯示方式靜態(tài)顯示方式 每位的段碼線（每位的段碼線（a adpdp）分別與一個(gè)分別與一個(gè)8 8位的鎖存器位的鎖存器輸出相連。輸出相連。各位的共陰極各

5、位的共陰極/ /共陽(yáng)極連接在一起接地共陽(yáng)極連接在一起接地/ /5V5V 優(yōu)點(diǎn)：顯示的亮度高。優(yōu)點(diǎn)：顯示的亮度高。 缺點(diǎn)：占用口線較多缺點(diǎn)：占用口線較多 例：圖例：圖10-3: 410-3: 4位靜態(tài)位靜態(tài)LEDLED顯示器電路。顯示器電路。2. 2. 動(dòng)態(tài)顯示方式動(dòng)態(tài)顯示方式 所有位的所有位的段碼線段碼線相應(yīng)段并聯(lián)在一起，共用一個(gè)相應(yīng)段并聯(lián)在一起，共用一個(gè)8 8位位I/OI/O口，口，多路復(fù)用多路復(fù)用，各位的共陰極，各位的共陰極/ /共陽(yáng)極共陽(yáng)極（位選線）（位選線）分別分別由相應(yīng)的由相應(yīng)的I/OI/O線控制，線控制，分時(shí)選通分時(shí)選通。缺點(diǎn)：占用缺點(diǎn)：占用CPUCPU時(shí)間多。時(shí)間多。 例：圖例：

6、圖10-410-4：4 4位位8 8段段LEDLED動(dòng)態(tài)顯示電路。動(dòng)態(tài)顯示電路。注：注：給一位顯給一位顯示的時(shí)間示的時(shí)間不可過長(zhǎng)不可過長(zhǎng)或者過短或者過短某一時(shí)刻，只有一位某一時(shí)刻，只有一位LEDLED位選線為位選線為0 0（共陰極）或（共陰極）或1 1（共陽(yáng)極）（共陽(yáng)極）10.2 10.2 鍵盤接口原理鍵盤接口原理 1. 1. 鍵盤輸入的特點(diǎn)鍵盤輸入的特點(diǎn) 按鍵未按下，輸出為高按鍵按下，輸出為0抖動(dòng)時(shí)間一般為510ms 故確認(rèn)一個(gè)按鍵是否按下的基本思想為故確認(rèn)一個(gè)按鍵是否按下的基本思想為：在第一次檢測(cè)到輸出為低電平時(shí)，執(zhí)行一段延時(shí)在第一次檢測(cè)到輸出為低電平時(shí)，執(zhí)行一段延時(shí)1010msms 的子

7、程序后（去抖動(dòng)），再次確認(rèn)該行線電平是否仍為的子程序后（去抖動(dòng)），再次確認(rèn)該行線電平是否仍為低電平，仍為低，則確認(rèn)有鍵按下，否則視為干擾。低電平，仍為低，則確認(rèn)有鍵按下，否則視為干擾。 確認(rèn)鍵是否釋放則同樣須防抖動(dòng)。確認(rèn)鍵是否釋放則同樣須防抖動(dòng)。2.2.去抖動(dòng)措施：去抖動(dòng)措施：軟件去抖動(dòng)：執(zhí)行一段延時(shí)軟件去抖動(dòng)：執(zhí)行一段延時(shí)10ms10ms的子程序的子程序硬件去抖動(dòng)：如雙穩(wěn)態(tài)消抖電路硬件去抖動(dòng)：如雙穩(wěn)態(tài)消抖電路10.2.10.2.1 1 鍵盤接口的工作原理鍵盤接口的工作原理1.1.獨(dú)立式鍵盤接口獨(dú)立式鍵盤接口含義含義： 各鍵相互獨(dú)立，一個(gè)按鍵一根輸入口線。各鍵相互獨(dú)立，一個(gè)按鍵一根輸入口線。按

8、鍵判斷按鍵判斷：檢測(cè)輸入線的電平判斷按鍵是否按下，有中斷方：檢測(cè)輸入線的電平判斷按鍵是否按下，有中斷方 式和查詢方式式和查詢方式2 2種種適用場(chǎng)合適用場(chǎng)合：適用于按鍵數(shù)較少或操作速度較高的場(chǎng)合適用于按鍵數(shù)較少或操作速度較高的場(chǎng)合例：圖圖10-810-8為為82558255A A擴(kuò)展擴(kuò)展I/OI/O口口的的獨(dú)立式獨(dú)立式按鍵接口電路。按鍵接口電路。2. 行列式行列式(矩陣式矩陣式)鍵盤接口鍵盤接口 含義：含義： 由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)上。由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)上。 適用于：適用于：按鍵數(shù)目較多的場(chǎng)合。按鍵數(shù)目較多的場(chǎng)合。例：例：（1）工作原理）工作原理當(dāng)無(wú)鍵按下

