智能仪器设计基础 第4章3-7节

1、下 页上 页返 回4.3 4.3 键盘键盘/ /显示器接口设计显示器接口设计 一一. . ZLG7290ZLG7290芯片介绍芯片介绍 ZLG7290引脚排列引脚排列 下 页上 页返 回ZLG7290内部寄存器内部寄存器系统寄存器（系统寄存器（SystemReg） 地址为地址为00H, 复位值为复位值为0F0H,系统寄存器的第系统寄存器的第0位（位（SystemReg.0）置）置1时表示有键按下时表示有键按下,清清0表示没表示没有键按下。有键按下。 键值寄存器（键值寄存器（Key） 地址为地址为01H ,复位值为复位值为00H, Key表示被压按键的表示被压按键的键值键值,键值范围为键值范围为

2、156下 页上 页返 回（3）连击次数计数器（）连击次数计数器（RepeatCnt） 地址为地址为02H,复位值为复位值为00H,RepeatCnt=0时表示单击时表示单击键键,RepeatCnt大于大于0时表示键的连击次数时表示键的连击次数,用于区别单击用于区别单击键或连击键键或连击键,判断连击次数可以检测被按时间。判断连击次数可以检测被按时间。 地址为地址为03H,复位值为复位值为0FFH,FunctionKey 对应位对应位的值的值=0 表示对应功能键被压按表示对应功能键被压按,FunctionKey.7FunctionKey.0 对应键对应键S64S57。 （4）功能键寄存器（）功能键

3、寄存器（FunctionKey）下 页上 页返 回（5）命令缓冲区（）命令缓冲区（CmdBuf0CmdBuf1） 地址为地址为0CH,复位值为复位值为0111B/0111B,高高4位表示闪烁时位表示闪烁时亮的时间亮的时间,低低4位表示闪烁时灭的时间位表示闪烁时灭的时间,改变其值就改变了改变其值就改变了闪烁频率。闪烁频率。FlashOnOff的的1个单位相当于个单位相当于150250ms（亮和灭的时间范围为（亮和灭的时间范围为116,0000B相当于相当于1个时间单个时间单位）。位）。 地址为地址为07H08H,复位值为复位值为00H00H,用于传输用于传输指令。指令。（6）闪烁控制寄存器（）闪

4、烁控制寄存器（FlashOnOff）下 页上 页返 回 地址为地址为10H 17H,复位值为复位值为00H00H,每个寄每个寄存器的存器的8位分别对应数码管的位分别对应数码管的adp段段,MSB对应对应a,LSB对应对应dp。（7）扫描位数寄存器（）扫描位数寄存器（ScanNum） 地址为地址为0DH,复位值为复位值为7。用于控制最大的扫描显。用于控制最大的扫描显示位数（有效范围为示位数（有效范围为07,对应的显示位数为对应的显示位数为18）,减少扫描位数可提高每位显示扫描时间的占空比减少扫描位数可提高每位显示扫描时间的占空比,以提高以提高LED亮度亮度,不扫描显示的显示缓存寄存器则不扫描显示

5、的显示缓存寄存器则保持不变保持不变,如如ScanNum=3时时,只显示只显示DpRam0 DpRam3的内容。的内容。（8）显示缓存寄存器（）显示缓存寄存器（DpRam0DpRam7）：）：下 页上 页返 回 ZLG7290的控制指令的控制指令 纯指令纯指令 左移指令左移指令命令缓冲命令缓冲区区Bit7Bit7Bit6Bit6Bit5Bit5Bit4Bit4Bit3Bit3Bit2Bit2Bit1Bit1Bit0Bit0CmdBuf0CmdBuf00 00 00 01 1N3N3N2N2N1N1N0N0 该指令使与该指令使与ScanNumScanNum 相对应的显示数据和显示属性相对应的显示数

