键盘显示器接口 ppt课件

1、第第1212章键盘显示器接口设计章键盘显示器接口设计1 12 2. .1 1 键盘接口键盘接口1 12 2. .2 2 LEDLED显示器接口显示器接口1 12 2. .3 3 液晶显示器（液晶显示器（LCDLCD）接口接口1 12 2. .1.11.1 键盘接口简介键盘接口简介1.1.键盘输入的特点键盘输入的特点键盘：一组按键开关的集合键盘：一组按键开关的集合行线电压信号通过键盘开关机械触点的断开、闭合，行线电压信号通过键盘开关机械触点的断开、闭合，输出波形如图。输出波形如图。 2. 2. 按键的确认按键的确认检测检测行线行线电平电平 高电平：高电平：断开；断开；低电平低电平：闭合，：闭合，

2、3.3.如何消除按键的抖动如何消除按键的抖动常用常用软件来消除按键抖动。软件来消除按键抖动。基本思想基本思想： 检测到检测到有键按下有键按下，键对应的行线为低，软件延时，键对应的行线为低，软件延时1010msms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。 当当键松开时键松开时，行线变高，软件延时，行线变高，软件延时1010msms后，行线后，行线仍为高，说明按键已松开。仍为高，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。 1 12 2. .1.1.2 2 独立式键盘接口独立式键盘接口各键相互独立

3、，每个按键各接一根输入线，通过各键相互独立，每个按键各接一根输入线，通过检检测输入线的电平状态测输入线的电平状态可很容易判断那个键被按下。可很容易判断那个键被按下。此种接口此种接口适于键数较少适于键数较少或或操作速度较高操作速度较高的场合。的场合。 82558255A A扩展扩展I/OI/O口口的的独立式独立式按键接口电路。按键接口电路。三态缓冲器三态缓冲器扩展的扩展的I/OI/O口的按键接口电路口的按键接口电路。三态缓冲器扩展的三态缓冲器扩展的I/OI/O口独立式键盘编程：口独立式键盘编程：软件消抖，查询方式检测键的状态。仅有一键按下时才有效才处理软件消抖，查询方式检测键的状态。仅有一键按下

4、时才有效才处理。KEYIN:MOV DPTR,#0BFFFHKEYIN:MOV DPTR,#0BFFFH；键盘端口地址键盘端口地址BFFFHBFFFHMOVX A,DPTRMOVX A,DPTR；读键盘状态读键盘状态ANL A,#1FHANL A,#1FH；屏蔽高三位屏蔽高三位MOV R3,AMOV R3,A；保存键盘状态值保存键盘状态值LCALL DELAY10LCALL DELAY10；延时延时1010msms去键盘抖动去键盘抖动MOVX A,DPTRMOVX A,DPTR；再读键盘状态再读键盘状态ANL A,#1FHANL A,#1FH；屏蔽高三位屏蔽高三位CJNE A,R3,RETUR

5、N CJNE A,R3,RETURN ；两次不同，抖动引起转两次不同，抖动引起转RETURNRETURNCJNE A,#1EH,KEY2 CJNE A,#1EH,KEY2 ；相等，相等， 但但S1S1键未按，下转键未按，下转KEY2KEY2LJMP PKEY1LJMP PKEY1; ;是是S1S1键按下，转键按下，转K1K1键处理键处理 ；子程序子程序PKEY1PKEY1KEY2: CJNE A,#1DH,KEY3 ;S2KEY2: CJNE A,#1DH,KEY3 ;S2键未按下，转键未按下，转KEY3KEY3LJMP PKEY2LJMP PKEY2 ;S2 ;S2键按下，转键按下，转PKE

6、Y2PKEY2处理处理KEY3:KEY3: CJNE A,#1BH,KEY4CJNE A,#1BH,KEY4 ;S3;S3未按下，转未按下，转KEY4KEY4LJMP PKEY3 ;S3LJMP PKEY3 ;S3按下，转按下，转PKEY3PKEY3处理处理KEY4: CJNE A,#17H,KEY5 ;S4KEY4: CJNE A,#17H,KEY5 ;S4键未按下，转键未按下，转KEY5KEY5LJMP PKEY4 ;S4LJMP PKEY4 ;S4按下，转按下，转PKEY4PKEY4处理处理KEY5:KEY5: CJNE A,#0FH,PASS ;S5CJNE A,#0FH,PASS ;

