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LJY第10章 MCS-51与键盘、显示器76318

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第10章 MCS-51与键盘、显示器、拨盘、打印机的接口设计讲解

第10章 MCS-51与键盘、显示器、拨盘、打印机的接口设计讲解


图10-8为8255A扩展I/O口的独立式按键接口电路。
图10-9用三态缓冲器扩展的I/O口的按键接口电路。
对图10-9独立式键盘编程，软件消抖，查询方式检测键 的状态。仅有一键按下时才有效才处理。
KEYIN:MOV DPTR,#0BFFFH；键盘端口地址BFFFH
MOVX A,@DPTR ；读键盘状态
通常，键盘工作方式有3种，即编程扫描、定时扫 描和中断扫描。
1. 编程扫描方式 只有当单片机空闲时，才调用键盘扫描子程序，
扫描键盘。
工作过程：
（1）在键盘扫描子程序中，先判断有无键按下。
方法：PA口8位输出全0，读PC口低4位状态，若PC0～ PC3为全1，则说明键盘无键按下；若不全为1，则说明 键盘可能有键按下。
PA口为输出口，控制键盘列线的扫描，同时又是6位 共阴极显示器的位扫描口。
PB口作为显示器段码输出口，PC口作为键盘的行线 状态的输入口。
75452：反相驱动器，7407：同相驱动器。
1．动态显示程序设计 内部RAM 6个显示缓冲单元：79H～7EH，存放要显示的
6位数据。 8155H的PB口输出相应位的段码，依次改变PA口输出为
显示字符 共阴极 共阳极 显示字符 共阴极 共阳极
段码 段码
段码 段码
0
3FH
C0H
c
39H
C6H
1
06H
F9H
d
5EH
A1H
2
5BH
A4H
E
79H
86H
3
4FH
B0H
F
71H
8EH
4
66H
99H
P
73H
8CH
5
第10章 MCS-51与键盘、显示器的接口设计

第10章 MCS-51与键盘、显示器的接口设计


第10章
MCS-51与键盘、显示器、打印机接口设计
矩阵式键盘接口—行动态扫描方法
+5V P1.0 P1.1
0 1
0 4 8 C
1 5 9 D
2 6 A E
3
第0行
7
第1行
B
89C51
1 P1.2
P1.3 1 P1.4 P1.5
第2行
F
第3行 第3列 第2列 第1列 第0列
38
1 1
1 P1.6 P1.7 1
29
第10章 MCS-51与键盘、显示器、打印机接口设计 KEYIN:MOV DPTR,#0BFFFH ；键盘端口地址BFFFH
MOVX A,@DPTR ANL A,#1FH MOV R3,A LCALL DELAY10 MOVX A,@DPTR ANL A,#1FH CJNE A,R3,RETURN CJNE A,#1EH,KEY2 LJMP KEY1 KEY2: CJNE A,#1DH,KEY3 LJMP KEY2 KEY3: CJNE A,#1BH,KEY4 LJMP KEY3 KEY4: CJNE A,#17H,KEY5 LJMP KEY4 KEY5: CJNE A,#0FH,PASS LJMP KEY5 RETURN: RET
第10章
MCS-51与键盘、显示器、打印机接口设计
矩阵式键盘接口—行动态扫描方法
+5V P1.0 P1.1
0 0
0 4 8 C
1 5 9 D
2 6 A E
3
第0行
7
第1行
B
89C51
0 P1.2
P1.3 0 P1.4 P1.5
第2行
F
第3行 第3列 第2列 第1列 第0列
第10章 MCS-51与键盘、显示器的接口设计

