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显示与键盘接口

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ARM7的键盘与VFD显示器接口技术

ARM7的键盘与VFD显示器接口技术

ARM7的键盘与VFD显示器接口技术引言仪表行业以及工业生产过程对实时性、处理速度、智能化等方面有了更高的要求，而ARM 微处理器具有功耗低、指令吞吐量高、实时中断响应、处理器宏单元性价比高等特点，因此，将ARM 微处理器引入产品和工业生产的开发设计中已经成为一种必然趋势。

在工业控制和产品设计中，一般都要求具有供操作的键盘和可视化界面。

传统显示模块的设计一般都是采用I／O口外扩驱动电路连接而成，显示器一般都采用LED 或LCD，要么成本低但实现起来比较复杂，要么实现起来简单成本却很高。

笔者综合考虑了成本、实现的难易程度、功能以及稳定性等方面的要求，提出了一种实现起来较容易且具有较高对比度和精度的VFD 显示的方法。

1 硬件电路的实现考虑到未来市场对功耗、处理速度、实时性、多功能、多任务处理等方面会有更高的要求，本设计采用基于周立功公司MiniARM 的M2020―FNU20嵌入式核心板(微处理器为LPC2220)及其M22A 开发板。

M22A 开发板的板上资源主要有：◆μC／OS―II实时操作系统；◆TCP／IP 协议、FAT32 文件管理系统；◆UART、I2C、SPI 通信接口；◆JTAG 接口支持在线调试；◆工业级10M 以太网控制接口CSB900A―IQ；◆2 MB NOR Flash 程序存储器等。

另外，现代工业控制和产品生产大都需要可供操作的键盘以及可视化界面。

本设计采用HTl6511 芯片驱动键盘和显示。

考虑到工业生产中各种不利环境的影响，本设计采用具有较高对比度，且具有很好的可靠性与环境适应性的VFD(真空荧光显示器)进行显示。

HTl6511 是一个典型的VFD 驱动芯片，由5 个led 输出口、1 个控制电路、1 个显示存储器(内部)和1 个按键扫描电路组成。

微处理器通过三线串行接口对HTl6511 进行串行数据输入、输出。

图1 是系统硬件电路框图，主要包括LPC2220 与驱动芯片HTl6511 的连接。

第16讲键盘及显示器接口

第16讲键盘及显示器接口
第16讲键盘及显示器接口
•七段码LED显示器字型码表
第16讲键盘及显示器接口
• LED数码显示器的接口方法与接口电路 1.LED数码显示器的接口方法 单片机与LED数码显示器有以硬件为主以 软件为主的两种接口方法。 • 1)以硬件为主的接口方法 •
第16讲键盘及显示器接口
•以硬件为主的LED显示器接口电路
第16讲键盘及显示器接口
• 2)以软件为主的接口方法 这种接口方法的电路，它是以软件查表 代替硬件译码,不但省去了译码器,而且还 能显示更多的字符。但是驱动器是必不 可少的,因为仅靠接口提供不了较大的电 流供LED显示器使用。
第16讲键盘及显示器接口
•以软件为主的LED显示器接口电路
第16讲键盘及显示器接口
第16讲键盘及显示器接口
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/25
第16讲键盘及显示器接口
LED数码显示器接口
• 1. LED数码显示器的结构 • LED数码显示器是一种由LED发光二
极管组合显示字符的显示器件。它使用 了8个LED发光二极管,其中7个用于显示 字符,1个用于显示小数点,故通常称之为7 段(也有称作8段)发光二极管数码显示器。
第16讲键盘及显示器接口
•7段LED数码显示器
•WAIT: JNB RI,WAIT
；未接收完一帧，循环等待
•
CLR RI
；清RI标志，准备下次接收
第16讲键盘及显示器接口
•MOV •MOV •INC •DJNZ •DJNZ •
A,SBUF ；读入数据
@R0,A
；送至RAM缓冲区
R0
；指向下一个地址
R1,RXDATA ；未读完一组数据，继续