7、S5未按下，转未按下，转RETURNRETURNLJMP PKEY5 ;S5LJMP PKEY5 ;S5按下，转按下，转PKEY5PKEY5处理处理RETURN:RET ;RETURN:RET ;重键或无键按下，从子程序返回重键或无键按下，从子程序返回识别和编程简单，识别和编程简单，用在按键数较少的场合。用在按键数较少的场合。12.1.3 BCD码拨码盘接口码拨码盘接口 拨码盘有不同的种类，单片10位10线输出式拨码盘和BCD码4线输出式拨码盘是其中的两种。10线拨码盘：实际上是单刀单掷转换开关，把A端接地，09端分别接单片机IO口线，读人口线电平状态就能判别10线拨码盘处于哪个挡位，识别处理

8、简单，但占用单片机IO口线较多。BCD码拨盘：拨码盘内有5个接点，A为输入控制线，另外4条为BCD码输出线。拨码盘拨动时A线与4条输出线按BCD码的关系接通，代表拨码盘指示的十进制数。 BCD码拨码盘的外形见图。图中3片拨码盘组合成为3位十进制拨码盘组。每个拨码盘有09共10个挡位，与输入的十进制数字相对应，5个接点位于拨码盘后方。每一片拨码盘代表一位十进制数，拨码盘可按位数需要拼接。4 4片拨盘的片拨盘的BCDBCD码输出相同端接入同一个码输出相同端接入同一个4 4个与非门。个与非门。四个与非门输出四个与非门输出8,4,2,18,4,2,1端分别接入端分别接入P1.3 ,P1.2 ,P1.1

9、 ,P1.0P1.3 ,P1.2 ,P1.1 ,P1.0。P1.7P1.7、P1.6P1.6、P1.5P1.5、P1.4P1.4分别与千、百、十、个位分别与千、百、十、个位BCDBCD码拨盘码拨盘的控制端相连。的控制端相连。当选中某位时，该位的控制端置当选中某位时，该位的控制端置0 0，其它三个控制端置，其它三个控制端置1 1。程序的执行过程是：把P1.7P1.4口逐条置低(每次只有一条口线置低)，从P1.3P1.0口读人“千位”至“个位”的BCD码，再由软件转换成十进制数值。例如选中千位时例如选中千位时，P1.7P1.7置置0,0, P1.6 P1.6P1.4P1.4置置1 1，此时四个与非

10、门，此时四个与非门所有其它位连接的输入端均为所有其它位连接的输入端均为1 1状态，因此四与非门输出的状态状态，因此四与非门输出的状态取决于千位数取决于千位数BCDBCD拨盘输出状态。由于拨盘输出状态。由于该位的控制端置该位的控制端置0 0，因此，因此, ,拨盘所置之数输出为拨盘所置之数输出为BCDBCD反码，通过与非门输出为该千位数的反码，通过与非门输出为该千位数的BCDBCD码码例如输入为例如输入为93459345，这时，每位，这时，每位BCDBCD码输出端上有相应的数字与码输出端上有相应的数字与A A接通。接通。将读入的将读入的4 4位位BCDBCD码按千、百、十、个依次存放在片内码按千、

11、百、十、个依次存放在片内RAMRAM的的3030H H33H33H单元单元, ,每个单元的高每个单元的高4 4位为位为0,0,低低4 4位为位为BCDBCD码。码。RDSRDS：MOV R0,MOV R0,30H 30H ；初始化初始化, ,存放单元首址存放单元首址MOV R2,MOV R2,7FH 7FH ；P1P1口高口高4 4位置控制字及低位置控制字及低4 4位置输入方式位置输入方式MOV R3,MOV R3,04H 04H ；读入读入4 4个个BCDBCD码码LOOPLOOP： MOV A,R2 MOV A,R2MOV P1,A MOV P1,A ；P1P1口送控制字及低口送控制字及低

12、4 4位置输入方式位置输入方式MOV A,P1 MOV A,P1 ；读入读入BCDBCD码码ANL A,ANL A,0FH 0FH ；屏蔽高屏蔽高4 4位位MOV R0,A MOV R0,A ；送入存储单元送入存储单元INC R0 INC R0 ；指向下个存储单元指向下个存储单元MOV A,R2 MOV A,R2 ；准备下一片拨盘的控制端置准备下一片拨盘的控制端置0 0RR ARR A ；MOV R2,A MOV R2,A ；DJNZ R3,LOOP DJNZ R3,LOOP ；未读完返回未读完返回RET RET ；读完结束读完结束12.1.4 行列式行列式(矩阵式矩阵式)键盘接口键盘接口用于

