第9章 鍵盤與顯示接口技術(shù)

單片機(jī)原理及接口技術(shù)第9章鍵盤與顯示接口技術(shù)本章學(xué)習(xí)要求：1.掌握數(shù)碼管顯示原理、電路連接及編程；2.掌握鍵盤工作原理、電路連接及編程。9.1LED顯示接口技術(shù)9.1LED顯示接口技術(shù)由LED構(gòu)成的3種顯示部件指示燈數(shù)碼管點(diǎn)陣屏LED:LightEmitingDiode電路符號(hào):9.1LED顯示接口技術(shù)§9.1.1數(shù)碼管結(jié)構(gòu)及顯示原理數(shù)碼管由8個(gè)發(fā)光二極管（以下簡(jiǎn)稱段）構(gòu)成，通過不同的組合可用來顯示數(shù)字09、部分字符、符號(hào)“”及小數(shù)點(diǎn)“”。數(shù)碼管的外形結(jié)構(gòu)如圖所示。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽(yáng)極兩種結(jié)構(gòu)。9.1LED顯示接口技術(shù)COM

P1.0～1.7MCS-51afbge cddpabh將公共陰極接地,在a~g各段的陽(yáng)極上加不同的電壓，就會(huì)使各段的發(fā)光情況不同，形成不同的發(fā)光字符。D7D6D5D4D3D2D1D0dpgfedcba段選碼的位定義R段碼表:段選碼的值與顯示字符的對(duì)應(yīng)關(guān)系.“8”:共陰極段選碼的值為7FH;共陽(yáng)極段選碼的值為80H.9.1LED顯示接口技術(shù)共陰極和共陽(yáng)極的段選碼互為反碼。顯示字符共陰極段選碼共陽(yáng)極段選碼顯示字符共陰極段選碼共陽(yáng)極段選碼03FHC0HC39HC6H106HF9HD5EHA1H25BHA4HE79H86H34FHB0HF71H8EH466H99HP73H8CH56DH92HU3EHC1H67DH82HT31HCEH707HF8HY6EH91H87FH80HL38HC7H96FH90H8．FFH00HA77H88H“滅”00FFHB7CH83H………………9.1LED顯示接口技術(shù)§9.1.2數(shù)碼管的靜態(tài)顯示方式將公共陰極接地或公共陽(yáng)極接電源，段碼接一8位并行輸出口。需要占用大量的輸出端口。

