第9章 人机接口

1、第九章第九章单片机系统人机接口技术单片机系统人机接口技术实际系统中必不可少的组成：人机界面人机界面是系统必不可少的组成部分第九章第九章 单片机系统人机接口技术单片机系统人机接口技术 主要内容主要内容1 . 显示器接口技术显示器接口技术2 . 键盘接口键盘接口技术技术第九章第九章 单片机系统人机接口技术单片机系统人机接口技术9.2 键盘键盘接口技术接口技术9.1 单片单片机系统显机系统显示器接口示器接口技术技术9.1.1 单片机应用系统中常用的显示器单片机应用系统中常用的显示器 1.LED1.LED发光二极管显示器发光二极管显示器 2.LCD2.LCD液晶显示器件液晶显示器件 液晶显示器具有体积

2、小、质液晶显示器具有体积小、质量轻、低电压、微功耗、抗干扰量轻、低电压、微功耗、抗干扰能力强等优点，因此被广泛应用能力强等优点，因此被广泛应用于各种便携式电子信息产品。于各种便携式电子信息产品。与液晶显示器相比，更适于在光与液晶显示器相比，更适于在光线暗的环境使用。线暗的环境使用。它的主要缺点是工作电流较大。它的主要缺点是工作电流较大。 9.1 9.1 单片机系统显示器接口技术单片机系统显示器接口技术8.1 LED显示器接口技术发光二极管的驱动发光二极管的驱动发光二极管正常发光时，电流约为510mA，压降1V左右。限流电阻R=(5V-1V)/8mA=500 P1.0+5V500引脚输出低电平时

3、，发光二极管导通。LED应用领域应用领域LED应用实例应用实例第九章第九章 单片机系统人机接口技术单片机系统人机接口技术9.2 键盘键盘接口技术接口技术9.1 单片单片机系统显机系统显示器接口示器接口技术技术9.1.2 LED显示器及其接口设计显示器及其接口设计 1.LED1.LED显示器的结构与工作原理显示器的结构与工作原理 v组成：组成：LED数码数码管由管由7段或段或8段发段发光二极管组成，光二极管组成，在平面上排成在平面上排成8字字型。型。v分类：有共阴极分类：有共阴极和共阳极两种。和共阳极两种。+5VabcdefgDpGNDabcdefgDp显示原理：显示原理：使某些段点亮而另一些段

4、不亮就可以显示使某些段点亮而另一些段不亮就可以显示0-9，A-F等字型。等字型。共阳极共阳极 共阴极共阴极abcdefgDp第九章第九章 单片机系统人机接口技术单片机系统人机接口技术9.2 键盘键盘接口技术接口技术9.1 单片单片机系统显机系统显示器接口示器接口技术技术字字形形段段g f e d c b a共阳极共阳极代码代码共阴共阴极极代码代码字字形形段段g f e d c b a共阳极共阳极代码代码共阴极共阴极代码代码0暗暗 亮亮 亮亮 亮亮 亮亮 亮亮 亮亮C0H3FH9亮亮 亮亮 暗暗 亮亮 亮亮 亮亮 亮亮90H6FH1暗暗 暗暗 暗暗 暗暗 亮亮 亮亮 暗暗F9H06HA亮亮 亮亮

5、 亮亮 暗暗 亮亮 亮亮 亮亮88H77H2亮亮 暗暗 亮亮 亮亮 暗暗 亮亮 亮亮A4H5BHb亮亮 亮亮 亮亮 亮亮 亮亮 暗暗 暗暗83H7CH3亮亮 暗暗 暗暗 亮亮 亮亮 亮亮 亮亮B0H4FHC暗暗 亮亮 亮亮 亮亮 暗暗 暗暗 亮亮C6H39H4亮亮 亮亮 暗暗 暗暗 亮亮 亮亮 暗暗99H66Hd亮亮 暗暗 亮亮 亮亮 亮亮 亮亮 暗暗A1H5EH5亮亮 亮亮 暗暗 亮亮 亮亮 暗暗 亮亮92H6DHE亮亮 亮亮 亮亮 亮亮 暗暗 暗暗 亮亮86H79H6亮亮 亮亮 亮亮 亮亮 亮亮 暗暗 亮亮82H7DHF亮亮 亮亮 亮亮 暗暗 暗暗 暗暗 亮亮8EH71H7暗暗 暗暗 暗暗