9、時(shí)，行線電平為高（有上拉電阻）當(dāng)無(wú)鍵按下時(shí)，行線電平為高（有上拉電阻）當(dāng)有鍵按下時(shí)，由與此行線相連的列線的電平?jīng)Q定當(dāng)有鍵按下時(shí)，由與此行線相連的列線的電平?jīng)Q定。故：必須故：必須將行、列線信號(hào)配合起來(lái)并作適當(dāng)?shù)奶幚?，將行、列線信號(hào)配合起來(lái)并作適當(dāng)?shù)奶幚恚?才能確定閉合鍵的位置才能確定閉合鍵的位置。（2 2）按鍵的識(shí)別方法按鍵的識(shí)別方法掃描法和線反轉(zhuǎn)法掃描法和線反轉(zhuǎn)法a a、掃描法：、掃描法：2 2步步第第1 1步：識(shí)別鍵盤有無(wú)鍵按下。步：識(shí)別鍵盤有無(wú)鍵按下。具體方法具體方法：把所有列線置低把所有列線置低，檢查各行線電平是否有變化，有變化，檢查各行線電平是否有變化，有變化， 有鍵按下，否則無(wú)鍵按下

10、。有鍵按下，否則無(wú)鍵按下。第第2 2步：如有鍵被按下，識(shí)別出具體的按鍵。步：如有鍵被按下，識(shí)別出具體的按鍵。 具體方法具體方法：即即先把某一列置低，其余列置高先把某一列置低，其余列置高，檢查各行線電平檢查各行線電平 如果某行線電平為低，則可確定此行此列交叉點(diǎn)處如果某行線電平為低，則可確定此行此列交叉點(diǎn)處 的按鍵被按下。的按鍵被按下。掃描法的缺點(diǎn)：掃描法的缺點(diǎn)：b b、線反轉(zhuǎn)法、線反轉(zhuǎn)法 ：2 2步步第第1 1步：步：讓行線輸入線，列線輸出線，并讓行線輸入線，列線輸出線，并使輸出線為使輸出線為 低電平低電平，則行電平由高變低的行為按鍵所在行。則行電平由高變低的行為按鍵所在行。第第2 2步：步：同

11、第同第1 1步完全相反，步完全相反，讓行線輸出線，列線輸入線，讓行線輸出線，列線輸入線， 輸出線全低，輸出線全低，則列線電平由高變低的列為按鍵所在列。則列線電平由高變低的列為按鍵所在列。 注：行線、列線均有上拉電阻。注：行線、列線均有上拉電阻。 例：例：線反轉(zhuǎn)法更簡(jiǎn)練，無(wú)論按鍵在第1列或最后1列，均只需2步完成（3 3） 鍵盤的編碼鍵盤的編碼 獨(dú)立式鍵盤：靈活（因按鍵少）獨(dú)立式鍵盤：靈活（因按鍵少） 行列式鍵盤：習(xí)慣行列式鍵盤：習(xí)慣 行首鍵號(hào)列號(hào)行首鍵號(hào)列號(hào)10.2.3 10.2.3 鍵盤的工作方式鍵盤的工作方式 單片機(jī)在忙于各項(xiàng)工作任務(wù)時(shí)，如何兼顧鍵盤的輸單片機(jī)在忙于各項(xiàng)工作任務(wù)時(shí)，如何兼顧

12、鍵盤的輸入，取決于鍵盤的工作方式。入，取決于鍵盤的工作方式。原則：原則：即要保證能及時(shí)響應(yīng)按鍵操作，又不要過多占即要保證能及時(shí)響應(yīng)按鍵操作，又不要過多占用用CPUCPU的工作時(shí)間。的工作時(shí)間。 通常，通常，鍵盤工作方式有鍵盤工作方式有3 3種種，即編程掃描、定時(shí)掃，即編程掃描、定時(shí)掃描和中斷掃描。描和中斷掃描。1. 1. 編程掃描方式編程掃描方式 只有當(dāng)單片機(jī)空閑時(shí)，才調(diào)用鍵盤掃描子程序。只有當(dāng)單片機(jī)空閑時(shí)，才調(diào)用鍵盤掃描子程序。2. 2. 定時(shí)掃描工作方式定時(shí)掃描工作方式 : :每隔一定時(shí)間對(duì)鍵盤掃描一次每隔一定時(shí)間對(duì)鍵盤掃描一次3.3.中斷工作方式中斷工作方式鍵盤掃描子程序思路：鍵盤掃描子

