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显示与键盘接口技术

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一种实用的动态显示及键盘接口技术

一种实用的动态显示及键盘接口技术


收稿日期： !""#$"!$%& 作者简介： 侯 立功 （%’#( ) * ） ， 男， 山西新绛人， 无锡职业技术学院工程 师。
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侯立功： 一种实用的动态显示及键盘接口技术
第0 期
图 !" 动态显示及键盘接口控制原理图 " " （# ） 首 先发送 “ 数 码管 选通信 号” ， 低 电平 有效。 比 如本次准 备选择 数码管 $ ， 应发 送 $%$!!!!!!! 至 &’()， 等待数据发送完毕 （*+ , ! ） ； （- ） 再发送被选通数码管 应该显 示字 符所对 应的 段 码值， 等待数 据发送完毕 （ *+ , ! ） ； （. ） 至 此， 所 有 控制 信 号 已 全部 到 位， 对单片机的 /01 2 引脚清零 （ /01 2 , “$ ” ） ， 重新打开显示； （3 ） 被选择的数码管此时正确显示指定的字符； （2 ） 同时， 利用每次只有一条数码管选通信号线为低 电平的情况， 通过读取 键扫描线的状态， 可 以实现对按 键 的判断与处理。具体键扫描线的连接可视 按键的数量 而 定。本文作为示范， 采 用最 大化键 盘阵 列， 处 理 3- 个 按 键。假如只有 4 个按键， 则只需 /! 口的任意 一根键扫描 线即可。 经过笔者 实际试 验， 最终选 择 0 毫秒 的定时 周期轮 流显示， 相当于 每个数 码管每 !3 毫 秒被点 亮一次， 每次 点亮时间为 0 毫秒， 显示数据非常稳定， 达到 了静态显示 的效果。在笔者后来 所从事 的单 片机 控制产 品开 发上， 简易的人机交互接口 全部采 用这 种控制 方式， 性 能稳定 可靠， 同时极大地节约了单片机资源和 外设的硬 件开销， 降低了成本。 主程序控制流程图如图 0 ： 本文采用 *$ 作为 0 毫秒定 时器， 处理 显示及 按键。 控制流程图如图 #：
《单片机应用技术》000-9(周君芝)课件 项目四 显示器与键盘接口技术的应用

《单片机应用技术》000-9(周君芝)课件 项目四 显示器与键盘接口技术的应用

单片机应用技术
（第 2 版）
目录
项目1 项目2 项目3 项目4 项目5 项目6 项目7
C语言基础知识 单片机开发软件及硬件系统的认识
中断系统与定时/计数器的应用 显示器与键盘接口技术的应用
串行接口技术的应用 A/D与D/A转换技术的应用
单片机综合实践
显示器与键盘接口技术 的应用
项目导读
单片机应用系统在运行时需要与外部设备交换 信息，其中显示器与键盘是实现人机交互不可或 缺的设备。
共阳极LED数码管显示器的结构 原理如图所示，由于所有段的阳 极均连接高电平，因此在使用时， 需要在相应段上加低电平，才能 使其发光。
bit 变量名 = 变量值;
4.1.1 LED数码管显示器
如果说我们国家是块闪闪发光的显示器，那么我们 每个人都是属于这块显示器的一个“数码管”，是 这块显示器不可缺少的部分。所谓“天生我材必有 用”，随着国家的蓬勃发展，各行各业都亟须专业 人才。我们作为新时代的青年，应当正视自己，发 挥自己的优势，学成一技之长，为祖国的发展贡献 自己的力量。
4.1.1 LED数码管显示器
2．LED数码管显示器的字形码
LED数码管显示器只要控制LED段的亮与灭即可显示相应的字符。当LED数码管显 示器的连接方式确定时，若要显示某一特定字符，其控制字形是固定不变的。控制字 形控制的是LED数码管显示器上要显示的字符形状，称为字形代码，简称为字形码。
LED数码管显示器八段的各代码位与显示段的对应关系如表所示。
【确定方法】
➢ 在共阴极连接中，要点亮的段为高电平， 不点亮的段为低电平，则各显示段的状态 如表所示。
显示段 dp g f e d c b a 各段状态 0 1 1 1 1 1 0 1
键盘显示器接口