13、按键数目较多的场合，由行线和列线组成，按键位于行、用于按键数目较多的场合，由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。如图所示。列的交叉点上。如图所示。 按键数目较多的场合，行列式键盘与独立式键盘相比，要按键数目较多的场合，行列式键盘与独立式键盘相比，要节省很多的节省很多的I/OI/O口线。口线。扫描法扫描法 (1)(1)查询有否按键被按下查询有否按键被按下 按键没有按下时，上拉电阻使全部列线为按键没有按下时，上拉电阻使全部列线为1 1。首先使全部行线送出首先使全部行线送出0 0，把列线的电平状态，把列线的电平状态读入累加器读入累加器A A。若有键按下，读人。若有键按下，读人A A中的列线中的

14、列线电平状态必不全为电平状态必不全为1 1。 (2)(2)判断哪个键被按下判断哪个键被按下 P1.0P1.0P1.2P1.2口逐行送出口逐行送出0 0，然后读，然后读取列线的电平状态，若不全为取列线的电平状态，若不全为1 1，则按下的键必，则按下的键必定位于行线电平为定位于行线电平为0 0和列线电平为和列线电平为0 0的交点处。的交点处。(3)给按键赋值给按键赋值按照“行线首键号+列线编号”的规则赋值： 行线首键号分别为：8(P1.0),4(P1.1),0(P1.2) 列线的编号依次为：0(P1.3),1(P1.4)2(P1.5)3(P1.6) 则赋予“8”键号的键值为：8+0=8；赋予“9”

15、键号的键值为：8+1=9。其余按键的赋值与此类似。键值的排列有规律，依次为0,1,2,9,A,B(4)查询是否按键己释放查询是否按键己释放 提取键值后，行线送出全0，读人列线电平状态。若列线全为1，表示按键已释放。2. 2. 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，线反转法的原理如图。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。识别键盘有无键被按下的方法，分两步进行：识别键盘有无键被按下的方法，分两步进行：第第1 1步：列线输出为全低电平，则行线中电平由高变低的所在行为步：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所在行。按键所在行。第第2 2步：步：行线输

16、出为全低电平，行线输出为全低电平，则列线中电平由高变则列线中电平由高变低所在列为按键所在列。低所在列为按键所在列。结合上述两步，结合上述两步，可确定按键所在行和列。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。1 12 2. .1 1. .5 5 键盘的工作方式键盘的工作方式原则：即要保证能及时响应按键操作，又不要过多占用原则：即要保证能及时响应按键操作，又不要过多占用CPUCPU的的工作时间。通常，键盘工作方式有工作时间。通常，键盘工作方式有3 3种，即编程扫描、定时扫种，即编程扫描、定时扫描和中断扫描。描和中断扫描。 编程扫描方式编程扫

17、描方式只有当单片机空闲时，才调用键盘扫描子程序，扫描键盘：只有当单片机空闲时，才调用键盘扫描子程序，扫描键盘：（1 1）在键盘扫描子程序中，先判断有无键按下。）在键盘扫描子程序中，先判断有无键按下。（2 2）用软件来消除按键抖动的影响。如有键按下，则进行下一步。）用软件来消除按键抖动的影响。如有键按下，则进行下一步。（3 3）求按下键的键号。）求按下键的键号。（4 4）等待按键释放后，再进行按键功能的处理操作。）等待按键释放后，再进行按键功能的处理操作。2. 2. 定时扫描工作方式定时扫描工作方式利用单片机内的定时器，产生利用单片机内的定时器，产生1010msms的定时中断，对键盘进行扫描。的

18、定时中断，对键盘进行扫描。 3.3.中断工作方式中断工作方式只有在键盘有键按下时，只有在键盘有键按下时，才执行键盘扫描程序，如才执行键盘扫描程序，如无键按下，单片机将不理无键按下，单片机将不理睬键盘。睬键盘。键盘初始化时，键盘初始化时，行线全行线全0 0，列线全列线全1 1。有按键线，与。有按键线，与门输出低电平，从而触发门输出低电平，从而触发中断。中断。单片机在中断服务程序中单片机在中断服务程序中调用键盘扫描子程序，实调用键盘扫描子程序，实现按键的识别和对应的功现按键的识别和对应的功能操作，能操作，中断返回之前中断返回之前把把行线和列线恢复为初始状行线和列线恢复为初始状态。态。1 12 2.

