应用系统配置及接口技术.ppt

第9章 应用系统配置及接口技术,键盘：一组按键开关的集合。,行线电压信号通过键盘开关机械触点的断开、闭合， 输出波形如图10-6。,9.1 键盘接口及处理程序,2. 按键的确认,检测行线电平，便可确认按键按下与否。 高电平：断开；低电平：闭合，,常用硬件和软件来消除按键抖动。,基本思想：检测到有键按下，键对应的行线为低，软 件延时10ms后，行线如仍为低，则确认该行有键按下。,3.如何消除按键的抖动,当键松开时，行线变高，软件延时10ms后，行线仍为 高，说明按键已松开。,采取以上措施，躲开了两个抖动期t1和t3的影响。,键盘接口的工作原理,独立式按键接口和行列式键盘接口。,1.独立式键盘接口,各键相互独立，每个按键各接一根输入线，通过检 测输入线的电平状态可很容易判断那个键被按下。,此种接口适于键数较少或操作速度较高的场合。,图10-7（a）为中断方式的独立式键盘工作电路,图10-7（b）为查询方式的独立式键盘工作电路。,图10-9用三态缓冲器扩展的I/O口的按键接口电路。,对图10-9独立式键盘编程，软件消抖，查询方式检测键的状态。仅有一键按下时才有效才处理。,KEYIN:MOV DPTR,#0BFFFH；键盘端口地址BFFFH MOVX A,DPTR ；读键盘状态 ANL A,#1FH ；屏蔽高三位,MOV R3,A ；保存键盘状态值 LCALL DELAY10 ；延时10ms去键盘抖动 MOVX A,DPTR ；再读键盘状态,ANL A,#1FH ；屏蔽高三位,CJNE A,R3,RETURN ；两次不同，抖动引起转RETURN,CJNE A,#1EH,KEY2 ；相等，有键按下，不等转KEY2,LJMP PKEY1 ;是S1键按下，转K1键处理 ；子程序PKEY1 KEY2: CJNE A,#1DH,KEY3 ;S2键未按下，转KEY3 LJMP PKEY2 ;S2键按下，转PKEY2处理 KEY3: CJNE A,#1BH,KEY4 ;S3未按下，转KEY4 LJMP PKEY3 ;S3按下，转PKEY3处理 KEY4: CJNE A,#17H,KEY5 ;S4键未按下，转KEY5 LJMP PKEY4 ;S4按下，转PKEY4处理 KEY5: CJNE A,#0FH,PASS ;S5未按下，转RETURN LJMP PKEY5 ;S5按下，转PKEY5处理 RETURN:RET ;重键或无键按下，从子程序返回,识别和编程简单，用在按键数较少的场合。,2. 行列式(矩阵式)键盘接口,用于按键数目较多的场合，由行线和列线组成， 按键位于行、列的交叉点上。如图所示。,按键数目较多的场合，行列式键盘与独立式键盘 相比，要节省很多的I/O口线。,（1）行列式键盘工作原理,无键按下，该行线为高电平，当有键按下时，行线电平由列线的电平来决定。,由于行、列线为多键共用，各按键彼此将相互发 生影响，必须将行、列线信号配合起来并作适当的处 理，才能确定闭合键的位置。,（2）按键的识别方法,扫描法,图10-10（b）中3号键被按下为例，来说明此键 时如何被识别出来的。,识别键盘有无键被按下的方法，分两步进行：,第1步：识别键盘有无键按下；,第2步：如有键被按下，识别出具体的按键。,把所有列线置0，检查各行线电平是否有变化，如有变化，说明有键按下，如无变化，则无键按下。,上述方法称为扫描法，即先把某一列置低电平， 其余各列为高电平，检查各行线电平的变化，如果某 行线电平为低，可确定此行列交叉点处的按键被按 下。,键盘的工作方式,单片机在忙于各项工作任务时，如何兼顾键盘的输 入，取决于键盘的工作方式。,原则：即要保证能及时响应按键操作，又不要过多占 用CPU的工作时间。,通常，键盘工作方式有3种，即编程扫描、定时扫 描和中断扫描。,1. 编程扫描方式,只有当单片机空闲时，才调用键盘扫描子程序， 扫描键盘。,工作过程：,（1）在键盘扫描子程序中，先判断有无键按下。,方法：PA口8位输出全0，读PC口低4位状态，若PC0 PC3为全1，则说明键盘无键按下；若不全为1，则说明 键盘可能有键按下。,（2）用软件来消除按键抖动的影响。如有键按下，则 进行下一步。,（3）求按下键的键号。,（4）等待按键释放后，再进行按键功能的处理操作。,2. 定时扫描工作方式,利用单片机内的定时器，产生定时中断，对键盘进行扫描。,3.中断工作方式,只有在键盘有键按下时，才执行键盘扫描程序，如 无键按下，单片机将不理睬键盘。,LED显示器接口原理,LED(Light Emitting Diode):发光二极管的缩写。 显示器前面冠以“LED”。,LED显示器的结构,常用的LED显示器为8段（或7段，8段比7段多了一 个小数点“dp”段）。,有共阳极和共阴极两种。如图10-1所示。