abhCOM

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abhCOMafbge

cdh9.1LED顯示接口技術(shù)D0D79.1LED顯示接口技術(shù)例5.1按照前頁(yè)電路,編寫顯示子程序，將33H~30H單元存儲(chǔ)的字符由高到低顯示在四只數(shù)碼管上。分析: 1.設(shè)置串口工作方式0，SCON初值為00H。 2.先發(fā)送高位數(shù)碼管的段選碼， 后發(fā)送低位數(shù)碼管的段選碼。 3.段選碼采用查表的方式獲得。DXM: MOV DPTR,#TAB ;取段選碼表首地址 MOVC A，@A+DPTR ;取段選碼，變址尋址 RETTAB： DB 0C0H, 0F9H, 0A4H, 0B0H, 99H ;0,1,2,3,4 DB 92H, 82H, 0F8H, 80H, 90H ;5,6,7,8,9 DB 88H, 83H, 0C6H, 0A1H, 86H，8EH;A,b,C,d,E,F查段選碼子程序：入口條件：待顯示字符存于A中；出口條件：待顯示字符的段選碼存于A中；占用資源：DPRT，A。9.1LED顯示接口技術(shù)DISP: MOV SCON，#00H ;串口初始化方式0 SETBP1.0 ;74HC164處于正常工作狀態(tài) MOV R0,#33H ;首地址賦指針 MOV R1，#04H ;顯示4個(gè)數(shù)LP1: MOV A,@R0 ;取待顯示字符 LCALLDXM ;查段選碼MOV SBUF，A ;啟動(dòng)串行發(fā)送命令，輸出段位碼 JNB TI,$ ;等待發(fā)送完畢 CLR TI ;清發(fā)送完畢標(biāo)志位 DEC R0 ;指針減1 DJNZ R1，LP1 ;判斷4位段選碼是否全部輸出 RET ;顯示子程序：入口條件：待顯示字符存于33H-30H單元中；出口條件：占用資源：R0，R1，A。9.1LED顯示接口技術(shù)§9.1.3數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示方式將所有顯示位的段選碼接在一起；通過位選線選擇某一時(shí)刻顯示的位，時(shí)間單位一般取1~5ms;采用循環(huán)掃描的方法，實(shí)現(xiàn)多位顯示。9.1LED顯示接口技術(shù)位選線的驅(qū)動(dòng)位選線為什么需要驅(qū)動(dòng)？位選線如何驅(qū)動(dòng)？ULN2003—7位達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)器ULN2003反相輸出單路驅(qū)動(dòng)能力(吸入電流)達(dá)500mA9.1LED顯示接口技術(shù)9.1LED顯示接口技術(shù)1.分析8155口地址命令寄存器口地址: EF00H；PA口寄存器口地址: EF01H；PB口寄存器口地址: EF02H；PC口寄存器口地址: EF03H；2.分析8155命令字PA口、PB口為輸出口；PC口未使用,假設(shè)為輸入口；命令字為03H。INIT8155:MOVDPTR,#0EF00H MOVA,#03H MOVX @DPTR,A RET3.8155初始化程序9.1LED顯示接口技術(shù)DXM: MOV DPTR,#TAB ;取段選碼表首地址 MOVC A，@A+DPTR ;取段選碼，變址尋址 RETTAB： DB3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h；0,1,2,3,4,5,6,7 DB7fh,6fh,77h,7ch,39h,5eh,79h,71h，0；8,9,A,b,C,d,E,F,滅4.查段選碼子程序：入口條件：待顯示字符存于A中；出口條件：待顯示字符的段選碼存于A中；占用資源：DPRT，A。SCD: MOV DPTR,#0EF02H ;指針指向8155的PB口 MOVX @DPTR,A ;輸出段選碼到PB口 RET5.輸出段選碼子程序：入口條件：待輸出段選碼存于A中；占用資源：DPTR9.1LED顯示接口技術(shù)6.掃描一次方法分析：掃描1次，每位數(shù)碼管顯示一次。以1ms為間隔，順序?qū)A0到PA5輸出高電平。在某位輸出高電平期間，相應(yīng)輸出該位的段選碼。入口條件：待顯示字符存于35H~30H單元中占用資源：A,R0,R1,R2SCW: MOV DPTR,#0EF01H;8155的PA口 MOVX @DPTR,A ;輸出位選碼 RET5.輸出位選碼子程序：入口條件：待輸出位選碼存于A中；占用資源：DPTR注意：位選碼的值總是只有1個(gè)位為1。9.1LED顯示接口技術(shù)DISP: MOV R0,#30H ;地址指針 MOV R1,#01H ;位選碼,從低位開始顯示 MOV R2,#06H ;長(zhǎng)度指針DP1: MOV A,#00H

LCALL SCW ;關(guān)顯示 MOV A,@R0 ;取待顯示字符 LCALL DXM ;查表段選碼 LCALL SCD ;輸出段選碼 MOV A,R1 LCALL SCW ;輸出位選碼 INC R0 ;地址指針指向下一單元 RL A ;位選碼指向高一位 MOV R1,A ;保存位選碼 LCALL DELY1 ;延時(shí)1ms

