第5章 与显示器、开关、键盘接口设计

使用说明书2006年07月版目录第一章主要参数 1 第二章安装连接2第二章显示与键盘3一. 仪表显示与键盘功能示意图二. 键盘功能第三章操作说明4一. 开机及开机自动置零二. 手动置零(半自动置零)三. 去皮功能四. 重量累计功能五. 时钟调校功能六. 用户功能设置七. 上下限设置与应用第四章维护保养和注意事项8第五章信息提示8附录：标定方法9亲爱的用户：在使用仪表前，敬请仔细阅读说明书!X K 3 1 9 0 – A 1 0第一章主要参数1 . 型号: XK3190-A10称重显示器2 . 准确度: Ⅲ级，n＝30003. A/D转换原理: 采用Δ-∑方式4 . 采样速度: 10次/秒5 . 传感器灵敏度范围: 1.5～3mV / V6 . 非线性: ≤0.001%F.S7 . 传感器供桥电源: DC：5V8 . 满量程温度系数: ≤2.5 PPM/℃9 . 分度值:1/2/5/10/20/50可选10 . 接传感器个数：4个350Ω传感器(带长线补偿)11 . 显示: 6位LCD，显示灰度7级可调，绿色LED背光亮度7级可调12 . 键盘: 采用轻触式按钮开关, 共5个功能键，1个开关键13 . USB接口（可选）: 兼容USB1.1和USB2.014 . 通讯接口（可选）: RS232C；波特率1200/ 2400/ 4800/ 9600可选15 . 使用电源: AA镍氢/碱性电池×2节16 . 使用温度、湿度: 0～40℃；≤90%RH17 . 储运温度: -20～50℃★★★注1：USB和RS-232C通讯接口只可选用其中任意一种。

若需要使用USB或RS-232C的通讯功能，请在订货时声明。

使用USB通讯接口的用户，上海耀华称重系统有限公司可以提供WINDOWS操作系统的驱动程序和相应的说明文档★★★注2：若用户不使用USB或RS-232C通讯，请将通讯功能设置菜单P5中选择：OFF，关闭通讯，可以节约电能，延长电池使用时间。

目录1 课程设计概述和要求 (1)1.1 课程设计要求与任务 (2)1.2 课程设计思路 (2)1.3 课程设计需要配置的环境 (3)2 系统设计 (3)2.1 设计框图 (3)2.2 元件解析 (3)2.2.1 LCD12864芯片……………………………………………………………４2.2.2 AT89C51芯片 (5)2.2.3 其他部件 (6)2.2.4 电路分析 (7)3 软件设计 (12)3.1 程序流程图 (12)3.2 程序代码 (12)4 系统的仿真与调试 (13)4.1 硬件调试 (13)4.2 软件调试 (14)4.3 软硬件调试 (14)5 总结 (14)附录1：程序代码附录2：12864LCD显示计算器键盘按键实验Proteus仿真图1 课程设计概述和要求1.1 课程设计任务与要求设计任务：利用AT89C51单片机结合12864LCD显示器设计计算器键盘按键。

设计要求1：本设计实现一个12864LCD显示12864LCD显示器设计计算器键盘按键2.利用AT89C51控制整个电路来实现. 显示12864LCD显示器设计计算器键盘按键，系统主要包括硬件和软件两部分。

重点就是各部分硬件的连接设计以及程序的编写。

本章讲述的就是系统硬件的设计，其中包括各模块的器件选择和电路设计。

将计算器按键上的信息传送至AT89C51主芯片之中，利用P2端口使之显示于12864LCD液晶显示屏上。

1.2 课程设计目的思路1、先把与题目有关的芯片资料找到，熟悉一下芯片资料2、把此程序的电路图看懂，了解一下它的实现原理，以及实现的功能。

3、分析一下此程序的各部分的功能，各零件的工作原理。

4、对程序进行调试，分析调试结果，观察并得出结论。

1.3 课程设计需要配置的环境1、一台主机，一台显示器2、Keil uVision3/Keil uVision4 应用程序软件3、ISIS 7 Professional 仿真软件4、老师交给的仿真电路图，及案例5、纸张，以及一些参考资料2 系统设计2.1．设计框图框图设计是为了能够从整体上把握系统的各个大的模块以及各个模块之间的联系。

MCS-51与键盘、显示器的接口设计9.1LED显示器接口原理9.2 键盘接口原理9.1 LED显示器接口原理单片机应用系统中使用的显示器主要有:⏹发光二极管显示器，简称LED(Light Emitting Diode)；⏹液晶显示器，简称LCD(Liquid Crystal Display)；⏹CRT显示器LED 数码管的结构：①共阳与共阴＠单片机系统扩展LED 数码管时多用共阳LED: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。

