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第7章 键盘和显示接口技术

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第7章 IO口

第7章 IO口
每个LED都接有各自的字形码，能同时显示各 自的字符。硬件上每个LED需要1个8位并行口， 程序简单，但是占用硬件资源太多。
27
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
MCS-51对LED的显示 2.动态显示
多个LED共用一个8位I/O口，任何时候各个LED都接 有相同的字形码，但某一时刻只点亮一个LED。究竟哪个 LED被点亮由字位码控制，各个LED轮流被点亮。
MOV E, C ;读取P1.0、P1.1 ANL C,D ;得DE MOV G, C MOV C, E ORL C, D ;得(D+E) ANL C, /G ;得F值 MOV P1.2, C ;用灯显示F SJMP LOOP1 END 20
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
（三）作为外部三态门和锁存器接口
2.读端口数据方式（读端口锁存器中数据） 直接以Pn口为源操作数的操作指令。例：
MOV ORL ANL XRL A , P0 R1 , P1 20H , P2 @R0 , P3
返回
17
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
3.读引脚方式（获取从引脚传送进来的外部数据）
例如，读P1口低4位：
MOV P1 , #0FH MOV A , P1
读P1口
MOV P1,A MOV A, P1 JNB ACC.0, PR0
JNB ACC.1, PR1
……
PR7:…
……
JNB ACC.7, PR7
AJMP DONE
END 各按键对应的处 理子程序 32
判断哪个按键被按下
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
2.对行列式非编码键盘的接口
行列式非编码键盘是一种把所有按键排列成行列矩 阵的键盘。 在这种键盘中，行列交叉处为按键，当某一按键被 按下时，相应的行线列线就会接通，否则处于断开状 态。

键盘、显示及其接口技术幻灯片

键盘、显示及其接口技术幻灯片
电路。 典型显示子程序：设显示缓冲区为8031片内
RAM的22H～27H六个单元依次放置六位别离 的BCD码。
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3.3 HD7279键盘、显示智能控制芯片
是一片具有串行接口的可同时驱动8位共阴式数 码管〔或64只独立LED〕的智能显示驱动芯 片， 该芯片同时还可连接多达64键的键盘矩阵，单片 即可完成LED显示、键盘接口的全部功能。 HD7279键盘、显示智能控制芯片。
动
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3.1.2 独立式键盘接口
独立式按键是指直接用I/O口线构成的单个按 键电路。每根I/O口线上按键的工作状态不会影 响其他I/O口线的工作状态。独立式按键电路如 图3－3所示。
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3.1.3 行列式键盘
1．键盘工作原理 在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通
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按键开关的抖动问题
组成键盘的按键有触点式和非触点式两种，单
片机中应用的一般是由机械触点构成的。如图3
－1所示。
由于按键是机械触点，当机械触点断开、闭合
时，会有抖动，P1.0输入端的波形如图3－2所
示。
常用去抖动方法：
〔1〕硬件方法 增加去抖动电路。
〔2〕软件方法 采用软件延时(10ms)躲过抖
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2．键盘扫描方式 行扫描法 行扫描法又称为逐行〔或列〕扫描查询法，
是一种最常用的按键识别方法。 (1)判断键盘中有无键按下 将全部行线Y0-Y3置低电平，然后检测列线的状态。只 要有一列的电平为低，那么表示键盘中有键被按下，而且 闭合的键位于低电平线与4根行线相穿插的4个按键之中。 假设所有列线均为高电平，那么键盘中无键按下。 (2)判断闭合键所在的位置

