第8章键盘与数码管显示器接口电路
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实验八、8155可编程并行I/O扩展接口实验一、实验目的1.熟悉8155并行接口芯片的基本工作原理及应用2.掌握单片机与8155的接口电路设计和编程二、实验设备1.仿真器2.8155可编程并行I/O扩展接口模块3.单片机最小系统模块4.数码管动态扫描显示模块5.矩阵式键盘模块三、实验要求连接单片机最小系统、8155扩展接口实验模块、数码管动态扫描显示模块、矩阵式键盘模块,要求在键盘按下时,8位LED动态显示器上最低位显示相应的字符,以前的各位字符向高位推进1位。
四、实验原理8155芯片内包含有256字节RAM,2个8位、1个6位的可编程并行I/O口,和1个14位定时器/计数器。
由于8155既具有RAM又具有I/O口,因而是单片机系统中最常用的外围接口芯片之一。
4.1引脚说明8155共40个引脚,采用了双列直插的封装,主要引脚功能如下:◆AD7—AD0:地址数据总线;单片机和8155之间的地址、数据、命令、状态信息都是通过它来传送的。
◆CE:片选信号线,低电平有效。
◆RD:存储器读信号线,低电平有效。
◆WR:存储器写信号线,低电平有效。
◆ALE:地址及片选信号锁存信号线,高电平有效。
在下降沿时将地址及片选信号锁存到器件中。
◆IO/M:IO接口与存储器选择信号线,高电平选择I/O,低电平选择存储器。
◆PA7—PA0:A口输出/输入线。
◆PB7—PB0:B口输出/输入线。
◆PC5—PC0:C口输出/输入或控制信号线,用作控制信号时其功能如下:◆PC0:A INTR(A口中断信号线)◆PC1:A BF(A口缓冲器满信号线)◆PC2:ASTB(A 口选通线)◆PC3:B INTR(B口中断信号线)图8-1 8155引脚与逻辑图◆PC4:B BF(B口缓冲器满信号线)◆PC5:BSTB(B 口选通线)表8-1 地址与寄存器映射◆TIMER OUT:定时器/计数器输出端;◆RESET:复位信号线。
◆8155引脚与逻辑如图8-1所示。
数码管显示电路的原理
数码管显示电路通过控制电压信号的高低来驱动数码管的不同段进行显示。
数码管是由多个发光二极管组成的,每个发光二极管对应显示一个数字或符号。
数码管显示电路主要由以下几个部分组成:
1. 数字信号发生器:用来产生需要显示的数字或符号的电信号。
该信号可以通过逻辑门、计数器、微控制器等方式产生。
2. 译码器:将数字信号转换为控制数码管显示的信号。
译码器一般采用BCD码(二进制编码十进制)或者7段码来表示数字。
3. 驱动电路:将译码器输出的信号转换为适合驱动数码管的电压和电流。
驱动电路一般使用三极管、开关电路等来完成。
4. 数码管:由多个发光二极管(LED)组成,每个发光二极管对应一个数字或符号的显示段。
数码管的引脚连接到驱动电路上。
5. 电源电路:为整个数码管显示电路提供工作电压。
一般使用稳压电源或者适配器来提供稳定的直流电压。
工作原理如下:
当数字信号发生器产生需要显示的数字或符号的电信号时,该
信号经过译码器转换为对应的亮灭控制信号,然后通过驱动电路产生适合数码管的控制电压和电流。
驱动电路按照控制信号的要求,通过对应的引脚将控制信号传递给数码管。
这样,数码管的不同段就会根据控制信号的高低来亮灭,从而显示出对应的数字或符号。
整个数码管显示电路在工作时,可以通过改变数字信号的输入来实现不同数字或符号的动态显示。
经过适当的控制和调节,数码管显示电路可以显示出各种数字、字母、符号等。
单片机实验报告信息处理实验实验二矩阵键盘专业:电气工程及其自动化指导老师:***组员:明洪开张鸿伟张谦赵智奇学号:152703117 \152703115\152703118\152703114室温:18 ℃日期:2017 年10 月25日矩阵键盘一、实验内容1、编写程序,做到在键盘上每按一个键(0-F)用数码管将该建对应的名字显示出来。
按其它键没有结果。
二、实验目的1、学习独立式按键的查询识别方法。
2、非编码矩阵键盘的行反转法识别方法。
3、掌握键盘接口的基本特点,了解独立键盘和矩阵键盘的应用方法。
4、掌握键盘接口的硬件设计方法,软件程序设计和贴士排错能力。
5、掌握利用Keil51软件对程序进行编译。
6、会根据实际功能,正确选择单片机功能接线,编制正确程序。
对实验结果能做出分析和解释,能写出符合规格的实验报告。
三、实验原理1、MCS51系列单片机的P0~P3口作为输入端口使用时必须先向端口写入“1”。
2、用查询方式检测按键时,要加入延时(通常采用软件延时10~20mS)以消除抖动。
3、识别键的闭合,通常采用行扫描法和行反转法。
行扫描法是使键盘上某一行线为低电平,而其余行接高电平,然后读取列值,如读列值中某位为低电平,表明有键按下,否则扫描下一行,直到扫完所有行。
行反转法识别闭合键时,要将行线接一并行口,先让它工作在输出方式,将列线也接到一个并行口,先让它工作于输入方式,程序使CPU通过输出端口在各行线上全部送低电平,然后读入列线值,如此时有某键被按下,则必定会使某一列线值为0。