DJNZ R2，DP1 RET9.1LED顯示接口技術(shù)ORG 0000H LJMPMAINORG 0030HMAIN: MOV SP,#6FH ；設(shè)置堆棧 LCALL INIT8155 ；初始化8155MN1: LCALL DISP ；輸出顯示字符 SJMP MN1 ；循環(huán)輸出7.主程序（反復(fù)調(diào)用掃描顯示程序）6.延時(shí)1ms子程序子程序2：延時(shí)1ms程序（12M晶體）占用資源：R6,R7DELY1:MOV R7,#02HDL1: MOV R6,#0FFH DJNZ R6,$ DJNZ R7,DL1 RET程序中哪些地方需要用堆棧？9.1LED顯示接口技術(shù)程序清單: 1主程序 2子程序1——8155初始化程序 3子程序2——延時(shí)1ms程序 4子程序3——查表段選碼 5子程序4——輸出段選碼 6子程序5——輸出位選碼 7子程序6——輸出6位字符（掃描一次）9.2鍵盤接口技術(shù)9.2鍵盤接口技術(shù)§9.2.1鍵盤結(jié)構(gòu)與工作原理鍵盤中每個(gè)按鍵都是一個(gè)常開開關(guān)按下鍵S3，P1.7口為低電平放開鍵S3，P1.7口為高電平9.2鍵盤接口技術(shù)由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，在閉合和斷開按鍵的瞬間，觸點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生機(jī)械抖動(dòng)，表現(xiàn)為P1.7口出現(xiàn)一系列的脈沖信號(hào)。如右圖所示。抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短，由按鍵的機(jī)械特性決定，一般在5ms~10ms間。按鍵抖動(dòng)的危害按鍵抖動(dòng)的消除硬件消除；如：R-S雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路

RC阻容濾波電路軟件消除，實(shí)際應(yīng)用多。在CPU檢測(cè)到有按鍵按下時(shí)，執(zhí)行一個(gè)10ms的延時(shí)程序后，再次判斷該鍵電平是否保持閉合狀態(tài)電平，如保持閉合狀態(tài)電平則確認(rèn)為真正有鍵按下，從而消除抖動(dòng)的影響。當(dāng)CPU檢測(cè)到按鍵釋放后，也要給一個(gè)10ms的延時(shí)，待后沿抖動(dòng)消失后才去執(zhí)行該鍵的處理程序。9.2鍵盤接口技術(shù)§9.2.2獨(dú)立式鍵盤接口設(shè)計(jì)獨(dú)立式按鍵是指各按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵各接一個(gè)輸入口。通過檢測(cè)輸入口上的電平狀態(tài)判斷哪個(gè)鍵被按下。接上拉電阻的目的是為了保證在按鍵斷開時(shí)，各個(gè)輸入口有確定的高電平。每個(gè)按鍵需要占用一個(gè)輸入口，不適合用于需要很多按鍵的場(chǎng)合。9.2鍵盤接口技術(shù)KEY_START： MOV 30H，P1 ；讀鍵盤狀態(tài)并保存30H單元 ANL 30H，#1FH ；屏蔽高3位 CJNE 30H，#1FH，NEXT ；判斷是否有鍵按下 SJMP KEY_STARTNEXT：LCALLD_10ms ；軟件延時(shí)10ms，消除抖動(dòng) MOVA，P1 ；再次讀鍵盤狀態(tài) ANL A，#1FH ；屏蔽高3位 CJNEA，30H，KEY_START JNBACC.0，KEY0 JNBACC.1，KEY1 JNBACC.2，KEY2 JNBACC.3，KEY3 JNBACC.4，KEY4 SJMPKEY_STARTKEY0: LJMPKP0;KEY1: LJMPKP1;KEY2: LJMP KP2;KEY3: LJMPKP3;KEY4: LJMPKP4為什么不直接跳到KP0；延時(shí)10ms程序D_10ms: MOV R6，#14HDL： MOV R7，#0FFH DJNZ R7，$ DJNZ R6，DL RET9.2鍵盤接口技術(shù)KP0: … ；KEY0鍵按下的處理程序LJMPKEY_STARTKP1: … ；KEY1鍵按下的處理程序 LJMPKEY_START;KP2: … ；KEY2鍵按下的處理程序 LJMP KEY_START;KP3: … ；KEY3鍵按下的處理程序 LJMPKEY_START;KP4: … ；KEY4鍵按下的處理程序 LJMPKEY_START;9.2鍵盤接口技術(shù)§9.2.3矩陣式鍵盤接口設(shè)計(jì)矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu)矩陣式鍵盤由行線和列線構(gòu)成列線通過上拉電阻接到+5V列線接到輸入口上行線接到輸出口上按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)上適用于需要按鍵較多的場(chǎng)合矩陣式鍵盤工作原理無按鍵按下時(shí),列線輸入高電平;有按鍵按下時(shí),列線輸入電平由與此列線相連的行線電平?jīng)Q定.如果行線輸出低電平,則列線電平為低如果行線輸出高電平,則列線電平為高為了確認(rèn)按鍵位置，必須將行、列線配合使用。按鍵的識(shí)別方法（鍵掃描）首先行線全輸出0，判斷是否有鍵按下。如果列線為全1，無按鍵按下如果列線非全1，有按鍵按下然后，讓行線P10輸出0，其它三條行線輸出1，讀列線狀態(tài)。如果列線為全1，第一行無按鍵按下，繼續(xù)掃描。如果列線非全1，可以判斷按鍵在第一行，再根據(jù)為0的列線序號(hào)，可以確定按鍵具體的列號(hào)，停止掃描。如果第一行無按鍵按下，讓行線P11口輸出0，其它三條行線輸出1，讀列線狀態(tài)，判斷按鍵是否在第二行。如果第二行仍無按鍵按下，讓行線P12口輸出0，其他三條行線輸出1，讀列線狀態(tài)，判斷按鍵是否在第三行。如果第三行仍無按鍵按下，讓行線P13口輸出0，其它三條行線輸出1，讀列線狀態(tài)，判斷按鍵是否在第四行。9.2鍵盤接口技術(shù)9.2鍵盤接口技術(shù)；判斷是否有按鍵按下KAP: MOV P1，#0F0H MOV A，P1 ORL A，#0FH