《键盘显示器接口》课件

《键盘显示器接口》课件

更新显示
将显示缓冲区中的内容传 输到显示器上，更新显示 内容。
数据传输协议
数据传输方式
确定键盘和显示器之间的数据传输方式，如并行或串 行传输。
数据格式
定义传输数据的格式，包括起始码、数据码、校验码 和结束码等。
数据传输控制
实现数据的发送和接收控制，确保数据正确无误地传 输。
04
键盘显示器接口的应用场景
05
键盘显示器接口的未来发展
技术创新与改进
新型显示技术
随着科技的发展，新型显示技术 如有机发光显示、柔性显示等将 逐渐应用于键盘显示器接口，提 供更丰富、更真实的视觉体验。
智能化交互
借助人工智能和机器学习技术， 键盘显示器接口将实现更智能的 交互方式，如语音识别、手势控 制等，提升用户的使用体验。
无线连接与云技术
无线连接和云技术的应用将使键 盘显示器接口实现远程控制和数 据同步，方便用户在不同设备间 无缝切换。
应用领域拓展
虚拟现实与增强现实
随着虚拟现实和增强现实技术的发展，键盘显示器接口将应用于 更多场景，如游戏、教育、医疗等，满足不同领域的需求。
智能家居与物联网
智能家居和物联网的普及将推动键盘显示器接口在家庭和办公环境 中的应用，实现设备间的互联互通和智能化管理。
办公自动化
01
文字处理
键盘是输入文字的主要工具，显示器则用于显示 文字和图像，实现文档编辑、排版等功能。
02
数据录入
在各种办公软件中，键盘用于输入数据，显示器 则实时显示数据录入结果，便于核对和修改。
游戏控制
键盘操作
游戏玩家通过键盘实现对角色的移动、攻击、技 能释放等操作，显示器则实时显示游戏画面。
移动设备与可穿戴设备

1-单片机键盘与显示电路设计

1-单片机键盘与显示电路设计

独立式按键 单片机控制系统中，往往只需要几个 功能键，此时，可采用独立式按键结构。 1．独立式按键结构 独立式按键是直接用I/O口线构成的单 个按键电路，其特点是每个按键单独占 用一根I/O口线，每个按键的工作不会影 响其它I/O口线的状态。独立式按键的典 型应用如图９-３所示。
V CC
P 1.0 P 1.1 P 1.2 P 1.3 P 1.4 P 1.5 P 1.6 P 1.7
P1口某位结构

P1口电路中包含有一个数据输出锁存器、一个三态数据输入缓冲器 、一个数据输出的驱动电路。 P1口的功能和驱动能力

P1口只可以作为通用的I/O口使用；
P1可以驱动4个标准的TTL负载电路； 注意在P1口作为通用的I/O口使用时，在从I/O端口读入数据时，应 该首先向相应的I/O口内部锁存器写“1”。 举例：从P1口的低四位输入数据 MOV MOV P1,#00001111b ;;先给P1口底四位写1 A,P1 ;;再读P1口的底四位
依此规律循环，即可使各位数码管显 示将要显示的字符。虽然这些字符是在不 同的时刻分别显示，但由于人眼存在视觉 暂留效应，只要每位显示间隔足够短就可 以给人以同时显示的感觉。 采用动态显示方式比较节省I/O口，硬 件电路也较静态显示方式简单，但其亮度 不如静态显示方式，而且在显示位数较多 时，CPU要依次扫描，占用CPU较多的时 间。
矩阵式按键 单片机系统中，若使用按键较多时，通 常采用矩阵式（也称行列式）键盘 1.矩阵式键盘的结构及原理 矩阵式键盘由行线和列线组成，按键位 于行、列线的交叉点上，其结构如下图9-4 所示。
＋5 V 0 4 8 12 0 1 5 9 13 1 2 6 10 14 2 3 7 11 15 3 0 1 2 3

第七章显示与键盘讲解

第七章显示与键盘讲解

// LCD忙，继续查询，否则退出循环
RW=0; delay1();
RS=0; delay1();
// RW=1，RS=0，写LCD命令字
E=1; delay1();
//E端时序
P1=com; delay1();
//将com中的命令字写入LCD数据口
E=0; delay1();
RW=1; delay(255);
}
字符LCD 液晶显示和接口
写命令操作
编号
指令名称
控制信号
1
清屏
0
0
2
归home位
0
0
3
输入方式设置 0
0
4
显示状态设置 0
0
5
光标画面滚动 0
0
6
工作方式设置 0
0
7
CGRAM地址设置 0
0
8
DDRAM地址设置 0
0
9
读BF和AC
0
1
命令字 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
0
0 0 0 0 001
Vss: +5V电源管脚(Vcc) VDD: 地管脚(GND) Vo: 液晶显示驱动电源(0V～5V)
字符LCD 液晶显示和接口
1 23
LCD模块
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
VSS VDD VO RS R/W E DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 A K
LED大屏幕显示器和接口
LED大屏幕显示器结构及原理
LED大屏幕显示器和接口
LED大屏幕显示器结构及原理
“大”字显示字型码示意图