19、 .2 2 LEDLED显示器接口显示器接口LEDLED(Light Emitting Diode)(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“LEDLED”。1 12 2. .2 2.1 .1 LEDLED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段多了一个小数点段多了一个小数点“dpdp”段）。有段）。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。 LEDLED显示器的段码显示器的段码（字型码字型码）是一个字节（是一个字节（8 8段

20、）段）。各段与。各段与字节中各位对应关系如下：字节中各位对应关系如下：显示字符显示字符共阴极段码共阴极段码共阳极段码共阳极段码显示字符显示字符共阴极段码共阴极段码共阳极段码共阳极段码0 03 3FHFHC0HC0Hc c3939H HC6HC6H1 10606H HF9HF9Hd d5 5EHEHA1HA1H2 25 5BHBHA4HA4HE E7979H H8686H H3 34 4FHFHB0HB0HF F7171H H8 8EHEH4 46666H H9999H HP P7373H H8 8CHCH5 56 6DHDH9292H HU U3 3EHEHC1HC1H6 67 7DHDH82

21、82H HT T3131H HCEHCEH7 70707H HF8HF8Hy y6 6EHEH9191H H8 87 7FHFH8080H HH H7676H H8989H H9 96 6FHFH9090H HL L3838H HC7HC7HA A7777FHFH8888H H“灭灭”0000H HFFHFFHb b7 7CHCH8383H H1 12 2. .2 2. .2 2 BCDBCD码七段锁存码七段锁存/ /译码译码/ /驱动芯片驱动芯片CD4511 CD4511 是常用的是常用的BCDBCD码七段锁存译码驱动器芯片，采用码七段锁存译码驱动器芯片，采用1616引脚引脚DIPDIP封装

22、，内含封装，内含4 4位锁存器，用于锁存输入的位锁存器，用于锁存输入的4 4位位BCDBCD码，然码，然后进行七段字形译码，驱动后进行七段字形译码，驱动LEDLED数码管发光。数码管发光。灯测试端灯测试端LTLT* *和熄灭端和熄灭端BIBI* *接高电平时，利用锁存端接高电平时，利用锁存端LELE很容易就很容易就能实现显示功能。能实现显示功能。LE=0LE=0时，译码输出段码时，译码输出段码a ag g；LE=1LE=1时，输入的时，输入的BCDBCD码被锁存。码被锁存。CD4511CD4511的合法的合法BCDBCD码为码为0-90-9，非法码为非法码为AFAF。若要使显示熄。若要使显示熄

23、灭，可输入非法灭，可输入非法BCDBCD码而不必码而不必改动改动BIBI* *的硬件接线。的硬件接线。1 12 2. .2 2. .3 3 LEDLED显示器工作原理显示器工作原理4 4位位 LEDLED显示器的结构原理图：显示器的结构原理图：段码线段码线控制显示的字型控制显示的字型位选线位选线控制该显示位的亮或灭控制该显示位的亮或灭N N个个LEDLED显示块有：显示块有：N N位位选线位位选线8 8N N根段码线根段码线静态显示方式静态显示方式各位的公共端连接在一起（接地或各位的公共端连接在一起（接地或+5+5V V）。）。每位的段码线（每位的段码线（a adpdp）分别与一个分别与一个8

24、 8位的锁存器输出相连。位的锁存器输出相连。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。显示的亮度高。一个段码为止。显示的亮度高。 2. 2. 动态显示方式动态显示方式所有位的段码线相应段并在一起，由一个所有位的段码线相应段并在一起，由一个8 8位位I/OI/O口控制，形成口控制，形成段码线的多路复用，各位的公共端分别由相应的段码线的多路复用，各位的公共端分别由相应的I/OI/O线控制，形线控制，形成各位的分时选通。成各位的分时选通。 图为图为8 8位位LEDLED动态显示动态显示2019.10.102019

25、.10.10的过程。的过程。图（图（a)a)是显示过程，是显示过程，某一时刻，只有一位某一时刻，只有一位LEDLED被选通被选通 显示，显示，其余位则是熄灭的；其余位则是熄灭的；图（图（b)b)是实际显示结果，是实际显示结果，人眼看到的是人眼看到的是8 8位稳定位稳定的的 同时显示同时显示的字符。的字符。硬件译码的硬件译码的LED动态显示电路动态显示电路电路采用一片CIM511进行硬件译码，LE端直接接地，不锁存信号。BCD码输入端(AD)连接单片机的P1.0P1.3口，七段译码输出经限流电阻分别连接数码管的字段。各个数码管的共阴极分别连接位驱动器的输出端，设计时要考虑位驱动器的电流负载能力，

26、确保7个字段同时点亮时(即显示数字“8”)驱动器能提促供足够大的电流，选用了DS75451（含两路缓冲驱动器，输出电流可达300mA)。单片机P1.4P1.7口轮流控制字位的通断，低电平时数码管接通。此外，显示的小数点位通过限流电阻接+5V。软件译码的软件译码的LED动态显示电路动态显示电路软件软件译码是单片机查找预设的字段译码表实现的。单片机的P1.0P1.7口送出字段信号，经字段驱动器驱动字段(ag)和小数点。字段驱动器可采用SN7407或74HC244，其中SN7407属于集电极开路型芯片，因此输出端要分别加入上拉电阻。各个字位由DS75451驱动，单片机的P3.0P3.3口轮流控制字位