键盘显示器接口


THANK YOU
感谢聆听
HDMI和DisplayPort
HDMI和DisplayPort也是新型的接口技术，广泛应用于 高清视频传输。然而，这些接口技术的普及也面临一些 挑战，如连接线缆的长度限制、设备兼容性和成本等。
兼容性与标准化的挑战
兼容性
随着新型接口技术的出现，键盘显示器接口的兼容性 面临挑战。不同品牌和型号的设备可能采用不同的接 口技术，导致用户在连接时遇到兼容性问题。
HDMI接口
总结词
HDMI接口是一种高清晰度多媒体接口，主要用于连接高清视频源和显示设备。
详细描述
HDMI接口采用小的方形插头，能够传输高质量的音频和视频信号。它支持高分辨率显示，如1080p和4K，并具 有较好的兼容性和易用性。HDMI接口广泛应用于电视、显示器、投影仪等显示设备以及游戏机、DVD播放器等 音视频源设备。
标准化
标准化是推动键盘显示器接口发展的关键因素之一。 缺乏统一的标准化协议可能导致不同设备之间的互操 作性受限，影响用户体验。因此，推动接口技术的标 准化进程对于促进其发展和应用至关重要。
06
总结与展望
键盘显示器接口的重要性和应用价值
重要性和应用价值
键盘显示器接口是计算机系统中的重要组成部分，它能够实现计算机和外部设备之间的数 据传输和控制。键盘显示器接口的应用价值主要体现在人机交互、数据输入输出、远程控 制等方面，对于提高计算机使用效率和用户体验具有重要意义。
会议记录
在会议中，键盘显示器接口用 于实时记录会议内容，方便后 续整理和查阅。
游戏场景中的应用
实时操作
在游戏中，键盘显示器接口用于控制游戏角色行动， 实现精准操作。
竞技对抗
在竞技游戏中，键盘显示器接口用于快速响应，提高 游戏水平。
计算机控制系统的接口技术

计算机控制系统的接口技术

计算机控制系统的接口技术接口有通用和专用之分，外部信息的不同，所采纳的接口方式也不同，一般可分为如下几种：人机通道及接口技术一般包括：键盘接口技术、显示接口技术、打印接口技术、软磁盘接口技术等。

检测通道及接口技术一般包括：A/D转换接口技术，V/F转换接口技术等。

掌握通道及接口技术一般包括：F/V转换接口技术，D/A转换接口技术，光电隔离接口技术，开关接口技术等。

系统间通道及接口技术一般包括：公用RAM区接口技术，串行口技术等。

一、并行输入/输出接口并行接口传输的是数字量和开关量。

输入/输出(I/O) 接口有二种寻址方式：存储器寻址方式和输入输出口寻址方式。

1．无条件传送2．查询式传送3．中断式传送4．8255A可编程并行接口芯片(1) 8255A内部结构1) 数据总线驱动器图1 8255A内部结构图2) 并行I/O端口3) 读/写掌握规律4) A组和B组掌握（2）8255A工作方式8255A有3种工作方式，端口A可以工作在方式0、方式1和方式2，端口B只能工作在方式0和方式1。

1）方式0：基本输入/输出方式。

2）方式1：选通输入/输出方式。

3）方式2：双向选通输入/输出方式。

（3）8255A编程8255A的编程是通过对掌握端输入掌握字的方式实现的。

二、数/模(D/A) 转换接口D/A转换器是指将数字量转换成模拟量的电路，它由权电阻网络、参考电压、电子开关等组成。

图2 DAC0832原理图三、模/数(A/D)转换接口A/D转换器是将模拟电压转换成数字量的器件，它的实现方法有多种，常用的有逐次靠近法、双积分法。

图3 ADC0809结构框图应用案例：基于51单片机的车用数字仪表设计与实现此案例是一种以MCS 51单片机为主控器，以ADC0809为核心，以气压、油压、温度、霍尔元件等传感器为主要外围元件的车用数字仪表（VDI）的设计框图。

应用此方案，能使汽车仪表系统具有显示直观、精确，使用便利牢靠等优点，代表了车用仪表的最新进展趋势。

第三章 人机接口技术

第三章 人机接口技术

无显示
39H 5FH 79H 71H BFH 86H DBH CFH E6H … FFH 00H
C6H A1H 86H 84H 40H 79H 24H 30H 19H … 00H FFH
七 段 字 符 的 段 选 码
2 3 4 5 6 7 8 9 A B
(二)LED接口技术
LED显示器有静态显示和动态显示两种方式. 1.LED静态显示方式 N位静态显示器要求有N×8根I/O口,占 有I/O资源较多,故在位数较多时往往采 用动态显示方式。
2、计算机控制系统的人机交互通道
2.1人机接口的功能和类型
2.2人机交互通道的特点
1、人机接口的功能和类型
计算机控制中,人对系统状态的了解、掌握和指挥 依赖于人机通道中数据的传递，这里包括人对系 统的了解和干预、控制参数的输入、系统状态的 打印汇报等等内容。人机交互通道的主要形式如 图3-1所示。 按键键盘
a b c d e f g dp
COM
显示字符
共阴极段选码
共阳极段选码
显示字符
共阴极段选码
共阳极段选码
0 1
3FH 06H 5BH 4FH 66H 6DH 7DH 07H 7FH 6FH 77H 7CH
C0H F9H A4H B0H 99H 92H 82H F8H 80H 90H 88H 83H
C D E F 0． 1． 2． 3． 4． … 8．
dp g f e d c b a
dp g f e d c b a
dp g f e d c b a
dp g f e d c b a
LED 1 COM
LED 2 COM
LED 3 COM
LED 4 COM
图 6-5 LED静态显示硬件译码接口电路
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。