CPL A RET；延時(shí)10ms程序DELY: MOV R6，#14HDL： MOV R7，#0FFH DJNZ R7，$ DJNZ R6，DL RET編程舉例鍵值=行首鍵值+列號(hào)9.2鍵盤接口技術(shù)KINP: LCALL KAP ；調(diào)用鍵盤查詢程序 JZ KINP ；無鍵按下，繼續(xù)查詢 KP1： LCALL DELY ；延時(shí)10ms，消除抖動(dòng) LCALL KAP ；再次調(diào)用鍵盤查詢程序 JZ KINP ；無鍵按下，繼續(xù)查詢 MOV R2，#0FEH ；從第0行開始掃描 MOV R4，#00H ；置第0行行首鍵值KP4： MOV P1，R2 ；置掃描行為0 MOV A，P1 ；讀P1狀態(tài) JB ACC.4，L1 ；第0列不為0，轉(zhuǎn)測(cè)第1列 MOV A，#00H ；列號(hào)存入A中 AJMP KP5 ；停止掃描L1： JB ACC.5，L2 ；第1列不為0，轉(zhuǎn)測(cè)第2列 MOV A，#01H ；列號(hào)存入A中 AJMP KP5 ；停止掃描L2： JB ACC.6，L3 ；第2列不為0，轉(zhuǎn)測(cè)第3列 MOV A，#02H ；列號(hào)存入A中 AJMP KP5 ；停止掃描L3： JB ACC.7，NEXT ；第3列不為0，轉(zhuǎn)測(cè)下一行 MOV A，#03H ；列號(hào)存入A中KP5： ADD A，R4 ；停止掃描，計(jì)算鍵值R2R4行0FE0行1FD4行2FB8行3F7C鍵值=行首鍵值+列號(hào)9.2鍵盤接口技術(shù) PUSH A ；保存鍵值KP3： LCALL KAP ；查詢鍵是否釋放 JNZ KP3 ；未釋放，繼續(xù)查詢 LCALL DELY LCALL KAP ；再次查詢鍵是否釋放 JNZ KP3 POP A ；彈出鍵值 RETNEXT： MOV A，R2 ；掃描行指針賦給A JNB ACC.3，KINP ；掃描結(jié)束，未發(fā)現(xiàn)按鍵 RL A ；準(zhǔn)備掃描下一行 MOV R2，A

