第3章_人机交互接口技术

1、第第3 3章章 人机交互接口技术人机交互接口技术 前言前言3.1 3.1 键盘接口技术键盘接口技术3.2 3.2 红外遥控键盘接口技术红外遥控键盘接口技术3.3 LED3.3 LED显示接口技术显示接口技术3.4 LED3.4 LED电子显示屏技术电子显示屏技术3.5 LCD3.5 LCD显示接口技术显示接口技术前言前言 人机接口，又称为输入、输出设备接口（I/O接口)，是计算机同人机交互设备之间实现信息传输的控制电路，通过接口可以实现计算机与人机交互设备之间的信息交换。 1 1、 一个安全可靠的控制系统必须具有方便的交互功一个安全可靠的控制系统必须具有方便的交互功 能。是系统与操作人员之间交

2、互的窗口；建立联系、交换信息的能。是系统与操作人员之间交互的窗口；建立联系、交换信息的 I/O I/O 设备的接口。设备的接口。 2 2、操作人员通过显示的内容，及时掌握生产情况。、操作人员通过显示的内容，及时掌握生产情况。 对应用系统进行人工干预，以使其随时能按照操作人员的意图对应用系统进行人工干预，以使其随时能按照操作人员的意图工作。工作。 常见的人机交互设备又分为输入设备和输出设备两类。 1、输入设备 输入设备是人向计算机输入信息的设备，按输入信息的形态可分为字符输入、图形输入、图像输入及语音输入等。常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等。 2、输出设备 输出设备是直接向人们提供计算机运行

3、结果的设备，常见的输出设备有显示器、打印机等， 目前语音、手写（触屏）等输入、输出等新型人机交互设备。31 键盘键盘接口技术术 若干按键的集合构成键盘，若干按键的集合构成键盘， 是操作人员向系统提供干预命令的接口设备是操作人员向系统提供干预命令的接口设备。键盘分类：键盘分类：(1) (1) 编码键盘编码键盘 能自动识别按下的键并产生相应代码，能自动识别按下的键并产生相应代码， 以并行以并行/ /串行方式送给串行方式送给 CPUCPU。 使用方便，接口简单，响应速度快，但较贵。使用方便，接口简单，响应速度快，但较贵。(2) (2) 非编码键盘非编码键盘 通过软件来确定按键并计算键值。通过软件来确

4、定按键并计算键值。 价格便宜，因此得到了广泛的应用。价格便宜，因此得到了广泛的应用。31 键盘键盘接口技术术3.1.1 3.1.1 键盘设计需解决的几个问题键盘设计需解决的几个问题3.1.2 3.1.2 少量功能键的接口技术少量功能键的接口技术3.1.3 3.1.3 矩阵键盘的接口技术矩阵键盘的接口技术3.1.4 3.1.4 触模式电子开关接口技术触模式电子开关接口技术3.1.5 3.1.5 键盘特殊功能的处理键盘特殊功能的处理311 键盘设计键盘设计需解决决的几个问题个问题1 1按键的确认按键的确认 键盘实际上是一组按键的集合。键盘实际上是一组按键的集合。 每一个按键即一个开关量输入装置。每

5、一个按键即一个开关量输入装置。 通过电平状态检测确定键的闭合与否。通过电平状态检测确定键的闭合与否。311 键盘设计键盘设计需解决决的几个问题个问题 2 2按键防抖动技术按键防抖动技术 对于采用机械弹性开关的键盘对于采用机械弹性开关的键盘: : (1) (1)由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合 及断开的瞬间必然伴随有一连串的抖动。及断开的瞬间必然伴随有一连串的抖动。 (2)(2)其波形如其波形如 图图3-1 3-1 所示。抖动过程的长短由按键的所示。抖动过程的长短由按键的 机械特性决定，一般机械特性决定，一般为为 101020ms20ms。31

6、1 键盘设计键盘设计需解决决的几个问题个问题图图3 31 1 按键抖动信号波形按键抖动信号波形311 键盘设计键盘设计需解决决的几个问题个问题 可以从硬件及软件两方面排除抖动的影响解决。可以从硬件及软件两方面排除抖动的影响解决。（1 1）硬件防抖技术）硬件防抖技术 滤波防抖电路滤波防抖电路 利用利用 RC RC 积分电路对于干扰脉冲的吸收作用积分电路对于干扰脉冲的吸收作用。 只要选择好时间常数，就能在按键抖动信号只要选择好时间常数，就能在按键抖动信号 通过此滤波电路时，消除抖动的影响。通过此滤波电路时，消除抖动的影响。 滤波防抖电路图，如图滤波防抖电路图，如图3 - 23 - 2所示所示。31

7、1 键盘设计键盘设计需解决决的几个问题个问题图图3 32 2 滤波防抖电路滤波防抖电路311 键盘设计键盘设计需解决决的几个问题个问题 分析分析: : K K 未按下，电容两端电压为未按下，电容两端电压为 0 0，非门输出为，非门输出为1 1。 K K 刚按下时刚按下时: C : C 两端电压不可能产生突变，两端电压不可能产生突变， ( (尽管在触点接触过程中可能出现抖动尽管在触点接触过程中可能出现抖动) ) 适当选取适当选取 R1R1、R2R2、C C 值，可保证电容值，可保证电容 C C 两两 端的充电电压波动不超过非门的开启电压端的充电电压波动不超过非门的开启电压 （ TTL TTL 为