9 接口技术II键盘接口

9 接口技术II键盘接口


P.168
b. 线反转法
采用线反转法的键盘行线、 列线端口各自应当可以在输 入与输出方式间切换！ 如图:高四位与低四位均可 独立改变其输入或输出方式
实验板4×4键盘 实验板 × 键盘 连接82C55的端口线 连接 的端口线 PC3 PC2 PC1 PC0 PC4 PC5 PC6 PC7
图10-10线反转法原理图 10-10线反转法原理图 第1步：列线输出为全‘0’ ，随后输入行线电平如有‘0’，则 线输出为全‘ 随后输入行线电平如有‘ ， 所在的行就是闭合的按键所在行； 则无键闭合。 ‘0’所在的行就是闭合的按键所在行；无‘0’则无键闭合。 所在的行就是闭合的按键所在行 则无键闭合 随后输入列线电平如有‘ ， 第2步：行线输出为全‘0’ ，随后输入列线电平如有‘0’，则 线输出为全‘ 则无键闭合。 所在的列就是闭合的按键所在列； 则无键闭合 ‘0’所在的列就是闭合的按键所在列；无‘0’则无键闭合。 所在的列就是闭合的按键所在列 结合上述两步，可确定按键所在行和列。 结合上述两步，可确定按键所在行和列。
键盘扫描子程序---3 TEST2011.ASM 键盘扫描子程序--3 KN:MOV MOV MUL MOV JMP A,61H B,#05H AB DPTR,#K0 DPTR,#K0 @A+DPTR ;根据查表获得的键号00H～0FH之一转向相应处理程序 根据查表获得的键号00H～0FH之一转向相应处理程序 00H ;转移表中每个键号处理程序占 转移表中每个键号处理程序占5 ;转移表中每个键号处理程序占5个地址单元
键盘扫描子程序---1 TEST2011.ASM 键盘扫描子程序--1 KEY:MOV 键盘扫描子程序（反转法） KEY:MOV A,#81H ;键盘扫描子程序（反转法） MOV DPTR,#0FEFFH ;C口先初始化为高 位输出驱行线、 口先初始化为高4 MOVX @DPTR,A ;C口先初始化为高4位输出驱行线、低4位输入列线 MOV DPTR,#0FEFEH 键盘行线 行线( 输出驱动全 驱动全'0' MOV A,#00H ;键盘行线(高4位)输出驱动全'0' MOVX @DPTR,A A,@DPTR 输入键盘列线电平 列线电平( 60H单元 MOVX A,@DPTR ;输入键盘列线电平(低4位)存60H单元 MOV 60H,A ;C口改初始化为高 位输入行线、 口改初始化为高4 MOV A,#88H ;C口改初始化为高4位输入行线、低4位输出驱列线 MOV DPTR,#0FEFFH MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#0FEFEH 键盘列线 列线( 输出驱动全 驱动全'0' MOV A,#00H ;键盘列线(低4位)输出驱动全'0' MOVX @DPTR,A 行线电平( 输入键盘行线电平 MOVX A,@DPTR ;输入键盘行线电平(高4位)在A中 ANL 60H,#0FH ;列线电平值保留所在的低4位 列线电平值保留所在的低4 行线电平值保留所在的高4 ANL A,#0F0H ;行线电平值保留所在的高4位 ;两次输入的列线电平值 行线电平值组合成 两次输入的列线电平值、 合成8 ORL 60H,A ;两次输入的列线电平值、行线电平值组合成8位行列码
22 键盘接口技术