第10章 MCS-51与键盘、显示器的接口设计


2.去抖动措施： 2.去抖动措施： 去抖动措施 软件去抖动：执行一段延时10ms的子程序 软件去抖动：执行一段延时10ms的子程序 10ms 硬件去抖动： 硬件去抖动：如双稳态消抖电路
10.2.1 键盘接口的工作原理 10.2.1 1.独立式键盘接口 1.独立式键盘接口
含义： 含义： 各键相互独立，一个按键－－一根输入口线。 各键相互独立，一个按键－－一根输入口线。 －－一根输入口线 式和查询方式2种 式和查询方式2 适用场合： 适用场合：适用于按键数较少或操作速度较高的场合
注：10－8和10－9,按键为外部RAM单元，MOVX
设计软件：请以 － 为电路 为电路， 设计软件：请以10－9为电路，采用软件去抖 动的方法，以查询方式检测， 动的方法，以查询方式检测，当且仅当有 一键按下时才予以识别， 一键按下时才予以识别，如有多键按下讲 不予处理。 不予处理。
此子程序如下： 此子程序如下：
按键未按下，输出为高 按键按下，输出为0 抖动时间一般为5～10ms
故确认一个按键是否按下的基本思想为： 故确认一个按键是否按下的基本思想为： ★在第一次检测到输出为低电平时，执行一段延时10ms 在第一次检测到输出为低电平时，执行一段延时10ms 10 的子程序后（去抖动）， ），再次确任该行线电平是否仍为 的子程序后（去抖动），再次确任该行线电平是否仍为 低电平，仍为低，则确认有键按下，否则视为干扰。 低电平，仍为低，则确认有键按下，否则视为干扰。 确认键是否释放则同样须防抖动。 确认键是否释放则同样须防抖动。
为使LED显示不同的符号或数字，要为LED提供段码 为使LED显示不同的符号或数字，要为LED提供段码 LED显示不同的符号或数字 LED提供 （或称字型码）。 或称字型码）。 字型和段码可由设计者自行设计，习惯排序如下： 字型和段码可由设计者自行设计，习惯排序如下： 排序如下
MCS-51第10章MCS-51与键盘和显示器的接口设计幻灯片

MCS-51第10章MCS-51与键盘和显示器的接口设计幻灯片

非编码键盘 常见的为两种构造：独立式键盘和矩阵式键盘。 〔1〕独立式键盘 特点是：一键一线，各键相互独立，每个键各接一条 I/O口线，通过检测I/O输入线的电平状态，可容易地判断哪 个按键被按下，如图10-8所示。
图10-8 独立式键盘接口电路
对于图10-8的键盘，图中的上拉电阻保证按键释放时， 输入检测线上有稳定的高电平。
由于矩阵式键盘中行、列线为多键共用，各按键彼此将 相互发生影响，所以必须将行、列线信号配合，才能确定闭 合键位置。下面讨论矩阵式键盘按键的识别方法。
① 扫描法。第1步，识别键盘有无键按下；第2步，如 有键被按下，识别出具体的键位。
下面以图10-9所示的键3被按下为例，说明识别过程。
第1步，识别键盘有无键按下。先把所有列线均置为0， 然后检查各行线电平是否都为高，如果不全为高，说明有键 按下，否那么无键被按下。
图10-4为4位LED数码管静态显示器电路，各位可独立 显示，静态显示方式接口编程容易，但是占用口线较多。对 图10-4电路，假设用I/O口线接口，要占用4个8位I/O口。 因此在显示位数较多的情况下，所需的电流比较大，对电源 的要求也就随之增高，这时一般都采用动态显示方式。 2．LED动态显示方式
动态显示例如：
START: S1: S2:
DELAY: D2: D1: TABLE:
ORG MOV MOV MOV MOVC CJNE SJMP MOV MOV RL MOV MOV MOV LCALL INC SJMP MOV MOV NOP DJNZ DJNZ RET DB DB END
0000H DPTR,#TABLE R7,#07FH A,#00H A,@A+DPTR A,#01H,S2 START B,A A,R7 A P3,A R7,A P0,B DELAY DPTR S1 R5,#20 R6,#20
10单片机讲义(第十章MCS-51与键盘、显示器、打印机的接口设计))

10单片机讲义(第十章MCS-51与键盘、显示器、打印机的接口设计))

