键盘与显示器接口A课件

1、键盘与显示器接口A1 键盘与显示器接口A2 键盘与显示器接口A3 键盘与显示器接口A4 键盘与显示器接口A5 键盘与显示器接口A6 键盘与显示器接口A7 11.1.1 LED11.1.1 LED显示器接口原理显示器接口原理 LED(Light Emitting Diode):LED(Light Emitting Diode):发光二极管的缩写。发光二极管的缩写。 显示器前面冠以显示器前面冠以“LED”LED”。 11.1.1.1 LED11.1.1.1 LED显示器的结构显示器的结构 常用的常用的LEDLED显示器为显示器为8 8段段（或（或7 7段段，8 8段比段比7 7段多了一段多了一 个

2、小数点个小数点“dp”dp”段）。段）。 有有共阳极共阳极和和共阴极共阴极两种。如图所示。两种。如图所示。 键盘与显示器接口A8 键盘与显示器接口A9 为使为使LEDLED显示不同的符号或数字，要为显示不同的符号或数字，要为LEDLED提供段码提供段码 （或称字型码）。（或称字型码）。 提供给提供给LEDLED显示器的段码显示器的段码（字型码字型码）正好是一个正好是一个 字节（字节（8 8段）。段）。各段与字节中各位对应关系如下：各段与字节中各位对应关系如下： 键盘与显示器接口A10 表表11-1 LED11-1 LED段码（段码（8 8段）段） 键盘与显示器接口A11 键盘与显示器接口A12

3、 键盘与显示器接口A13 键盘与显示器接口A14 N N个个LEDLED显示块有显示块有N N位位位选线位选线和和8 8N N根根段码线段码线。 11.1.1.2 LED11.1.1.2 LED显示器工作原理显示器工作原理 图是图是4 4位位LEDLED显示器的结构原理图。显示器的结构原理图。 键盘与显示器接口A15 段码线段码线控制控制显示的字型显示的字型， 位选线位选线控制控制该显示位的亮或暗。该显示位的亮或暗。 静态显示静态显示和和动态显示动态显示两种显示方式。两种显示方式。 1. 1. 静态显示方式静态显示方式 各位的各位的公共端公共端连接在一起（接地或连接在一起（接地或+5V+5V）

4、。）。 每位的每位的段码线段码线（a adpdp）分别）分别与一个与一个8 8位的锁存器位的锁存器 输出相连。输出相连。 显示字符一确定，相应锁存器的段码输出将维持显示字符一确定，相应锁存器的段码输出将维持 不变，直到送入另一个段码为止。不变，直到送入另一个段码为止。显示的亮度高显示的亮度高。 键盘与显示器接口A16 特点：特点： 软件简单软件简单，但占用，但占用I/O 口线多口线多，功耗大功耗大 4 4位静态位静态LEDLED显示器电路。该电路各位可独立显示。显示器电路。该电路各位可独立显示。 键盘与显示器接口A17 MOV P1, #0C0H ;0的字模的字模 MOV P2, #0F9H

5、;1的字模的字模 键盘与显示器接口A18 11.1.1.3 11.1.1.3 动态显示方式动态显示方式 所有位的所有位的段码线相应段段码线相应段并在一起，并在一起，由一个由一个8 8位位I/OI/O口控制口控制，形成，形成段段 码线的多路复用码线的多路复用，各位的各位的公共端公共端分别由相应的分别由相应的I/OI/O线控制，形成各线控制，形成各 位的位的分时选通分时选通。 单片机单片机定时扫描定时扫描显示器件。显示器件。 显示器件显示器件分时工作分时工作，每次只有，每次只有 一个一个LED 显示。显示。 特点：硬件连线少，功耗低；软件复杂，需要不停地扫描。特点：硬件连线少，功耗低；软件复杂，需