22 键盘接口技术


1．硬件方法
硬件方法是设计一个滤波延时电路或单稳态电路等硬 件的间电滤。路波按来 延 键避 时S未开 消按按 抖下键 电时的路，抖，电动设容时置两间在端。按电下键压图S为与是C0由，PUR即2数和与据C非线组门D成输i之
入能启于充时电门电V突只i为压的延变要0， 开 迟， 使，门 启 时充 之输的 电 间电 大出输 压 取电 于V出 时 决压或o为，于等VV1io在与于R将。1充非1、不当0电门R会0S2m按时的改和s下间输变C即值时内出，可的，未V直避o大由达到才开小于到充变按，C与电为键两电非电0抖端，路门压动电这设的V的压段i计开大影不
+5V
8088
8255A
D7 CPU D0
D7 PA0
PA1
D0
PA2 PA3
S0 S1 S2
RD INTR
RD PA4
INTRa
PC3 PC4
PA5 PA6
PA7
INT
IR3
8259A
STBa
独图立5式-6 键独立盘式中键断盘中法断接法接口口电电路路
工作过程如下：当CPU对8255A初始化后，CPU 即执行主程序。当按下S0键即表示要进入自动控制状 态，此时与之相连的I/O口线呈现为低电平的同时， 与非门输出为高电平，经反相器变为低电平，使 8255A端口A的选通输入信号PC4 有效，则PA0～ PTASIT2时引间脚，接8收2并55存A入的3P个C3按发键出的IN“T0R”a或中“断1请”状求态信，号经， 经中断控制器8259A向CPU申请中断，CPU响应中 断后，即转到中断服务程序中。中断服务程序依次查 询按键的通断状态，当查询到是自动/手动（即S0=0） 时，则转到自动/手动控制子程序的入口地址，从而 使系统进入自动控制状态。如果没有键按下，则相应 的I/O口线均为高电平，也不会产生中断信号，CPU 继续运行主程序。
单片机原理及接口技术第5章 IO口应用-显示与开关键盘输入

单片机原理及接口技术第5章 IO口应用-显示与开关键盘输入


图5-1
发光二极管与单片机并行口的连接
5
如果端口引脚为低电平，能使灌电流Id从单片机的外部流入内部，则将
大大增加流过的灌电流值，如图5-1（b）所示。所以，AT89S51单片机任 何一个端口要想获得较大的驱动能力，要采用低电平输出。 如果一定要高电平驱动，可在单片机与发光二极管之间加驱动电路，如 74LS04、74LS244等。 5.1.2 单片机I/O端口控制发光二极管的编程 发光二极管与单片机的I/O端口的连接，如图5-1（b）所示。如要点亮 某发光二极管，只需该I/O端口位写入“0”即可。下面通过一个例子介绍如
21
图5-6 4位LED静态显示的示意图
示字符。这样在同一时间，每一位显示的字符可以各不相同。但是，静态
显示方式占用I/O口线较多。 对于图5-6所示电路，要占用4个8位I/O口（或锁存器）。如果数码管 数目增多，则还需要增加I/O口的数目。在实际的系统设计中，如果显示位 数较少，可采用静态显示方式。但显示位数较多时，为了降低成本，一般 采用动态显示方式。 2. 动态扫描显示方式 显示位数较多时，静态显示所占用的I/O口多，为节省I/O口与驱动电路
单片机控制的8位I/O口锁存器输出相连。如果送往各个LED数码管所显示字 符的段码一经确定，则相应I/O口锁存器锁存的段码输出将维持不变，直到
送入下一个显示字符的段码。因此，静态显示方式的显示无闪烁，亮度较
高，软件控制比较容易。 图5-6所示为4位LED数码管静态显示电路，各个数码管可独立显示，
只要向控制各位I/O口锁存器写入相应的显示段码，该位就能保持相应的显
闭合时，P3.0引脚为低电平。单片机对开关状态的检测是由程序检测
10
图5-3
开关、LED发光二极管与P1口的连接
键盘、显示器及功率接口

键盘、显示器及功率接口


P0F： LJMP PROM0 ；转至0号键功能程序
1
P1F： LJMP PROM1 ；转至1号键功能程序
2
P2F： LJMP PROM2 ；转至2号键功能程序
3
P3F： LJMP PROM3 ；转至3号键功能程序
4
P4F： LJMP PROM4 ；转至4号键功能程序
5
P5F： LJMP PROM5 ；转至5号键功能程序
6
P6F： LJMP PROM6 ；转至6号键功能程序
7
P7F： LJMP PROM7 ；转至7号键功能程序
8
PROM0：. . . . . . ；0号键功能程序 LJMP START ；0键执行完返回 PROM1：. . . . . . ；1号键功能程序 LJMP START ；1键执行完返回 PROM2：. . . ；2号键功能程序 LJMP START ；2号键执行完返回 PROM3：. . . . . . ；3号键功能程序 LJMP START ；3号键执行完返回 PROM4：. . . . . . ；4号键功能程序 LJMP START ；4号键执行完返回 PROM5：. . . . . . ；5号键功能程序 LJMP START ；5号键执行完返回 PROM6：. . . . . . ；6号键功能程序 LJMP START ；6号键执行完返回 PROM7：. . . . . . ；7号键功能程序 LJMP START ；7号键执行完返回
下面以8031键盘实际矩阵电路分析说明键盘的编程扫描程序。 一是KEY-SCAN 键检查子程序 二是KEY-GET 键扫描取值子程序 8031键盘接口电路如图6-6所示。
在6000H接口地址的锁存器74LS373锁存低电平，此时读入P1口状态，在P1.0、P1.1、P1.2三条行线上，只要有一个不是高电平，求反后A中就不为零。此时说明有键按下了。否则无键按下。 键检查子程序： KEY-SCAN：MOV DPTR,#6000H ；列口地址送数据指针 MOV A,#00H MOVX @DPTR,A ；列线送低电平 MOV P1, #0FFH MOV A, P1 ；读行线电平 CPL A ；求反 ANL A, #07H ；A=0无键按下，A≠0有键按下 RET 以上检测程序只能判断有无键按下，但在有键按下后再分析具体是哪个键按下，则需要用扫描键取值程序。
单片机与LED数码管接口设计