6、 暗暗 亮亮 亮亮 亮亮F8H07H全全灭灭暗暗 暗暗 暗暗 暗暗 暗暗 暗暗 暗暗FFH00H8亮亮 亮亮 亮亮 亮亮 亮亮 亮亮 亮亮80H7FH表表9-1 LED显示器十六进制数的段码表显示器十六进制数的段码表 段码的显示段码的显示可用可用硬件译码硬件译码和和软件查表软件查表方法实现。使用方法实现。使用LED显示器时要注意区分这两种不同方法所适用的硬件译码器显示器时要注意区分这两种不同方法所适用的硬件译码器件或软件译码的代码。件或软件译码的代码。第九章第九章 单片机系统人机接口技术单片机系统人机接口技术9.2 键盘键盘接口技术接口技术9.1 单片单片机系统显机系统显示器接口示器接口技术技

7、术思考思考: :若某系统显示器引脚采用下列连接若某系统显示器引脚采用下列连接方式方式, ,字符编码又是怎样的字符编码又是怎样的?代码位代码位D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1D0显示段显示段 e d dp c g b f a 0 0 0 1 0 1 0 0uCPU和数码管的连接和数码管的连接P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7U180511234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedpLED GND330*8 P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7U18051 VCC330*8abfcgdeVCC1234567abcdef

8、g8dpdp9LED共阴数码管共阳数码管第九章第九章 单片机系统人机接口技术单片机系统人机接口技术9.2 键盘键盘接口技术接口技术9.1 单片单片机系统显机系统显示器接口示器接口技术技术2. LED显示器显示方式及接口设计显示器显示方式及接口设计 LED显示器显示接口按显示器显示接口按驱动方式驱动方式分成：分成：静态显示静态显示数码管的各笔画段都由具有锁存能力的数码管的各笔画段都由具有锁存能力的IO端端口引脚直接驱动，口引脚直接驱动，CPU将段码写入锁存器后，每个数码管都将段码写入锁存器后，每个数码管都由锁存器持续驱动，直到下一次由锁存器持续驱动，直到下一次CPU更新锁存器存储的段码更新锁存器

9、存储的段码之前，数码管的显示保持不变。之前，数码管的显示保持不变。 优点优点: 显示稳定，亮度高，编程简单；显示稳定，亮度高，编程简单；缺点缺点: 占用硬件资源多（占用硬件资源多（IO口、驱动器等）。口、驱动器等）。 GND/+5VGND/+5VGND/+5VGND/+5VGND/+5VI/O（1）I/O（2）I/O（3）I/O（4）第九章第九章 单片机系统人机接口技术单片机系统人机接口技术9.2 键盘键盘接口技术接口技术9.1 单片单片机系统显机系统显示器接口示器接口技术技术动态显示动态显示采用动态扫描的方法逐个地循环点亮各位显采用动态扫描的方法逐个地循环点亮各位显示器，对于多位示器，对于多

10、位LEDLED显示器常采用这种显示方式，虽然在任显示器常采用这种显示方式，虽然在任一时刻只有一位显示器被点亮，但由于人眼具有视觉残留效一时刻只有一位显示器被点亮，但由于人眼具有视觉残留效应，看起来与全部显示器持续点亮效果是完全一样的。应，看起来与全部显示器持续点亮效果是完全一样的。 优点优点: : 节省硬件电路（如节省硬件电路（如I IO O口、驱动器等）；口、驱动器等）；缺点缺点: : 采用软件扫描占用采用软件扫描占用CPUCPU时间多，且当动态显示位时间多，且当动态显示位数较多时，显示器亮度将受到影响。数较多时，显示器亮度将受到影响。 I/O（1）DDDDDDDDI/O（2）7564321

11、0XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2

12、.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C52思考：这个电路是思考：这个电路是动态控制方式还是动态控制方式还是静态控制方式？静态控制方式？三极管放大驱动电路三极管放大驱动电路 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:2-Jan-2006 Sheet of File:E:张松发表文章书稿嵌入式设计书稿张松书稿example.ddbDrawn By:abfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpCR1CR2CR3CR4abcdefgdpSQ29015 SQ19015 SQ39015 SQ490154.7K4

13、.7K4.7K4.7KCR1CR2CR3CR4CR1CR2CR3CR4P10P11P12P13P14P15P16P17P20P21P22P23非门驱动电路非门驱动电路 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:2-Jan-2006 Sheet of File:E:张松发表文章书稿嵌入式设计书稿张松书稿example.ddbDrawn By:abfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpCR1CR2CR3CR4abcdefgdpP10P11P12P13P14P15P16P17P20P21P22P23某实际数码管连接