键盘显示器及功率接口

键盘显示器及功率接口

6.1.4 BCD码拨盘接口
BCD码十进制拨盘是向单片机应用系统输入数据的设 备，是一种硬件设置数据的设备。使用拨盘输入的数据具 有不可变性，却又易于修改。十进制输入，BCD输出的拨 盘是最常使用的一种。图6-7所示是一个4位BCD码拨盘组 结构和连接示意图。每位拨盘有0～9十个拨动位置，每个 位置有相应的数字表示，分别代表拨盘输入的十进制数。 所以，一位拨盘可以代表一位十进制数，可以根据设计的 需要，用多位BCD码拨盘组成多位十进制数。
判断是否有键下的方法是，查询哪一根接按键的I/O线为 低电平时，便知此键按下。独立式非编码键盘的优点是电路结 构简单。缺点是当键数较多时，占用的I/O口线多。例如编写 图6-4所示的键处理程序如下：
图 6-4 独立式非编码键盘
程序清单 START：MOV A，#0FFH ； 输入时先置P1口为全1 MOV P1，A MOV A，P1 ；键状态输入 JNB ACC.0，P0F ；0号键按下转POF标号地址 JNB ACC.1，P1F ；1号键按下转P1F标号地址 JNB ACC.2，P2F ；2号键按下转P2F标号地址 JNB ACC.3，P3F ；3号键按下转P3F标号地址 JNB ACC.4，P4F ；4号键按下转P4F标号地址 JNB ACC.5，P5F ；5号键按下转P5F标号地址 JNB ACC.6，P6F ；6号键按下转P6F标号地址 JNB ACC.7，P7F ；7号键按下转P7F标号地址 SJMP START ；无键按下返回
图 6-7 4位BCD码拨盘结构和连接
BCD码盘有一个输入控制线A，4个BCD码输出信号线。拨盘的各个 不同的位置，使输入控制线A分别与4根BCD码输出线中的某几根接通， 使BCD码输出线的状态与拨盘所显示的值一致，并使该编码信号输入单 片机的CPU。BCD码拨盘的输入输出状态如表6-2所示。

键盘接口技术

键盘接口技术
第六章
单片机显示和键 盘接口
主要内容
键盘接口技术：键盘接口技术概述 、 键盘接口的实现。
6.2
单片机键盘接口技术
一、概述
键盘由一系列按键开关组成，它是
单片机系统中最常用的人机联系的一 种输入设备。用户通过键盘可以向 CPU输入数据、地址和命令。
键码：每个按键都被赋予一个代码。
1.键盘分类
按键值编码方式:编码键盘与非编码键盘 编码键盘: 采用专用的编码/译码器件,被按 下的键由该器件译码输出相应的键码/键值。 特点：增加了硬件开销，编码因选用器件而 异，编码固定，但编程简单。适用于规模大 的键盘。
RETI
特点： 此子程序采用中断查询不会漏判,省时。 键的优先级由指令顺序决定。 为防止一次按键多次中断，在功能子程
序里应安排“关/开中断指令”并“延
时”。
独立连接式键盘实验1： 条件：按K1：30H加1，K2：30H减1。 K1 EQU P1.0 K2 EQU P1.1 主程序流程：
调用键盘子程序
2.反转法 行列线交换输入、输出，两步获取按 键键号。
按键处理程序： 有按键输入？ 延时消抖
确有按键？
键扫描求键号
延时等待 按键释放？
键译码求键值 是数字键？
修改显示缓冲区
跳转各功能程序
KEY:
JB JB MOV RL JNB
K1,LP1 K1,LP1 A,K1 A K1,$
CALL DELAY
MOV K1,A SJMP FH
LP1:
JB
JB MOV RR JNB
K2,FH
K2,FH A,K2 A K2,$
CALL DELAY
MOV K2,A FH: RET
DELAY: MOV R7,#5

