单片机的功能扩展杭电ppt课件.ppt

第8章单片机的功能扩展 8 1MCS 51单片机键盘接口技术8 2MCS 51单片机显示器接口技术8 3D A转换器的接口及应用8 4A D转换器的接口及应用 1 8 1键盘输入及接口技术 一 什么是键盘键盘 是由若干按钮组成的开关矩阵 它是单片机系统中最常用的输入设备 键盘在单片机应用系统中 实现输入数据 传送命令等功能 是人机交互的主要手段 键盘按照实现方式可以分为编码键盘和非编码键盘两大类 在单片机中广泛使用非编码键盘 独立式 矩阵式 适合于比较少的键盘 适合于比较多的键盘 常见的非编码键盘结构有 2 二 非编码键盘的键输入程序应完成的基本任务 1 监测有无键按下 键的闭合与否 反映在电压上就是呈现出高电平或低电平 所以通过电平的高低状态的检测 便可确认按键按下与否 2 判断是哪个键按下 3 完成按键处理任务 3 键盘实际上是一组按键开关的集合 平时按键开关总是处于断开状态 当按下键时它才闭合 它的结构和产生的波形如图所示 三 独立按键程序设计 P1 0 AT89S51 P1 0 4 上拉汇编示例程序get key JBP1 0 no keyCALLDelay 第一次检测到按键信息JBP1 0 no key 执行按键功能 第二次检测到按键信息 JBP1 0 no key 等待按键抬起SJMP 1 跳转到上一行no key 5 上拉C51示例程序if P1 0 0 第一次检测到按键信息Delay 延时20ms左右 消除抖动if P1 0 0 第二次检测到按键信息 执行按键功能While P1 0 0 等待按键释放 6 四 单片机矩阵键盘接口和键功能的实现 行列式键盘 如图8 1 4所示 按键识别有两种方法 扫描法和线反转法1 键盘接口处理的内容 1 键扫描首先是判定有没有键被按下 7 先经输出口向所有列线输出低电平 然后再输入各行线状态 00000000 1 1 1 1 无键盘按下时 以4行 8列键盘为例使用列扫描的方法 8 2 去抖动 机械开关被按下时 由于机械触点的弹性及电压突跳等原因 在触点闭合或断开的瞬间会出现电压抖动 5 10ms 5 10ms 十分之几 几秒 9 去抖动的方法 硬件方法 软件方法 在键盘中附加去抖动电路 采用时间延迟以躲过抖动 大约延迟20 30ms 硬件消抖是通过在按键输出电路上加一定的硬件线路来消除抖动 一般采用R S触发器或单稳态电路 如图 软件消抖是利用延时来跳过抖动过程 10 3 判断被按键的位置 11 12 行线中有状态为低电平 则闭合键找到但实际扫描继续进行 以发现可能出现的多键同时被按下 13 4 键值计算 通常以键的排列顺序安排键号 14 5 等待键释放 计算键码之后 再以延时后进行扫描的方法等待键释放 保证键的一次闭合仅进行一次处理 15 2 键盘接口的控制方式 1 随机方式 每当CPU空闲时执行键盘扫描程序 2 中断方式 每当有键闭合时才向CPU发出中断请求 中断响应后执行键盘扫描程序 3 定时方式 每隔一定时间执行一次键盘扫描程序 定时可由单片机的定时器完成 16 8 2LED显示器接口技术 1LED显示器概述 LED LightEmitingDiode 是发光二极管的缩写 11011010 00100101 17 数码管的特点 发光响应快 亮度强 高频特性好 机械性能好 使用寿命长 可达105 106h 与COMS和TTL电路兼容 工作电压低 驱动电流适中 每段工作电流为5 10mA 一只数码管的7段LED全亮需要35 70mA 需要驱动电路 Note 红色 绿色LED的压降为1 8V左右 白色 蓝色LED压降为3V左右 单个LED驱动电流一般为5 10mA 18 1 段码 提供给LED显示器的字形代码 19 1 LED静态显示方式 2 LED动态显示方式 2LED显示器有两种方式 20 N位LED显示器 段控 给显示器提供段码 字形编码 的输入位控 控制LED显示器亮灭 21 四位静态LED显示器电路 22 八位LED动态显示器电路 段控 位控 23 例1静态LED举例 编程实现在数码管上依次显示数字 0 9 并延时一段时间 图8 12共阴LED静态扫描电路 24 includeunsignedcharcodetable 0 x3f 0 x06 0 x5b 0 x4f 0 x66 0 x6d 0 x7d 0 x07 0 x7f 0 x6f 定义共阴字形代码voiddelay void unsignedintj for j 0 j 1000 j main unsignedchari for i 0 i 10 i P1 table i 显示 0 9 delay 延时子程序 25 例2动态扫描举例 试编程用动态扫描的方式实现数字1234的静态显示 26 unsignedcharcodetable 0 x3f 0 x06 0 x5b 0 x4f 0 x66 0 x6d 0 x7d 0 x07 0 x7f 0 x6f unsignedchard1 1 d2 2 d3 3 d4 4 voiddisplay void P2 关位码 27 voiddelay void unsignedinti for i 0 i 2000 i voidmain void while 1 display 其他工作 28 编程实现在LED显示器上显示4 4键盘上的按下的对应按键值 0 9 原理图见lesson7 4 Dsn程序见ledsson7 4 C 例3综合举例 29 作业 1 在LED显示器上用动态扫描方式实现0123四位数字显示 2 在LED显示器上显示4位10进制数 按键每按一次 对应的位数上的数值加1 3 在LED显示器上显示4 4键盘上按下的对应按键值 0 9 30 例7 1 在LED显示器上用静态方式实现12两位数字显示 参见 lesson7 1 dsnLesson7 1 c 31 例7 2 在LED显示器上用动态扫描方式实现0123四位数字显示 原理图见lesson7 2 Dsn程序见lesson7 2 C 32 例7 3 在LED显示器上显示4位10进制数 按键每按一次 对应的位数上的数值加1 原理图见lesson7 3 Dsn程序见lesson7 3 C 33 8 2 2LCD显示器 LCD是LiquidCrystalDisplay的简称 LCD的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体 两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线 透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向 将光线折射出来产生画面 一 什么是LCD 34 35 36 二 LCD的分类 液晶显示器按照控制方式不同可分为 1被动矩阵式LCD 2主动矩阵式LCD TN LCD STN LCD DSTN LCD TFT LCD 段码式显示和普通点阵式显示常用被动矩阵式LCD 37 三 1602应用举例 常见的LCD显示器中1602 图8 2 8 是一款常用的液晶模块 其内部集成了液晶控制器和驱动器 可以显示2行16个英文字母和数字 内部有CGRAM也可以显示少量自定义字符 可以方便地用4或8位并行方式与单片机接口 38 39 1602液晶示范程序 关键函数 sbitrs P2 2 数据 命令选择管脚sbitrw P2 1 读写选择管脚sbiten P2 0 片选管脚 defineucharunsignedcharvoiddelay ucharz ucharx y for x z x 0 x for y 110 y 0 y 40 voidwrite order ucharorder rs 0 P2 order delay 4 en 1 delay 4 en 0 voidwrite data uchardata rs 1 P2 data delay 4 en 1 delay 4 en 0 41 voidinit lcd rw 0 en 0 write order 0 x38 显示模式设置write order 0 x0c 显示开关及光标设置write order 0 x06 write order 0 x01 清屏 voidset xy ucharx uchary 列x 0 15 行y 0 1 ucharaddress if y 0 address 0 x80 x elseaddress 0 xc0 x write order address 42 voidwrite stri