第八章：接口技术-键盘与显示.ppt

1、第八讲：接口技术,本讲重点： 键盘扩展（单键与矩阵） LED显示(静态与动态）,单片机应用系统设计教学课件,一、扩展键盘接口,键盘接口（键盘种类,矩阵键盘的行扫描与线反转法的电路、原理与编程）;,单片机应用系统设计教学课件,键盘接口,键盘 单片机系统中完成控制参数输入及修改的基本输入设备，是人工干预系统的重要手段。,单片机与计算机在键盘规模/键符设置等方面差别很大。,键盘分类 按键值编码方式分 (硬件)编码键盘与非(硬件)编码键盘。 按键组连接方式分 独立连接键盘与矩阵连接键盘。,单片机应用系统设计教学课件,编码键盘: 采用专用的编码/译码器件,被按下的键由该器件译码输出相应的键码/键值。 特

2、点：增加了硬件开销，编码因选用器件而异，编码固定，但编程简单。适用于规模大的键盘。,非编码键盘: 单片机系统多采用此类键盘 采用软件编/译码的方式,通过扫描，对每个被按下的键判别输出相应的键码/键值。 特点：不增加硬件开销，编码灵活，适用于小规模的键盘，特别是单片机系统。但编程较复杂,占CPU时间，还须软件“消抖”。,按键值编码方式:编码键盘与非编码键盘,单片机应用系统设计教学课件,按键组连接方式:独立连接键盘与矩阵连接键盘,独立连接键盘: 每键相互独立，各自与一条I/O线相连，CPU可直接读取该I/O线的高/低电平状态。 特点：占I/O口线多，但判键速度快，多用于设置控制键、功能键。适用于键

3、数少的场合。,矩阵连接键盘: 键按矩阵排列,各键处于矩阵行/列的结点处,CPU通过对连在行(列)的I/O线送已知电平的信号,然后读取列(行)线的状态信息。逐线扫描,得出键码。 特点：键多时占用I/O口线少,但判键速度慢,多用于设置数字键。适用于键数多的场合。,单片机应用系统设计教学课件,独立连接式键盘例：,特点：此子程序需不断(或定时)调用，否则可能漏判。4个键的优先级由指令顺序决定。,P1.0P1.1P1.2P1.3,KEY: JNB P1.0,FUNC1 ;逐键判别 JNB P1.1,FUNC2 JNB P1.2,FUNC3 JNB P1.3,FUNC4 RET ;无任何键按下由此返回 F

4、UNC1: ;做P1.0要求的“功能1” RET FUNC2: ;做P1.1要求的“功能2” RET FUNC3: ;做P1.2要求的“功能3” RET FUNC4: ;做P1.3要求的“功能4” RET,AT89C51,单片机应用系统设计教学课件,独立连接式键盘例,特点： 此子程序采用中断 查询不会漏判,省时。 键的优先级由指令 顺序决定。 为防止一次按键多 次中断，在功能子程 序里应安排“关/开中 断指令”并“延时”。,P1.0P1.1P1.2P1.3,ORG 0003H LJMP KEY KEY: JNB P1.0,FUNC1 ;逐键判别 JNB P1.1,FUNC2 JNB P1.2,

5、FUNC3 JNB P1.3,FUNC4 RETI ;无任何键按下由此返回 FUNC1: ;做P1.0要求的“功能1” RETI FUNC2: ;做P1.1要求的“功能2” RETI FUNC3: ;做P1.2要求的“功能3” RETI FUNC4: ;做P1.3要求的“功能4” RETI,INT0,低位送全“0” MOV A， P1 ;读进P1口电平 ANL A，#0F0H ;保留高4位 CJNE A, #0F0H, MK3() ;若有键按下则P1.4P1.7必 有“0”位,跳转到MK3去处理; 若无键按下则退出键扫描。,0行,1行,2行,3行,0列,1列,2列,3列,设:第3行/第1列结点

6、有键按下 首先: “1111 0000” P1 然后读P1: P1 “1101 xxxx” 只留高4位: A “1101 0000” 因为有键按下, A 11110000,单片机应用系统设计教学课件,AT89C51,P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7,+5v,MOV P1，#0F0H ;低位送全“0” MOV A， P1 ;读进P1口电平 ANL A，#0F0H ;保留高4位 CJNE A, #0F0H, MK3(),0行,1行,2行,3行,0列,1列,2列,3列,此时： R2 “1101 0000” 然后： A “1101 1111” 返送P1口:

7、 “1101 1111” P1 再读P1口：P1 “xxxx 0111” 只留低4位: A “0000 0111” 特征值: A+R2= “1101 0111”,MOV R2，A ;暂存回R2 ORL A，#0FH ;高4位保留; 低4位充“1” MOV P1, A ;新值返送P1口 MOV A，P1 ;再读进P1口电平 ANL A，#0FH ;只留低4位 ADD A，R2 ;得到键特征值,矩阵式键盘线反转法图例,单片机应用系统设计教学课件,二、显示器接口扩展,LED显示接口（动态与静态，硬件译码与软件译码， 电路与编程应用）.,单片机应用系统设计教学课件,LED显示器的扩展(结构),LED数

8、码管的结构：共阳与共阴, 单片机系统扩展LED数码管时多用共阳LED: 共阳数码管每个段笔画是用低电平(“0”)点亮的,要求驱动功率很小；而共阴数码管段笔画是用高电平(“0”)点亮的，要求驱动功率较大。 通常每个段笔画要串一个数百欧姆的降压电阻。,公共阳极,h g f e d c b a,a,b,c,d,g,e,f,h,公共阴极,h g f e d c b a,a,b,c,d,g,e,f,h,h g f a,h g f a,高电平点亮,低电平点亮,接高电平,接地,单片机应用系统设计教学课件,LED数码管的译码：硬件译码与软件译码,硬件译码特点:采用专用的译码/驱动器件,驱动功 率较大;增加了硬

9、件的开销;软件编程简单;字型固 定(比如:只有七段,只可译数字,字型不好看)。,共阴LED,a,b,c,d,g,e,f,h,gfedcb a,DCBA,P1.3P1.2P1.1P1.0,CD4511,AT89C51,74LS48/CD4511是“BCD码七段共阴译码/驱动”IC; 74LS47是“BCD码七段共阳译码/驱动”IC,LED显示器的扩展(结构),单片机应用系统设计教学课件,LED显示器的扩展(软件译码),LED数码管的译码：软件译码,软件译码特点: 不用专用的译码/驱动器件，驱动功率较小；不增加硬件的开销；软件编程较复杂；字型灵活(比如：有八段，只可译多种字符，字型好看)。,共阳L

10、ED,a,b,c,d,g,e,f,h,P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7,+5V,AT89C51,硬件译码特点: 采用专用译码/驱动器件，驱动功率较大；增加了硬件的开销；软件编程简单；字型固定(比如：只有七段，只可译数字，字型不好看)。,单片机应用系统设计教学课件,LED数码管的软件译码,八段LED数码管段代码编码表(连线不同可有多种表):,公共阳极,h g f e d c b a,a,b,c,d,g,e,f,h,公共阴极,h g f e d c b a,a,b,c,d,g,e,f,h,h g f a,h g f a,高电平点亮,低电平点亮,接高电平,接地,单片机

11、应用系统设计教学课件,LED显示器的扩展(显示方式),LED数码管的显示方式：静态与动态,动态显示特点: 有闪烁，用元器件少，占I/O线少，必须扫描，花费CPU时间，编程复杂。(有多个LED时尤为突出）,静态显示特点: 无闪烁，用元器件多，占I/O线多，无须扫描，节省CPU时间，编程简单。,静态显示: 各数码管在显示过程中持续得到送显信号，与各数码管接口的I/O口线是专用的。,动态显示: 各数码管在显示过程中轮流得到送显信号，与各数码管接口的I/O口线是共用的。,单片机应用系统设计教学课件,AB,CLK,h g f e d c b a,CLR,AB,CLK,CLR,AB,CLK,CLR,+5V,VCC,TxD,RxD,89C51单片机,74LS164,74LS164,74LS164,h g f e d c b a,h g f e d c b a,+5V,共阳LED数码管,LED数码管静态显示举例,有几个LED就要几个74LS164，但只要数据不变， 送一次就保持住了，且不闪烁，编程十分简单。,单片机应用系统设计教学课件,LED数码管动态显示举例,P1.5 P1.4P1.3P1.2P1.2P1.0,P0.7 P0.6 P0.5 P0.4