單片機-鍵盤-顯示器接口-課件

PC機除了主機以外還需要哪些部分呢？單片機電路有時候也需要鍵盤、顯示等外設(shè)。鍵盤、顯示器接口1PC機除了主機以外還需要哪些部分呢？單片機電路有時候也需要鍵編碼式的：由其內(nèi)部硬件邏輯電路自動產(chǎn)生被按鍵的編碼。使用方便，鍵盤碼產(chǎn)生速度快，占用CPU時間少，但對按鍵的檢測與消除抖動干擾是靠硬件電路來完成的，硬件電路復(fù)雜、成本高。非編碼式的：主要由軟件產(chǎn)生被按鍵的編碼。硬件電路簡單，成本低，但占用CPU的時間較長。(單片機系統(tǒng)中普遍使用非編碼式鍵盤。)6.3鍵盤接口鍵盤分類介紹此獨立式按鍵矩陣式按鍵2編碼式的：由其內(nèi)部硬件邏輯電路自動產(chǎn)生被按鍵的編碼。使用方便矩陣式按鍵非編碼鍵盤獨立式按鍵3矩陣式按鍵非編碼鍵盤獨立式按鍵3硬件方案——雙穩(wěn)態(tài)去抖電路一、鍵盤接口需要解決的問題是否有鍵按下按鍵識別：鍵抖動及消除：機械按鍵抖動時間在5ms～10ms之間軟件方案——延時10ms～20ms后再次判斷消除方法：求鍵號閉合斷開前沿抖動后沿抖動鍵按下閉合穩(wěn)定鍵釋放QQ4硬件方案——雙穩(wěn)態(tài)去抖電路一、鍵盤接口需要解決的問題是P抖動抖動鍵被按下按鍵輸出波形P鍵被按下去抖動后的按鍵輸出波形+5VR按鍵開關(guān)P鍵按下，S、R=01，觸發(fā)器置1，P=0。按鍵前后，SR=10，觸發(fā)器置0，P=1。P+5VPRR去抖動電路SR觸點抖動跳開時，S、R=11，觸發(fā)器保持，P仍=0。*在此期間，CPU對一次鍵入做多次鍵處理5P抖動抖動鍵被按下按鍵輸出波形P鍵被按下去抖動后的按鍵輸出主要知識點:查詢法定時掃描法中斷法二、非編碼獨立式按鍵結(jié)合ME830實驗,重點講此法6主要知識點:二、非編碼獨立式按鍵結(jié)合ME830實驗,重點講此接口電路：特點：一線一鍵，按鍵識別（編程）簡單；但占用較多口線，適合8鍵以下使用。實際上,51單片機的P1-P3口都有內(nèi)部上拉電阻,這些電阻、電源可以不接。見ME830實驗板。查詢法7接口電路：特點：一線一鍵，按鍵識別（編程）簡單；但占用較多口ME830獨立式摁鍵P1.4-1.7P3.2-3.58ME830獨立式摁鍵P1.4-1.7P3.2-3查詢法原理----當(dāng)任何一個鍵被按下時，與其相連的輸入線被置成“0”，平時該線為“1”。鍵處理程序ORG2000HSTART：MOVA，#0FFH；先置P1口為“1”MOVP1，AMOVA，P1；輸入鍵狀態(tài)JNBACC.0，P0F；查詢0號鍵JNBACC.1，P1F；查詢1號鍵JNBACC.2，P2F；查詢2號鍵JNBACC.3，P3F；查詢3號鍵JNBACC.4，P4F；查詢4號鍵JNBACC.5，P5F；查詢5號鍵JNBACC.6，P6F；查詢6號鍵JNBACC.7，P7F；查詢7號鍵LJMPSTART鍵盤掃描9查詢法原理----當(dāng)任何一個鍵被按下時，與其相連的輸入線被置P0F：LJMPPROM0；入口地址表P1F：LJMPPROM1P6F：LJMPPROM6P7F：LJMPPROM7……PROM0：…..；0號鍵功能程序PROM7：…..；7號鍵功能程序…..LJMPSTART；0號鍵處理完返回鍵盤掃描LJMPSTART；7號鍵處理完返回鍵盤掃描…......10P0F：LJMPPROM0 ORG0000HKB: MOVP1,#0FFH MOVA,P1；第一次讀鍵 CPLA ANLA,#0FH JZKBACK LCALLD10MS MOVA,P1；再次讀鍵 CPLA ANLA,#0FH JZKBACK CJNEA,#01H,KB01

