51单片机学习-第9章 键盘与显示器接口技术 (2)-文档资料

第9章
单片机与外设接口技术
9.1 键盘接口技术 9.2 显示器接口技术 9.3 D/A转换接口技术 9.4 A/D转换接口技术 9.5 IC卡接口技术
பைடு நூலகம்
9.1
9.1.1
键盘接口技术
键盘的基本工作原理
键盘是单片机应用系统中不可缺少的设备，通过它可以向计算机 传递信息。键盘实际上是一组开关的集合：当键按下时，两根导线接 通；释放时，两根导线不通。常用键盘电路有两种：独立式键盘和矩 阵式键盘。 1．独立式键盘的原理 最简单的键盘为独立式键盘电路，如图 9-1所示。每个键对应P1.0～P1.7的一位， 没有键闭合时，通过上拉电阻（单片机内部 有上拉电阻，外部可省略）使P1口处于高电 位。当有一个键按下时，就使P1.x接地成为 低电位，因此，CPU只要检测到P1.x为“0”， 便可以判别出对应键已按下。 但是，用图9-1的结构来设计键盘有一个 很大的缺点，就是当键较多时，引线太多， 占用的I/O端口也太多。
图9-4 软件法 去抖动流程框图
9.1.2
键盘工作方式
键盘电路的最大特点是实时性，操作人员对键盘的操作是随机的， 不论何时按键，CPU都需响应键盘信息。通常，键盘工作方式主要有 三种，即程序控制扫描、定时扫描和中断扫描。 1．程序控制扫描方式 键盘的扫描采取程序控制方式，仅在CPU空闲时，才调用键盘扫描 子程序，并反复地扫描键盘，直到用户从键盘上输入命令或数据，而 在执行键入命令或处理键入数据过程中，CPU将不再响应键盘输入要 求，直到CPU重新调用键盘扫描子程序为止。键盘扫描子程序流程如 图9-5所示。 键盘扫描子程序主要完成如下功能。 （1）判别有无键按下。如图9-6所示，PA口输出全0，读PC口状态， 若PC0～PC3全为1，则说明无键按下；若不全为1，则说明有键按下。

第9章 单片机与键盘、显示器的接口技术 图9.2 硬件防抖电路
第9章 单片机与键盘、显示器的接口技术
9.1.2 独立式键盘与单片机的接口 键盘接口有独立式键盘接口和行列式键盘接口两种。
独立式键盘是每个按键独立地占用一条I/O接口线，每条I/O 接口线上按键的工作状态不会影响其它I/O口线的工作状态。 通过检测输入线的电平状态可以很容易地判断哪个按键按下， 如图9.3所示。当无按键按下时，对应的I/O线为高电平；当 某一按键按下时，相应的I/O线变为低电平。
行输出(PA口) 数据和列输入(PB口) 数据中“0”对应的 位置，表示该键的键值，即键值=行值×10H+列值。图9.5中 各个键的键值如表9.1所示。
第9章 单片机与键盘、显示器的接口技术
表9.1 键值的表示(十六进制)
行值 0
1
2
3
4
5
6
7
列值
0
00 10 20 30 40 50 60 70
1
第9章 单片机与键盘、显示器的接口技术
CS ：片选输入线，低电平有效。当 CS =0 时，8279 被选 中，允许 CPU 对其进行读/写操作。
A0：缓冲器地址输入线。当 A0=1 时，若 CPU 进行写操 作，则写入的是命令字，若进行读操作，则从 8279 读出的是 状态字；当 A0=0 时，写入字节或读出字节均为数据。
第9章 单片机与键盘、显示器的接口技术 图9.8 LED驱动电路
第9章 单片机与键盘、显示器的接口技术
9.3 键盘/显示接口芯片及其应用 9.3.1 键盘/显示并行接口芯片8279
8279是Intel公司为8位微处理器设计的通用可编程键盘/ 显示接口芯片，有键盘输入和显示器输出两种功能。键盘输入 时，提供自动扫描，能与键盘或传感器组成的矩阵相连，接收 输入信息，能自动消除开关抖动并能对多键同时按下提供保护； 显示输出时，有一个16×8位显示RAM，其内容通过自动扫描， 可由8或16位LED显示。8279采用40引脚DIP封装，其引脚排列 如图9.9所示。

8.2单片机与显示器接口技术 1）LED显示器结构与原理
⑴ LED显示器结构
共阴极和共阳极的七段显示代码如下：
显示字符 0 1 2 3 共阴极段代码 共阳极段代码 显示字符 3FH 06H 5BH 4FH C0H F9H A4H B0H c d E F 共阴极段代码 共阳极段代码 39H 5EH 79H 71H C6H A1H 86H 8EH
6.4 LED显示器及接口设计
一、LED显示器结构和字段码关系
由发光二极管组成，不同的发光段亮，可组成不 同字型，电流太大，耗电量大，电流太小，发光度不 够，一般各管电流在10mA较合适。
P1.0
P1.1
+5v
输入每根I/O接口引线的信号
对应某个数据。
P1.7
2. 键盘的可靠性
消除抖动电路
“1” “0 ”
+5v
抖动时间 ＜10ms 开关动作时间 ＞100ms
＆
＜10ms
开关
+5v
＆
I/O 接 口
单 片 机
消除抖动电路
二、独立式按键接口程序设计
键盘处理程序任务 1)键输入 检查键盘是否有键被按下，消除按 键抖动。确定被按键的键号，获取键号。 硬件电路消除抖动或软件消除抖动。 2)键译码 键号为键盘位置码，根据键号查表 得出被按键的键值。键值：数字键0～9、 字符键0AH～0FH、功能键10H～ 。 3)键处理 根据键值转移到不同程序段。若键 值属于数字、字符键，则调用显示数字 和字符的子程序。若键值属于功能键， 则进行多分支转移，执行各个功能程序 段。
4
5 6 7 8 9 A
66H
6DH 7DH 07H 7FH 6FH 77H

51单片机的I/O外设 的接口
本章内容
51单片机的键盘与显示器接口 键盘、显示器接口芯片8279
9.1 LED数码管的接口
LED（Light Emitting Diode）发光二极管缩写。 LED数码管是由发光二极管构成的。
9.1.1 LED数码管的结构
常见的LED数码管为“8”字型的，共计8段。每一段对应一 个发光二极管。有共阳极和共阴极两种，如图9-1所示。
• 图9-6所示为8位LED动态显示2009.10.10的过程。图9-6（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9-6（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。
• 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。
“1”
“0”
抖动时间 ＜10ms
开关动作时间 ＞100ms
＜10ms
图9.8 键闭合和断开时的电压抖动
1. LED静态显示方式
图9-4 4位LED静态显示电路
2. LED动态显示方式
• 无论在任何时刻只有一个LED数码管处于显示状态，即单片机采用“扫描” 方式控制各个数码管轮流显示。
• 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。
为了使数码管显示不同的符号或数字，要把某些段发光二极管点亮，就 要为LED数码管提供段码（字型码）。
LED数码管共计8段。正好是一个字节。习惯上是以“a”段对应段码字 节的最低位。各段与字节中各位对应关系如表9-1所示。