公共阳极h g f e d c b aa b c dg ef h公共阴极h g f e d c b aa b c dg ef hh g f …… a h g f …… a高电平点亮低电平点亮接高电平LED 显示器结构和字段码关系D7D6D5D4D3D2D1D0dp g f e d c b a当LED 显示器与单片机连接时，一般是将LED 各发光二极管的引脚a 、b 、…g 、dp 顺序接到单片机的一个并行I/O 口上。

共阳LEDa b cdg ef hP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7+5VAT89C51显示字形dp g f e d c b a共阳极段选码共阴极段选码0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F “灭”1100000011111001101001001011000010011010100100101000001011111000100000001001000010001000100000111100011010100001100001101000111011111111C0HF9HA4HB0H99H92H82HF8H80H90H88H83HC6HA1H86H8EHFFH3FH06H5BH4FH06H6DH7DH07H7FH6FH77H7CH39H5EH79H71H00H 共阴极和共阳极7段LED段选码(字型码)二、LED显示器工作原理⏹在微机应用系统中使用LED显示块构成N位LED显示器。

西北师范大学计算机科学系http:// 版权声明本电子教案内容为西北师范大学计算机科学系微机原理与汇编语言课讲义，大家可以自己个人使用。

但由于本教案同时也部分使用了其他人所写讲义或CAI课件的内容，因此禁止使用本材料进行任何商业性或赢利性活动。

同时作者不承担由于使用本教案而引发的其他连带责任。

转载时请保留本版权声明。

-索国瑞suogr@人机接口❑基本概念❑键盘与键盘接口❑其他输入设备及接口❑显示设备及接口❑打印机接口1 基本概念人机接口的定义人机接口是指人与计算机之间建立联系、交换信息的输入／输出设备的接口。

本章重点分析常见的几种人机交互设备，如键盘、显示器、打印机等的工作原理以及它们与计算机之间的接口。

人机交互设备人机交互设备是计算机系统中最基本的设备之一，是人和计算机之间建立联系、交换信息的外部设备，常见的人机交互设备可分为输入设备和输出设备两类。

人机接口的功能人机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。

主机和外设之间进行信息交换为什么一定要通过接口呢？这是因为主机和外设在信息形式和工作速度上具有很大的差异，接口正是为了解决这些差异而设置的。

图14－1为常见的人机接口与主机、外设的连接示意图。

2 键盘与键盘接口键盘是计算机系统不可缺少的输入设备，人们通过键盘上的按键直接向计算机输入各种数据、命令及指令，从而使计算机完成不同的运算及控制任务。

小型键盘接口在大多数键盘中，键开关被排列成M 行×N 列的矩阵结构，每个键开关位于行和列的交叉处。

非编码键盘常用的键盘扫描方法有逐行扫描法和行列扫描法。

1．逐行扫描法图14－2是采用逐行扫描识别键码的8 ×8 键盘矩阵，8 位输出端口和8 位输入端口都在键盘接口电路中，其中输出端口的8 条输出线接键盘矩阵的行线（X0～X7），输入端口的8 条输入线接键盘矩阵的列线（Y～Y7）。

……2．行列扫描法在扫描每一行时，逐个读列线，如果读到的结果为全“1”，说明没有键按下；如果某一列为低电平，说明有键按下，而且行号和列号已经确定。

单片机原理与应用设计第一章单片机概述在一块半导体硅片上集成了中央处理单元（CPU）、存储器（RAM/ROM）、和各种I/O接口的集成电路芯片由于其具有一台微型计算机的属性，因而被称为单片微型计算机，简称单片机。

单片机主要应用于测试和控制领域。

单片机的发展历史分为四个阶段。

1974—1976年是单片机初级阶段，1976—1978年是低性能单片机阶段，1978—1983年是高性能单片机阶段，期间各公司的8位单片机迅速发展。

1983至现在是8位单片机巩固发展及16位、32位单片机推出阶段。

单片机的发展趋势将向大容量、高性能、外围电路内装化等方面发展。

单片机的发展非常迅速，其中MCS-51系列单片机应用非常广泛，而在众多的MCS-51单片机及其各种增强型、扩展型的兼容机中，AT89C5x系列，尤其是AT89C51单片机成为8位单片机的主流芯片之一。

第二章89C51单片机的硬件结构89C51单片机的功能部件组成如下：8位微处理器，128B数据存储器片外最多可外扩64KB，4KB程序存储器，中断系统包括5个中断源，片内2个16位定时器计数器且具有4种工作方式。