6、据和显示属性( (闪烁闪烁) )自右自右向左移动向左移动N N 位位(N3(N3N0) +1),N0) +1),移动后右边移动后右边N N 位无显示位无显示, ,与与ScanNumScanNum不相关的显示数据和显示属性则不受影响。不相关的显示数据和显示属性则不受影响。例：例：DpRamBDpRamBDpRam0= 87654321,DpRam0= 87654321,其中其中“4”4”闪烁闪烁,ScanNum,ScanNum=5=5（“87”87”不显示）。执行指令不显示）。执行指令 00010001B00010001B后后,DpRamB,DpRamBDpRam0=“4321”,“4”DpRa

7、m0=“4321”,“4”闪烁闪烁, ,高两位和低两位无显示。高两位和低两位无显示。 下 页上 页返 回 右移指令右移指令 命令缓冲命令缓冲区区Bit7Bit7Bit6Bit6Bit5Bit5Bit4Bit4Bit3Bit3Bit2Bit2Bit1Bit1Bit0Bit0CmdBuf0CmdBuf00 00 01 10 0N3N3N2N2N1N1N0N0 与左移指令类似与左移指令类似, ,只是移动方向为自左向右移动后只是移动方向为自左向右移动后, ,左边左边N N 位位(N3(N3N0) +1)N0) +1)无显示无显示, ,例：例：DpRamBDpRamBDpRam0=“87654321”D

8、pRam0=“87654321”。其中。其中“3”3”闪闪烁烁,ScanNum,ScanNum=5=5（“87”87”不显示）。执行指令不显示）。执行指令00100001B00100001B后后DpRamBDpRamBDpRam0=“6543”,“3”DpRam0=“6543”,“3”闪烁闪烁, ,高四位无显示高四位无显示。下 页上 页返 回 循环左移指令循环左移指令 命令缓冲区命令缓冲区Bit7Bit7Bit6Bit6Bit5Bit5Bit4Bit4Bit3Bit3Bit2Bit2Bit1Bit1Bit0Bit0CmdBuf0CmdBuf00 00 01 11 1N3N3N2N2N1N1N0

9、N0 与左移指令类似与左移指令类似, ,不同的是在每移动一位后不同的是在每移动一位后, ,原最左位的原最左位的显 示 数 据 和 属 性 转 移 到 最 右 位显 示 数 据 和 属 性 转 移 到 最 右 位 , , 例 ：例 ： D p R a m BD p R a m B DpRam0=“87654321”DpRam0=“87654321”。其中。其中“4”4”闪烁闪烁,ScanNum,ScanNum=5=5（“87”87”不 显 示 ） 。 执 行 指 令不 显 示 ） 。 执 行 指 令 0 0 1 1 0 0 0 1 B0 0 1 1 0 0 0 1 B 后后 D p R a m

10、BD p R a m B DpRam0=“432165”,“4”DpRam0=“432165”,“4”闪烁闪烁, ,高两位无显示。高两位无显示。下 页上 页返 回 循环右移指令循环右移指令命令缓冲命令缓冲区区Bit7Bit7Bit6Bit6Bit5Bit5Bit4Bit4Bit3Bit3Bit2Bit2Bit1Bit1Bit0Bit0CmdBuf0CmdBuf00 01 10 00 0N3N3N2N2N1N1N0N0 与循环左移指令类似与循环左移指令类似, ,只是移动方向相反。只是移动方向相反。例：例：DpRamBDpRamBDpRam0=“87654321”DpRam0=“87654321”

11、。其中。其中“3”3”闪闪烁烁,ScanNum,ScanNum=5=5（“87”87”不显示）。执行指令不显示）。执行指令01000001B01000001B后后DpRamBDpRamBDpRam0=“216543”,“3”DpRam0=“216543”,“3”闪烁。闪烁。 下 页上 页返 回 SystemRegSystemReg 寄存器位寻址指令寄存器位寻址指令命令缓冲命令缓冲区区Bit7Bit7Bit6Bit6Bit5Bit5Bit4Bit4Bit3Bit3Bit2Bit2Bit1Bit1Bit0Bit0CmdBuf0CmdBuf00 01 10 01 1OnOnS2S2S1S1S0S0当