8、为 0.8 V 0.8 V ），非门的输出将维持高电平。），非门的输出将维持高电平。 同理，同理，K K 断开时，由于电容断开时，由于电容 C C 经过电阻经过电阻 R2 R2 放电，放电， C C 两两端的放电电压波动不会超过门的关闭电端的放电电压波动不会超过门的关闭电 压，因此，门的输出也不会改变。压，因此，门的输出也不会改变。 311 键盘设计键盘设计需解决决的几个问题个问题总之总之: : 只要只要 R1R1、R2 R2 和和 C C 的时间常数选取得当，的时间常数选取得当， 确保电容确保电容 C C 由稳态电压充电到开启电压，由稳态电压充电到开启电压， 或放电到关闭电压的延迟时间或放电

9、到关闭电压的延迟时间 等于等于 或或 大于大于 10ms10ms， 该电路就能消除抖动的影响。该电路就能消除抖动的影响。311 键盘设计键盘设计需解决决的几个问题个问题 双稳态防抖电路双稳态防抖电路 用两个与非门构成一个用两个与非门构成一个 RS RS 触发器触发器 即形成双稳态防抖电路。即形成双稳态防抖电路。图图3 33 3 双稳态防抖电路图双稳态防抖电路图311 键盘设计键盘设计需解决决的几个问题个问题 （2 2）软件防抖方法）软件防抖方法 当第一次检测到有键按下时，先用软件延时当第一次检测到有键按下时，先用软件延时 （10ms10ms20ms20ms），而后再确认该键电平是否仍维持），而

10、后再确认该键电平是否仍维持 闭合状态电平。若保持闭合状态电平；则确认此闭合状态电平。若保持闭合状态电平；则确认此 键确已按下，从而消除了抖动的影响。键确已按下，从而消除了抖动的影响。 (3) (3) 两种方法的比较两种方法的比较 采用硬件防抖采用硬件防抖: N: N个键就必须配有个键就必须配有 NN个防抖电路。个防抖电路。 采用软件防抖采用软件防抖: : 费机时。费机时。312 少量功能键键接口技术术设计思路设计思路 对于具有少量功能键的系统，对于具有少量功能键的系统， 多采用相互独立的接口方法，多采用相互独立的接口方法， 即每个按键接一根输入线，即每个按键接一根输入线， 各键的工作状态互不影

11、响。各键的工作状态互不影响。 采用硬件中断或软件查询方法均可实现其键盘采用硬件中断或软件查询方法均可实现其键盘 接口。接口。 采用中断方式接口的硬件电路图，如图采用中断方式接口的硬件电路图，如图3.43.4所示。所示。采用中断断方式接口的硬件电电路图图图图3.4 3.4 操作功能键硬件接线操作功能键硬件接线图图312 少量功能键键接口技术术分析分析: : 按键按键 SBSB7 7SBSB0 0 各具一种功能。各具一种功能。 全开时，对应的各条列线全部为高电平，全开时，对应的各条列线全部为高电平， 使使 74LS30 74LS30 输出输出 0 0，反向后为，反向后为 1 1，不产生中断。，不产

12、生中断。 其中某键被按下，其中某键被按下， 端变作高电平，申请中断。端变作高电平，申请中断。 CPU CPU 响应后，响应后， 用查询的方法找出被按下的功能键。用查询的方法找出被按下的功能键。 再通过软件查找出功能键服务程序的入口地址。再通过软件查找出功能键服务程序的入口地址。 查询的过程决定了键功能的优先权。查询的过程决定了键功能的优先权。 0INT3. 13 矩阵键盘阵键盘接口技术术 键数量比较多的系统之中常采用矩阵式键盘。键数量比较多的系统之中常采用矩阵式键盘。 矩阵式键盘矩阵式键盘 : : 由行线和列线组成，由行线和列线组成， 按键设置在行、列结构的交叉点上，按键设置在行、列结构的交叉

13、点上， 行列线分别连在按键开关的两端。行列线分别连在按键开关的两端。 列线通过上拉电阻接至正电源，以使无键按下时列线处于高列线通过上拉电阻接至正电源，以使无键按下时列线处于高 电平状态。电平状态。 键盘与微型机的连接方法是采用键盘与微型机的连接方法是采用 I I0 0 接口芯片接口芯片/ /锁存器锁存器 ( 8155( 8155、82558255等等)/(74LS273)/(74LS273、74LS24474LS244，74LS37374LS373等等) ) 3. 13 矩阵键盘阵键盘接口技术术键盘处理程序的关键是如何识别键码键盘处理程序的关键是如何识别键码 微型机对按键识别的办法是微型机对按

14、键识别的办法是“扫描扫描”。 三种扫描法三种扫描法: : 程控扫描法程控扫描法定时扫描法定时扫描法 中断扫描法。中断扫描法。1 程控扫扫描法 图图3 35 5 采用采用8255A 8255A 接口的接口的4 48 8 键盘矩阵键盘矩阵1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 11 10 01 11 11 11 10 01 10 01 11 11 13. 13 矩阵键盘阵键盘接口技术术（1 1）电路分析）电路分析 8255A 8255A 端口端口C C 行扫描

15、行扫描 端口端口A A 读入列值读入列值 8255A 8255A 控制口、端口控制口、端口A A、端口、端口B B、端口、端口C C的地址的地址: : 8003H 8003H，8000H8000H，8001H8001H、8002H8002H。 4 48 = 328 = 32个键。个键。 键编号依次为键编号依次为:0:0、1 1、2 2、3 31E1E、1F1F, ,称其为键值。称其为键值。 通过键译码程序找出每个键的键值，通过键译码程序找出每个键的键值， 根据键值确定其是功能键还是数字键，并分别进行处理。根据键值确定其是功能键还是数字键，并分别进行处理。 3. 13 矩阵键盘阵键盘接口技术术（