单片机原理及接口技术单片机的开关检测键盘输入与显示的接口设计

单片机原理及接口技术单片机的开关检测键盘输入与显示的接口设计

单片机原理及接口技术单片机的开关检测键盘输入与显示的接口设计单片机是一种集成了中央处理器、存储器和输入/输出接口的微型电子计算机，其核心是一个集成电路芯片。

它简单、灵活，用于控制电子设备和执行各种任务。

单片机有很多种，其中C51单片机是一种非常常用的型号。

在C51编程中，开关检测、键盘输入和显示是非常常见的接口设计。

接下来，将分别介绍它们的原理和实现方法。

1.开关检测：开关检测是指通过单片机检测开关的状态，以实现对开关的控制。

常见的开关检测方法有两种，一种是使用外部电阻和开关，通过检测电流或电压来判断开关状态；另一种是使用内部电阻和开关，通过检测电阻的值来判断开关状态。

具体实现方法如下：a.外部电阻和开关：检测开关状态的方法是连接一个电阻到开关，并将另一端连接到单片机的输入引脚。

当开关打开时，电阻与单片机输入引脚之间形成一条路径，使得输入引脚接收到高电平信号；当开关关闭时，电阻与单片机输入引脚之间断开，使得输入引脚接收到低电平信号。

b.内部电阻和开关：单片机的引脚通常具有内部上拉或下拉电阻。

当引脚配置为输入模式时，可以选择使能内部上拉或下拉电阻。

通过连接一个开关到引脚，并将另一端连接到电源或地，从而完成开关状态的检测。

当开关打开时，引脚被拉高，输入引脚接收到高电平信号；当开关关闭时，引脚被拉低，输入引脚接收到低电平信号。

2.键盘输入：键盘输入是指通过单片机接收和处理来自键盘的输入信息。

键盘通常是一种矩阵按键结构，可以通过多行多列的方式进行编码。

键盘输入的实现需要通过接口电路将键盘连接到单片机，并在程序中编写相应的扫描算法。

具体实现方法如下：a.键盘连接方式：键盘的行和列线分别连接到单片机的输出和输入引脚上。

行线和列线可以使用独立的引脚，也可以使用矩阵开关编码的方式进行连接。

b.扫描算法：扫描算法是通过逐行扫描和逐列检测的方式来实现键盘输入的。

具体步骤如下：1)将所有行引脚置为高电平，所有列引脚配置为输入模式。

第7章 MCS-51单片机常用接口技术

第7章 MCS-51单片机常用接口技术

图7.3 用8031的P1口设计的4×4键盘
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
7.1.2 键盘按键识别方法
首先在键处理程序中将P1.3~P1.0依次按位变低， P1.3~P1.0在某一时刻只有一个为低。在某一位为低时读行线， 根据行线的状态即可判断出哪一个按键被按下。 如9号键按下时，当列线P1.2为低时，读回的行线状态中 P1.4被拉低，由此可知2号键被按下。 一般在扫描法中分两步处理按键，首先是判断有无键按下， 即使列线（P1.3~P1.0）全部为低，读行线，如行线 （P1.4~P1.7）全为高，则无键按下，如行线有一个为低，则 有键按下。当判断有键按下时，使列线依次变低，读行线，进 而判断出具体哪个键按下。
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
7.2.2 LED显示器接口及显示方式
表7.2 段选码、位选码及显示状态表
段选码 （字型） F9H A4H B0H 99H 92H 位选码 P2.4~P2.0 11110 11101 11011 10111 01111 1 2 3 4 5 显示器显示状态
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
7.2.1 LED显示器原理
图7.6为LED显示器的内部结构及外形。
（a）共阴极 （b）共阳极 （c）LED实物 图7.6 LED显示结构及实物
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
7.2.1 LED显示器原理
7段LED显示数字0~F，符号等字型见表7.1，其中a段为最 低位，dp为最高位。
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
单片机原理及应用教程
第 7章 MCS-51单片机常用接口技术
主 编 范立南 谢子殿 副主编 刘 彤 尹授远 李雪飞
第7章 MCS-51单片机常用接口技术

《键盘接口技术》课件

《键盘接口技术》课件

键盘接口技术的发展趋势
模块化：模块化键盘设计， 用户可以根据需求自由组合
智能化：智能键盘具备更多功 能，如语音输入、手势识别等
无线化：无线键盘逐渐普及， 摆脱线缆束缚
环保化：采用环保材料制作， 减少对环境的影响
定制化：根据用户需求，提 供个性化定制服务
集成化：与其他设备集成， 如平板电脑、智能手机等
键盘接口技术的工作原理主要包括信号采集、信号处理和信号输出三个步骤。信号采集是将键盘的输入信号转换为计算机可以识别的 数据，信号处理是将这些数据转换为计算机可以识别的命令，信号输出是将这些命令输出到计算机的硬件和软件中。
键盘接口技术的应用广泛，包括计算机、手机、平板电脑等设备。
键盘接口技术的电路原理
键盘接口技术
汇报人：
目录
添加目录标题
01
键盘接口技术概述
02
键盘接口技术的原理
03
键盘接口技术的实现 方式
04
键盘接口技术的应用 场景
05
键盘接口技术的发展 趋势与未来展望
06
添加章节标题
键盘接口技术概 述
键盘接口技术的定义
键盘接口技术是计 算机硬件和软件之 间的通信协议
键盘接口技术定 义了键盘如何与 计算机通信
键盘接口技术包 括硬件接口和软 件接口
键盘接口技术支持 多种键盘类型，如 机械键盘、薄膜键 盘等
键盘接口技术的分类
PS/2接口：最早出现的键盘接口，传输速率较低 USB接口：目前最常用的键盘接口，传输速率较高，支持热插拔 无线键盘接口：通过蓝牙或无线网络连接，无需线缆，使用方便 机械键盘接口：专为机械键盘设计的接口，传输速率高，响应速度快
智能机器人：通过键盘输入指令，实现 机器人的移动、抓取、避障等功能