上页的显示程序)，延迟6ms后，跳KEY1
AJMP KEY1 ； LK1： ACALL DIR ；可能有键闭合，延迟12ms，
软件去抖动
ACALL DIR ACALL KS1 ；延迟后再次调用判有无键闭合子程序
8155H的I／O口地址为 7F00H～7F05H
；经去抖动，判键确实闭合， 跳LK2去处理 ACALL DIR ；调用显示子程序延迟6ms AJMP KEY1 ；抖动引起，跳KEY1 LK2：MOV R2，＃0FEH ；列选码→R2 MOV R4，＃00H ；R4为列号计数器 LK4：MOV DPTR，＃7F01H ；列选码→8155H 的PA口 MOV A，R2 ；列选码→A MOVX ＠DPTR，A ；从PA口送出列选码 INC DPTR ；数据指针增2，指向PC口
KEY3 0001 1101
KEY4：CJNE A，＃17H，KEY5 LJMP PKEY4 KEYS：CJNE A，＃0FH，PASS LJMP PKEY5 RETURN：RET PKEY1: …… PKEY2: …… PKEY3: …… PKEY4: ……
；S4键未按下，转KEY5
0001 0111
（PA口）均置为低电平，检查各行线（PC口）电平是否有变化
（2）去除键的机械抖动： 其方法为延迟一段时间再判别键
盘的状态。
（3）判别闭合键的键号： 方法为对键盘的列线进行逐列扫
描，扫描口PA0～PA7依次输出下列编码，即只有1列为低电平， 其余各列为高电平：（行列扫描法） PA7 PA6 PA5 PA4 PA3 PA2 PA1 PA0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 … … 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
第10章 MCS-51与键盘、显示器、拨盘、打印机的接口设计

第10章 MCS-51与键盘、显示器、拨盘、打印机的接口设计


10 MCS-51
第
章 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）。
与
键 提供给LED显示器的段码（字型码）正好是一个字
盘 、
节（8段）。各段与字节中各位对应关系如下：
显
示
器
、
拨
盘
、
打 印
按上述格式，8段LED的段码如表10-1所示。
机
的
接
口
设
计
10 MCS-51
第
表10-1 LED段码（8段）
与
MOV A,R3
键
盘 LD0： MOV DPTR,＃7F01H ；位选码→PA口（PA.0位）
、 显
器 、
每位的段码线（a～dp）分别与一个8位的锁存器输出
拨 相连。
盘
、 打
显示字符一确定，相应锁存器的段码输出将维持不
印 变，直到送入另一个段码为止。显示的亮度高。
机
的 接
图10-3: 4位静态LED显示器电路。该电路各位可
口 独立显示。
设
计
10 MCS-51
第 章
与
键
盘
、
显
示
器
、
拨
盘
2. 动态显示方式
章
1. 键盘输入的特点
键盘：一组按键开关的集合。
与
键 盘
行线电压信号通过键盘开关机械触点的断开、闭合，
、 输出波形如图10-6。
显
示
器
、
拨
盘
、
打
印
机
的
接
口
设
计
10 MCS-51
第
2. 按键的确认
MCS-51第10章MCS-51与键盘和显示器的接口设计

MCS-51第10章MCS-51与键盘和显示器的接口设计


图10-6 8位LED动态显示过程和结果
动态显示的优点是硬件电路简单，显示器越多，优势越
明显。缺点是显示亮度不如静态显示的亮度高。如果“扫描” 速率较低，会出现闪烁现象。
静态显示示例：
ORG AJMP ORG START: MOV MOV MOV LOOP: CLR MOVC MOV MOV INC INC ACALL CJNE MOV MOV AJMP
SEG01: DB DB DB END
R5, #5 R6, #200 R7, #250 R7, $ R6, D1 R5, D2
0C0H,0F9H,0A4H 0B0H,99H,92H 82H,0F8H,80H,90H
动态显示示例：
START: S1:
S2:
DELAY: D2: D1:
TABLE:
ORG MOV MOV MOV MOVC CJNE SJMP MOV MOV RL MOV MOV MOV LCALL INC SJMP MOV MOV NOP DJNZ DJNZ RET DB DB END
况而定。显示位数多，将占大量的单片机时间，因此动态显
示的实质是以牺牲单片机时间来换取I/O端口的减少。 图10-6所示为8位LED动态显示2009.10.10的过程。图 10-6（a）所示为显示过程，某一时刻，只有一位LED被选 通显示，其余位则是熄灭的；图10-6（b）所示为实际的显
示结果，人眼看到的是8位稳定的同时显示的字符。
维持不变，直到送入另一个字符的段码为止。正因为如此，
静态显示方式的显示无闪烁，亮度都较高，软件控制比较容 易。
图10-4为4位LED数码管静态显示器电路，各位可独立
显示，静态显示方式接口编程容易，但是占用口线较多。对
第10章 MCS-51与键盘、显示器、