16、2 2）程控扫描方法程控扫描方法 判断是否有键按下。判断是否有键按下。 通过通过 PCPC口口 使所有的行输出均为低电平，使所有的行输出均为低电平， 从端口从端口A A 读入列值。读入列值。 如果读入值为如果读入值为 FFH, FFH, 无键按下。无键按下。 如果读入值不为如果读入值不为 FFH, FFH, 有键按下。有键按下。 去除键抖动。去除键抖动。 若有键按下，延时若有键按下，延时 101020ms20ms，再一次判断有无键按下，再一次判断有无键按下， 如果此时仍有键按下，则认为键盘上确有一个键被按下。如果此时仍有键按下，则认为键盘上确有一个键被按下。3. 13 矩阵键盘阵键盘接口技术术

17、 求闭合键的键值。求闭合键的键值。 对键盘逐行扫描。对键盘逐行扫描。 使使 PCPC0 00 0，读入列值，若等于，读入列值，若等于FFHFFH，说明该行无键按下。，说明该行无键按下。 再对下一行进行扫描（即令再对下一行进行扫描（即令PCPC1 10 0） 直至发现列值不等于直至发现列值不等于FFHFFH，则说明该行有键按下。，则说明该行有键按下。 求出其键值。求出其键值。 求键值。求键值。 键值键值= 8= 8键键行值行值 列值列值 例如，例如，X X2 2 行行 Y Y3 3 列键被按下，求其键值。列键被按下，求其键值。 键值计键值计算过过程 (1) (1) 求行值求行值: : X X0

18、0行行, ,（PCPC0 00 0），行值），行值=FFH,=FFH,无键按下，行值无键按下，行值00H00H十十08H08H； X Xl l行行, ,（PCPC1 10 0），行值），行值=FFH,=FFH,无键按下，行值无键按下，行值08H+08H=10H08H+08H=10H X2 X2行行, ,（PCPC2 20 0），行值），行值FFHFFH），则行值寄存器），则行值寄存器10H10H， (2) (2) 求列值。求列值。 将列值读数逐位右移，将列值读数逐位右移， 第一次移位，移出位第一次移位，移出位=1=1，列值，列值00H00H十十01H01H01H01H； 第二次移位，移出位第二

19、次移位，移出位=1=1，列值，列值00H00H十十01H+101H+102H02H； 第三次移位第三次移位, , 移出位移出位=1=1，列值，列值01H01H十十01H01H十十01H01H03H03H； 第四次移位，移出位第四次移位，移出位=0=0，列值，列值03H03H，不变。，不变。 (3) (3) 将行值与列值相加将行值与列值相加 键值行值键值行值+ +列值列值=10H=10H十十03H03H13H13H，故该键值为，故该键值为13H=19D13H=19D3. 13 矩阵键盘阵键盘接口技术术 为保证键每闭合一次，为保证键每闭合一次，CPUCPU只作一次处理，只作一次处理， 程序中需等闭

20、合键释放后才对其进行处理。程序中需等闭合键释放后才对其进行处理。 完成上述任务的程控扫描程序流程图，完成上述任务的程控扫描程序流程图， 如图如图3-63-6所示。所示。 图图3 36 6 程控扫描法程序流程图程控扫描法程序流程图3. 13 矩阵键盘阵键盘接口技术术2. 2. 定时扫描法定时扫描法 CPU CPU 每隔一定的时间每隔一定的时间( (如如10ms)10ms)对键盘扫描一遍。对键盘扫描一遍。 发现有键被按下时，读入键盘操作，以求出键值。发现有键被按下时，读入键盘操作，以求出键值。 分别进行处理。分别进行处理。 定时时间间隔定时时间间隔: : 由单片机内部定时由单片机内部定时/ /计数

21、器产生。计数器产生。 每隔一定长度的程序设置一次键盘查询程序。每隔一定长度的程序设置一次键盘查询程序。3. 13 矩阵键盘阵键盘接口技术术3 3中断扫描法中断扫描法 无键按下时无键按下时, ,键盘与键盘与 CPU CPU 并行工作。并行工作。 键盘中任何键按下都会向键盘中任何键按下都会向CPUCPU申请中断。申请中断。 CPU CPU 响应中断后，即转到相应的中断服务程序响应中断后，即转到相应的中断服务程序: : 对键进行扫描，判别键盘上闭合键的键号对键进行扫描，判别键盘上闭合键的键号。 作相应的处理。作相应的处理。 图图3-83-8所示为中断扫描法硬件接线图。所示为中断扫描法硬件接线图。中断

22、扫描方式中断扫描方式图图3-8 3-8 中断扫描方式中断扫描方式原理图原理图3. 13 矩阵键盘阵键盘接口技术术 分析分析: : 无键键按下时，所有列线均为无键键按下时，所有列线均为 1 1，经，经 74LS30 74LS30 输出一低输出一低 电平到电平到 中断申请线，没有中断申请。中断申请线，没有中断申请。 某一个键按下，使某一个键按下，使 74LS30 74LS30 输出为高电平，从而使输出为高电平，从而使 发生跳变，向发生跳变，向 CPUCPU申请中断。申请中断。 CPUCPU 响应后，即转到中断扫描程序，查出键号，且作相响应后，即转到中断扫描程序，查出键号，且作相 应处理。应处理。