第7章 操作系统接口

第7章 操作系统接口

第七章 操作系统接口 7.3.1 系统调用的基本概念
函数的集合就是Windows操作系统提供给应用程序编程 的接口（Application Programming Interface），简称Windows API或Win32 API（注：某些Win32 API，如管理Windows线 程的API等，它们并没有操纵内核对象，因此不是系统调用。 本实验只讨论API的使用，不再做进一步区分）。所有在 Win32平台上运行的应用程序都可以调用这些函数。
第七章 操作系统接口 2. 对话框的组成 1) 标题栏 2) 输入框 3) 按钮 (1)命令按钮。 (2) 选择按钮。 (3) 滑块式按钮。 (4) 数字式增减按钮。
第七章 操作系统接口
(a) “另存为”对话框 图 7 -11 对话框
第七章 操作系统接口
(b) “格式化”对话框
图 7 -11 对话框
命令解释程序是用户和系统内核之间的接口程序。
Command程序是一个命令语言解释器，它拥有自己内建
的命令集，用户或其他应用程序都可通过对Command程序的
调用完成与系统内核的交互。我们可以把系统内核想象成一 个球体的中心，Command命令解释程序就是包围内核的外壳。
第七章 操作系统接口 7.1.3 命令解释程序
第七章 操作系统接口
图7-10 “我的电脑”窗口的组成
第七章 操作系统接口 2. 窗口的性质 (1) 窗口的状态。 (2) 窗口的改变
第七章 操作系统接口 7.5.4 对话框 1. 对话框的用途 对话框的主要用途是实现人—机对话，即系统可通过对 话框提示用户输入与任务有关的信息，比如提示用户输入要 打开文件的名字、其所在目录、所在驱动器及文件类型等信 息；或者对于对象的属性、窗口等的环境设置的改变等， 比如设置文件的属性、设置显示器的颜色和分辨率、设置桌 面的显示效果七章 操作系统接口 三、系统调用的处理步骤 MS-DOS——INT 21

显示与键盘接口技术

⑵ 定时控制扫描方式
利用定时/计数器每隔一段时间产生定时中断，CPU响应中 断后调用键盘扫描子程序来实现按键输入。
特点：与程序控制扫描方式的区别是，在扫描间隔时间内， 前者用CPU工作程序填充，后者用定时/计数器定时控制。注意 定时时间不能太长，否则会影响对键输入响应的及时性。
⑶ 中断控制方式
中断控制方式是利用外部中断源，响应键输入信号。
显示与键盘接口技术
显示与键盘接口技术
显示与键盘接口技术
(三)、绘制电路原理图并仿真
1、用Keil编译器编译连接产生调试文件(.hex文件)
2、打开Proteus Professional软件。 3、从Proteus元件库中选取元器件。
[AT89C51(单片机) , CAP(电容) , CRYSTAL(晶振), RES(电 阻), 7406, CAP-ELEC(电解电容), RESPACK-8 (排阻), 7SEGMPX4-CA (共阳极数码管) ,BUTTON(按键)]。 4、放置元器件、电源和地并连线。 5、设置元器件属性。按电路所需设置元器件的属性值。 6、加载目标代码文件。注意将Clock Frequency栏中的频率设为 12MHz。 7、单击仿真启动按钮，全速运行程序。 8、观察并记录LED显示的数字，注意观察按下按键，LED上是 否能显示相应按键的键号，即完成键盘输入及按键识别功能。
7406 、7SEG-MPX4-CA (4位共阳极数码管) ]。
4、放置元器件、电源和地并连线。
5、设置元器件属性。按电路所需设置元器件的属性值。
6、加载目标代码文件。注意将Clock Frequency栏中的频率设
为12MHz。
7、单击仿真启动按钮，全速运行程序。
8、观察并记录4位数码管的计时现象，注意观察是否能实现所