14、图某实际数码管连接图P0.0+5Vcom1com2com3com4com5com6abcdefgdpP0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2位驱动段驱动六位共阳极数码管模块相同的段驱动端都并联在一起。在第一位上显示在第一位上显示5P0.0+5Vcom1com2com3com4com5com6abcdefgdpP0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2位驱动P2.7输出0段驱动P0口输出“5”的段码“10010010B”01111101001001第九章第九章 单片机系统

15、人机接口技术单片机系统人机接口技术9.2 键盘键盘接口技术接口技术9.1 单片单片机系统显机系统显示器接口示器接口技术技术按按CPU向显示器接口向显示器接口传送数据方式传送数据方式分成：分成：并行传送并行传送串行传送串行传送按显示器接口按显示器接口显示数据方式显示数据方式可分成：可分成： 译码显示译码显示数据方式数据方式 一般为专用显示器接口器件，接口包含锁存器一般为专用显示器接口器件，接口包含锁存器/译码器译码器/驱驱动器等，可以把一位动器等，可以把一位BCD码或十六进制码或十六进制数锁存、数锁存、译码译码为相应为相应的字形代码并有足够的功率驱动显示。的字形代码并有足够的功率驱动显示。 非译

16、码显示非译码显示数据方式数据方式 显示器接口只包含锁存器和驱动器，必须由软件将显示器接口只包含锁存器和驱动器，必须由软件将BCD码或十六进制数通过码或十六进制数通过软件查表软件查表转换为相应的转换为相应的字形代码字形代码输出。输出。第九章第九章 单片机系统人机接口技术单片机系统人机接口技术9.2 键盘键盘接口技术接口技术9.1 单片单片机系统显机系统显示器接口示器接口技术技术静态显示器可以采用静态显示器可以采用CPUCPU的的并行并行I IO O接口接口（如（如P1P1口）、口）、81558155、8255A8255A芯片的扩展口等实现；也芯片的扩展口等实现；也可以由单片机串行口扩展可以由单片

17、机串行口扩展串入并出移位寄存器串入并出移位寄存器来实现，如来实现，如74LS16474LS164、74LS4774LS47等。等。常用的常用的LEDLED静态驱动接口器件有：静态驱动接口器件有：驱动共阴极驱动共阴极LEDLED可选用可选用CD4511CD4511、CD4513CD4513、CD14495CD14495；驱动共阳极驱动共阳极LEDLED可选用可选用74LS7474LS74、74LS27474LS274。（1）静态显示接口电路举例）静态显示接口电路举例第九章第九章 单片机系统人机接口技术单片机系统人机接口技术9.2 键盘键盘接口技术接口技术9.1 单片单片机系统显机系统显示器接口示

18、器接口技术技术CD4513 是是BCD译码器驱动器，可与单片机的数据译码器驱动器，可与单片机的数据总线相连，由硬件实现总线相连，由硬件实现BCD码到七位显示段码的转换，并码到七位显示段码的转换，并提供足够的功率去驱动发光二极管，其引脚和内部结构如提供足够的功率去驱动发光二极管，其引脚和内部结构如图图9-2所示。所示。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 18 17 16 15 14 13 12 11 10CD4513 f g a b c d e GNDVCCB C LTBILE D ARBIRBO四 位 锁 存 驱 动七 段 译 码74ABCDabcg图图9-2 CD4513引脚及内部结构图引

19、脚及内部结构图 第九章第九章 单片机系统人机接口技术单片机系统人机接口技术9.2 键盘键盘接口技术接口技术9.1 单片单片机系统显机系统显示器接口示器接口技术技术例例1：用：用CD4513驱动驱动4位共阴极位共阴极LED静态显示，接口电路如静态显示，接口电路如图图9-3所示。所示。 P0.0 P0.7 ALE8031 EA 373 A Y0 B Y1 C Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 74LS138 DCBALE 4513a g DCBALE 4513a g DCBALE 4513a g DCBALE 4513a g877774D0D3G1G2AG2BA0A1A2A77R7R7R7R（1