23、与程控法比较与程控法比较: : 其扫描方法与程控法相同，其扫描方法与程控法相同， 只在有键按下时才进行扫描只在有键按下时才进行扫描, , 提高了计算机的工作效率提高了计算机的工作效率INT0INT03.1.4 电电子薄膜开关开关的应应用1. 1. 什么叫薄膜开关？ 薄膜开关又称轻触式键盘，是采用PC，PVC， PET，FPC及双面胶等软性材料，运用丝网印刷技术制作而成的多平面组合密封的集图形、按键、标记符号显示、导电及电子开关功能于一体的塑胶电子制品。 3.1.4 电电子薄膜开关开关的应应用2.2.薄膜开关的特点薄膜开关的特点（1）色彩靓丽 （2）文字使人一目了然（3）形意图案更加方便使用 （

24、4）键体清秀美观（5）透明视窗画龙点睛3.1.4 电电子薄膜开关开关的应应用 图3.9 形意图案示例3.1.4 电电子薄膜开关开关的应应用3薄膜开关的设计(1)开关的选择迷宫式3.1.4 电电子薄膜开关开关的应应用触点式这种薄膜式键盘的结构是分成上下两个导通的触点，触点的形式可以是圆形，也可以是矩形，通常依键的形状而定。 3.1.4 电电子薄膜开关开关的应应用（2）电路设计 -公共总线法 3. 15 键盘键盘特殊功能处处理 1 1键盘锁定技术键盘锁定技术 (1) (1) 为了防止无意按键给系统带来破坏性的影响，为了防止无意按键给系统带来破坏性的影响， 常常在键盘上加锁。常常在键盘上加锁。 (2

25、)(2)常用的键盘锁定的方法常用的键盘锁定的方法: : 通过标志状态位进行控制。通过标志状态位进行控制。 将将“锁锁”加在键值锁存器的控制信号上，加在键值锁存器的控制信号上， 通过改变控制信号的状态，来控制键盘的通过改变控制信号的状态，来控制键盘的 “ “锁定锁定” ” 及及“打开打开”。1.1.键盘锁定技术键盘锁定技术图图3 313 13 键盘键盘锁定锁定技术技术原理图原理图(a)(a)1.1.键盘锁定技术键盘锁定技术图图3 313 13 键盘键盘锁定锁定技术技术原理图原理图(b)(b)1.1.键盘锁定技术键盘锁定技术（1 1）状态）状态“锁定锁定”方法方法 当当“锁锁”处于水平位置时，处于

26、水平位置时，80318031的的 P1.0 P1.0 位被置于位被置于 “ “0” 0” 状态。状态。 当当“锁锁”为竖直位置时，为竖直位置时，P1.0 P1.0 位为位为“1”1”状态。状态。 需要进行键译码时，首先检查需要进行键译码时，首先检查 P1.0 P1.0 位的状态，位的状态， 若其为若其为“0”(0”(锁定锁定) )，则不进行译码，则不进行译码( (键盘不起作用键盘不起作用) )。 需要用键盘时，先将需要用键盘时，先将“锁锁”打开打开 （即竖直位置（即竖直位置,P1.0 ,P1.0 为为1 1）。）。 CPU CPU 查到查到 P1.0 = 1, P1.0 = 1, 则扫描键盘则

27、扫描键盘, ,进而处理。进而处理。1.1.键盘锁定技术键盘锁定技术（2 2）控制键值输入法）控制键值输入法 当当“锁锁”处于锁定（垂直）位置时，与非门右输入为处于锁定（垂直）位置时，与非门右输入为l l， 其输出端为其输出端为1 1，故列值不能读出，因此键盘被锁定；，故列值不能读出，因此键盘被锁定； 若将若将“锁锁”打开，则与非门输出打开，则与非门输出 0 0，从而打开，从而打开 74LS244 74LS244 的使能控制端的使能控制端 1 = 01 = 0。 CPU CPU 可以通过可以通过 74LS244 74LS244 读人键盘列值，进而对键盘的现读人键盘列值，进而对键盘的现状进行分析状

28、进行分析。G2双双功能键键和多功能键键的设计设计2 2双功能键和多功能键的设计双功能键和多功能键的设计 采用双功能键或多功能键可节省键的数量。采用双功能键或多功能键可节省键的数量。（1 1）双功能键）双功能键 用设置上下档开关实现。用设置上下档开关实现。 图图 3 - 143 - 14所示为双功能键设计原理图。所示为双功能键设计原理图。 图中图中; ; 上下档判断信号由上下档判断信号由 8255 8255 的的 PA.7 PA.7 位采样。位采样。（1）双双功能键键图图3 31414双功能键双功能键原理图原理图（1）双双功能键键在双档键程序设计中有两种处理方法。在双档键程序设计中有两种处理方法

29、。 一种是根据上、下档的位置（一种是根据上、下档的位置（PA.7PA.7的状态），赋予同一个键的状态），赋予同一个键两个不同的键值，以便根据不同的键值转到相应的功能键入两个不同的键值，以便根据不同的键值转到相应的功能键入口子程序；口子程序； 另一种处理方法是每个功能键只赋予一个键值，但在转到功另一种处理方法是每个功能键只赋予一个键值，但在转到功能键处理程序之前，需根据上下档键标志进行判断，分别能键处理程序之前，需根据上下档键标志进行判断，分别转到相当的处理程序。转到相当的处理程序。图中的发光二极管作为指示灯，用来区别当前键盘是处于上档键图中的发光二极管作为指示灯，用来区别当前键盘是处于上档键状