12、当On=1On=1时时, ,第第S(S2S(S2S0)S0)位置位置1;1;当当On=0On=0时时, ,第第S S位清位清0 0。 下 页上 页返 回（2 2）复合指令）复合指令 段寻址指令段寻址指令 命令缓冲区Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0CmdBuf000000001CmdBuf1On 0S5S4S3S2S1S0 在段寻址命令中在段寻址命令中,8,8位数码管被看成位数码管被看成6464段段,S5,S5S0是是6位段地位段地址址,取值取值063,有效范围从有效范围从00H00H3FH,3FH,无效的地址不会产生任何无效的地址不会产生任何作用。当作用。当On

13、=1On=1时时, ,该段亮该段亮; ;当当On=0On=0时时, ,该段灭。该段灭。 下 页上 页返 回 按位下载数据且译码指令按位下载数据且译码指令 命令缓冲命令缓冲区区Bit7Bit7Bit6Bit6Bit5Bit5Bit4Bit4Bit3Bit3Bit2Bit2Bit1Bit1Bit0Bit0CmdBuf0CmdBuf00 01 11 10 0A3A3A2A2A1A1A0A0CmdBuf1CmdBuf1DPDPFlashFlash0 0D4D4D3D3D2D2D1D1D0D0 A3 A3A0A0为显示缓存编号为显示缓存编号(0000B(0000B0111B,0111B,对应对应DpRa

14、m0DpRam0DpRam7,DpRam7,无效的编号不会产生任何作用无效的编号不会产生任何作用) )。DP=1DP=1时点亮该位时点亮该位小数点小数点,Flash=1 ,Flash=1 时该位闪烁显示时该位闪烁显示,Flash=0 ,Flash=0 时该位正常显时该位正常显示。示。 下 页上 页返 回 闪烁控制指令闪烁控制指令 命令缓冲命令缓冲区区Bit7Bit7Bit6Bit6Bit5Bit5Bit4Bit4Bit3Bit3Bit2Bit2Bit1Bit1Bit0Bit0CmdBuf0CmdBuf00 01 11 11 1X XX XX XX XCmdBuf1CmdBuf1F7F7F6F6

15、F5F5F4F4F3F3F2F2F1F1F0F0 当当Fn=1Fn=1时时, ,该位闪烁该位闪烁,(n,(n的范围为的范围为0 07),7),当当Fn=0 Fn=0 时该位不时该位不闪烁闪烁, ,该指令会改变所有像素的闪烁属性。该指令会改变所有像素的闪烁属性。例：执行指令例：执行指令01110000B,00000000B01110000B,00000000B后所有数码管不闪烁。后所有数码管不闪烁。 下 页上 页返 回二、二、 ZLG7290接口芯片的连接方法和程序设计接口芯片的连接方法和程序设计 ZLG7290与键盘与键盘/显示器的连接显示器的连接 下 页上 页返 回4 44 LCD4 LCD

16、显示及接口显示及接口一、一、LCDLCD显示器的结构和工作原理显示器的结构和工作原理结构图结构图下 页上 页返 回二、笔段式二、笔段式LCDLCD显示器显示器 1. LCD显示器对驱动电路的要求显示器对驱动电路的要求 LCD驱动电路驱动电路 LCDLCD驱动电路工作电压波形驱动电路工作电压波形 七段七段LCDLCD数数码显示器码显示器 下 页上 页返 回2. 笔段式笔段式 LCD显示器的接口显示器的接口 MC14543的引脚下 页上 页返 回4位LCD静态显示电路下 页上 页返 回3. 点阵式点阵式LCD显示器的接口显示器的接口 MGLS-240128液晶显示模块是由液晶板、液晶显液晶显示模块