20、）电路分析：）电路分析：工作过程工作过程 ？端口地址端口地址 ？图图9-3 4位位LED静态显示电路图静态显示电路图 3 线8 线译码器第九章第九章 单片机系统人机接口技术单片机系统人机接口技术9.2 键盘键盘接口技术接口技术9.1 单片单片机系统显机系统显示器接口示器接口技术技术 （2）编程练习：编写显示子程序：利用上述显示接口，把）编程练习：编写显示子程序：利用上述显示接口，把内存内存RAM 40H43H单元中四个非压缩单元中四个非压缩BCD码送显示器显示。码送显示器显示。（端口地址（端口地址80H83H）。）。DISP： MOV R0，#80H ；R0指向显示端口指向显示端口 MOV R

21、1，#40H ； R1指向显示数据地址指向显示数据地址 MOV R2，#04H ；置显示字符数；置显示字符数DISP1： MOV A，R1 ; 取待显示取待显示BCD码码 MOVX R0, A ；送出显示；送出显示 INC R1 ；修改显示修改显示端口地址端口地址 INC R0 ；修改显示显示数据地址修改显示显示数据地址 DJNZ R2, DISP1 RET（3）特点？）特点？编程简单、硬件较复杂、译码缺乏灵活性编程简单、硬件较复杂、译码缺乏灵活性A AB BCLKCLKh g f e d c b ah g f e d c b aCLRCLRA AB BCLKCLKCLRCLRA AB BCL

22、KCLKCLRCLR+5V+5VVCCVCCTxDTxDRxDRxD 89C51单片机单片机74LS16474LS16474LS164h g f e d c b ah g f e d c b ah g f e d c b ah g f e d c b a+5V+5V共阳共阳LED数码管数码管LEDLED数码管数码管静态静态显示举例显示举例( (学习串行口已见过学习串行口已见过) )有几个有几个LEDLED就要几个就要几个74LS16474LS164，但只要数据不变，但只要数据不变，送一次就保持住了，且不闪烁，编程十分简单。送一次就保持住了，且不闪烁，编程十分简单。要求：根据上图编写通过串行口和

23、要求：根据上图编写通过串行口和74LS16474LS164驱动共驱动共 阳阳LEDLED数码管查表显示的子程序。数码管查表显示的子程序。条件：系统有条件：系统有6 6个个LEDLED数码管数码管, ,待显数据待显数据(00H(00H09H)09H)已放在已放在35H35H30H30H单元中单元中( (分别对应十万位分别对应十万位个位个位) )，DSPLY:MOV DPTR, #TABLE ;DSPLY:MOV DPTR, #TABLE ;共阳共阳LEDLED数码管译码表首址数码管译码表首址 MOV R0MOV R0，#30H ;#30H ;待显数据缓冲区的个位地址待显数据缓冲区的个位地址RED

24、OREDO：MOV AMOV A， R0 ;R0 ;通过通过R0R0实现寄存器间接寻址实现寄存器间接寻址 MOVC A, A+DPTR ;MOVC A, A+DPTR ;查表查表 MOV SBUF, A ;MOV SBUF, A ;经串行口发送到经串行口发送到74LS16474LS164 JNB TI, $ ; JNB TI, $ ;查询送完一个字节的第查询送完一个字节的第8 8位？位？ CLR TI ;CLR TI ;为下一字节发送作准备为下一字节发送作准备 INC R0 ;R0INC R0 ;R0指向下一个数据缓冲单元指向下一个数据缓冲单元 CJNE R0CJNE R0，#36H#36H，

25、REDO ;REDO ;判断是否发完判断是否发完6 6个数？个数？ RET ;RET ;发完发完6 6个数就返回个数就返回TABLETABLE：DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H ;DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H ;共阳共阳LEDLED译码表译码表 DB 92H, 82H, 0F8H, 80H,90HDB 92H, 82H, 0F8H, 80H,90H第九章第九章 单片机系统人机接口技术单片机系统人机接口技术9.2 键盘键盘接口技术接口技术9.3 遥控遥控输入键盘输入键盘9.1 单片单片机系统显机系统显示器接口示器接口技术技术为了实现为了实现LEDLED

26、显示器的动态扫描，除了要给显示器的动态扫描，除了要给显示器提供段码（字形代码）的输入外，还要显示器提供段码（字形代码）的输入外，还要对显示器进行位的控制，这就是通常所说的对显示器进行位的控制，这就是通常所说的段段控控和和位控位控。 因此多位因此多位LEDLED显示器接口电路需要有两个输显示器接口电路需要有两个输出口，其中一个用于输出出口，其中一个用于输出8 8条段控线（有小数点条段控线（有小数点显示）；另一个用于输出位控线，位控线的数显示）；另一个用于输出位控线，位控线的数目等于显示器的位数。目等于显示器的位数。 （2）动态显示接口电路）动态显示接口电路动态扫描概括起来就是选通一位、送一位数据