30、态还是在下档键状态。状态还是在下档键状态。 （2）多功能键键（2 2）多功能键多功能键 根据一个键按下的次数根据一个键按下的次数, ,同时配合一个启动键同时配合一个启动键, ,可可 使一个键具有多种功能。使一个键具有多种功能。 作法作法: : 选择一个选择一个 RAM RAM 单元，对按下次数进行计数，单元，对按下次数进行计数， 按下启动键后，当前计数值有效，按下启动键后，当前计数值有效， 不同的计数值转入相应的功能程序。不同的计数值转入相应的功能程序。（3）复复合键键（3 3）复合键）复合键 采用复合键可使少量键具有更多控制功能。采用复合键可使少量键具有更多控制功能。 作法作法 定义一个引导

31、键。定义一个引导键。 只有该键与其它键同时按下时只有该键与其它键同时按下时 ( ( 即按住引导键不放即按住引导键不放 ) ) ， 才形成一个复合键，执行复合键相应的功能。才形成一个复合键，执行复合键相应的功能。 ( (单纯地按下引导键，只执行空操作单纯地按下引导键，只执行空操作) )。 PC PC 机的很多操作功能就是用这种方法实现的。机的很多操作功能就是用这种方法实现的。 如：如：shift-#, Ctrl-y. Ctrl-Alt-Del shift-#, Ctrl-y. Ctrl-Alt-Del 等等。(4)键盘键盘程序1 1、确定是否有键按下？、确定是否有键按下？ 定时扫描定时扫描 查询

32、扫描查询扫描 中断扫描中断扫描 键盘加锁键盘加锁 3 3、键处理、键处理 防抖防抖 重键重键 上上/ /下档键下档键 复合键复合键2 2、求键值、求键值 少量功能键少量功能键用查询的方式确定被按下的键号用查询的方式确定被按下的键号 矩阵键盘矩阵键盘 逐行扫描：逐行扫描： 行值行值 N + N + 列值列值4 4、转向相应的程序、转向相应的程序先判被按下的键的性质：先判被按下的键的性质： 数字键：显示数字键：显示 功能键：功能键：转至相应的功能程序。转至相应的功能程序。 JMP A + DPTRJMP A + DPTR 键功能处理程序键功能处理程序 ( P56)ORGORG0000H0000HA

33、JMPAJMPMAINMAINORGORG0003H0003HAJMPAJMPKEYJMPKEYJMPORGORG0100H0100H MAIN: MAIN: SETBSETBEX0EX0SETBSETBEAEAMOVMOVDPTR,#0FE00HDPTR,#0FE00H ；82558255命令口命令口MOVMOVA,#02HA,#02HMOVX MOVX DPTR,ADPTR,A；0000000000001 10 0HEARHEAR：AJMPAJMPHEARHEARA A口输出口输出B B口输入口输入A A、B B口为基本口为基本 I/OI/O禁止禁止 A A、B B口中断口中断定时器空操作

34、定时器空操作主程序：主程序：中断断服务务程序ORGORG0200H0200H KEYJMP KEYJMP： MOVMOVR3R3，#08H#08H；设循环次数；设循环次数 MOVMOVDPTRDPTR，#0EF01H#0EF01H；8155 A8155 A口口 MOVMOVR4R4，#00H#00H；计数器清；计数器清0 0 MOVXMOVX A A，DPTRDPTR；读入状态字；读入状态字KYAD1KYAD1：RRCRRCA A JNCJNCKYAD2KYAD2；PA0=0PA0=0，（按键），（按键） INCINCR4R4；计数器加；计数器加1 1 DJNZDJNZR3R3，KYAD1KY

35、AD1；循环次数；循环次数00，继续，继续 RETIRETIKYAD2KYAD2：MOVMOV DPTRDPTR，#JMPTABL#JMPTABL；指向转移表头；指向转移表头 MOVMOVA A，R4R4 RLRLA A JMPJMPA+DPTRA+DPTR JMPTABL: JMPTABL: AJMPAJMPSB0SB0 AJMPAJMPSB1SB1 AJMPAJMPSB2SB2 ： AJMPAJMPSB7SB73.2 红红外遥遥控键盘键盘接口技术术 红外遥控技术通过光信号传递信息，红外光的特点：1.红外遥控不易影响临近的无线电设备和其他设备，2.不受到其他电磁波的干扰。 3.频率的使用也不

36、限制，通信的可靠性高。 4.红外线为不可见光，对环境的影响小。 5它有很强的隐蔽性和保密性。 因此在防盗和警戒等安全系统得到了广泛的应用。 3.2 红红外遥遥控键盘键盘接口技术术3.2.1 3.2.1 红外发射电路（红外发射电路（NB9148NB9148）3.2.2 3.2.2 红外接收电路（红外接收电路（NB9149/9150NB9149/9150）3.2.3 3.2.3 红外遥控键盘系统设计红外遥控键盘系统设计3.2.4 3.2.4 简单红外遥控键盘系统的设计简单红外遥控键盘系统的设计3.2.1 红红外发发射电电路（NB9148） NB9148是发射器，采用CMOS电路，特点：1.功耗极低

37、,工作电压范围宽（2.25.5V）；2.内置振荡器电路，外部电路也非常简单；3.具有18种功能和75种指令,其中13个为单独触发，63个为多键触发（最多可达6键）。 3.2.1 红红外发发射电电路（NB9148） NB9148原理框图 3.2.1 红红外发发射电电路（NB9148）1NB9148管脚 NB9148管脚功能如下： GNDGND、VDDVDD：地和电源 XTXT、/XT/XT：外接时钟晶体振荡器引脚，接455kHz的晶振。 K1K1K6K6：按键矩阵输入引脚16。 T1T1T3T3：按键矩阵扫描引脚 CODECODE：码位输入引脚，用作传输和接收的码位匹配 TxoutTxout：编