,为使LED显示不同的符号或数字，要为LED提供段码 （或称字型码）。,提供给LED显示器的段码（字型码）正好是一个字 节（8段）。各段与字节中各位对应关系如下：,按上述格式，8段LED的段码如表10-1所示。,表10-1 LED段码（8段）,表10-1只列出了部分段码，可根据实际情况选用。,另外，段码是相对的，它由各字段在字节中所处的 位决定。例如表10-1中8段LED段码是按格式：,而形成的， “0”的段码为3FH（共阴）。反之，如 将格式改为下列格式：,则 “0”的段码为7EH（共阴）。,字型及段码由设计者自行设定，习惯上还是以“a” 段对应段码的最低位。,N个LED显示块有N位位选线和8N根段码线。,LED显示器工作原理,图10-2是4位 LED显示器的结构原理图。,段码线控制显示的字型，,位选线控制该显示位的亮或暗。,静态显示和动态显示两种显示方式。,1. 静态显示方式,各位的公共端连接在一起（接地或+5V）。,每位的段码线（adp）分别与一个8位的锁存器 输出相连。,显示字符一确定，相应锁存器的段码输出将维持 不变，直到送入另一个段码为止。显示的亮度高。,图10-3: 4位静态LED显示器电路。该电路各位可独立显示。,2. 动态显示方式,所有位的段码线相应段并在一起，由一个8位I/O 口控制，形成段码线的多路复用，各位的公共端分别由相应的I/O线控制，形成各位的分时选通。,图10-4：4位8段LED动态显示电路。其中段码线占用一个8位I/O口，而位选线占用一个4位I/O口。,图10-5为8位LED动态显示2003.10.10的过程。,图（a)是显示过程，某一时刻，只有一位LED被选通 显示，其余位则是熄灭的；,图（b)是实际显示结果，人眼看到的是8位稳定的 同时显示的字符。,程序清单如下： DISPLAY: MOV R0,#30H ；显示缓冲区首地址送R0 MOV R2，#20H ；位选码指向P0.5 DISPLAYl： MOV A，R0 ；取出要显示的数 MOV DPTR，#SEGTAB ；指向换码表首址 MOVC A，A+DPTR ；取出显示码 MOV DPTR，#0FD01H ；PA口地址送DPTR MOVX DPTR，A ；输出显示码到8155A口 MOV A，R2 ；位选码送A INC DPTR ；8155 PB口寄存器地址 MOVX DPTR，A ；从8155B口输出位选码 LCALL DEL ；延时1ms MOV A，R2 JNB ACC.0，DSPLAY2 ；6位全显示完了吗?末完，则继续显示 RET,DISPLAY2：INC RO ；计算下一位要显示的数的地址 MOV A，R2 ；求下一个位选码 RR A MOV R2，A AJMP DISPLAY1 DELL ：MOV R3，#7DH DELLl：NOP NOP DJNZ R3,DELL1 RET SEGTAB:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H ;对应字符0,1,2,3,4 DB 6DH,7DH,07H,7FH,67H ;对应字符5,6,7,8,9,利用并行I/O芯片实现键盘/显示器接口,一般把键盘和显示器放在一起考虑,图10-14：8031用扩展I/O接口芯片8155H实现的 6位LED显示和32键的键盘/显示器接口电路。图中的 8155H也可用8255A来替代。,8031外扩一片8155H。RAM地址为7E00H7EFFH。 I/O口地址为7F00H7F05H。,PA口为输出口，控制键盘列线的扫描，同时又是6位共阴极显示器的位扫描口。,PB口作为显示器段码输出口，PC口作为键盘的行线状态的输入口。,75452：反相驱动器，7407：同相驱动器。,1动态显示程序设计,8031内部RAM设置6个显示缓冲单元79H7EH，存 放要显示的6位数据。,8155H的PB口输出相应位的段码，依次的改变PA口 输出为高的位使某一位显示某一字符，其它位为暗。 动态地显示出由缓冲区中显示数据所确定的字符。 程序流程如图10-15 。,参考程序如下：,DIR： MOV R0,79H ；置缓冲器指针初值,MOV R3,01H ；位选码的初值送R3,MOV A,R3,LD0： MOV DPTR,7F01H；位选码PA口（PA.0位）,；最左边LED亮,MOV DPTR,A,INC DPTR ；数据指针指向PB口,MOV A,R0 ；显示数据A,ADD A,0DH ；加偏移量（下条指令到表首间 ；所有指令占的单元数）,MOVC A,APC ；根据显示数据来查表取段码,DIR1： MOVX DPTR,A ；段码8155HPB口,ACALL DL1ms ；该位显示1ms,INC R0 ；指针指向下一个数据单元,MOV A,R3 ；位选码送入A中,