單片機(jī)顯示和鍵盤技術(shù)

1、單片機(jī)顯示和鍵盤技術(shù)第1頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二單片機(jī)與LED數(shù)碼管接口LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)及原理 第2頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二單片機(jī)與LED數(shù)碼管接口LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)及原理 第3頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二單片機(jī)與LED數(shù)碼管接口LED數(shù)碼管字型編碼 若將數(shù)值0送至單片機(jī)的P1口，數(shù)碼管上不會顯示數(shù)字“0”。顯然，要使數(shù)碼管顯示出數(shù)字或字符，直接將相應(yīng)的數(shù)字或字符送至數(shù)碼管的段控制端是不行的，必須使段控制端輸出相應(yīng)的字形編碼。將單片機(jī)P1口的P1.0、P1.1 P1.7八個引腳依次與數(shù)碼管的a、bf、dp

2、八個段控制引腳相連接。如果使用的是共陽極數(shù)碼管，COM端接+5V，要顯示數(shù)字“0”，則數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f六個段應(yīng)點(diǎn)亮，其它段熄滅，需向P1口傳送數(shù)據(jù)11000000B（C0H），該數(shù)據(jù)就是與字符“0”相對應(yīng)的共陽極字型編碼。若共陰極的數(shù)碼管COM端接地，要顯示數(shù)字“1”，則數(shù)碼管的b、c兩段點(diǎn)亮，其他段熄滅，需向P1口傳送數(shù)據(jù)00000110（06H），這就是字符“1”的共陰極字型碼了。第4頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二單片機(jī)與LED數(shù)碼管接口LED靜態(tài)顯示 靜態(tài)顯示是指數(shù)碼管顯示某一字符時，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定導(dǎo)通或恒定截止。這種顯示方式的各位數(shù)碼管的公

3、共端恒定接地（共陰極）或+5V（共陽極）。每個數(shù)碼管的八個段控制引腳分別與一個八位I/O端口相連。只要I/O端口有顯示字型碼輸出，數(shù)碼管就顯示給定字符，并保持不變，直到I/O口輸出新的段碼。 第5頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二單片機(jī)與LED數(shù)碼管接口LED靜態(tài)顯示 第6頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二單片機(jī)與LED數(shù)碼管接口LED動態(tài)顯示 第7頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二單片機(jī)與LED數(shù)碼管接口LED動態(tài)顯示 動態(tài)顯示是一種按位輪流點(diǎn)亮各位數(shù)碼管的顯示方式，即在某一時段，只讓其中一位數(shù)碼管“位選端”有效，并送出相應(yīng)的

4、字型顯示編碼。此時，其它位的數(shù)碼管因“位選端”無效而都處于熄滅狀態(tài)；下一時段按順序選通另外一位數(shù)碼管，并送出相應(yīng)的字型顯示編碼，依此規(guī)律循環(huán)下去，即可使各位數(shù)碼管分別間斷地顯示出相應(yīng)的字符。這一過程稱為動態(tài)掃描顯示。 第8頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二LED大屏幕顯示器和接口 LED大屏幕顯示器結(jié)構(gòu)及原理LED點(diǎn)陣顯示器是把很多LED發(fā)光二極管按矩陣方式排列在一起，通過對每個LED進(jìn)行發(fā)光控制，完成各種字符或圖形的顯示。最常見的LED點(diǎn)陣顯示模塊有57（5列7行），79（7列9行），88（8列8行）結(jié)構(gòu)。LED點(diǎn)陣由一個一個的點(diǎn)（LED發(fā)光二極管）組成，總點(diǎn)數(shù)為行數(shù)與

5、列數(shù)之積，引腳數(shù)為行數(shù)與列數(shù)之和。第9頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二LED大屏幕顯示器和接口 LED大屏幕顯示器結(jié)構(gòu)及原理第10頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二LED大屏幕顯示器和接口 LED大屏幕顯示器結(jié)構(gòu)及原理“大”字顯示字型碼示意圖第11頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二LED大屏幕顯示器和接口 LED大屏幕顯示器結(jié)構(gòu)及原理顯示字符“大”的過程如下：先給第一行送高電平（行高電平有效），同時給8列送11110111（列低電平有效）；然后給第二行送高電平，同時給8列送11110111，最后給第八行送高電平，同時給8列送1

6、1111111。每行點(diǎn)亮延時時間為1ms，第八行結(jié)束后再從第一行開始循環(huán)顯示。利用視覺駐留現(xiàn)象，人們看到的就是一個穩(wěn)定的圖形。第12頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二LED大屏幕顯示器和接口 LED大屏幕顯示器接口第13頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二LED大屏幕顯示器和接口 LED大屏幕顯示器擴(kuò)展接口第14頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二字符LCD 液晶顯示和接口 12345678910111213141516VSSVDDVORSR/WEDB0DB1ADB3DB2DB5DB4DB7DB6KLCD模塊Vss: +5V電源管腳