38、码输出引脚 /Test /Test：测试引脚3.2.1 红红外发发射电电路（NB9148）2NB9148组成及工作原理 如图3.14所示，NB9148由振荡电路、分频电路、键输入电路、保持信号发生电路、位码信号发生电路、时钟信号发生电路和输出同步电路等组成。振荡电路：NB9148内含CMOS反相器及自偏置电阻，通过外接晶体振荡器或LC串联谐振回路即可组成振荡器。当晶体振荡频率为455KHz时，发射载波频率为38KHz。只有当按键按下时，才产生振荡，以降低功耗。3.2.1 红红外发发射电电路（NB9148）键输入电路：（1）通过K1K6输入和T1T3扫描信号，可接成 63键盘矩阵。（2）T1列扫

39、描的6个键（编号为K1K6），可任意 多个键组合成63个状态，输出连续发射。（3）T2和T3这两列扫描的键（编号为718）均只能 单独使用，每按一次只能发射一组控制脉冲。（4）同一列上，优先顺序为K1、K2K6。 同一K线上，其优先顺序为T1、T2、T3。 3.2.1 红红外发发射电电路（NB9148）3NB9148发射命令格式表3.3 NB9418发射命令格式C1C2C3HS1S2K1K2K3K4K5K6用户码连发/单发码数据码3.2.1 红红外发发射电电路（NB9148）其中，（1）C1C3：用户码，用来确定不同的模式。 每种组合可以有3种状态：01、10、11，00状态禁用。 参看表3.

40、3.（2）H、S1和S2：代码连续发送或单次发送的码，且分别与T1、T2、T3的列一一对应。（3）K1。K6：发送的数据码。 3.2.1 红红外发发射电电路（NB9148）4时序设计及波形分析 （1）发射波形“0”和“1”的识别占空比占空比1 1：4 4占空比占空比3 3：4 43.2.1 红红外发发射电电路（NB9148）（2）载波无论“0”还是“1”，它们被发射时，正脉冲是被调制在38kHz（振荡频率为455kHz时）的载波上，载波的占空比为1/3，这样有利于减小功耗。 3.2.1 红红外发发射电电路（NB9148）（3）基本发送波形正如表3.3所示，每个发送周期按C1、C2、C3、H、S

41、1、S2、K1、K2、K3、K4、K5、K6的次序串行发送，总长度为4a。 C1、C2、C3、H、S1、S2、K1、K2、K3、K4、K5、K6 3.2.1 红红外发发射电电路（NB9148） （4）单发信号 凡是按下单发信号键时，只发送两个周期输出码,如图3.19所示。 3.2.2 红红外接收电电路（NB 9149/NB9150） NB9149/9150是与NB9148配套的红外信号接收电路。其中，NB9149 16个管脚，NB9150 24个管脚，采用双列直插式结构。 3.2.2 红红外接收电电路（NB 9149/NB9150NB9149/9150的结构如图3.20所示3.2.2 红红外接

42、收电电路（NB 9149/NB91501NB9149/9150管脚 DxIN：接收信号，输入。NB9148发射信号，滤除载波信号后，以此管脚输入； HP1HP6：连续信号，输出一直保持高电平； CP1、CP2：周期信号，输出。输入一次相应接收信号，输出重新转一次。 SP1SP10：单发信号，输出。输入一次相应接收信号，输出保持约107ms高电平。 Code：码输入，传输码与该端设定的码比较，只有相同，输入才被接收。 OSC：振荡。通过并联电阻和电容产生振荡。3.2.3 红红外遥遥控键盘键盘系统统的设计设计 红外遥控键盘系统由遥控发射电路、红外遥控接收电路及输出控制组成，如图3.25所示。 3.

43、2.3 红红外遥遥控键盘键盘系统统的设计设计1硬件电路发射电路：3.2.3 红红外遥遥控键盘键盘系统统的设计设计接收电路：3.2.3 红红外遥遥控键盘键盘系统统的设计设计2软件设计该程序的主要功能是：图3.26中的某一键按下一串遥控脉冲图3.27中的红外接收器将使开关T1打开脉冲经RxIN进入红外遥控接收电路经NB9149硬件分析后，将在HP1HP5中产生一个与该键相对应的高电平申请中断单片机与AT89C51响应后执行中断服务程序识别键（低电平），进而转到该键所对应的功能程序。 3.2.3 红红外遥遥控键盘键盘系统统的设计设计ORG 0000HAJMP MAINORG 0003HAJMP IN

44、TOORG 0030HMAIN：MOV SP，#60H；初始化 MOV IE，#01H；开外部中断0 SETB EA；开中断 SJMP $；模拟主程序3.2.3 红红外遥遥控键盘键盘系统统的设计设计 INTO：CLR EXO；关闭外部中断 MOV A，#OFFH MOV P1，A JNB P1.0，HP1；转HP1键（K1） JNB P1.0，HP2；转HP2键（K2） JNB P1.0，HP3；转HP3键（K3） JNB P1.0，HP4；转HP4键（K4） JNB P1.0，HP5；转HP5键（K5） SETB EX0 RET13.2.3 红红外遥遥控键盘键盘系统统的设计设计 HP1： ；