单片机与LED数码管接口设计

共 用 字 段 线
分开每位LED的公共端作为位控线
4位LED数码管显示模块的外部引脚
怎样点亮数码管的某一段
• 无论共阴极、共阳极数码管，点亮某一段的依据均为二极管的“单 向导电性”；
• 对共阴极数码管： – 位选：公共端COM接地； – 段选：某一段为高电平，则该段点亮。
4.2．C51数组
• 在C51中，为了方便数据处理，有时候需要将同类型的 若干个数据项按一定的顺序组织起来，这种按序排列的 同类数据元素的集合就是数组。数组中的 各个数据项称
为数组的元素。
不必书写[] •（1）一维数组的定义
必须用[]
（2）数组中的元素
下标从0开始，第i 个元素的下标为i-
1.
C51中变量的存储类型
• 变量的存储类型用来告诉C51编译器在哪一部分存储区域 内为变量分配地址，即用来指定变量的存储器区域。
• 基于存储类型的变量定义格式如下： 变量类型 存储类型 变量名；
给发光二极管加 上特定的正向电压， 它就会发光。
V+Βιβλιοθήκη V-abc
d 零电压
e
f
g
dp
数码管显示的要求：
1、com端赋值高低电平（共阳极赋值高 电平，共阴极赋值低电平 ） 2、a.b…g端赋值字形码
我们实验板用共阴LED显示器，根据电 路连接图显示16进制数的编码已列在下表。
共阴数码管码表
0x3f , 0x06 , 0x5b , 0x4f , 0x66 , 0x6d
0 1
23 4 5
0x7d , 0x07 , 0x7f , 0x6f , 0x77 , 0x7c
6 7
8
9AB
0x39 , 0x5e , 0x79 , 0x71 , 0x00

计算机接口技术

此外，随着计算机技术的发展，现代计算机的数据传输技术也在不断地发展扩充，如并行执行技术，推测执行与超顺序执行技术等。
五、按使用信号的类型可分为数字接口和模拟接口
按使用信号的类型可分为数字接口和模拟接口 以上是从不同的角度对接口进行的简单分类，但现在接口技术已向复合化发展
二、微机与外设的连接方式：总线
CPU
内存接口
内存
智能仪器接口
通讯接口(wangluo
过程控制接口
数字量输入输出接口
数据总线
地址总线
控制总线
数字仪表： 如：数字式波器 数字万用表
终端： 如：传真机 Modem
传感器驱动器： 如：测力仪 电机驱动电源
数字外设： 如：打印机、磁盘 记录仪、显示器等
1-2 I/O接口的基本结构、功能与组成
1－3：二、专用接口和通用接口
微机系统的接口插座
三、按数据通讯的方式可分为串行接口和并行接口
串行：位传送 并行：字或字节
四、按信息传送方式可分为查询式接口、中断式接口和DMA式接口
1、程序查询式：CPU使用程序程序传送方式与I/O设备交换资料，分 B:无条件程序传送接口 A:程序查询方式接口 2、中断方式接口： 当I/O设备需要CPU为其服务时，可以发出中断请求信号INT，CPU在接到信号后，中断正在执行的程序，转为某设备服务，服务完毕后，再返回原来被中断的程序，中断服务由I/O端口发出申请。
一、什么是计算机接口技术：
计算机I/O接口：这种介于计算机主机系统和外设之间的缓冲电路称为计算机接口电路。 计算机接口技术：计算机主机系统和外设之间的缓冲电路的设计与连接技术。 随着现代计算机的发展，接口技术与计算机组成技术存在着交叉。
一、什么是计算机接口技术：