ADD R4，#04H

；置下一行行首鍵值

MOV A,R4

ADD A,#04H

MOV R4,A AJMP KP4 ；轉(zhuǎn)開始下一行掃描執(zhí)行完以上程序后，鍵值存放于累加器A中。9.3鍵盤顯示接口專用芯片8279 8位并行接口ZLG7289B I2C接口ZLG7290C I2C接口BC7281 二線串口BC7281A 二線串口BC7281B 二線串口MAX7219 三線串口MAX7221 三線串口9.4鍵盤顯示接口專用芯片實(shí)驗(yàn)箱顯示電路74HC1381.分析8155口地址命令寄存器口地址: 1110_xxx1_xxxx_xx00BE100H；PA口寄存器口地址: 1110_xxx1_xxxx_xx01BE101H；PB口寄存器口地址: 1110_xxx1_xxxx_xx10BE102H；PC口寄存器口地址: 1110_xxx1_xxxx_xx11BE103H；2.分析8155命令字PA口、PB口為輸出口；PC口未使用,假設(shè)為輸入口；命令字為03H。INIT8155:MOVDPTR,#0E100H MOVA,#03H MOVX @DPTR,A RET3.8155初始化程序?qū)嶒?yàn)箱顯示電路DXM: MOV DPTR,#TAB ;取段選碼表首地址 MOVC A，@A+DPTR ;取段選碼，變址尋址 RETTAB： DB3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h；0,1,2,3,4,5,6,7 DB7fh,6fh,77h,7ch,39h,5eh,79h,71h，0；8,9,A,b,C,d,E,F,滅4.查段選碼子程序：入口條件：待顯示字符存于A中；出口條件：待顯示字符的段選碼存于A中；占用資源：DPRT，A。實(shí)驗(yàn)箱顯示電路SHIFT: MOV R6,#08H ;循環(huán)次數(shù) MOV DPTR,#E102H ;指針指向8155的PB口寄存器LP1: RLC A MOV R7,A ;備份A中段選碼 MOV ACC.0,C CLR ACC.1 MOVX @DPTR,A ;輸出DAT,輸出CLK為0, SETB ACC.1 MOVX @DPTR,A ;DAT不變,輸出CLK為1

CLR ACC.1

MOVX @DPTR,A ;DAT不變,輸出CLK為0 MOV A,R7 ;恢復(fù)A中內(nèi)容 DJNZ R6，LP1 ;判斷8位是否移位完畢 RET ;5.輸出一個(gè)字符的段選碼

方法分析：PB0逐位輸出數(shù)據(jù)，PB1輸出移位時(shí)鐘；入口條件：待顯示字符的段選碼存放在A中；占用資源：A，R6，R7。實(shí)驗(yàn)箱顯示電路7.輸出6位字符（掃描一次）方法分析：掃描1次，每位數(shù)碼管顯示一次。以1ms為間隔，順序?qū)A0到PA5輸出高電平。在某位輸出高電平期間，相應(yīng)輸出該位的段選碼。入口條件：待顯示字符存于35H~30H單元中占用資源：A,R0,R1實(shí)驗(yàn)箱顯示電路SCW: MOV DPTR,#0EF01H;8155的PA口 MOVX @DPTR,A ;輸出位選碼 RET5.輸出位選碼子程序：入口條件：待輸出位選碼存于A中；占用資源：DPTR注意：位選碼的值總是只有1個(gè)位為1。DISP: MOV R0,#30H ;地址指針 MOV R1,#01H ;位選碼,從低位開始顯示DP1: MOV A,#00H

LCALL SCW ;關(guān)顯示 MOV A,@R0 ;取待顯示字符 LCALL DXM ;查表段選碼 LCALLSHIFT ;移位輸出段選碼 MOV A,R1 LCALL SCW ;輸出位選碼 INC R0 ;地址指針指向下一單元 RL A ;位選碼指向高一位 MOV R1,A ;保存位選碼 LCALL DELY1 ;延時(shí)1ms