7、(Vcc)VDD: 地管腳(GND)Vo: 液晶顯示驅(qū)動電源(0V5V)第15頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二字符LCD 液晶顯示和接口 12345678910111213141516VSSVDDVORSR/WEDB0DB1ADB3DB2DB5DB4DB7DB6KLCD模塊DB0DB7：數(shù)據(jù)線，可以用8位連接，也可以只用高4位連接，節(jié)約單片機(jī)資源，本實(shí)驗(yàn)中采用的是八位連接方法。第16頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二字符LCD 液晶顯示和接口 12345678910111213141516VSSVDDVORSR/WEDB0DB1ADB3DB2DB5

8、DB4DB7DB6KLCD模塊A：背光控制正電源K：背光控制地第17頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二字符LCD 液晶顯示和接口 12345678910111213141516VSSVDDVORSR/WEDB0DB1ADB3DB2DB5DB4DB7DB6KLCD模塊單片機(jī)與LCD模塊之間有四種基本操作： 寫命令 讀狀態(tài) 寫顯示數(shù)據(jù) 讀顯示數(shù)據(jù)第18頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二字符LCD 液晶顯示和接口 12345678910111213141516VSSVDDVORSR/WEDB0DB1ADB3DB2DB5DB4DB7DB6KLCD模塊RSR/

9、W操作00寫命令操作（初始化、光標(biāo)定位等）01讀狀態(tài)操作（讀忙標(biāo)志）10寫數(shù)據(jù)操作（要顯示的內(nèi)容）11讀數(shù)據(jù)操作（可以把顯示存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)反讀出來）第19頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二字符LCD 液晶顯示和接口 12345678910111213141516VSSVDDVORSR/WEDB0DB1ADB3DB2DB5DB4DB7DB6KLCD模塊RS：數(shù)據(jù)和指令選擇控制端，RS=0:命令/狀態(tài)；RS=1:數(shù)據(jù)R/W：讀寫控制線，R/W=0:寫操作；R/W=1:讀操作E：數(shù)據(jù)讀寫操作控制位，E線向LCD模塊發(fā)送一個脈沖，LCD模塊與單片機(jī)之間將進(jìn)行一次數(shù)據(jù)交換第20頁，

10、共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二字符LCD 液晶顯示和接口 讀狀態(tài)操作 狀態(tài)字的最高位的BF為忙標(biāo)志位，1表示LCD正在忙，0表示不忙。通過判斷最高位BF的0、1狀態(tài)，就可以知道LCD當(dāng)前是否處于忙狀態(tài)，如果LCD一直處于忙狀態(tài)，則繼續(xù)查詢等待，否則進(jìn)行下面的操作。查詢忙狀態(tài)程序段如下：do i=lcd_r_start(); / 調(diào)用讀狀態(tài)函數(shù)，讀取LCD狀態(tài)字 i&=0 x80; / 采用與操作屏蔽掉低7位 delay(2);/ 延時 while(i!=0); / LCD忙，繼續(xù)查詢，否則退出循環(huán)第21頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二字符LCD 液

11、晶顯示和接口 寫命令操作 LCD上電時，都必須按照一定的時序?qū)CD進(jìn)行初始化操作，主要任務(wù)是設(shè)置LCD的工作方式、顯示狀態(tài)、清屏、輸入方式、光標(biāo)位置等。 第22頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二字符LCD 液晶顯示和接口 寫命令操作 void lcd_w_cmd(unsigned char com) unsigned char i; do / 查LCD忙操作 i=lcd_r_start(); / 調(diào)用讀狀態(tài)字函數(shù) i=i&0 x80; / 與操作屏蔽掉低7位 delay(2); while(i!=0); / LCD忙，繼續(xù)查詢，否則退出循環(huán) RW=0; delay1()

12、; RS=0; / RW=1，RS=0，寫LCD命令字 delay1(); E=1; /E端時序 delay1(); P1=com; /將com中的命令字寫入LCD數(shù)據(jù)口 delay1(); E=0; delay1(); RW=1; delay(255);第23頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二字符LCD 液晶顯示和接口 寫命令操作 編號指令名稱控制信號命令字D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01清屏0 00 0 0 0 0 0 0 12歸home位0 00 0 0 0 0 0 1 3輸入方式設(shè)置0 00 0 0 0 0 1 I/D S4顯示狀態(tài)設(shè)置0 00 0