键盘接口技术PPT课件


6
7H
5、互动试验装置键盘接口
• 1、装置中键号未 按照顺序定义；
• 使用时可采用查 表方式。
• 2、扫描时，可按 照列号、行号进 行查表，确定键 的键值。
• 全扫描码为0FFH， 无键按下时读入 列值为00H,有键 按下为“1”。
7
例3：键盘扫描程序：D6L3.ASM
• 程序JIANPAN.ASM为键盘扫描例程， 在LED上显示对应的键值。
消除抖动是按键设计所必
须要考虑的问题。
• （2）消除抖动的方法
• 消抖动通常有软件和硬件两种方法。
• 软件消抖动就是在检测到键按下时，执行一段延时子 程序后，再确认该键电平是否仍保持键按下时的状态 电平。延时时间通常取5～10ms以上。
• 硬件消抖动可采用RS触发器或RC延时等方法。
2
2、独立式按键
• 独立式键盘是指各按键相互独立，每个 按键分别与单片机或外扩I/O芯片的一 根输入线相连。
• 如：
• JB P1.0，L1 ;K0闭合？ LCALL DELAY ;延时10ms JB P1.0，L1 ;K0闭合？ LJMP KEY0 ;K0处理
L1:JB P1.2，L2 ;K1闭合？ ……
3
3、行列式键盘（矩阵键盘）
键盘接口技术系统中通常采用非编码键盘 • 非编码键盘连接结构形式有： • （1）独立式键盘 • （2）行列式（矩阵）键盘
1
1、按键闭合过程
• （1）按键抖动问题
• 一般按键开关为机械弹性
开关，由于触点的弹性作
用，会出现“抖动”现象，
抖动时间一般为5～10ms。
• 矩阵式键盘适用于 按键数量较多的场 合。它通常由行线 和列线组成，按键 位于行、列的交叉 点上。

键盘、显示接口技术


MOV DAT2，＃00H
MOV COM，＃24H
LCALL PR1
MOV R3，＃00H
MOV
R4，＃20H
MOV COM，＃OBOH
LCALL PR12
CLEAR1： LCALL
ST3
MOV A，＃OOH
LCALL
PR13
DJNZ
R3，CLEAR1
（3）建立CGRAM子程序（地址设定在代码为80H起处）
DB6
14
DB7
15
CS1
16
CS2
17
RET
18
VEE
19
LED+
20
LED-
H/L
H/L H/L H/L H/L H/L H/L H/L H/L H/L H/L H/L -10V AC AC
管脚功能描述
电源地 电源电压 液晶显示器驱动电压 D/I=”H”，表示DB7∽DB0为显示数据 D/I=”L”，表示DB7∽DB0为显示指令数据 R/W=”H”, E=”H”数据被读到DB7∽DB0 R/W=”L”, E=”H L”, DB7∽DB0数据被写到IR或DR 使能信号，R/W=”L”，E信号下降沿锁存DB7∽DB0 R/W=”H” , E=”H“，DDRAM数据读到DB7∽DB0 数据总线 数据总线 数据总线 数据总线 数据总线 数据总线 数据总线 数据总线 H:选择TC1，即选择芯片64列（右半屏）信号 H:选择TC2，即选择芯片64列（右半屏）信号 复位控制信号，低电平复位，RST＝0有效 LED驱动负电压 LED背光电源（+5V） LED背光电源（0V）
JNB
ACC.0，ST01
JNB
ACC.1，ST01

键盘与显示器接口技术

今天我们学习键盘与显示器接口技术，先来看键盘接口及处理程序。

（1）键盘是一组按键的集合，它是最常用的单片机输入设备，操作人员可以通过键盘输入数据或命令，实现简单的人机通讯。

键是一种常开型按钮开关，平时键的二个触点处于断开状态，按下键时它们才闭合。

键盘分编码和非编码键盘。

键盘上闭合键的识别由专用的硬件译码器实现并产生键编号或键值的称为编码键盘，如BCD码键盘，ASCII码键盘等；靠软件识别的称为非编码键盘。

在单片机组成的测控系统及智能化仪器中，用得最多的是非编码键盘。

所以我们着重讨论非编码矩阵式键盘原理。

矩阵式键盘适用于按键数量较多的场合，它由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。

一个3*3的行、列结构可以构成一个由9个按键的键盘。

同理一个4*4的行、列可以构成一个含有16个按键的键盘等等。

很明显，在按键数量较多的场合，矩阵键盘与独立按键键盘相比，要节省很多的I/O口。

矩阵键盘的按键设置在行、列线的交点上，行、列线分别连接到按键开关的两端。

列线通过上拉电阻接到+5V。

平时无按键动作时，列线处于高电平状态，而当由按键按下时，列线电平状态将由与此列线相连的行线电平决定。

行线电平如果为低，则列线电平为低；行线电平如果为高，则列线电平亦为高。

这一点是识别矩阵键盘按键是否被按下的关键所在。

该电路中还有一个与门，这个与门用来产生中断信号，当键盘中没有键按下时，所有行线的输出都应为低电平，以区别于列线状态，当矩阵键盘中任何一只键按下时，与门输出由高电平变为低电平，向CPU 申请中断，由于矩阵键盘中行、列线为多键共用，各按键均影响该键所在行和列的电平。