17、是由液晶板、液晶显示控制器、液晶驱动器、背光板等组成示控制器、液晶驱动器、背光板等组成。可显示可显示16点阵点阵汉 字汉 字 1 5 8 个个 , 亦 可 显 示 各 种 图 形 。亦 可 显 示 各 种 图 形 。 模块简介模块简介下 页上 页返 回引脚号名称定义1FG框架地2GND信号地为0V3VCC模块电源输入端,为+5V10%4V0显示对比度调节电压5WR写信号6RD读信号7CE片选信号8C/D“1”：送指令码, “0”：送数据9RST复位信号1017DB0DB7数据线18FS点阵模式选择,“1”：58点阵;“0”：88点阵下 页上 页返 回控控制制命命令令 RDWR指令名称控制状态指

18、令代码C /DD7D6D5D4D3D2D1D0读状态字101S7S6S5S4S3S2S1S0地址指针设置11000100N2N1N0显示区域设置110010000N1N0显示方式设置1101000CGN2N1N0显示状态设置1101001N3N2N1N0光标形状设置11011000N2N1N0数据自动读写设置110101100N1N0数据一次读写设置11011000N2N1N0屏读（一字节）设置11011100000屏拷贝（一行）设置11011101000位操作1101111N3N2N1N0数据写操作010数 据数据读操作001数 据下 页上 页返 回液晶显示模块与单片机的接口液晶显示模块与单

19、片机的接口下 页上 页返 回4 4.5 CRT显示及控制显示及控制 一一、CRTCRT显示器概述显示器概述 1. CRT显示器分类显示器分类 CRT显示器按显像管的颜色来分，可以显示器按显像管的颜色来分，可以分为单色和彩色两种类型分为单色和彩色两种类型 按照显示原理分类，按照显示原理分类，CRT显示器可分显示器可分为光栅扫描式和随机扫描式两种类型。为光栅扫描式和随机扫描式两种类型。 下 页上 页返 回2. CRT显示器的主要性能指标显示器的主要性能指标 像素像素像素是指组成图像的最小单位像素是指组成图像的最小单位 分辨率分辨率分辨率是指像素点与点之间的距离分辨率是指像素点与点之间的距离 下 页

20、上 页返 回垂直垂直水平扫描频率水平扫描频率 垂直扫描频率是指显示器在某一显示方式垂直扫描频率是指显示器在某一显示方式下所能完成的每秒从上到下刷新的次数，单位下所能完成的每秒从上到下刷新的次数，单位为为Hz。 水平扫描频率是指电子束每秒在屏幕上水平水平扫描频率是指电子束每秒在屏幕上水平扫描的次数，单位为扫描的次数，单位为kHz。下 页上 页返 回（3）逐行隔行扫描）逐行隔行扫描 采用隔行扫描方法时，电子枪先扫描奇数行，后扫描偶采用隔行扫描方法时，电子枪先扫描奇数行，后扫描偶数行，由于一帧图像分两次扫描，所以屏幕有闪烁现象。数行，由于一帧图像分两次扫描，所以屏幕有闪烁现象。逐行扫描是指逐行一次性

21、扫描完组成的一帧图像，逐行扫逐行扫描是指逐行一次性扫描完组成的一帧图像，逐行扫描在垂直扫描频率低时也会感到闪烁，国际描在垂直扫描频率低时也会感到闪烁，国际VESA协会认为协会认为逐行扫描最佳无闪烁的标准是垂直扫描频率为逐行扫描最佳无闪烁的标准是垂直扫描频率为85Hz。 点距是指显示器荧光屏上两个相邻的相同点距是指显示器荧光屏上两个相邻的相同颜色磷光点之间的对角线距离颜色磷光点之间的对角线距离 （4）点距）点距下 页上 页返 回（5）刷新频率）刷新频率刷新频率就是每秒屏幕刷新的次数。刷新频率就是每秒屏幕刷新的次数。 带宽是指每秒钟电子枪扫描过的图像点带宽是指每秒钟电子枪扫描过的图像点的个数，以的