27、。采用动态显示时需要注意以下3点问题：由于每一位七段数码管的点亮时间很短，扫描过程中要保证每一位七段数码管得到足够的工作电流，从而确保亮度，通常取限流电阻阻值为20100。在选通下一位七段数码管时，应把上一位熄灭，再将下一位显示数据送出，防止显示数据出现残影。点亮一遍所有七段数码管的时间应尽量小于0.1s，以保证足够短的时间，使眼睛产生各位七段数码管同时显示的错觉，一般点亮一遍所有七段数码管的时间应小于60ms为宜。LEDLED数码管数码管动态动态显示举例显示举例 P1.5 P1.5 P1.4P1.4P1.3P1.3P1.2P1.2P1.2P1.2P1.0P1.0P0.7 P0.7 P0.6

28、P0.6 P0.5 P0.5 P0.4 P0.4 P0.3 P0.3 P0.2 P0.2 P0.1 P0.1 P0.0P0.07406 OC7406 OC门门 X 3X 3上拉上拉电阻电阻1414+5V+5VAT89C51工作原理工作原理：从从P0P0口送段代码口送段代码,P1,P1口送位选信号口送位选信号。段码虽同时。段码虽同时到达到达 6 6个个LEDLED，但，但一次仅一个一次仅一个LEDLED被选中被选中。利用。利用“视觉暂留视觉暂留”，每送一个字符并选中相应位线，延时一会儿每送一个字符并选中相应位线，延时一会儿, ,再送再送/ /选下一选下一个个循环扫描循环扫描即可。即可。共阴共阴

29、数码管数码管位位选选线线段段代代码码P1.5 P1.5 P1.4P1.4P1.3P1.3P1.2P1.2P1.2P1.2P1.0P1.0P0.7 P0.7 P0.6 P0.6 P0.5 P0.5 P0.4 P0.4 P0.3 P0.3 P0.2 P0.2 P0.1 P0.1 P0.0P0.07406 OC7406 OC门门 X 3X 3+5V+5VAT89C51位位选选线线段段代代码码要求要求：此处为共阴数码管，此处为共阴数码管，P0P0口送段代码，口送段代码，P1P1口送位选信号。口送位选信号。通过查表实现动态显示。通过查表实现动态显示。条件条件：待显数据待显数据(00H(00H09H)09

30、H)已放在已放在: : 7FH7FH7AH7AH单元中单元中( (分别对分别对应应十万位十万位个位个位) )说明说明：由于用了由于用了反相驱动器反相驱动器74067406，要用共阳译码表。，要用共阳译码表。共阴共阴 数码管数码管上拉上拉电阻电阻14147406 OC7406 OC门门 X 3X 3+5V+5V(7FH) (7EH) (7DH) (7CH) (7BH) (7AH)十万十万 万位万位 千位千位 百位百位 十位十位 个位个位数据缓冲区数据缓冲区 / / 显示缓冲区显示缓冲区P0P0口口送段送段代码，代码，P1P1口口送位选送位选信号。信号。待显数据待显数据已经放在已经放在: : 7F

31、H7FH7AH7AH单元单元( (分别分别对应对应十万十万位位个位个位) )使用共阳使用共阳译码表译码表。DIRDIR: MOV DPTR, : MOV DPTR, #DSEG #DSEG ; ;数码管译码数码管译码表首址表首址 MOV R0MOV R0，#7AH #7AH ; ;待显缓冲区待显缓冲区个位个位地址地址 MOV R3MOV R3，#01H #01H ; ;个位的个位的位选信号位选信号=01H=01HLD1LD1： MOV AMOV A， R0 R0 ; ;通过通过R0R0间接寻址间接寻址 MOVC A, A+DPTRMOVC A, A+DPTR ; ;查表查表 MOV P0, A