13、 0 0 1 D C B5光標(biāo)畫面滾動0 00 0 0 1 S/C R/L 6工作方式設(shè)置0 00 0 1 DL N F 7CGRAM地址設(shè)置0 00 1 A5 A4 A3 A2 A1 A08DDRAM地址設(shè)置0 01 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A09讀BF和AC0 1BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0第24頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二字符LCD 液晶顯示和接口 初始化操作 LCD初始工作方式設(shè)置顯示狀態(tài)設(shè)置清屏返回輸入方式設(shè)置001DL N F * *設(shè)置單片機(jī)與LCD接口數(shù)據(jù)位數(shù)DL、顯示行數(shù)N、字型FDL=1:8位、DL=0

14、:4位； N=1:2行、N=0:1行F=1:510、F=0:57例：00111000B（38H）設(shè)置數(shù)據(jù)位數(shù)8位，2行顯示，57點(diǎn)陣字符00001DCB設(shè)整體顯示開關(guān)D、光標(biāo)開關(guān)C、光標(biāo)位的字符閃耀BD=1:開顯示；C=0:不顯示光標(biāo)；B=0:光標(biāo)位字符不閃爍例：00001100B（0CH）打開LCD顯示，光標(biāo)不顯示，光標(biāo)位字符不閃爍清屏命令字01H，將光標(biāo)設(shè)置為第一行第一列000001 I/D S設(shè)光標(biāo)移動方向并確定整體顯示是否移動I/D=1:增量方式右移、I/D=0:減量方式左移S=1:移位、S=0:不移位例：00000110B（06H）設(shè)置光標(biāo)增量方式右移，顯示字符不移動第25頁，共34

15、頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二字符LCD 液晶顯示和接口 寫數(shù)據(jù)操作 光標(biāo)位置與相應(yīng)命令字 列行 123456789101112131415161808182838485868788898A8B8C8D8E8F2C0C1C2C3C4C5C6C7C8C9CACBCCCDCECF注：表中命令字以十六進(jìn)制形式給出，該命令字就是與LCD顯示位置相對應(yīng)的DDRAM地址。第26頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二字符LCD 液晶顯示和接口 void lcd_w_dat(unsigned char dat) unsigned char i; do / 查忙操作 i=lcd

16、_r_start();/ 調(diào)用讀狀態(tài)字函數(shù) i=i&0 x80; / 與操作屏蔽掉低7位 delay(2); while(i!=0); / LCD忙，繼續(xù)查詢，否則退出循環(huán) RW=0; delay1(); RS=1;/ RW=1，RS=0，寫LCD命令字 delay1(); E=1;/ E端時序 delay1(); P1=dat;/ 將dat中的顯示數(shù)據(jù)寫入LCD數(shù)據(jù)口 delay1(); E=0; delay1(); RW=1; delay(255);第27頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二單片機(jī)與鍵盤接口第28頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二單

17、片機(jī)與鍵盤接口按鍵按照結(jié)構(gòu)原理可分為兩類，一類是觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵，如機(jī)械式開關(guān)、導(dǎo)電橡膠式開關(guān)等；另一類是無觸點(diǎn)開關(guān)按鍵，如電氣式按鍵，磁感應(yīng)按鍵等。前者造價低，后者壽命長。按鍵按照接口原理可分為編碼鍵盤與非編碼鍵盤兩類。這兩類鍵盤的主要區(qū)別是識別鍵符及給出相應(yīng)鍵碼的方法。編碼鍵盤主要是用硬件來實(shí)現(xiàn)對按鍵的識別，硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜；非編碼鍵盤主要是由軟件來實(shí)現(xiàn)按鍵的定義與識別，硬件結(jié)構(gòu)簡單，軟件編程量大。這里將要介紹的獨(dú)立式按鍵和矩陣式鍵盤都是非編碼鍵盤。第29頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二單片機(jī)與鍵盤接口按鍵的去抖機(jī)械式按鍵在按下或釋放時，由于機(jī)械彈性作用的影響，通常伴隨有一定時間的觸點(diǎn)機(jī)械抖動，然后其觸點(diǎn)才穩(wěn)定下來，抖動時間一般為510ms，在觸點(diǎn)抖動期間檢測按鍵的通與斷狀態(tài)，可能導(dǎo)致判斷出錯。第30頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二單片機(jī)與鍵盤接口按鍵的去抖 （a）檢測按鍵 （b）釋放按鍵按鍵去抖流程圖第31頁，共34頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)52分，星期二單片機(jī)與鍵盤接口獨(dú)立式按鍵 獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每個按鍵必須占用一根I/O口線，因此，在按鍵較多時，I/O口線