然后,程序对两个并行端口进行方式设置,使行线工作于输入方式,列线工作于输出方式,并将刚才读得的列线值从列线所接的并行端口输出,再读取行线上输入值,那么,在闭合键所在行线上的值必定为0。
这样,当一个键被接下时,必定可以读得一对唯一的行线值和列线值。
由于51单片机的并口能够动态地改变输入输出方式,因此,矩阵键盘采用行反转法识别最为简便。
期中大作业学院:物理与电子信息工程学院课题:【利用8255和51单片机实现数码管显示按键数值的程序】要求:【4*4矩阵键盘,按0到15,数码管上分别显示0~9,A~F】芯片资料:8255:8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片,有3个8位并行I/O口。
具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片(40引脚)。
其各口功能可由软件选择,使用灵活,通用性强。
8255可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。
8255作为主机与外设的连接芯片,必须提供与主机相连的3个总线接口,即数据线、地址线、控制线接口。
同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。
由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分,因而8255内部结构分为3个部分:与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分。
8255特性:1.一个并行输入/输出的LSI芯片,多功能的I/O器件,可作为CPU总线与外围的接口。
2.具有24个可编程设置的I/O口,即3组8位的I/O口,分别为PA口、PB口和PC 口。
它们又可分为两组12位的I/O口:A组包括A口及C口(高4位,PC4~PC7),B组包括B口及C口(低4位,PC0~PC3)。
A组可设置为基本的I/O口,闪控(STROBE)的I/O闪控式,双向I/O三种模式;B组只能设置为基本I/O或闪控式I/O两种模式,而这些操作模式完全由控制寄存器的控制字决定.引脚说明RESET:复位输入线,当该输入端处于高电平时,所有内部寄存器(包括控制寄存器)均被清除,所有I/O口均被置成输入方式。
CS:芯片选择信号线,当这个输入引脚为低电平时,即CS=0时,表示芯片被选中,允许8255与CPU进行通讯;CS=1时,8255无法与CPU做数据传输。
RD:读信号线,当这个输入引脚为低电平时,即CS=0且RD=0时,允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息,即CPU从8255读取信息或数据。
WR:写入信号,当这个输入引脚为低电平时,即CS=0且WR=0时,允许CPU将数据或控制字写入8255。
单片机键盘显示接口电路设计设计单片机键盘显示接口电路,需要考虑到键盘输入与显示输出两个方面。
以下是一个简单的设计示例,供参考:键盘通常采用矩阵键盘连接电路的方式,通过扫描矩阵的方式读取键盘输入信息。
以下是矩阵键盘接口电路的设计流程:1.确定键盘的规格和类型:键盘一般有正方形、矩形、圆形等几种形状,需要根据键盘的规格和类型选择适合的扫描方式。
2.确定键盘的逻辑矩阵大小:根据键盘的布局和规格,确定键盘的逻辑矩阵的行和列数,例如4行4列。
3.确定键盘的连接方式:键盘的连接方式一般有行列扫描、列行扫描、行列+列行扫描等几种方式,需要根据键盘的输出信号特点和单片机的输入要求进行适当的选择。
4.设计按键输入的译码电路:将键盘的输出信号通过译码电路解码成易于读取的二进制数,以便单片机的输入端口读取。
显示输出接口电路设计一般有两种方式:数码管和液晶显示。
1.数码管显示电路设计:数码管是通过控制各个数码管的段选和位选,实现数字或字符的显示。
以下是数码管显示电路的设计流程:a.确定显示的数字或字符类型:根据设计需求,确定要显示的数字或字符类型,例如整数、小数、字母等。
b.确定数码管的位数和类型:根据显示需求,确定数码管的位数和类型,有共阴数码管和共阳数码管两种类型,需要选择适合的数码管。
c.设计数码管的译码电路:根据数码管的类型和位数,设计数码管的译码电路,将输入的数字或字符转换为控制各个数码管的段选和位选的电信号。
2.液晶显示电路设计:液晶显示器是一种常见的显示设备,通过控制液晶的极性来实现图形和字符的显示。
以下是液晶显示电路设计的流程:a.确定显示的内容类型:根据设计需求,确定要显示的内容,例如字符、图像等。
b.选择适合的液晶显示器:根据显示的内容和要求,选择适合的液晶显示器,有字符型液晶显示器和图形型液晶显示器两种类型。
c.设计液晶的驱动电路:根据液晶显示器的类型和特性,设计液晶的驱动电路,将输入的数字或字符转换为控制液晶的电信号。