45、HP1（K1）键处理程序 SETB EX0 RETI HP5： ；HP5（K5）键处理程序 SETB EX0 RETI GND3.2.4 简单红简单红外遥遥控键盘键盘系统统的设计设计 基本思路3.2.4 简单红简单红外遥遥控键盘键盘系统统的设计设计1红外遥控发射电路3.2.4 简单红简单红外遥遥控键盘键盘系统统的设计设计2红外遥控接收电路3.2.4 简单红简单红外遥遥控键盘键盘系统统的设计设计3红外遥控系统软件设计 （1） 遥控发射程序 （2）遥控接收程序 3. 3 LED显显示接口技术术常用的显示器件有：A. 显示和记录仪表 能连接进行显示和记录，但价钱比较贵，且为模拟显示，读数不方便，有一

46、定的误差。B. CRT显示终端 CRT终端是目前微型机控制系统中最常用的显示设备。它直观、灵活，不但可显示数字，而且可以显示画面及报表，如生产流程图、报警画面、动态趋势图、棒状图，以及状态和回路查询画面等。 3. 3 LED显显示接口技术术C. LED C. LED 或或 LCD LCD 显示显示 LEDLED数码管结构简单、体积小、功率低、响应速度快、数码管结构简单、体积小、功率低、响应速度快、易于匹配、寿命长、可靠性高。易于匹配、寿命长、可靠性高。 目前已被微机控制系统及智能化仪表广泛采用。目前已被微机控制系统及智能化仪表广泛采用。D. D. 大屏幕显示；大屏幕显示； 显示清晰、视觉范围宽

47、广显示清晰、视觉范围宽广 主要用于车站、码头、体育场馆、大型生产装置主要用于车站、码头、体育场馆、大型生产装置 主要介绍主要介绍 LED LED 数码管显示。数码管显示。 3. 3 LED显显示接口技术术3.3.1 LED3.3.1 LED数码管的结构及显示原理数码管的结构及显示原理3.3.2 LED3.3.2 LED动态显示接口技术动态显示接口技术3.3.3 LED3.3.3 LED静态显示接口技术静态显示接口技术3.3.4 3.3.4 硬件译码显示电路硬件译码显示电路3. 3. 1 LED数码数码管的结构结构及显显示原理1 1LEDLED 显示器的结构及原理显示器的结构及原理 LED LE

48、D 显示器由发光二极管显示字段组成显示器由发光二极管显示字段组成。 根据根据制造材料的不同制造材料的不同 可相应发出红、黄、兰、紫等单色光。可相应发出红、黄、兰、紫等单色光。 3. 3. 1 LED数码数码管的结构结构及显显示原理1. 1.结构结构 发光二极管可以有多种组成形式发光二极管可以有多种组成形式: : 七段显示器七段显示器 “米米” ” 字形显示器字形显示器 等。等。2. 2. 接线方法接线方法 共阴极共阴极 共阳极共阳极3. 3. 特点特点 体积小，功耗低，可靠，寿命长，使用方便体积小，功耗低，可靠，寿命长，使用方便。 LED LED 显示器件的结构显示器件的结构及外型及外型图图3

49、 332 32 LEDLED显示器件的显示器件的结构及外型图结构及外型图3. 3. 1 LED数码数码管的结构结构及显显示原理2 2LED LED 数码管的显示方法数码管的显示方法 在微型机控制系统中，在微型机控制系统中， 常用的两种显示方法常用的两种显示方法: : 动态显示动态显示 静态显示。静态显示。3. 3. 1 LED数码数码管的结构结构及显显示原理（1 1）动态显示）动态显示 作法作法 微型机定时地对显示器件扫描。微型机定时地对显示器件扫描。 显示器件分时工作，每次只能有一个器件显示。显示器件分时工作，每次只能有一个器件显示。 特点特点 使用硬件少，因而价格低。使用硬件少，因而价格低

50、。 占用机时长，只要扫描程序停止，显示即刻停止。占用机时长，只要扫描程序停止，显示即刻停止。 应用应用 在以工业控制为主的微型机控制系统中应用较少。在以工业控制为主的微型机控制系统中应用较少。3. 3. 1 LED数码数码管的结构结构及显显示原理(2) (2) 静态显示静态显示 作法作法 由微型机一次输出显示模型后，就能保持该显示结果，由微型机一次输出显示模型后，就能保持该显示结果，直到下次送新的显示模型为止。直到下次送新的显示模型为止。 特点特点 占用机时少，显示可靠，占用机时少，显示可靠， 应用应用 广泛应用在工业过程控制中。广泛应用在工业过程控制中。 使用元件多，且线路比较复杂。使用元件

51、多，且线路比较复杂。 随着集成电路的发展，多种功能的显示器件出世，随着集成电路的发展，多种功能的显示器件出世， ( ( 锁存器、译码器、驱动器、显示器四位一体锁存器、译码器、驱动器、显示器四位一体) ) 静态显示得到广泛应用。静态显示得到广泛应用。6 6 位动态显示位动态显示 图图3 334 34 6 6位位动态动态显示电路显示电路332 LED动态显动态显示接口技术术 （1 1）电路分析）电路分析 8155 8155 的的PAPA口输出显示码，口输出显示码，PBPB口用来输出位选码。口用来输出位选码。 74LS07 74LS07为为 6 6 位驱动器，为位驱动器，为LEDLED提供一定的驱动