22、个数，以MHz为单位，它表明了显示器电为单位，它表明了显示器电路可以处理的频率范围。路可以处理的频率范围。 （6）带宽）带宽下 页上 页返 回3. CRT显示器的结构显示器的结构 下 页上 页返 回CRTCRT光栅扫描过程光栅扫描过程下 页上 页返 回二、字符显示原理二、字符显示原理 光栅扫描光栅扫描CRT字符显示系统主要由字符显示系统主要由CRT控制器、显示控制器、显示RAM、字符发生器、并、字符发生器、并/串移串移位器、视频信号合成器等几部分组成位器、视频信号合成器等几部分组成 。下 页上 页返 回三、三、图形及汉字显示原理图形及汉字显示原理 1. 图形显示图形显示 下 页上 页返 回2.

23、 汉字显示汉字显示 汉字显示的关键在于汉字字形的产汉字显示的关键在于汉字字形的产生，汉字库的建立和汉字检索。生，汉字库的建立和汉字检索。 常用的汉字库软件有，常用的汉字库软件有，WPSWPS汉字系统、汉字系统、WindowsWindows和和WordWord。和字符发生器一样，为。和字符发生器一样，为了提高显示速度，经常把汉字库作成硬件。了提高显示速度，经常把汉字库作成硬件。为了显示可认识的汉字字形，一般需要为了显示可认识的汉字字形，一般需要16161616点阵。若要显示出笔峰和各种字体，点阵。若要显示出笔峰和各种字体，则每字需要则每字需要32323232以上的点阵。以上的点阵。 下 页上 页

24、返 回3. 图形显示系统图形显示系统 常用的常用的CRTCCRTC有有IntelIntel公司的公司的82758275，不仅，不仅芯片内有行缓冲器，还可与显示存储器以芯片内有行缓冲器，还可与显示存储器以DMADMA方式进行数据交换，从而减少显示时占方式进行数据交换，从而减少显示时占用用CPUCPU的时间。的时间。MotorolaMotorola公司的公司的68456845和和68476847是功能更强的是功能更强的CRTCCRTC，不但能显示字符，不但能显示字符，还能显示图形。还能显示图形。 图形显示器结构图形显示器结构下 页上 页返 回4.6 4.6 触摸屏触摸屏 一、触摸屏简介一、触摸屏简

25、介 1. 触摸屏的发展触摸屏的发展 触摸屏的发展经历了触摸屏的发展经历了从红外屏、四线电阻屏、从红外屏、四线电阻屏、电容屏、表面声波触摸屏到五线电阻触摸屏电容屏、表面声波触摸屏到五线电阻触摸屏等由等由低档向高档发展的历程，低档向高档发展的历程， 下 页上 页返 回2. 触摸屏的技术要求触摸屏的技术要求 （1）工作稳定性）工作稳定性 （2）手写文字和图像识别）手写文字和图像识别 （3）价格）价格 （4）功耗）功耗 下 页上 页返 回二、二、触摸屏的分类触摸屏的分类 1. 电阻式触摸屏电阻式触摸屏触摸屏的结构简图触摸屏的结构简图触摸屏的工作原理触摸屏的工作原理下 页上 页返 回2. 红外线触摸屏红

26、外线触摸屏 红外线触摸屏原理红外线触摸屏原理红外触摸屏是利用红外触摸屏是利用X X、Y Y方方向上密布的红外线矩阵来向上密布的红外线矩阵来检测并定位用户的触摸。检测并定位用户的触摸。 下 页上 页返 回3. 电容式触摸屏电容式触摸屏 电容式触摸屏电容式触摸屏触摸屏四边均镀上狭长的电极，在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导电体内形成一个低电压交流电场。导电体内形成一个低电压交流电场。用户触摸屏幕时，由于人体电场、用户触摸屏幕时，由于人体电场、手指与导体层间会形成一个耦合电手指与导体层间会形成一个耦合电容，四边电极发出的电流会流向触容，四边电极发出的电流会流向触点，而其强弱与手指及电极的距离点，而其

