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1、第十一章 显示器和键盘接口,第十一章 显示器和键盘接口,11.1 显示器接口11.2 键盘接口,11.1.1 显示器的分类,CRT（Cathode-ray Tube）：荧光管显示器，阴极射线管显示器,11.1.1 显示器的分类,LCD(Liquid crystal Display)：液晶显示器,11.1.1 显示器的分类,LED(Light Emitting diode)：发光二极管显示器；LED 显示器又分有字符型和点阵型；,11.1.1 显示器的分类,11.1.1 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”。,11.
2、1.1.1 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：,表11-1 LED段码（8段）,11.1.2 LED 显示器,LED 的种类公共端（接法）：共阴、共阳亮度：普亮、高亮、超高亮尺寸（高度）：颜色：红、绿、黄、紫、白,11.1.2 LED 显示器,主要电气参数VF正向压降IF正向工作电流限流电阻的计算：,11.1 显示器接口,11.1.1 显示器的分类
3、11.1.2 LED 显示器11.1.3 LED 显示器接口设计方法,N个LED显示块有N位位选线和8N根段码线。,11.1.1.2 LED显示器工作原理,图是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。,特点：软件简单，但占用I/O 口线多，功耗大,4位静态LED显示器电路。该电路各位可独立显示。,MOV P1,#0C
4、0H;0的字模MOV P2,#0F9H;1的字模,11.1.1.3 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。,单片机定时扫描显示器件。显示器件分时工作，每次只有一个LED 显示。,特点：硬件连线少，功耗低；软件复杂，需要不停地扫描。显示亮度既与导通电流有关，也与点亮时间和间隔有关。,11.1.3 LED 显示器接口设计方法,特征：COM 端轮流驱动，在同一时刻只有 单个数码管亮,下图8位LED动态显示的过程。,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
5、（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。,软件设计,2.应用程序设计,例：在6 位显示器上依次显示“123456”1)设置显示缓冲区：7EH79H（6 个单元）2)通过查表法，依据缓冲区内容求取字模,3)逐位输出位选信号和段码,流程图:参见P.253 图,11.1.3 LED 显示器接口设计方法,DIR:MOV R0,#79HMOV R3,#01HMOV A,R3LD0:MOV P2,A;送位选码MOV A,R0ADD A,#?；#14MOVC A,A+PCDIR1:MOV P1,A；送段选码ACALL D1MSINC R0；指向下一缓存单元MOV A,R3JB ACC.5
6、,LD1；显示完毕否？RL AMOV R3,ASJMP LD0LD1:RETDSEG:DB 3FH,06,5BH,4FH,66H,6DH,7DH;0-6的段码,11.1.3 LED 显示器接口设计方法,思考：扫描频率应如何选取？动态扫描是怎样实现的？它有什么优缺点？若显示“89C51”应如何修改程序？扫描频率：100 Hz1KHz扫描周期：10ms1ms,11.2 键盘接口,11.2.1 基本知识11.2.2 独立式按键接口方法和应用程序设计11.2.3 行列式按键接口方法和应用程序设计,11.2.1 基本知识,键盘：由多个按键组成的信息输入装置。键名：从使用功能的角度出发，对按键给予的文字描
7、述。键值：对每一个按键的编码值，以便于对按键进行识别和处理。它与硬件连线方式密不可分。,11.2.1 基本知识,键盘的分类：编码键盘：由硬件电路识别是否有键按下，并获取键值。非编码键盘：由软件识别是否有键按下，并获取键值。单片机系统中多采用非编码键盘。发展趋势为少量按键配以菜单的方式。,一、键输入的基本处理过程,二、按键过程的基本特点,抖动时间：10ms 左右，与按键的机械特性有关。,1.按键抖动,11.2.1 基本知识,2、消抖方法：1）采用硬件消抖电路（利用RS 触发器）,2).软件消抖,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。,当