52、电流提供一定的驱动电流 8155 8155的的PBPB口经口经7545275452缓冲器驱动器反向后，缓冲器驱动器反向后， 作为位控信号。作为位控信号。 75452 75452 内部包括两个缓冲器驱动器，它们各有内部包括两个缓冲器驱动器，它们各有 两个输入端。两个输入端。332 LED动态显动态显示接口技术术（2 2）显示原理）显示原理 8155 8155初始化初始化 建立显示缓冲区为建立显示缓冲区为 DISBUF, DISBUF, 存放待显示数据。存放待显示数据。 用软件译码法求出待显示的数对应的七段显示码用软件译码法求出待显示的数对应的七段显示码 由由PAPA口输出，并经过口输出，并经过7

53、4LS0774LS07驱动后送到各显示器驱动后送到各显示器 由由PBPB口输出位选码。口输出位选码。 各位从左至右依次显示，每个数码管显示各位从左至右依次显示，每个数码管显示 1ms1ms。 显示完最后一位数后，再重复上述过程，显示完最后一位数后，再重复上述过程，效果效果: 6 : 6 位同时显示位同时显示 图图3 335 35 动态显示动态显示子程序子程序流程图流程图 p90p90（3 3）显示程序）显示程序动态显动态显示子程序ORGORG3000H3000HDISPLYDISPLY：MOVMOVR0R0，#30H#30H ；显示缓冲区首地址送；显示缓冲区首地址送 R0R0MOVMOVR2R

54、2，#20H#20H ；位选码指向最左一位；位选码指向最左一位DISPY1DISPY1：MOVMOVA A，R0R0 ；取出要显示的数；取出要显示的数MOVMOVDPTRDPTR，#SEGTAB #SEGTAB ；指向换码表首址；指向换码表首址MOVCMOVCA A，A+DPTRA+DPTR ；取出显示码；取出显示码MOVMOVDPTRDPTR，#0FD01H #0FD01H ；从；从8155 A8155 A口输出显示码口输出显示码MOVMOVDPTRDPTR，A AMOVMOVA A，R2R2 ；从；从8155 B8155 B口输出位选码口输出位选码INCINCDPTRDPTRMOVMOVD

55、PTRDPTR，A AACALLACALLD1MSD1MS ；延时；延时1ms1msMOVMOVA A，R2R2JNBJNBACC.0ACC.0，DISPY2DISPY2 ；6 6位未显示完，继续显示位未显示完，继续显示RETRET332 LED动态显动态显示接口技术术DISPY2DISPY2：INCINC R0 R0 ；求下一位待显示的数的存放地址；求下一位待显示的数的存放地址 MOVMOV A A，R2R2；求下一个位选码；求下一个位选码 RRARRA A A MOV MOV R2 R2，A A AJMP AJMP DISPY1DISPY1D1MSD1MS： MOVMOV R3 R3，#7

56、DH #7DH ；延时；延时1ms1msDL1DL1： NOP NOP NOP NOP DJNZ R3 DJNZ R3，DL1DL1 RET RET332 LED动态显动态显示接口技术术SEGTAB SEGTAB DBDB3FH3FH；对应于字符；对应于字符0 0DBDB06H06H；对应于字符；对应于字符1 1DBDB5BH5BH；对应于字符；对应于字符2 2DBDB4FH4FH；对应于字符；对应于字符3 3DBDB66H66H；对应于字符；对应于字符4 4DBDB6DH6DH ；对应于字符；对应于字符5 5DBDB7DH7DH；对应于字符；对应于字符6 6DBDB07H07H；对应于字符；

57、对应于字符7 7DBDB7FH7FH；对应于字符；对应于字符8 8DBDB67H67H；对应于字符；对应于字符9 9DBDB77H77H；对应于字符；对应于字符A ADBDB7CH7CH；对应于字符；对应于字符b bDBDB39H 39H ；对应于字符；对应于字符c cDBDB5EH5EH；对应于字符；对应于字符d dDBDB79H79H；对应于字符；对应于字符E EDB 71HDB 71H；对应于字符；对应于字符F F333 LED静态显静态显示接口技术术 在智能化仪器及微型机控制系统中，在智能化仪器及微型机控制系统中， 人们更喜欢采用静态显示电路。人们更喜欢采用静态显示电路。 主要是用于主

58、要是用于 BCD BCD 码显示。码显示。 图图3 337 37 用锁存器连接的用锁存器连接的6 6位静态显示电路位静态显示电路333 LED静态显静态显示接口技术术1 1图图3-37 3-37 所示所示电路分析电路分析（1 1）74LS244 74LS244 为总线驱动器，为总线驱动器， 6 6位数字显示共用同一组总线。位数字显示共用同一组总线。（2 2）每个）每个 LED LED 显示器配有一个锁存器显示器配有一个锁存器 ( 74LS377 )( 74LS377 )， 用以锁存待显示的数据的模型。用以锁存待显示的数据的模型。 74LS138 74LS138 的输出作为位选信号的输出作为位选

59、信号。（3 3）总线驱动器）总线驱动器 74LS244 74LS244 由由 WR WR 和和 P2.7 P2.7 控制，控制， 当当 WR WR 和和 P2.7 P2.7 同时为低电平时，同时为低电平时， 将将 DB DB 上的数据送到各显示器锁存器上的数据送到各显示器锁存器 74LS377 74LS377 上。上。 333 LED静态显静态显示接口技术术（4 4）地址的确定地址的确定段段 G1 G2A G2B C B AG1 G2A G2B C B A P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2

60、 P2.1 P2.0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 10 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 10 0 0 1 1 1 从左到右各显示位的地址依次为从左到右各显示位的地址依次为: : 20H20H、21H21H、22H22H、23H23H、24H24H、