键盘-显示器专用接口芯片8279

键盘-显示器专用接口芯片8279
3. 与显示器接口的引脚
OUTA0～OUTA3：A组显示信号输出线。 OUTB0～OUTB3：B组显示信号输出线。
DB：消隐输出线，低电平有效。 该输出信号在数字切换显示或使用显示消隐命令时，将显示消
隐。
1.3 8279的寄存器
1. 命令寄存器
8279的命令寄存器为8位寄存器，我们以D7～D0表示它的 各位，其中高3位（D7、D6、D5）是命令的特征位，不同的状 态组合代表着不同的命令。8279共有8条命令：
（1）键盘/显示方式设置命令（D7D6D5=000）
此命令用于设置键盘与显示器的工作方式，各位定义如下：
D7
D6 D5
D4
D3
D2
D1
D0
0
0
0
D
D
K
K
K
DD两位用来设定显示方式：
00 8个字符显示——左入（指在显示时，显示字符是从左 面向右面移动）。
01 16个字符显示——左入。
10 8个字符显示——右入（指在显示时，显示字符从右面 向左面移动）。
若8279被设定为键盘扫描N键轮回方式，如果发现有多个键被同 时按下，则FIFO状态字中的错误特征位S/E将置位，并产生中断请 求信号和阻止写入FIFO RAM。
2. 状态寄存器
8279的状态寄存器为8位寄存器，主要用于键盘和选通工 作方式，以指示FIFO RAM中的字符数是否有错误发生，其字位 意义如下：
清除显示RAM大约需要100μs的时间。在此期间，FIFO状态字 的最高位Du=1，表示显示无效，CPU不能向显示RAM写入数据。
（8）结束中断/错误方式设置命令（D7D6D5=111）
D7
D6
D5
D4