LCALLPGM1 SJMPKBACKKB01: CJNEA,#02H,KB02

LCALLPGM2 SJMPKBACKKB02: CJNEA,#04H,KB

LCALLPGM3KBACK:LJMPKB END例子：按三個按鍵中的任一鍵均對應(yīng)相應(yīng)的一個特定功能。對應(yīng)的數(shù)字叫鍵號類似ME830中的例程三11 ORG0000H例子：按三個按鍵中的三、非編碼矩陣式按鍵結(jié)構(gòu)關(guān)鍵問題:摁鍵的識別12三、非編碼矩陣式按鍵結(jié)構(gòu)關(guān)鍵問題:摁鍵的識別12“行掃描法”與“線反轉(zhuǎn)法”課本P195

①行掃描法：該方法的基本思想是，由程序?qū)︽I盤進(jìn)行逐行掃描，通過檢測到的列的輸出狀態(tài)來確定閉合鍵。

先行全0,讀列值,全1無摁鍵,非全1有鍵摁下;有鍵摁下時:逐行輸出0,查列值:有0則該行該列交叉處即為摁鍵位置.

②線反轉(zhuǎn)法：該方法的基本思想是通過行列顛倒兩次掃描來識別閉合鍵。先行輸出0，讀列,全1則無摁鍵，有0有摁鍵--得列值再輸出此列值，讀行得行值—此列值+行值=閉合鍵的特征值識別鍵摁下的兩種方法詳見下頁圖行列互換,原理一樣行列互換,原理一樣13“行掃描法”與“線反轉(zhuǎn)法”課本P195①行掃描法：該行掃描法圖(c)掃描第0行(d)掃描第1行(e)掃描第2行(f)掃描第3行確定為0行2列有鍵摁下課本P195(a)無鍵摁下(b)有鍵摁下粗略判斷有無鍵摁下:有,再詳細(xì)判斷;無,則CPU仍做自己的工作有鍵摁下,詳細(xì)判斷是哪行哪列?14行掃描法圖(c)掃描第0行(d)掃描第1行(e)掃描第鍵按下/釋放判斷KS：MOVA，#00H MOVP1，A ；全掃描字#00H送P1口MOVP1，#0FH；保留第4位(行)MOVA，P1；讀入P1口狀態(tài)ANLA,#0FH；取低4位RET ；返回,A=0表示有鍵按下3210476511109815141312+5VP1.4P1.3P1.0P1.7P1.6P1.5P1.2P1.1MCS-51P1.0--1.3作為輸入口P1.4--1.7作為輸出口15鍵按下/釋放判斷KS：MOVA，#00H 定時掃描方式就是每隔一段時間對鍵盤掃描一次，它利用單片機內(nèi)部的定時器產(chǎn)生一定時間（例如10ms）的定時，當(dāng)定時時間到就產(chǎn)生定時器溢出中斷。CPU響應(yīng)中斷后對鍵盤進(jìn)行掃描，并在有鍵按下時識別出該鍵，再執(zhí)行該鍵的功能程序。定時掃描方式為提高CPU工作效率，可采用中斷掃描工作方式。其工作過程如下：當(dāng)無鍵按下時，CPU處理自己的工作，當(dāng)有鍵按下時，產(chǎn)生中斷請求，CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤掃描子程序，并識別鍵號。中斷掃描方式16定時掃描方式就是每隔一段時間對鍵盤掃描一次，它利用單ME830矩陣式摁鍵P1口:低4位作為列線高4位作為行線0123456789AbCdEF17ME830矩陣式摁鍵P1口:低4位作為列線0123456實驗八源程序線反轉(zhuǎn)法P68P1口:低4位作為列線高4位作為行線(特征值)01234CDFE0123456789AbCDEF-B中應(yīng)是特征值查表次數(shù)=