32、 MOV P0, A ; ;字段码送到字段码送到P0P0口口 MOV P1MOV P1，R3 R3 ; ;字位选择送到字位选择送到P1P1口口 LCALL DELYLCALL DELY ; ;调延时调延时1ms1ms子程序子程序 INC R0 INC R0 ;R0 ;R0 指向下一字节指向下一字节 MOV AMOV A，R3R3 JB ACC.5 JB ACC.5，LD2LD2 ; ;判判是否发完是否发完6 6个数？个数？ RL A RL A ;R1;R1指向下一个位指向下一个位 MOV R3MOV R3，A A ; ;位选信号存回位选信号存回R1R1 SJMP SJMP LD1LD1 ; ;

33、跳去再显示下一个数跳去再显示下一个数LD2LD2： RET RET ; ;发完发完6 6个数就个数就返回返回DSEGDSEG：DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99HDB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H; ;共阳译码表共阳译码表 DB 92H, 82H, 0F8H, DB 92H, 82H, 0F8H, 80H80H,90H,90HP0P0口口送段送段代码，代码，P1P1口口送位选送位选信号。信号。待显数据待显数据已经放在已经放在: : 7FH7FH7AH7AH单元单元( (分别分别对应对应十万十万位位个位个位) )使用共阳使用共阳译码表译码表。 描发光二极管描发光

34、二极管点阵点阵1 显示原理显示原理34发光二极管点阵器件由8（行）8（列）独立的发光二极管组成，在器件的正面有64个白色的圆点，这些圆点可以通过背面的管脚控制点亮。显示信息也正是通过点亮发光二极管组合实现的。1 显示原理显示原理要在88发光二极管点阵上分别显示“H”、“古”、“9”、“?” 4个字符，可按图所示点亮某些位置上的发光二极管即可。2 发光二极管点阵器件结构发光二极管点阵器件结构点阵中每一个发光二极管在行、列的交点上，只要行、列之间通过电流，则交点的发光二极管就会发光。比如列P0.5和行P2.2之间有电流通过（P0.5为正，P2.2为负），则交点上的发光二极管被点亮。2 发光二极管点

35、阵器件结构发光二极管点阵器件结构比如要在88发光二极管点阵上显示字母“H”，需要点亮交点上的发光二极管为：P2.0P0.6、P2.0P0.1、P2.1P0.6、P2.1P0.1、P2.2P0.6、P2.2P0.1、P2.3P0.6、P2.3P0.5、P2.3P0.4、P2.3P0.3、P2.3P0.2、P2.3P0.1、P2.4P0.6、P2.4P0.1、P2.5P0.6、P2.5P0.1、P2.6P0.6、P2.6P0.1、P2.7P0.6、P2.7P0.1。2 发光二极管点阵器件结构发光二极管点阵器件结构点亮的发光二极管用1代表，熄灭的用0代表，可得到字母“H”的编码（从横向上进行编码），

36、每一行的编码用十六进制表示为：42H、42H、42H、7EH、42H、42H、42H、42H。如果发光二极管点阵与单片机的I/O口相连，则从I/O口依次输出这些编码，就会在器件上显示出字母“H”来。3 发光二极管点阵与单片机电路发光二极管点阵与单片机电路发光二极管点阵与单片机接口的电路：P0口经过8支三极管进行驱动。当P0口某位输出1，对应三极管导通，点阵对应列上出现高电平。点阵的行则由单片机的P2口经过非门7404来驱动，当P2口某位输出1，经过非门后，对应行上应该出现低电平。这样，当P0口某位输出1、P2口某位输出1，则对应行、列交点上的发光二极管被点亮。4 点阵显示程序点阵显示程序利用点

37、阵显示“H” ：将字母“H”的编码42H、42H、42H、7EH、42H、42H、42H、42H保存在数据表“TABLE”中，在程序中使用指令“MOVC A, A+DPTR”进行数据的提取。5 点阵屏幕点阵屏幕的应用的应用41实际一般会使用更多的点阵构成大屏幕来显示更丰富的信息，尤其在中文、图形等显示中，点阵越多，屏幕的表现能力就越强。发光二极管点阵越多，与单片机的接口电路、控制程序就越复杂。8个88的发光二极管点阵与单片机连接，这8个点阵器件两两成行，形成4列的排列，所以屏幕的点阵为1632，即16行32列，共512个点。 液晶屏液晶屏1 液晶屏的应用液晶屏的应用42液晶屏的低功耗、显示信息