第10章 MCS-51与键盘、显示器、

图10-7（b）为查询方式的独立式键盘工作电路。
图10-8为8255A扩展I/O口的独立式按键接口电路。
图10-9用三态缓冲器扩展的I/O口的按键接 口电路。
对图10-9独立式键盘编程，软件消抖，查询方式检
测键的状态。仅有一键按下时才有效才处理。
KEYIN:MOV DPTR,#0BFFFH；键盘端口地址BFFFH
第10章 MCS-51与 键盘、显示器、拨
盘、打印机的接 口设计
信息技术教研室 温川雪
输入外设：键盘、BCD码拨盘等； 输出外设：LED显示器、LCD显示器、打印机等。
10.1 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”。
10.1.1 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）。
KEY4: CJNE A,#17H,KEY5 ;S4键未按下，转KEY5
LJMP PKEY4
;S4按下，转PKEY4处理
KEY5: CJNE A,#0FH,PASS ;S5未按下，转RETURN
LJMP PKEY5
;S5按下，转PKEY5处理
RETURN:RET
;重键或无键按下，从子程序返回
识别和编程简单，用在按键数较少的场合。
段码 段码
0
3FH
C0H
c
39H
C6H
1
06H
F9H
d
5EH
A1H
2
5BH
A4H
E
79H
86H
3
4FH
B0H
F
71H
8EH
4
66H
LJY第10章 MCS-51与键盘、显示器76318 (2)

LJY第10章 MCS-51与键盘、显示器76318 (2)

当键松开时， ①行线变高，软件延时10ms后， ②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1。2
10.2.2 键盘接口的工作原理
独立式按键接口和行列式键盘接口。
1.独立式键盘接口 各键相互独立，每个按键各接一根输入线，通过检
测输入线的电平状态可很容易判断那个键被按下。
行线电平由列线的电平来决定。 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
a. 扫描法
b. 线反转法
20
（2）按键的识别方法
a. 扫描法
图10-10（b）中3号键被按下为例，来说明此键 时如何被识别出来的。 第1步：识别键盘有无键按下；
成各位的分时选通。
8
图10-4：4位8段LED动态显示电路。其中段码线占用一 个8位I/O口，而位选线占用一个4位I/O口。
9
图10-5为8位LED动态显示2003.10.10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（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。
测键的状态。仅有一键按下时才有效才处理。
KEYIN:MOV DPTR,#0BFFFH；键盘端口地址 MOVX A,@DPTR ；读键盘状态 ANL A,#1FH ；屏蔽高三位
MOV R3,A
；保存键盘状态值
LCALL DELAY10 ；延时10ms去键盘抖动
MOVX A,@DPTR ；再读键盘状态
ANL A,#1FH ；屏蔽高三位 CJNE A,R3,RETURN ；两次不同，抖动
RETURN
第10章 MCS-51与键盘、显示器、拨盘、打印机的接口设计75987培训资料