鍵值從鍵值得到段碼18實驗八源程序線反轉(zhuǎn)法P68P1口:低4位作為列線(1.矩陣鍵盤定義(接口引腳定義)2.建表:內(nèi)存中建好鍵編碼表(特征值表)和段碼表3.通過線選法得到相應(yīng)的特征值4.通過查找該特征值的查表次數(shù)得到相應(yīng)鍵值5.通過該鍵值得到相應(yīng)段碼6.送該段碼顯示鍵值線反轉(zhuǎn)法總結(jié)重點!特點:鍵的特征值唯一自動解決了重鍵問題191.矩陣鍵盤定義(接口引腳定義)線反轉(zhuǎn)法總結(jié)重點!特點:鍵1.LED顯示器結(jié)構(gòu)與原理圖7段LED數(shù)碼顯示器6.4顯示器接口ME830為共陽極201.LED顯示器結(jié)構(gòu)與原理圖7段LED數(shù)碼顯示器表十六進(jìn)制數(shù)及空白與P的顯示段碼21表十六進(jìn)制數(shù)及空白與P的顯示段碼21LED的結(jié)構(gòu)和顯示原理靜態(tài)顯示方式動態(tài)顯示方式動態(tài)顯示的實現(xiàn)動態(tài)顯示方式顯示器接口技術(shù)包括重點學(xué)習(xí)22LED的結(jié)構(gòu)和顯示原理動態(tài)顯示方式顯示器接口技術(shù)包括重點學(xué)習(xí)靜態(tài)顯示方式連接

所有LED的位選均共同連接到+VCC或GND，每個LED的8根段選線分別連接一個8位并行I/O口，從該I/O口送出相應(yīng)的字型碼顯示字型。

特點原理簡單；顯示亮度強，無閃爍；占用I/O資源較多。23靜態(tài)顯示方式連接23動態(tài)顯示方式連接

所有LED的段選線共同連接在一起共用一個8位I/O口，而每個LED的位選分別由一根相應(yīng)的I/O口線控制。因此必須采用動態(tài)掃描顯示方式，每一個時刻只選通其中一個LED，同時在段選口送出該位LED的字型碼。

24動態(tài)顯示方式連接24動態(tài)顯示基本原理電路的接法決定了必須采用逐位掃描顯示方式。即從段選口送出某位LED的字型碼，然后選通該位LED，并保持一段延時時間。然后選通下一位，直到所有位掃描完。

要注意的兩個問題：

1.字型碼通常通過查表指令MOVC來求得.2.換位顯示時通常要加一段程序使所有的LED全滅.25動態(tài)顯示基本原理電路的接法決定了必須采用逐位掃描顯示方式動態(tài)顯示程序流程圖采用動態(tài)掃描方式依次循環(huán)點亮各位數(shù)碼管，構(gòu)成多位動態(tài)數(shù)碼管顯示電路。開始顯示緩沖區(qū)首地址送R0顯示位數(shù)送R2起始顯示位送R3禁止所有位（關(guān)顯示）從緩沖區(qū)取要顯示的數(shù)查表得字型碼指向段選口，送字型碼指向位選口，送位選碼延時指向顯示緩沖區(qū)下一個單元位選碼左移結(jié)束11掃描完一遍嗎?YN26動態(tài)顯示程序流程圖采用動態(tài)掃描方式依次循環(huán)點亮各位ME830數(shù)碼管顯示數(shù)碼管引腳27ME830數(shù)碼管顯示數(shù)碼管引腳27程序流程圖28程序流程圖2840H041H12345647H7顯示緩沖區(qū)DISSTART0123456789AbCDEF空顯示子程序點亮一個數(shù)碼管P0口2940H041H12345647H7顯示緩沖區(qū)DISSTART顯示硬+軟30顯示硬+軟30012345