单片机原理及接口技术(C51编程)单片机的开关检测、键盘输入 与显示的接口设计


5.2.1 开关检测案例1
图5-3 开关、LED发光二极管与P1口的连接
5.2.1 开关检测案例1
参考程序如下： #include <reg51.h> #define uchar unsigned char void delay( ) {
uchar i,j; for(i=0; i<255; i++) for(j=0; j<255; j++); }
5.1.2 I/O端口的编程举例
03 用循环左、右移位函数实现
OPTION
使用C51提供的库函数，即循环左移n位函数和循环右
移n位函数，控制发光二极管点亮。参考程序：
#include <reg51.h> #include <intrins.h> 函数的头文件 #define uchar unsigned char void delay( ) {
5.1.2 I/O端口的编程举例
#include <reg51.h> #define uchar unsigned char uchar tab[ ]={ 0xfe , 0xfd , 0xfb , 0xf7 , 0xef , 0xdf , 0xbf , 0x7f , 0x7f , 0xbf , 0xdf , 0xef , 0xf7 , 0xfb , 0xfd , 0xfe }; /*前8个数据为左移点亮 数据，后8个为右移点亮数据*/ void delay( ) {
// P1口为输入 // 读入P1口的状态，送入state // 屏蔽P1口的高6位
5.2.2 开关检测案例2
switch (state) {
// 判P1口低2位开关状态

第7章 输入输出接口技术


DMA控制器来管理，CPU可去干其他工作（但不能访
问系统总线）。
CPU
HOLD HLDA
DRQ DMA控制器 AEN IOW DACK
MEMR
AEN IOW
MEMR IOR
存储器
输出设备
图7-7 DMA传送原理示意图
通常，DMA控制器应该具备以下功能：
能向CPU发出要求控制总线的DMA请求信号DRQ；
7.1.3 I/O端口的编址方式
接口中的寄存器又叫做I/O端口，每一个端口有一个编 号，叫做端口号，又叫端口地址。数据寄存器就是数据端 口，用于对来自CPU和外设的数据起缓冲作用。状态寄存器 就是状态端口，用来存放外部设备或者接口部件本身的状 态。CPU通过对状态端口的访问和测试，可以知道外部设备 或接口本身的当前状态。控制寄存器就是控制端口，用来 存放CPU发出的控制信息，以控制接口和外部设备的动作。 也可以说，CPU与外部设备之间传送信息都是通过数据总线 写入端口或从端口中读出的，所以，CPU对外部设备的寻址， 实质上是对I/O端口的寻址。
（如标志位、其它寄存器等）和断点。在中断结束
返回时，再恢复现场和断点，继续执行原来的程序。
7.2.4 DMA控制方式 DMA（Direct Memory Access）传送方式又称为直 接存储器存取方式，实际上就是在存储器与外设间开辟 一条高速数据通道，使外设与内存之间直接交换数据。 这一数据通道是通过DMA控制器来实现的。在DMA传
第7章 基本输入/输出 接口技术
本章主要教学内容