6、要不停地扫描。 显示亮度既与显示亮度既与导通电流导通电流有关，也与有关，也与点亮时间点亮时间和和间隔间隔有关。有关。 键盘与显示器接口A19 键盘与显示器接口A20 下图下图8 8位位LEDLED动态显示动态显示2003.10.102003.10.10的过程。的过程。 图（图（a)a)是显示过程，某一时刻，是显示过程，某一时刻， 只有一位只有一位LEDLED被选通显示，其余位被选通显示，其余位 则是熄灭的；则是熄灭的；图（图（b)b)是实际显示是实际显示 结果，人眼看到的结果，人眼看到的 是是8 8位稳定的同时显位稳定的同时显 示的字符。示的字符。 键盘与显示器接口A21 键盘与显示器接口A2

7、2 键盘与显示器接口A23 2. 应用程序设计应用程序设计 例：在例：在6 6 位显示器上依次显示位显示器上依次显示“123456”123456” 1) 1) 设置显示缓冲区：设置显示缓冲区： 7EH7EH79H 79H （6 6 个单元）个单元） 2) 2) 通过查表法，依据缓冲区内容求取字模通过查表法，依据缓冲区内容求取字模 3) 3) 逐位输出位选信号和段码逐位输出位选信号和段码 键盘与显示器接口A24 流程图流程图: 参见参见P.253 图图11.1.4 键盘与显示器接口A25 键盘与显示器接口A26 键盘与显示器接口A27 键盘与显示器接口A28 键盘与显示器接口A29 键盘与显示器

8、接口A30 键盘与显示器接口A31 一、键输入的基本处理过程一、键输入的基本处理过程 键盘与显示器接口A32 抖动时间：抖动时间：10ms 左右，与按键的机械特性有关。左右，与按键的机械特性有关。 1.按键抖动按键抖动 键盘与显示器接口A33 键盘与显示器接口A34 2).软件消抖软件消抖 基本思想基本思想： 检测到有键按下，键对应的行线为低，软件延时检测到有键按下，键对应的行线为低，软件延时 10ms10ms后，行线如仍为低，则确认该行有键按下。后，行线如仍为低，则确认该行有键按下。 当键松开时，行线变高，软件延时当键松开时，行线变高，软件延时10ms10ms后，行线仍后，行线仍 为为 高，

9、说明按键已松开。高，说明按键已松开。 采取以上措施，采取以上措施，躲开了两个抖动期躲开了两个抖动期t1t1和和t3t3的影响的影响。 键盘与显示器接口A35 判断是否有键按下 判断键是否释放 键盘与显示器接口A36 三、键盘应用程序应具备的主要功能三、键盘应用程序应具备的主要功能 1. 监测有无键按下监测有无键按下 2. 保证可靠性：采取软件消抖（或硬件消抖）保证可靠性：采取软件消抖（或硬件消抖） 3. 不管按键过程持续多长时间，仅执行一次按不管按键过程持续多长时间，仅执行一次按 键功能程序。键功能程序。 4. 输出确定的键号（键值）。输出确定的键号（键值）。 键盘与显示器接口A37 1、程序

10、扫描方式程序扫描方式: 当当CPU 空闲时空闲时,扫描键盘扫描键盘,判断判断 有无键按下。有无键按下。 2、定时扫描方式定时扫描方式: 利用利用CPU 的定时器的定时器,每隔一定每隔一定 时间扫描一次键盘。时间扫描一次键盘。 3、中断方式中断方式: 在硬件上采用中断在硬件上采用中断,有键按下时有键按下时,产产 生中断生中断,由中断服务程序来处理。由中断服务程序来处理。 前两种方法占用前两种方法占用CPU 时间较多，中断方式的时间较多，中断方式的 效率高。效率高。 四、键盘监测方法四、键盘监测方法 键盘与显示器接口A38 五、按键的基本接口方法五、按键的基本接口方法 独立式独立式：连线简单，适用