第10章 MCS-51与键盘、显示器、拨盘、打印机的接口设计75987培训资料


；屏蔽高三位 ；保存键盘状态值 ；延时10ms去键盘抖动
MOVX A,@DPTR ；再读键盘状态
ANL A,#1FH
；屏蔽高三位
CJNE A,R3,RETURN ；两次不同，抖动引起转RETURN
CJNE A,#1EH,KEY2 ；相等，有键按下，不等转KEY2
2020/8/15
LJMP PKEY1
2020/8/15
图10-4：4位8段LED动态显示电路。其中段码线占用一 个8位I/O口，而位选线占用一个4位I/O口。
2020/8/15
图10-5为8位LED动态显示2003.10.10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（b)是实际显示结果，人眼看到的是8位稳定的
LJMP PKEY4
;S4按下，转PKH,PASS ;S5未按下，转RETURN
LJMP PKEY5
;S5按下，转PKEY5处理
RETURN:RET
;重键或无键按下，从子程序返回
2020/8识/15别和编程简单，用在按键数较少的场合。
2. 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，
段对应段码的最低位。
2020/8/15
10.1.2 LED显示器工作原理 图10-2是4位 LED显示器的结构原理图。
N个LED显示块有N位位选线和8×N根段码线。 2020/8/15
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（a～dp）分别与一个8位的锁存器
按上述格式，8段LED的段码如表10-1所示。
MCS-51与键盘、显示器PPT课件

MCS-51与键盘、显示器PPT课件


KEY2: CJNE A,#1DH,KEY3 ;S2键未按下，转KEY3
LJMP PKEY2
;S2键按下，转PKEY2处理
KEY3: CJNE A,#1BH,KEY4 ;S3未按下，转KEY4
只要实现间隔足够短，由于LED显示器的余辉和人眼视觉
残留作用，造成多位同时点亮的假象。
13
段码 37E03H09HHＨ 字无符显CPU示
位控 信号
1
1
1
1
1
1
14
图10-5为8位LED动态显示2003.10.10的过程。
15
MOV DPTR,#TAB;表首地址
MOVC A,@A+DPTR；查表段码
下一时刻，位选信号选通下一位LED，同时，段选线
上输出相应要显示的字符的段码。EF03HHHHH 字字 字 字字符符符符符8C0-PU
位选 信号
Digit Select Signal
1
1
1
1
1
1
位选信号轮流选中每位LED灯，同时段码输出对应显示器
要显示的字符。
9
图10-4：4位8段LED动态显示电路。其中段码 线占用一个8位I/O口，而位选线占用一个4位 I/O口。
10
动态显示接口
11
000 001
此时同时向6位LED灯管输出相同的字符，如何 能实现显示多个不同字符？
扫描显示方式(Scan Display Mode):
某一时刻只选通一盏灯（其他5位是熄灭的），同时， 段选线上输出相应要显示的字符的段码。
则 “0”的段码为7EH（共阴）。
字型及段码由设计者自行设定，习惯上还是以“a”
段对应段码的最低位。

LJY第10章 MCS-51与键盘、显示器

共阳极 段码 C0H 显示字符 c 共阴极 段码 39H 共阳极 段码 C6H
1 2
3 4 5 6 7 8
06H 5BH
4FH 66H 6DH 7DH 07H 7FH
F9H A4H
B0H 99H 92H 82H F8H 80H
d E
F P U T y H
5EH 79H
71H 73H 3EH 31H 6EH 76H
DIR1：
MOVX @DPTR,A ；段码→8155HPB口 ACALL DL1ms ；该位显示1ms INC R0 ；指针指向下一个数据单元 MOV A,R3 ；位选码送入A中 JB Acc.5,LD1 ；判断是否扫描到最右边的 RL A ； LED，如到最右边则返回 ；位选码向左移一位
; 右边的下一位LED亮 MOV R3,A ；位选码送R3中保存 AJMP LD0 ; LD1： RET ; DSEG： DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH ；共阴段码
工作过程： （1）在键盘扫描子程序中，先判断有无键按下。 （2）用软件来消除按键抖动的影响。如有键按下， 则进行下一步。 （3）求按下键的键号。
（4）等待按键释放后，再进行按键功能的处理操作。
26
2. 定时扫描工作方式 利用单片机内的定时器，产生10ms的定时中断， 对键盘进行扫描。 3.中断工作方式 只有在键盘有键按下时，才执行键盘扫描程序， 如无键按下，单片机将不理睬键盘。
DB DB 7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH 39H,5EH,79H,71H,73H,3EH
37
DL1ms： DL： DL6：
DB 31H,6EH,1CH,23H,40H,03H DB 18H,00H MOV R7,＃02H ；延时1ms子程序 MOV R6,＃0FFH DJNZ R6,DL6 DJNZ R7,DL RET

名师推荐第10章 MCS-51与键盘、显示器、(1)