因此各按键彼此将相互发生影响，所以必须将行、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。

下面我们以一个4乘4键的键盘为例来说明按键是如何被识别出来的，在开始讨论问题之前，我们先要强调一个事实，用户的按键速度相对于单片机的运行速度来说是相当慢的，在用户按下键到释放键这一段时间内，单片机有足够多的时间运行键盘识别程序。

键盘及接口技术


（二）．引脚功能说明 ）．引脚功能说明 DB0-7：数据总线； ：数据总线； CLK：时钟输入线，用于产生内 ：时钟输入线， 部定时； 部定时； RES：复位，高电平有效；复位 ：复位，高电平有效； 设置为： 后8279设置为： 设置为 16位显示、左边输入、编 位显示、 位显示 左边输入、 码扫描键盘，双键封锁、 码扫描键盘，双键封锁、时钟 系数为31。 系数为 。 CS：片选； ：片选； A0：地址输入； ：地址输入； A0 =“1”：命令或状态信息 ： “0”：数据信息 (2个口地 ： 个口地 址)
3、用8279实现对矩阵键盘的接口 、 实现对矩阵键盘的接口
Intel8279是一种通用可编程键盘，显示器接口 是一种通用可编程键盘， 是一种通用可编程键盘 芯片，除完成LED显示控制外，还可完成矩阵键盘 显示控制外， 芯片，除完成 显示控制外 的输入控制。 的输入控制。 键盘输入部分提供一种扫描工作方式， 键盘输入部分提供一种扫描工作方式，最多可 个按键的矩阵键盘连接， 与64个按键的矩阵键盘连接，能对键盘不断扫描， 个按键的矩阵键盘连接 能对键盘不断扫描， 自动消抖，自动识别出按下的键并给出编码， 自动消抖，自动识别出按下的键并给出编码，能对 双键或n键同时按下实行保护 键同时按下实行保护。 双键或 键同时按下实行保护。 Intel8279内部结构主要由 控制和数据缓冲 内部结构主要由I/O控制和数据缓冲 内部结构主要由 时序控制逻辑、扫描计数器、键输入控制、 器、时序控制逻辑、扫描计数器、键输入控制、 FIFORAM和显示 和显示RAM及显示地址寄存器等部分组 和显示 及显示地址寄存器等部分组 成。
除采用P1口作为输入口外，还可以用扩展 口构成并行 除采用 口作为输入口外，还可以用扩展I/O口构成并行 口作为输入口外 式键盘接口电路，如用8255扩展 口，用74LS244扩展输入 式键盘接口电路，如用 扩展I/O口 扩展输入 扩展 口等。 口等。
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四、动态显示方式
动态显示电路 连结形式： ① 显示各位的所有 相同字段线连在一起， 共8段，由一个8位 I/O口控制。 ② 每一位的公共端 （共阳或共阴COM） 由另一个I/O口控制。
多位LED数码管有字段码输入端a、b、c、d、 e、f、g、dp和位码输入端com1、com2…，只有在相 应位位码输入有效的前提下，相应位的字符才可被点 亮。
0x92
6 0 1 1 1 1 1 0 1 0x7D 1 0 0 0 0 0 1 0
0x82
7 0 0 0 0 0 1 1 1 0x07 1 1 1 1 1 0 0 0
0xF8
8 0 1 1 1 1 1 1 1 0x7F 1 0 0 0 0 0 0 0
0x80
9 0 1 1 0 1 1 1 1 0x6F 1 0 0 1 0 0 0 0
【分析与练习】
若将电路中的共阳极数码管改成共阴 极数码管，电路和程序应如何修改以实现 相同功能？
§6-2 键盘接口
键盘在单片机系统中是一个很重要的部件，它 主要用于输入数据、查询和控制系统的工作状态，是人工 干预计算机的主要手段。
微机中所用的键盘可分为编码键盘和非编码键 盘两种。编码键盘采用硬件电路来实现键盘编码，每按一 个键，键盘能自动产生按键代码，键数较多，而且还具有 多键处理和硬件去抖动功能。非编码键盘仅提供按键开关 工作状态，其他工作由软件完成，这种键盘键数较少，硬 件简单，一般在单片机应用系统中广泛使用 。
(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)、CAP-ELEC(电解电 容)、RES(电阻)、 RESPACK-8 (排阻)、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要求的功能。