38、丰富等特点使其在电子产品中广泛使用。在90%以上的场合中，液晶屏都是以单片机等为核心的嵌入式系统的显示外设，所以它近年来的普及与单片机的快速发展密不可分。2 字符液晶屏字符液晶屏字符液晶屏：图示为一款162的字符液晶屏。162表示该液晶屏每行最多显示16个字符，且能显示2行。显示的字符可以是英文大、小写字母、数字、标点符号、常用符号等。如图中显示区域中的内容“Active Robots”和“Supply = 4.97V”就包括了字母、数字、符号等信息。3 字符液晶屏显示原理字符液晶屏显示原理液晶屏的显示控制方法与七段数码管有本质的不同，液晶屏中由一个个点阵块显示。204字符液晶屏每行可显示20

39、个字符，最多显示4行。而每个字符的显示都由点阵块实现，所以204字符液晶屏有80个点阵块。4 单片机与字符液晶屏的接口单片机与字符液晶屏的接口45液晶屏的显示全靠单片机对其管脚的控制实现。4 单片机与字符液晶屏的接口单片机与字符液晶屏的接口46第九章第九章 单片机系统人机接口技术单片机系统人机接口技术9.2 键盘键盘接口技术接口技术9.1 单片单片机系统显机系统显示器接口示器接口技术技术三、小结三、小结: （1）LED显示器显示接口按驱动方式可分成显示器显示接口按驱动方式可分成静态静态显示和动态显示显示和动态显示两种显示方式，动态显示的扫描两种显示方式，动态显示的扫描可由单片机软件或专门的硬件

40、完成；可由单片机软件或专门的硬件完成； （2）按显示器接口是否带译码器可分成）按显示器接口是否带译码器可分成译码和非译码和非译码译码两种显示数据方式两种显示数据方式 ；（3）按）按CPU向显示器接口传送数据的方式则可分向显示器接口传送数据的方式则可分成成并行传送和串行传送并行传送和串行传送两种显示数据传送方式；两种显示数据传送方式；第九章第九章 单片机系统人机接口技术单片机系统人机接口技术1.键盘的构成键盘的构成键盘是单片机系统中最常用的一种输入设备，数据、内存键盘是单片机系统中最常用的一种输入设备，数据、内存地址、命令及指令地址等都可以通过键盘输入到系统中。地址、命令及指令地址等都可以通过键

41、盘输入到系统中。按键盘接口是否进行硬件编码可分成按键盘接口是否进行硬件编码可分成编码键盘编码键盘和和非编码键非编码键盘盘。按排布方式键盘还可分成按排布方式键盘还可分成独立方式独立方式（一组相互独立的按键）（一组相互独立的按键）和和矩阵方式矩阵方式（以行列组成矩阵）（以行列组成矩阵） 按读入键方式，可分成按读入键方式，可分成直读方式直读方式和和扫描方式扫描方式。 9.2 9.2 键盘接口技术键盘接口技术第九章第九章 单片机系统人机接口技术单片机系统人机接口技术9.1 单片单片机系统显机系统显示器接口示器接口技术技术9.2 键盘键盘接口技术接口技术2. 键盘的确认及接口硬件、软件任务键盘的确认及接

42、口硬件、软件任务 从按键到键的功能被执行主要包括两项工作：从按键到键的功能被执行主要包括两项工作：一是一是键的识别键的识别二是二是键功能的实现键功能的实现 键识别的主要问题：键识别的主要问题：(1(1）检测是否有键按下；）检测是否有键按下；(2(2）若有键按下，判定是哪一个键；）若有键按下，判定是哪一个键；(3(3）反弹跳）反弹跳( (去抖动去抖动) )；(4(4）确定被按键的含义；）确定被按键的含义；(5(5）不管一次按键持续的时间有多长，仅采用一个数据；）不管一次按键持续的时间有多长，仅采用一个数据；(6(6）防止串键。）防止串键。检测键盘上有无键按下可采用检测键盘上有无键按下可采用查询工

43、作方式查询工作方式和和中中断工作方式断工作方式。第九章第九章 单片机系统人机接口技术单片机系统人机接口技术9.1 单片单片机系统显机系统显示器接口示器接口技术技术9.3 遥控遥控输入键盘输入键盘9.2 键盘键盘接口技术接口技术3. 按键引起的弹跳（抖动）现象按键引起的弹跳（抖动）现象( (1 1）硬件去抖）硬件去抖(2）软件去抖）软件去抖（延时去抖）（延时去抖） 有键按下，有键按下， 延时再查，若发现无键按下，则表明第一次查延时再查，若发现无键按下，则表明第一次查到的有键按下并不是真正有键按下，而是抖动引起的。若第到的有键按下并不是真正有键按下，而是抖动引起的。若第二次查到仍有键按下，才说明确