CJNE A,#1EH,KEY2 ；相等，有键按下，不等转KEY2
LJMP PKEY1
;是K1键按下，转K1键处理 ；子程序PKEY1
KEY2: CJNE A,#1DH,KEY3 ;S2键未按下，转KEY3
LJMP PKEY2
;S2键按下，转PKEY2处理
KEY3: CJNE A,#1BH,KEY4 ;S3未按下，转KEY4
图10-7（b）为查询方式的独立式键盘工作电路。
图10-8为8255A扩展I/O口的独立式按键接口电路。
图10-9用三态缓冲器扩展的I/O口的按键接 口电路。
对图10-9独立式键盘编程，软件消抖，查询方式检
测键的状态。仅有一键按下时才有效才处理。
KEYIN:MOV DPTR,#0BFFFH；键盘端口地址BFFFH
第10章 MCS-51与 键盘、显示器、拨
盘、打印机的接 口设计
信息技术教研室 温川雪
输入外设：键盘、BCD码拨盘等； 输出外设：LED显示器、LCD显示器、打印机等。
10.1 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”。
10.1.1 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）。
原则：即要保证能及时响应按键操作，又不要过多占 用CPU的工作时间。
通常，键盘工作方式有3种，即编程扫描、定时扫 描和中断扫描。
1. 编程扫描方式 只有当单片机空闲时，才调用键盘扫描子程序， 扫描键盘。
工作过程：
（1）在键盘扫描子程序中，先判断有无键按下。
方法：PA口8位输出全0，读PC口低4位状态，若PC0～ PC3为全1，则说明键盘无键按下；若不全为1，则说明 键盘可能有键按下。

MCS-51第10章MCS-51与键盘和显示器的接口设计 (2)