27、强弱与手指及电极的距离成正比，位于触摸屏幕后的控制器成正比，位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。算出触摸点的位置。 下 页上 页返 回4. 表面声波触摸屏表面声波触摸屏 超声波式触摸屏超声波式触摸屏玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器，右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。发射换能器，右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。玻璃屏的四个周边则刻有呈玻璃屏的四个周边则刻有呈4545角由疏到密间隔非常精密的角由疏到密间隔非常精密的反射条纹反射条纹 。当

28、发射换能器发射一个窄脉冲后，声波能量历经当发射换能器发射一个窄脉冲后，声波能量历经不同途径到达接收换能器，走最右边的最早到达，走最左边不同途径到达接收换能器，走最右边的最早到达，走最左边的最晚到达，早到达的和晚到达的这些声波能量叠加成一个的最晚到达，早到达的和晚到达的这些声波能量叠加成一个较宽的波形信号，较宽的波形信号， 下 页上 页返 回三、触摸屏的控制三、触摸屏的控制1. ADS7843的基本特性的基本特性 ADS7843引脚配置引脚配置下 页上 页返 回2. ADS7843参考电压模式选择参考电压模式选择 单端输入模式单端输入模式差动输入模式差动输入模式下 页上 页返 回3. ADS78

29、43控制字控制字 DFRSER/Bit7Bit7(MSB)(MSB)Bit6Bit6Bit5Bit5Bit4Bit4Bit3Bit3Bit2Bit2Bit1Bit1Bit0Bit0S SA2A2A1A1A0A0MODEMODEPD1PD1PD0PD0S S：数据传输起始标志位，该位必为：数据传输起始标志位，该位必为“1”1”。A2A2A0A0：通道选择，当：通道选择，当A2A2A0A0为为001001时，选择时，选择Y Y坐标输入；坐标输入；A2A2A0A0为为101101时选择时选择X X坐标输入；坐标输入；A2A2A0A0为为010010或或110110时，选择时，选择IN3IN3或或IN

30、4IN4两个附属两个附属A/DA/D通道。通道。MODEMODE：选择：选择A/DA/D转换的精度，转换的精度， MODE MODE 为为“1”1”时选择时选择8 8位，为位，为“0”0”选择选择1212位。位。SER/DEF：选择参考电压的输入模式。：选择参考电压的输入模式。 为为“1”1”时时 选择参考选择参考单端输入模式；为单端输入模式；为“0”0”时选择差动输入模式。时选择差动输入模式。PD1PD1、PD0PD0选择省电模式：选择省电模式：PD1PD1、PD0 PD0 选择选择“00”00”时为允时为允许省电模式，在两次许省电模式，在两次A/DA/D转换之间掉电，且中断允许；转换之间掉

31、电，且中断允许；选择选择“01”01”时，为允许省电模式，但不允许中断；选择时，为允许省电模式，但不允许中断；选择“10”10”时为保留模式；选择时为保留模式；选择“11”11”时为禁止省电模式。时为禁止省电模式。 下 页上 页返 回4. ADS7843控制时序控制时序 下 页上 页返 回5. ADS7843与单片机的接口设计与单片机的接口设计4.7 4.7 打印记录技术打印记录技术一、一、RDRD系列热敏微型打印机的接口信号系列热敏微型打印机的接口信号 并行接口方式并行接口方式并行连接方式引脚序号并行连接方式引脚序号面板式平台式下 页上 页返 回串行接口方式串行接口方式 串行连接方式引脚序号面板式平台式平台式下 页上 页返 回二、二、RDRD系列热敏微型打印机的打印命令系列热敏微型打印机的打印命令 RDRD系列微型打印机提供了近系