44、实有键按下。二次查到仍有键按下，才说明确实有键按下。 延时多长时间？延时多长时间？软件键盘去抖动处理流程如图所示。这种软件去抖动的方法最大的特点是成本低，实现起来比较灵活，在键数目较多时，大多采用软件延时法去抖动。 100ms10ms10ms键抖动时间 因不小心同时按下两个或两个以上的按键，即因不小心同时按下两个或两个以上的按键，即发生发生了了串键串键。 4.串键处理串键处理 发生串发生串键键的处理原则的处理原则：把：把最后放开的按键最后放开的按键作为真作为真正被按的按键正被按的按键。 89C51P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7+5V第九章第九章 单片机系统人机

45、接口技术单片机系统人机接口技术5.单片机常用的键盘结构形式单片机常用的键盘结构形式 S1S4S3S2 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 89C51+5V独立式键盘接口 89C51P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7+5V矩阵式键盘接口特点：特点：每个按键占用一条每个按键占用一条I/OI/O线，当按键数量较多时，线，当按键数量较多时，I/OI/O口利用率不高，但程序编制简口利用率不高，但程序编制简单。适用于所需按键较少的场单。适用于所需按键较少的场合。合。特点：特点：电路连接复杂，但提电路连接复杂，但提高了高了I/OI/O口利用率，软件编程口利用率，软件编程较复

46、杂。适用于需使用大量较复杂。适用于需使用大量按键的场合。按键的场合。 (1) 用键盘连接的用键盘连接的I/O线的权值组合表示键码线的权值组合表示键码。 6键编码及键值键编码及键值 如图如图 所示，各键相应的键值为：所示，各键相应的键值为：88H、84H、82H、81H、48H、44H、42H、41H、28H、24H、22H、21H、18H、14H、12H、11H。 这种键值编码这种键值编码软件较为简单直观软件较为简单直观，但但离散性大，不便安排散转程序的离散性大，不便安排散转程序的入口地址入口地址。 (2) 顺序排列键编码。顺序排列键编码。 如图所示，这种方法键值的形成如图所示，这种方法键值的

47、形成要要根据根据I/O线的状态作相应的程序处线的状态作相应的程序处理理。键码可按下式形成：。键码可按下式形成：键码键码=行首键码行首键码+列号列号D4：0行行0000D5：1行行0100D6：2行行1000D7：3行行1100D0：0列列0000D1：1列列0001D2：2列列0010D3：3列列0011行列键码键码 0000,0001,0010,00110100,0101,0110,01111000,1001,1010,10111100,1101,1110,1111012304812第九章第九章 单片机系统人机接口技术单片机系统人机接口技术(2）单片机实现键盘接口的常用方法和接口芯片有：单片

48、机实现键盘接口的常用方法和接口芯片有： 使用单片机本身的并行口；使用单片机本身的并行口； 使用单片机本身的串行口；使用单片机本身的串行口； 使用通用接口芯片使用通用接口芯片( (例如例如82558255、81558155等等) )； 使用专用接口芯片使用专用接口芯片( (例如例如8279 8279 、ZLG7289AZLG7289A等等) )。其中，其中，利用扩展的并行利用扩展的并行I/O接口方法方便灵活，在单片接口方法方便灵活，在单片机应用系统中比较常用机应用系统中比较常用。 列线行线0 1 2 3 4 5 6 70123第九章第九章 单片机系统人机接口技术单片机系统人机接口技术9.1 单片单片机系统显机系统显示器接口示器接口技术技术9.2 键盘键盘接口技术接口技术7、矩阵式键盘接口矩阵式键盘接口（1） 矩阵式键盘扫描原理矩阵式键盘扫描原理图图9-9 44矩阵式键盘接口矩阵式键盘接口 无健按下时，行线处于高电无健按下时，行线处于高电平状态；当有健按下时行线电平状态；当有健按下时行线电平由将由与此行线相连的列线平由将由与此行线相连的列线的电平确定。的电平确定。 矩阵式键盘按键的识别方矩阵式键盘按键的识别方法法 采用扫描法采用扫描法 使所有列为低电平，检查各行线电平是否有变化，有变化则有使所有列为低电平，检查各行