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

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

键盘显示器接口

键盘显示器接口
图10-2 其他各种字型的LED显示器
4
10.1.2 LED数码管工作原理 图10-3所示为显示4位字符的LED数码管的结构原理
图。N位位选线和8 N条段码线。段码线控制显示字型， 而位选线控制着该显示位的LED数码管的亮或暗。
图10-3 4位LED数码管的结构原理图
5
LED数码管有静态显示和动态显示两种显示方式。 1．LED静态显示方式
另一种是采用专用的键盘/显示器接口芯片，这类芯片 中都有自动去抖动的硬件电路。
12
10.2.2 键盘的工作原理 键盘可分为两类：非编码键盘和编码键盘。 非编码键盘是利用按键直接与单片机相连接而成，这种 键盘通常使用在按键数量较少的场合。使用这种键盘，系 统功能通常比较简单，需要处理的任务较少，但是可以降 低成本、简化电路设计。按键的信息通过软件来获取。 1．非编码键盘 常见的为两种结构：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。
KEY1： MOV C，P1.1；读P1.1的按键状态 JC KEY2 ；P1.1为高，该键未按下，跳KEY2， ；判下一个键 LJMP PKEY1 ；P1.1的键按下，跳PKEY1处理
17
KEY2： MOV C，P1.2 JC KEY3
LJMP PKEY2 KEY3： MOV C，P1.3
…… …… KEY7： MOV C，P1.7 JC RETURN
一种软件延时，本思想是：在检测到有键按下时，该键 所对应的行线为低电平，执行一段延时10ms的子程序后， 确认该行线电平是否仍为低电平，如果仍为低电平，则确 认该行确实有键按下。当按键松开时，行线的低电平变为 高电平，执行一段延时10ms的子程序后，检测该行线为 高电平，说明按键确实已经松开。采取本措施，可消除两 个抖动期t1和t3的影响。
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2.简单键盘接口电路
简单键盘接口电路采用直接编码输入方式，每 一个按键独立地接入一根输入线，如图所示：
3.矩阵式键盘接口电路
矩阵式键盘输入电路一般由输出锁存器(行线)、输入缓 冲器(列线)和键盘开关矩阵三个部分组成，如图所示。
任务演示
任务T9——数据采集和分析系统之显示与键盘接口。
三、LCD显示器的工作原理及接口技术
(3)LED驱动电路
CPU与LED显示器连接时一般可以采用分立元件（如：三极 管）或驱动芯片来增强驱动能力。
2.静态LED显示接口
LED静态显示接口电路由笔段代码锁存器、笔段译码器（由 软件译码的LED静态显示接口电路不需要译码器）等部分组成。
(1)软件译码方式的LED接口电路 驱动程序如下：
MOV DPTR，#1000H
2. LCD显示器驱动电路
在LCD显示驱动电路中，最常用的方法是将交流驱动信号与 显示控制信号异或后接上电极，而交流驱动信号接下电极，
如图所示：
LCD显示驱动电路也分为静态显示驱动和动态显示驱动两种
方式。LCD显示驱动方式与LCD电极连接方式有关。图(a)可 以使用静态显示驱动方式，图(b)只能使用动态显示驱动方式。
1.LCD显示器的结构
LCD(Liquid Crystal Device)显示器，即液晶显示器，属于一 种利用光反射的被动显示器件，适合在明亮场合下使用。LCD 显示器具有体积小、重量轻、工作电压低、功能耗小等特点， 广泛用作各类电子设备(如钟表、计算器、BP机、手机等)的显 示器件。
LCD显示器分为动态散射型和场效应型两大类，而场效应型 又分为反射式场效应型和透射式场效应型。
习题：
使用两片74LS244设计接口电路，把A、B、 C、D四个拨盘设置的BCD码依次输入到内 部RAM的30H～31H单元，并编写程序输 入数据。
(2)笔段式LED显示器结构
通常所说的LED显示器由8个发光二极管组成，其引脚及 笔段排列如图所示。其中a～g段用于显示数字、字符的笔 划，dp显示小数点，而3、8引脚连接，作为公共端。LED 显示器的发光二极管有共阳极和共阴极两种连接方法。
从LED显示器的结构可以看出，不同笔段的组合就可以构成 不同的字符。 LED显示器共阴级编码见表 :
5.4 显示与键盘接口
一、LED显示接口
显示器是常用的输出设备之一，目前使用较多的显示器有 LED数码显示、LCD液晶显示、CRT显示器等。
1. LED显示器如何工作
(1)发光二极管的工作原理 当V2接低电平时，若V1接高电平，二极管发光；若V1接低
电平，二极管不发光。当V2接高电平时，V1为任何电平，二极 管均不发光。
LD0： MOV A，@R0 ；取出显示数据
ADD A，#10H
；调整偏移量
MOVC A，@A+PC ；查表取字形代码
MOV P1，A ；从P1口输出字形
MOV P0，R3 ；通过P0口输出字位，并锁存
ACALL DL ；延时1ms
INC R0
Байду номын сангаас
；转向下一缓冲单元
MOV A，R3
JB ACC.4，LD1
线，不适合多位LED显示器接口。实际应用中，多位LED显 示器通常是采用动态扫描的方法进行显示。
动态LED显示电路一般由三个部分组成，即显示器、字 形锁存驱动器和字位锁存驱动器。
利用P0口和P1口的显示接口电路 ：
显示驱动程序为：
MOV R0，#70H
；将缓冲区首址送R0
MOV R3，#01H ；将位控码初值送R3
；判断是否到最高位，到则返回
RL A ；向显示器高位移位
MOV R3，A ；位控码送R3保存
AJMP LD0 ；继续扫描
LD1： RET
DSEG DB 3FH，06H，5BH，4FH，……；字形代码表
DL： ……
； 延时程序(略)
二、键盘接口
1.键盘接口需要解决的问题
(1)键盘电路形式。 (2)键盘按键编码和按键功能。 (3)键盘监控方式。 (4)按键去抖动问题。
；取笔段代码表首地址，送入DPTR
MOVC A，@A+DPTR
；将相应笔段代码送到累加器A中
MOV P0，A
；将取出的笔段代码送P0口
ORG 1000H
DB C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H，… ；笔段代码表
(2)硬件译码方式的LED显示接口 该电路使用CD4511作为锁存/译码/驱动电路。
显示驱动程序如下：
MOV R0，#30H ；取显示缓冲区首地址 MOV DPTR，#8000H ；将LED显示器个位 端口地址送
DPTR DISP： MOV A，@R0
MOVX @DPTR，A
；显示数
INC R0
INC DPTR CJNE R0，#34H，DISP
3.动态LED显示接口
静态显示接口虽然显示程序简单，但由于占用过多的I/O口