13、程序思路： （1）判斷有無(wú)鍵按下；）判斷有無(wú)鍵按下； 方法：所有列線為低，讀行線電平，如行線為高則無(wú)鍵按下；否則方法：所有列線為低，讀行線電平，如行線為高則無(wú)鍵按下；否則可能有鍵按下?？赡苡墟I按下。 （2）去抖動(dòng)，重新確認(rèn)；）去抖動(dòng)，重新確認(rèn)； （3）確定有鍵按下，求按下鍵鍵號(hào)。）確定有鍵按下，求按下鍵鍵號(hào)。 掃描法，逐列置低讀行線電平掃描法，逐列置低讀行線電平 （4）等待按鍵）等待按鍵釋放后，再進(jìn)行釋放后，再進(jìn)行按鍵功能的處按鍵功能的處理操作。理操作。10.3 10.3 鍵盤鍵盤/ /顯示器接口設(shè)計(jì)實(shí)例顯示器接口設(shè)計(jì)實(shí)例（幾種實(shí)用的設(shè)計(jì)方案）（幾種實(shí)用的設(shè)計(jì)方案）10.3.1 10.3.1

14、利用并口實(shí)現(xiàn)鍵盤利用并口實(shí)現(xiàn)鍵盤/ /顯示器接口顯示器接口硬件接口電路：硬件接口電路：P0P1.7.P1.0P2.0P2.1P2.2P2.3 P1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。P0口作為顯示器段碼輸出口，P2口作為鍵盤的行線狀態(tài)的輸入口。在主程序初始化中設(shè)置。 75452 75452：反相驅(qū)動(dòng)器，反相驅(qū)動(dòng)器，74077407：同相驅(qū)動(dòng)器。同相驅(qū)動(dòng)器。1 1動(dòng)態(tài)顯示程序設(shè)計(jì)思路：動(dòng)態(tài)顯示程序設(shè)計(jì)思路： P0口輸出要顯示的段碼，口輸出要顯示的段碼，P1口輸出位選線，在某一時(shí)刻，口輸出位選線，在某一時(shí)刻， P1只有只有1位為高電平，以選中要顯示的位選線。位為高電平，以選中要

15、顯示的位選線。假設(shè)要顯示的假設(shè)要顯示的6位數(shù)據(jù)放在單片機(jī)片內(nèi)位數(shù)據(jù)放在單片機(jī)片內(nèi)RAM：79H7EH程序流程如圖程序流程如圖10-15 10-15 。為穩(wěn)定顯示P1P0顯示參考子程序顯示參考子程序DIR:MOV R0，#79HMOV R3，#01HMOV A, R3LD0： MOV P1，R3MOV A,R0MOV DPTR,#TABMOVC A, A+DPTRMOV P0, AACALL DL1msINC R0MOV A, R3JB ACC.5, LD1RL AMOV R3, AAJMP LD0LD1:RETTABTAB： DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH DB 3FH,

16、06H,5BH,4FH,66H,6DH ；共陰極段碼表共陰極段碼表 DB 7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH DB 7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH DB 39H,5EH,79H,71H,73H,3EH DB 39H,5EH,79H,71H,73H,3EH.DL1msDL1ms： MOV R7,MOV R7,02H02H；延時(shí)延時(shí)1 1msms子程序子程序 DLDL： MOV R6,MOV R6,0FFH0FFHDL6DL6： DJNZ R6,DL6DJNZ R6,DL6DJNZ R7,DLDJNZ R7,DLRET RET 作業(yè)作業(yè)1LED的靜態(tài)顯示方式與動(dòng)態(tài)顯示方式有何區(qū)的靜態(tài)顯示方式與動(dòng)態(tài)顯示方式有何區(qū)別？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？別？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？2、如果直接利用單片機(jī)的、如果直接利用單片機(jī)的P0口作為動(dòng)態(tài)顯示的口作為動(dòng)態(tài)顯示的段碼口，段碼口，P1.0P1.5為動(dòng)態(tài)顯示的位選線，編寫為動(dòng)態(tài)顯示