11、于按键较少的情况：连线简单，适用于按键较少的情况 。 行列式行列式(矩阵式矩阵式):连线较复杂，适用于按键较多的情况连线较复杂，适用于按键较多的情况 键盘与显示器接口A39 键盘与显示器接口A40 键盘与显示器接口A41 键盘与显示器接口A42 键值编码键值编码 将按键的输入状态信息转换为对应键值的过程，称为将按键的输入状态信息转换为对应键值的过程，称为 对按键的编码。对按键的编码。 若采用硬件的方式实现，则称其为编码键盘，否则称为若采用硬件的方式实现，则称其为编码键盘，否则称为 非编码键盘。非编码键盘。单片机系统中多采用非编码键盘。单片机系统中多采用非编码键盘。 键盘与显示器接口A43 键盘

12、与显示器接口A44 键盘与显示器接口A45 键盘与显示器接口A46 行列式行列式(矩阵式矩阵式)键盘接口键盘接口 用于按键数目较多的场合用于按键数目较多的场合，由行线和列线组成，由行线和列线组成， 按键位于行、列的交叉点上。如图所示。按键位于行、列的交叉点上。如图所示。 按键数目较多按键数目较多 的场合，行列式键的场合，行列式键 盘与独立式键盘盘与独立式键盘 相比，要相比，要节省很多节省很多 的的I/OI/O口线口线。 行线行线:接接P1.0 P1.3 （输出状态）（输出状态） 列线列线:接接P1.4 P1.7 （输入状态）（输入状态） 键盘与显示器接口A47 （1）行列式键盘工作原理）行列式

13、键盘工作原理 无键按下，该无键按下，该列列线为高电平，当有键按下时，线为高电平，当有键按下时，列列线线 电平电平由由行行线的电平线的电平来决定。来决定。 由于行、列线为多键共用，各按键彼此将相互发由于行、列线为多键共用，各按键彼此将相互发 生影响，必须生影响，必须将行、列线信号配合起来并作适当的处将行、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理，才能确定闭合键的位置。 键盘与显示器接口A48 （2 2）按键的识别方法）按键的识别方法 P1.0 P1.3 同时输出低电平同时输出低电平, 读读 P1.4 P1.7 状态，若全为状态，若全为1, 则无键按下；则无键按下； 若不全为若不全

14、为 1,有键按下。有键按下。 按下的按键可能是谁？按下的按键可能是谁？ 键盘与显示器接口A49 S1、S 5、S 9、S 13 在有键按下的情况下在有键按下的情况下,进一步判断是哪个键按下。进一步判断是哪个键按下。 使使P1.0 P1.3 依次输出低电平依次输出低电平, 读出读出P1.4 P1.7 的状态。的状态。 键盘与显示器接口A50 按键位置：按键位置：1 行，行，0 列，即列，即“S5”键键 依据行号和列号，求取该键的依据行号和列号，求取该键的键值键值N N行首键号列号行首键号列号列增量列增量 行首键号：行首键号：0，1，2，3 （S5）N 1 0 4 思考：扩展思考：扩展 16 个按

15、键至少需要多少根个按键至少需要多少根I/O 线？线？ 键盘与显示器接口A51 第第1 1步：步：列线输出为全低电平，则行线中电平由高变低列线输出为全低电平，则行线中电平由高变低 的所在行为按键的所在行为按键所在行所在行。 第第2 2步：步：行线输出为全低电平，则列线中电平由高变低行线输出为全低电平，则列线中电平由高变低 所在列为按键所在列为按键所在列所在列。 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。 （3 3）键盘的编码）键盘的编码 根据实际需要灵活编码。根据实际需要灵活编码。 b. b. 线反转法线反转法 只需两步便能获得此按键所在的行列值，线反转只需两步便能获得此按键所在的行列值，线反转 法的原理如图。法的原理如图。 键盘与显示器接口A52 键盘与显示器接口A53 本章小结本章小结 1. LED 显示器接口显示器接口 基本概念：共阴极、共阳极、字模基本概念：共阴极、共阳极、字模 LED 的基本结构、分类的基本结构、分类 LED 主要电参数的含义和限流电阻的计算方法主要电参数的含义和限流电阻的计算方法 静态静态 LED 显示和动态显示和动态LED 显示的基本特点显示的基本特点 静态静态 LED 显示显示器的器的接口接口和和程序设计方法程序设计方法 动态动态 L