输入输出接口技术的概念和功能
CPU与I/O接口之间传递的信息类型及I/O 端口的编址方式 CPU与外部设备之间数据传送方式的原理、 特点及应用

键盘与显示接口技术优秀PPT课件

• 硬件消除； 如： R-S双稳态触发器电路 RC阻容滤波电路
• 软件消除，实际应用多。
在CPU检测到有按键按下时，执行一个10ms的延时程序后，再次 判断该键电平是否保持闭合状态电平，如保持闭合状态电平则确 认为真正有键按下，从而消除抖动的影响。
当CPU检测到按键释放后，也要给一个10ms的延时，待后沿抖动 消失后才去执行该键的处理程序。
✓位选线为什么需要驱动？ ✓位选线如何驱动？ULN2003—7位达林顿驱动器
✓ULN2003反相输出 ✓单路驱动能力(吸入电流)达500mA
键盘与显示接口技术优秀PPT课件
9.1 LED显示接口技术
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9.1 LED显示接口技术
1.分析8155口地址
✓命令寄存器口地址: ✓PA口寄存器口地址: ✓PB口寄存器口地址: ✓PC口寄存器口地址:
输出位选码 位选码左移
延时1ms
入口条件： 待显示字符存于35H~30H单元中
显示完6位 N
占用资源： A, R0, R1,R2
Y
返回
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9.1 LED显示接口技术
DISP: DP1:
MOV R0, #30H
MOV R1, #01H
MOV R2,#06H
MOV A, #00H
9.1 LED显示接口技术
4.查段选码子程序：
入口条件：待显示字符存于A中； 出口条件：待显示字符的段选码存于A中； 占用资源：DPRT，A。
DXM: MOV DPTR, #TAB ;取段选码表首地址 MOVC A，@A+DPTR ;取段选码，变址寻址 RET
TAB： DB 3fh, 06h, 5bh, 4fh, 66h, 6dh, 7dh, 07h ；0,1,2,3,4,5,6,7 DB 7fh, 6fh, 77h, 7ch, 39h, 5eh, 79h, 71h，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ；8,9,A,b,C,d,E,F,灭
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动态显示特点:
有闪烁，占I/O线少，循环扫描，花费CPU时间，编程复杂。
LED数码管动态显示举例
工作原理：从P1口送段代码,P2口送位选信号。段码虽同时 到达 6个LED，但一次仅一个LED被选中。利用“视觉暂 留”，每送一个字符并选中相应位线，延时一会儿,再送/选 下一个……循环扫描即可（逐位扫描显示方式）。
字形 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 黑 共阳 C0 F9 A4 B0 99 92 82 F8 80 90 FF
LED显示器的译码
LED数码管的译码： 软件译码（共阴）
hgfedcba
高电平点亮
h g f …… a
f
a g
b
ed c h
公共阴极
接地
AT89C51
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
公共极
f
a g
b
ed c h
hgfedcba
LED显示器的译码
LED数码管的译码：硬件译码
AT89C51
P1.3 P1.2 P1.1 P1.0
CD4511
D
g
C
f
B
e
A
d
c
b
a
共阴LED
f
a g
b
ed c h
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 硬动件”译IC码特点:采用专用的译码/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)。
原理简单；显示亮度强，无闪烁；占用I/O资源较多。一般 仅用于显示器位数较少的场合。
LED显示器的显示方式
动态显示： 所有LED的段选线共同连接在一起共用一个 8 位I/O口，而每个LED的位选（公共端）分别由 一根相应的I/O口线控制。因此必须采用动态 扫描显示方式，每一个时刻只选通其中一个 LED，同时在段选口送出该位LED的字型码。
第
章
Single Chip Microcomputer
本章内容
键
盘
显示器接口
和
键盘接口
显
示
接
口
7.1 显示器接口技术
LED的结构和显示原理 静态显示方式 动态显示方式 动态显示的实现
问题引入： LED显示器如何显示出指定数字/字符？
LED显示器的结构
LED数码管的结构：共阳与共阴
公共阳极
接高电平
f
a g
b
ed c h
共阳LED
八段LED数码管共阴字型编码（段代码编码表）
字形 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 黑 共阴 3F 06 5B 4F 66 6D 7D 07 7F 6F 00
LED显示器的译码
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(可译多种字符，如1、2、 3、……A、B、….F、H、L、P、 R、U、-等)。
LED显示器的显示方式
LED数码管的显示方式：静态与动态 静态显示:
是指数码管显示某一字符时，相应的发光二极管恒定导通或 恒定截止。所有LED的位选(公共端）均共同连接到+VCC或 GND，每个LED的8根段选线分别连接一个8位并行I/O口，从 该I/O口送出相应的字型码显示字型。 连接
静态显示特点:
P1.0
段 P1.1 P1.2
代 P1.3 P1.4
码 P1.5 P1.6 P1.7
AT89S51
共阳 数码管
位 P2.0 P2.1
选 P2.2 P2.3
线 P2.4 P2.5
要求：此处为共阳数码管，P1口送段代码，P2口送位选信号。 通过查表实现动态显示。 功能：在6个数码管上稳定显示“123456”。 说明：要用共阳译码表。
P1.0
段 P1.1 P1.2
代 P1.3 P1.4
码 P1.5 P1.6 P1.7
AT89S51
位 P2.0 P2.1
选 P2.2 P2.3
线 P2.4 P2.5
共阳 数码管
P1.0
段 P1.1 P1.2
代 P1.3 P1.4
码 P1.5 P1.6 P1.7
AT89S51
共阳 数码管
位 P2.0 P2.1
选 P2.2 P2.3
线 P2.4 P2.5
(F9H) (A4H) (B0H) (99H) (92H) (82H)
字形 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 黑 共阳 C0 F9 A4 B0 99 92 82 F8 80 90 FF 共阴 3F 06 5B 4F 66 6D 7D 07 7F 6F 00
hgfedcba
高电平点亮 h g f …… a
f
a g
b
f
a g
b
ed c
ed c
h
h
h g f …… a
hgfedcba
低电平点亮
公共阴极
接地
＠ 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。 ＠ 通常每个段要串一个数百欧姆的降压电阻。
LED显示器的译码
LED数码管的译码： 软件译码（共阳）
公共阳极
接高电平AT89C51+5Vf
a g
b
ed c h
hgfedcba
h g f …… a 低电平点亮
P1.0
P1.1 P1.2 P1.3
f
a g
b
P1.4
P1.5 P1.6
ed c
P1.7
h
共阳LED
八段LED数码管共阳字型编码（段代码编码表）