0xF9
2 0 1 0 1 1 0 1 1 0x5B 1 0 1 0 0 1 0 0
0xA4
3 0 1 0 0 1 1 1 1 0x4F 1 0 1 1 0 0 0 0
0xB0
4 0 1 1 0 0 1 1 0 0x66 1 0 0 1 1 0 0 1
0x99
5 0 1 1 0 1 1 0 1 0x6D 1 0 0 1 0 0 1 0
二、LED数码管编码方式
表5-1 共阴和共阳LED数码管几种八段编码表
Байду номын сангаас
显示
共阴顺序小数点暗
共阳顺序小数点暗
数字 Dp g f e d c b a 16进制 Dp g f e d c b a 16进制
0 0 0 1 1 1 1 1 1 0x3F 1 1 0 0 0 0 0 0
0xC0
1 0 0 0 0 0 1 1 0 0x06 1 1 1 1 1 0 0 1
由于在动态显示方式下，每位显示时间 比较短，为了达到足够的亮度，需要较大的瞬时电流， 所以必须加接驱动电路，如7406\7407\ULN2003A等或 用分立元件三极管作为驱动器。动态显示时，一般在
每位上持续点亮1～2ms，每隔20ms左右重复点亮一
遍，重复扫描时间不能超过40ms，这样就可实现稳定
单片机应用系统中，常用的显示器主要有
LED(发光二极管显示器)和LCD(液晶显示器)。这
两种显示器具有耗电小、配置灵活、线路简单、 安装方便、耐振动、寿命长等优点。
一、LED数码管
LED数码管分类： 按其内部结构可分为共阴极型和共阳极型。
按显示颜色也有多种形式，主要有红色和绿色。 按亮度强弱可分为超亮、高亮和普亮。 正向压降一般为1.5～2V，额定电流为10mA， 最大电流为40mA。
第6章 显示与键盘接口技术
本章要点:
LED数码管及编码方式 静态显示方式及其典型应用电路 动态显示方式及其典型应用电路 键盘去抖动和连接、控制方式 矩阵式键盘及其接口电路 键盘、显示接口电路应用举例
§6-1 显示接口
为了便于人机交互，通常需要用一种显示器作 为单片机的输出设备，用来显示单片机系统的键 输入设定值、中间信息以及系统运行结果等。
LED动态显示实例
本例是应用AT89C51单片机实现秒表功能。设计要求：采用4位共阳极LED设计4 位数的LED动态显示电路，其功能为0.1秒计时，从0开始，加到999.9秒时，自动归 0，周而复始循环计时，具有自动灭零功能。
(一)、参考电路
单片机采用AT89C51，系统时钟fosc=12MHz，LED显示器为4位共阳极数码管， P0口为字段码输出，P2口为位码输出，低电平有效，其具体参考电路如下图所示。
0x90
显示数转换为显示字段码的步骤：
⑴ 从显示数中分离出显示的每一位数字 方法是将显示数除以十进制的权
⑵ 将分离出的数字转换为显示字段码 方法是采用数组查表
【例】已知要显示的数为98，试将其转换为2位共阳字段 码（顺序）。
(1)将98除以10，商(9)就是十位数，余数(8)就是个位数。 (2)查表5－1可得，9的显示字段码为0x90,而8的的显示字
段码为0x80。
三、静态显示方式及其典型应用电路
LED数码管显示分类：静态显示方式和动态显示方式。
⑴ 静态显示方式，每一位字段码分别从I/O口（或输 出锁存器）输出，保持不变直至显示数据更新。
特点：编程较简单，但占用I/O口线多，一般适用 于显示位数较少的场合。
⑵ 动态显示方式，在某一瞬时显示一位，依次循环 扫描，轮流显示，由于人的视觉滞留效应，人们看 到的是多位同时稳定显示。
特点：占用I/O口线少，电路较简单，编程较复 杂，CPU要定时扫描刷新显示。一般适用于显示位数 较多的场合。
1、并行扩展静态显示电路
注意：74LS377为带输出允许控制的8位锁存器，OE端为低电平，且CLK端上升沿时， D端数据被锁存，从相应的Q端输出。
2、BCD码输出静态显示电路
注意：CD4511是一个 用于驱动共阴极 LED 显示器的BCD码-锁存/ 7段译码/驱动器，其输 入为数字的8421 BCD， 输出为相应数字的显示 字段码， LE为锁存控 制端，低电平有效。