JNB ACC.6,DP1 RET實(shí)驗(yàn)箱顯示電路ORG 0000H LJMPMAINORG 0030HMAIN: MOV SP,#6FH；設(shè)置堆棧 LCALL INIT8155；初始化8155MN1: LCALL DISP ；輸出顯示字符 SJMP MN1 ；循環(huán)輸出9.主程序（反復(fù)調(diào)用掃描顯示程序）8.延時(shí)1ms子程序子程序2：延時(shí)1ms程序（12M晶體）占用資源：R6,R7DELY1:MOV R7,#02HDL1: MOV R6,#0FFH DJNZ R6,$ DJNZ R7,DL1 RET程序中哪些地方需要用堆棧？實(shí)驗(yàn)箱顯示電路程序清單: 1主程序 2子程序1——8155初始化程序 3子程序2——延時(shí)1ms程序 4子程序3——查表段選碼 5子程序4——輸出一個(gè)字符的段選碼 6子程序5——輸出6位字符（掃描一次）實(shí)驗(yàn)箱顯示電路實(shí)驗(yàn)箱鍵盤與顯示接口應(yīng)用舉例列３行０鍵碼由鍵值查表得到鍵值=行首鍵值+列號(hào)R2R4行0FE0行1FD4行2FB8行3F7C行4EF10行5DF14列0端口地址譯碼電路命令寄存器口地址: E100HPA口寄存器口地址: E101HPB口寄存器口地址: E102HPC口寄存器口地址: E103H例：編寫鍵盤掃描程序，并利用９.1節(jié)的數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示程序，將被按下鍵的鍵碼顯示到個(gè)位數(shù)碼管上。實(shí)驗(yàn)箱鍵盤與顯示接口應(yīng)用舉例鍵盤顯示掃描程序編寫程序清單: 1子程序6——判斷是否有鍵按下 2子程序7——鍵盤掃描程序,確認(rèn)按下的鍵 3主程序——將按鍵碼顯示在數(shù)碼管上子程序6：判斷是否有鍵按下占用資源：AKeyTest: MOV DPTR,#0E101H ;指向8155的PA口寄存器 MOV A,#00H MOVX @DPTR,A ;列輸出全0 MOV DPTR,#0E103H ;指向8155的PC口寄存器 MOVX A,@DPTR ;讀鍵值 ORL A,#0F0H ;屏蔽高四位

CPL A ;全0無按鍵 RET實(shí)驗(yàn)箱鍵盤與顯示接口應(yīng)用舉例子程序7：鍵盤掃描程序,確認(rèn)按下的鍵占用資源：A,R2,R4KeyGet: MOV R2,#11111110B ;行掃描碼 MOV R4,#00H ;置第0行首鍵值KG1: MOV DPTR,#0E101H ;指向8155的PA口寄存器 MOV A,R2 MOVX @DPTR,A ;一行輸出0,其它行輸出1 MOV DPTR,#0E103H ;指向8155的PC口寄存器 MOVX A,@DPTR ;讀鍵值 JB ACC.0,L1 ;第0列無按鍵,跳到L1 MOV A,#00H ;保存列號(hào),準(zhǔn)備計(jì)算鍵值 LJMP KG2L1: JB ACC.1,L2 ;第1列無按鍵,跳到L2 MOV A,#01H ;保存列號(hào),準(zhǔn)備計(jì)算鍵值 LJMP KG2L2: JB ACC.2,L3 ;第2列無按鍵,跳到L3 MOV A,#02H ;保存列號(hào),準(zhǔn)備計(jì)算鍵值 LJMP KG2L3: JB ACC.3,NEXT ;第3列無按鍵,跳到掃描下一行 MOV A,#03H ;保存列號(hào),準(zhǔn)備計(jì)算鍵值KG2: ADD A,R4 ;停止掃描,計(jì)算鍵值R2R4行0FE0行1FD4行2FB8行3F7C行4EF10行5DF14實(shí)驗(yàn)箱鍵盤與顯示接口應(yīng)用舉例 MOV DPTR,#TAB1 MOVC A,@A+DPTR ;按照鍵值查表得到鍵碼 PUSH ACC ;保存鍵碼 WaitReleas