27、的通断，低电平时数码管接通。1 12 2. .3 3 液晶显示器（液晶显示器（LCDLCD）接口接口 LCDLCD（Liquid Crystal DisplayLiquid Crystal Display）被动式显示器被动式显示器, ,液晶本身并不发光，液晶经过处理后能改变光线液晶本身并不发光，液晶经过处理后能改变光线通过方向，而达到白底黑字或黑底白字显示。液晶显示器具有通过方向，而达到白底黑字或黑底白字显示。液晶显示器具有功耗低、抗干扰能力强等优点，广泛用在仪器仪表和控制系统功耗低、抗干扰能力强等优点，广泛用在仪器仪表和控制系统中。中。 1 12 2. .3 3.1 .1 LCDLCD显示器

28、的分类显示器的分类按排列形状分：按排列形状分：字段型字段型、点阵字符型点阵字符型和和点阵图形点阵图形。( (1 1) )字段型字段型广泛用于电子表、数字仪表、计算器中。广泛用于电子表、数字仪表、计算器中。( (2 2) )点阵字符型点阵字符型显示字母、数字、符号。它是由显示字母、数字、符号。它是由5 57 7或或5 51010点阵组成，广泛用点阵组成，广泛用在单片机系统中。在单片机系统中。( (3 3) )点阵图形型点阵图形型用在笔记本电脑和彩色电视等设备中。用在笔记本电脑和彩色电视等设备中。 1 12 2. .3 3.2 .2 点阵字符型液晶显示模块介绍点阵字符型液晶显示模块介绍1.1.基本

29、结构基本结构（1 1）液晶板）液晶板在上面排列着若干在上面排列着若干5 57 7或或5 51010点阵的字符显示位，从点阵的字符显示位，从规格上分为规格上分为每行每行8 8、1616、2020、2424、3232、4040位，有位，有1 1行、行、2 2行及行及4 4行三类，行三类，用户可用户可根据需要，来选择。根据需要，来选择。 （2 2）模块电路框图）模块电路框图由由控制器控制器HD44780HD44780、驱动器驱动器HD44100HD44100及几个电阻电容组成。及几个电阻电容组成。HD44100HD44100是是扩展显示字符位扩展显示字符位用的（例如：用的（例如：1616字符字符1

30、1行模块就可不用行模块就可不用HD44100HD44100，1616字符字符2 2行模块就要用一片行模块就要用一片HD44100HD44100）。）。 引线号引线号符号符号名称名称功能功能1 1V VSSSS地地0 0V V2 2V VDDDD电源电源5 5V V5%5%3 3V VEEEE液晶驱动电压液晶驱动电压4 4RSRS寄存器选择寄存器选择1:1:数据寄存器，数据寄存器，0 0：命令命令寄存器寄存器5 5R/WR/W* *读读/ /写写1 1：读；读； 0 0：写写6 6E E使能使能下降沿触发下降沿触发7 7- -1414DB0DB0- -DB7DB78 8位数据线位数据线数据传输数

31、据传输液晶显示模块的引脚液晶显示模块的引脚 模块模块1414个引脚个引脚，其中有，其中有8 8条条数据线，数据线，3 3条条控制线，控制线，3 3条条电源线，见表电源线，见表10-10-2 2。通过单片机写入模块的数据和。通过单片机写入模块的数据和指令，就可对显示方式和显示内容作出选择。指令，就可对显示方式和显示内容作出选择。RSRSR/WR/W* *操操 作作0 00 0命令寄存器命令寄存器写入写入0 01 1忙标志和地址计数器忙标志和地址计数器读出读出1 10 0数据寄存器数据寄存器写入写入1 11 1数据寄存器数据寄存器读出读出寄存器的选择寄存器的选择命令格式及命令功能说明命令格式及命令功能说明 (1) (1) 命令格式命令格式控制器控制器HD44780HD44780内有多个寄存器内有多个寄存器: :CGRAM:CGRAM:字符生成字符生成RAMRAMDDRAM:DDRAM:显示数据显示数据RAMRAM( (2 2) ) 标标 准准字字符符3 3. .LCDLCD接口与软件编程接口与软件编程用户所编的显示程序，开始必须进行初始化，否则模块无法正常用户所编的显示程序，开始必须进行初始化，否则模块无法正常显示。显示。利用模块内部