1个全双工串行口，具有四种工作方式。

4个8位并行I/O口及特殊功能寄存器。

89C51单片机的引脚分为电源及时钟引脚、控制引脚及I/O口。

电源为5V 供电，P0口为8位漏极开路双向I/O口，字节地址80H，位地址80H—87H。

可作为地址/数据复用口，用作与外部存储器的连接，输出低8位地址和输出/输入8位数据，也可作为通用I/O口，需外接上拉电阻。

P1、P2、P3为8位准双向I/O 口，具有内部上拉，字节地址分别为90H，A0H，B0H。

其中P0、P2口可作为系统的地址总线和数据总线口，P2口作为地址输出线使用时可输出外部存储器的的高8位地址，与P0口输出的低8位地址一起构成16位地址线。

P1是供用户使用的普通I/O口，P3口是双向功能端口，第二功能很重要。

《单片机原理及接口技术》（第2版）人民邮电出版社第5章I/O口应用-显示与开关/键盘输入思考题及习题51．判断下列说法是否正确。

A．HD7279是用于键盘和LED数码管的专用接口芯片。

答：对B．LED数码管的字型码是固定不变的。

答：错C．为给扫描法工作的88非编码键盘提供接口电路，在接口电路中需要提供两个8位并行的输入口和一个8位并行的输出口。

答：错D．LED数码管工作于动态显示方式时，同一时间只有一个数码管被点亮。

答：对2．动态显示的数码管，任一时刻只有一个LED处于点亮状态，是LED的余辉与人眼的“视觉暂留”造成数码管同时显示的“假象”。

答：对3．为什么要消除按键的机械抖动？软件消除按键机械抖动的原理是什么？答：消除按键的机械抖动，避免由于机械抖动造成的对键盘是否按下误判。

软件消除按键机械抖动的原理是采用软件延时，躲过键盘按键的机械抖动期。

4．LED的静态显示方式与动态显示方式有何区别？各有什么优缺点？答：静态显示时，欲显示的数据是分开送到每一位LED上的。

而动态显示则是数据是同时送到每一个LED上，再根据位选线来确定是哪一位LED被显示。

静态显示亮度很高，但口线占用较多。

动态显示口线占用较少，但是需要编程进行动态扫描，适合用在显示位数较多的场合。

5．分别写出表5-1中共阴极和共阳极LED数码管仅显示小数点“.”的段码。

答：80H（共阴极）；7FH（共阳极）。

6.已知8段共阴极LED数码显示器要显示某字符的段码为7DH(a段为最低位)，此时显示器显示的字符为。

答：67．已知8段共阳极LED数码显示器要显示字符“6”(a段为最低位)，此时的段码为。

答：82H8．当键盘的按键数目少于8个时，应采用式键盘。

当键盘的按键数目为64个时，应采用式键盘。

答：独立式，矩阵式9．已知8段共阳极LED数码管要显示字符“5”(a段为最低位)，此时的段码为。

答：92H7.AT89S51单片机控制LCD显示英文字符或数字字符时，要把欲显示字符的码送给LCD控制模块。

第五章 PC常用外围设备5.1输入设备5.1.1 键盘1.键盘的功能PC键盘有一组标有不同符号和标记的按键，其中数字键（0~9）、字母键（A~Z）、符号键和运算键大体与ASCLL字符集相对应，还有若干控制键和功能键则在PC操作和常用软件中有重要作用。

台式计算机键盘的按键数目过去只有83键或84键，随着Windows操作系统的广泛使用，特别是Windows 98问世之后，由于操作系统增加了支持ACPI电源管理规范，因此键盘上增添了power、sleep、wake UP等按键用以实现开/关机（即常说的键盘开关机），或将计算机从待机状态唤醒等，这就产生了108键的键盘。

笔记本式计算机由于受到体积的限制，按键数目一般只有80多个。

2.结构与原理PC键盘有外壳、按键和电路板3部分组成。

按键的结构可分为触点式（机械式）和无触点式（电容式）两大类。

计算机键盘内有一块单片机芯片，键盘工作时，单片机不断地对按键矩阵的各列进行顺序扫描，没有被扫描到列为高电平，被扫描的列为低电平（0电平）。

若被扫描列正好有某个键被按下，则相应的行和列之间就“接通”，因而该按键所在行的输出电平变低，其他行仍保持高电平输出。

此时，单片机可以根据列扫描的序号和输出行的状态得到被按下按键的位置信息（称为“扫描码”）键盘中的单片机除了完成按键扫描和生成扫描之外，它还将扫描转换成串行形式发送给主机，并具有消除按键抖动、扫描码缓冲和自动重复等功能。

3.PC键盘的选择与维护键盘是使用最频繁的一种I/Q设备，选择键盘时需要考虑如下几个问题：首先是键盘的操作手感要好。

其次是键盘的做工要细。

第三是键盘的接口类型。

它与主机的接口有AT接口、PS/2接口和USB接口3种。

现今的键盘都为PS/2接口（称为“小口”），较早的产品使用AT接口（称为“大口”）。

第四是键盘的舒适度。

5.1.2鼠标1.鼠标的使用移动鼠标时，借助于机电或光学原理，鼠标移动的距离和方向以二进制代码形式输入计算机，计算机中运行的鼠标驱动程序将它们转换为鼠标指针在屏幕上水平和垂直方向的位移量，从而控制鼠标的指针的运行，2.结构与原理早期使用的是机械式鼠标，后来改进为光机式鼠标，现在流行的是光电鼠标。