8、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。,判断是否有键按下,判断键是否释放,三、键盘应用程序应具备的主要功能1.监测有无键按下2.保证可靠性：采取软件消抖（或硬件消抖）3.不管按键过程持续多长时间，仅执行一次按 键功能程序。4.输出确定的键号（键值）。,1、程序扫描方式:当CPU 空闲时,扫描键盘,判断 有无键按下。2、定时扫描方式:利用CPU 的定时器,每隔一定 时间扫描一次键盘。3、中断方式:在硬件上采用中断,有键按下时,产 生中断,由中断服务程序来处理。前两种方法占用CPU 时间较多，中断方式的效率高。,四、键
9、盘监测方法,五、按键的基本接口方法独立式：连线简单，适用于按键较少的情况。行列式(矩阵式):连线较复杂，适用于按键较多的情况,11.2 键盘接口,11.2.1 基本知识11.2.2 独立式按键接口方法和应用程序设计11.2.3 行列式按键接口方法和应用程序设计,11.2.2 独立式按键接口方法和应用程序设计,接口方法中断式,11.2.2 独立式按键接口方法和应用程序设计,查询式,键值编码 将按键的输入状态信息转换为对应键值的过程，称为对按键的编码。若采用硬件的方式实现，则称其为编码键盘，否则称为非编码键盘。单片机系统中多采用非编码键盘。,11.2.2 独立式按键接口方法和应用程序设计,独立式按
10、键的键编码方法：KCODE:MOV R3,#8;循环 8 次MOV R4,#0;初始键值0MOV A,P1NEXT:RRC A;CACC.0JNC FINDINC R4;键值加1DJNZ R3,NEXTFIND:RET,11.2.2 独立式按键接口方法和应用程序设计,典型应用程序设计；扫描键盘SACNKEY:MOV P1,0FFH;输入预备操作 MOV A,P1 CJNE A,#0FFH,KEYP SJMP SCANKEY；无键按下KEYP:ACALL DEL10MS；再次确认是否有键按下？MOV A,P1 CJNE A,#0FFH,ISKEY SJMP SCANKEY；无键按下ISKEY：A
11、CALL KCODE;读取键值,;等待按键释放,并消除后沿抖动(略);执行键响应流程MOV DPTR,#JMPTBLMOV A,R4RL AJMP A+DPTRJMPTBL:AJMP SB0AJMP SB1(略),11.2 键盘接口,11.2.1 基本知识11.2.2 独立式按键接口方法和应用程序设计11.2.3 行列式按键接口方法和应用程序设计,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。,行线:接P1.0 P1.3（输出状态）列线:接P1.4 P1.7（输入
12、状态）,（1）行列式键盘工作原理,无键按下，该列线为高电平，当有键按下时，列线电平由行线的电平来决定。,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,P1.0 P1.3 同时输出低电平,读 P1.4 P1.7 状态，若全为1,则无键按下；若不全为 1,有键按下。,按下的按键可能是谁？,S1、S 5、S 9、S 13,在有键按下的情况下,进一步判断是哪个键按下。使P1.0 P1.3 依次输出低电平,读出P1.4 P1.7 的状态。,按键位置：1 行，0 列，即“S5”键,依据行号和列号，求取该键的键值N
13、N行首键号列号列增量 行首键号：0，1，2，3（S5）N 1 0 4,思考：扩展 16 个按键至少需要多少根I/O 线？,第1步：列线输出为全低电平，则行线中电平由高变低的所在行为按键所在行。,第2步：行线输出为全低电平，则列线中电平由高变低所在列为按键所在列。,结合上述两步，可确定按键所在行和列。,（3）键盘的编码,根据实际需要灵活编码。,b.线反转法,只需两步便能获得此按键所在的行列值，线反转法的原理如图。,本章小结1.LED 显示器接口 基本概念：共阴极、共阳极、字模 LED 的基本结构、分类 LED 主要电参数的含义和限流电阻的计算方法 静态 LED 显示和动态LED 显示的基本特点 静态 LED 显示器的接口和程序设计方法 动态 LED 显示器的接口和软件设计方法,2.键盘接口 基本概念：键值、键值编码 按键的基本输入过程，按键响应程序的基本功能 消除按键抖动的必要性和方法 独立式按键和行列式键盘的基本接口方法 独立式按键的应用程序设计方法 行列式键盘扫描和键值读取的基本原理,