① 扫描法。第1步，识别键盘有无键按下；第2步，如有 键被按下，识别出具体的键位。
下面以图10-9所示的键3被按下为例，说明识别过程。
第1步，识别键盘有无键按下。先把所有列线均置为0， 然后检查各行线电平是否都为高，如果不全为高，说明有键 按下，否则无键被按下。
例如，当键3按下时，第1行线为低，还不能确定是键3 被按下，因为如果同一行的键2、1或0之一被按下，行线也 为低电平。只能得出第1行有键被按下的结论。
；调用延时子程序，软件去键抖动
MOV A，P1
；再一次读入8个按键的状态
CJNE A，R3，RETURN；两次键值比较，不同， ；是抖动引起，转RETURN
KEY0： MOV C，P1.0；有键按下，读P1.0的按键状态 JC KEY1 ；P1.0为高，该键未按下，跳KEY1， ；判下一个键 LJMP PKEY0 ；P1.0的键按下，跳PKEY0处理
机对话的主要手段。 10.2.1 键盘输入应解决的问题 1．键盘的任务
任务有三项： (1) 判别是否有键按下？若有，进入下一步工作。 (2)识别哪一个键被按下，并求出相应的键值。 (3)根据键值，找到相应键值的处理程序入口。
2．键盘输入的特点 常见键盘：触摸式键盘、薄膜键盘和按键式键盘，最常
用的是按键式键盘。按键实质上就是一个开关。如图10-7 （a）所示，按键开关的两端分别连接在行线和列线上，通 过键盘开关机械触点的断开、闭合，其行线电压输出波形如 图10-7（b）所示。
单片机采用“扫描”方式控制各个数码管轮流显示。
图10-4 4位LED静态显示电路
在多位LED显示时，为简化硬件电路，通常将所有显示 位的段码线的相应段并联在一起，由一个8位I/O口控制，而 各位的共阳极或共阴极分别由相应的I/O线控制，形成各位的 分时选通。
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而形成的， “0”的段码为3FH（共阴）。反之， 如 将格式改为下列格式：
则 “0”的段码为7EH（共阴）。 字型及段码由设计者自行设定，习惯上还是以“a” 段应段码的最低位。
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10.1.2 LED显示器工作原理 图10-2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。
LJY第10章 MCS-51与键盘、显示器76318
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第10章 MCS-51与键盘、显示器、拨盘、打印机的接口设 计
输入外设：键盘、BCD码拨盘等； 输出外设：LED显示器、LCD显示器、打印机等。
10.1 LED显示器接口原理 LED(Light Emitting Diode):发光二极管的缩写。
LK4：MOV DPTR,＃7F01H ；列选码→8155H的PA
MOV A,R2
MOVX DPTR,A
INC DPTR
；数据指针增2，指向PC口
INC DPTR
MOVX A,DPTR；读8155H PC口
JB Acc.0,LONE；0行线为高，无键闭合，跳 LONE，转判1行
LJMP PKEY3 ;S3按下，转PKEY3处理
KEY4: CJNE A,#17H,KEY5 ;S4键未按下，转KEY5
LJMP PKEY4 ;S4按下，转PKEY4处理
KEY5: CJNE A,#0FH,PASS ;S5未按下，转
RETURN
LJMP PKEY5 ;S5按下，转PKEY5处理
RETURN:RET
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（2）按键的识别方法 b. 线反转法 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。
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（3）键盘的编码 根据实际需要灵活编码。
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10.2.3 键盘的工作方式 单片机在忙于各项工作任务时，如何兼顾键盘的输
第2层：确定具体按键的键号。体现在按键的识别方 法上就是：①扫描法；②线反转法。
第3层：执行键处理程序。
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10.3 键盘/显示器接口设计实例 一般把键盘和显示器放在一起考虑。
10.3.1 利用并行I/O芯片实现键盘/显示器接口 图10-14：8031用扩展I/O接口芯片8155H实现的
6位LED显示和32键的键盘/显示器接口电路。图中 8155H也可用8255A来替代。
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2. 定时扫描工作方式 利用单片机内的定时器，产生10ms的定时中断，
对键盘进行扫描。 3.中断工作方式
只有在键盘有键按下时，才执行键盘扫描程序， 如无键按下，单片机将不理睬键盘。
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键盘所做的工作分为三个层次
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第1层：单片机如何来监视键盘的输入。三种工作方 式：①编程扫描②定时扫描③中断扫描。
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8031外扩一片8155H。 RAM地址：7E00H～7EFFH。 I/O口地址：7F00H～7F05H。
PA口为输出口，控制键盘列线的扫描，同时又是6 位共阴极显示器的位扫描口。
PB口作为显示器段码输出口，PC口作为键盘的行 线状态的输入口。
75452：反相驱动器，7407：同相驱动器。
MOVX DPTR,A
INC DPTR
；数据指针指向PB口
MOV A,R0 ；显示数据→A
ADD A,＃0DH ；加偏移量（到表首间 ；所有指令占的单元数）
MOVC A,A＋PC ；根据显示数据查表段码
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DIR1： MOVX DPTR,A ；段码→8155HPB口
ACALL DL1ms ；该位显示1ms
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1．动态显示程序设计
8031内部RAM 6个显示缓冲单元： 79H～7EH，存放要显示的6位数据。
①8155H的PB口输出相应位的段码， ②依次改变PA口输出为高的位使某一 位显示某一字符，其它位为暗。动态地显示 出由缓冲区中显示数据所确定的字符。
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硬件资源： A口：位选线（输出） B口：段码线（输出） 8155地址分配 7F00：命令、状态 7F01：A 7F02：B 7F03：C 7F04：定时初值 7F05：定时初值
此种接口适于键数较少或操作速度较高的场合。
图10-7（a）为中断方式的独立式键盘工作电路
图10-7（b）为查询方式的独立式键盘工作电路。
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图10-8为8255A扩展I/O口的独立式按键接口电路。
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图10-9用三态缓冲器扩展的I/O口的按键接口电
路。
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对图10-9独立式键盘编程，软件消抖，查询方式检测 键的状态。仅有一键按下时才有效才处理。
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硬件资源： A口：列线（输出） C口：行线（输入） 8155地址分配 7F00：命令、状态 7F01：A 7F02：B 7F03：C
软件变量、资源： 列选码 R2→A口 列计数 R4
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键盘子程序如下： KEYI：ACALL KS1；调用判有无键闭合子程序
JNZ LK1 ；有键闭合，跳LK1 NI： ACALL DIR；无键闭合，调用显示子程序,延
按上述格式，8段LED的段码如表10-1所示。
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表10-1 LED段码（8段）
显示字符 共阴极 共阳极 显示字符 共阴极 共阳极
段码 段码
段码 段码
0
3FH C0H
c
39H C6H
1
06H F9H
d
5EH A1H
2
5BH A4H
E
79H 86H
3
4FH B0H
F
71H 8EH
4
66H 99H
P
73H 8CH
；迟6ms后，跳KEYI AJMP KEYI LK1：ACALL DIR；可能有键闭合，软件延迟12ms去抖 ACALL DIR ACALL KS1 ；调用判有无键闭合子程序 JNZ LK2；经去抖，判键确实闭合，跳LK2 ACALL DIR；调用显示子程序延迟6ms AJMP KEYI；抖动引起，跳KEYI LK2：MOV R2,＃0FEH ；列选码→R2 MOV R4,＃00H ；R4为列号计数器 42
当键松开时， ①行线变高，软件延时10ms后， ②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1。3
10.2.2 键盘接口的工作原理
独立式按键接口和行列式键盘接口。
1.独立式键盘接口 各键相互独立，每个按键各接一根输入线，通过检 测输入线的电平状态可很容易判断那个键被按下。
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图10-4：4位8段LED动态显示电路。其中段码线占用 一个8位I/O口，而位选线占用一个4位I/O口。
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图10-5为8位LED动态显示2019.10.10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（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。
入，取决于键盘的工作方式。 原则：即要保证能及时响应按键操作，又不要过多占 用CPU的工作时间。 通常，键盘工作方式有3种: 编程扫描、定时扫描和中断扫描。
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1. 编程扫描方式 只有当单片机空闲时，才调用键盘扫描子程序，
扫描键盘。 工作过程： （1）在键盘扫描子程序中，先判断有无键按下。
（2）用软件来消除按键抖动的影响。如有键按下， 则进行下一步。 （3）求按下键的键号。 （4）等待按键释放后，再进行按键功能的处理操作。
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软件变量、资源： 显示段码数据R0→B口 段码表 显示位选数据R3→A口 软件延时程序
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参考程序：
DIR： MOV R0,＃79H ；置缓冲器指针初值
MOV R3,＃01H ；位选码的初值送R3
MOV A,R3
LD0： MOV DPTR,＃7F01H；位选码→PA口（PA.0位 ；最左边LED亮
DB 7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH
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DB 31H,6EH,1CH,23H,40H,03H
DB 18H,00H
DL1ms： MOV R7,＃02H ；延时1ms子程序
DL：
MOV R6,＃0FFH
DL6： DJNZ R6,DL6
DJNZ R7,DL
RET
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2．键盘程序设计 （1）判别键盘上有无键闭合 （2）去除键的机械抖动 （3）判别闭合键的键号 （4）使CPU对键的一次闭合仅作一次处理
KEYIN:MOV DPTR,#0BFFFH；键盘端口地
址
MOVX A,DPTR；读键盘状态
ANL A,#1FH ；屏蔽高三位
MOV R3,A
；保存键盘状态值
LCALL DELAY10 ；延时10ms去键盘
抖动
AMNOLVXA,A#,1DFPHTR；；屏再蔽读高键三盘位状态
CJNE A,R3,RETURN ；两次不同，抖动
;重键或无键按下，从子程序返回
识别和编程简单，用在按键数较少的场合。 19
2. 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10-10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。
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（1）行列式键盘工作原理 无键按下，该行线为高电平，当有键按下时，行
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10.2 键盘接口原理 1. 键盘输入的特点
键盘：一组按键开关的集合。 行线电压信号通过键盘开关机械触点的断开、闭合， 输出波形如图10-6。
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2. 按键的确认
检测行线电平 高电平：断开；低电平：闭合
3.如何消除按键的抖动 常用软件来消除按键抖动。
基本思想：①检测到有键按下，键对应的行线为低， 软件延时10ms后，②行线如仍为低，则确认该行有键 按下。