单片机数码管显示

1、第10章 MCS-51的键盘、显示器的接口设计一.LED显示器接口扩展 1.LED数码管的结构:共阳与共阴h g f e d c b aabcdgefhh g f a低电平点亮接高电平h g f a高电平点亮接地公共极共阳极共阴极一.LED显示器接口原理 1.LED数码管的结构:共阳与共阴一位显示器由8个发光二极管组成，其中，7个发光二极管构成字型“8”的各个笔划(段)ag，另一个小数点为dp发光二极管。当在某段发光二极管上施加一定的正向电压时，该段笔划即亮；不加电压则暗。为了保护各段LED不被损坏，须外加限流电阻。公共阳极h g f e d c b aabcdgefhh g f a低电平点亮

2、接高电平dp g f e d c b aD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D02.LED数码管的译码：硬件译码与软件译码(2)硬件译码特点:采用专用的译码/驱动器件,驱动功率较大;增加了硬件的开销;软件编程简单;字型固定(比如:只有七段,只可译数字,字型不好看)。共阴LEDabcdgefhgfedcb aDCBAP1.3P1.2P1.1P1.0CD45118051(1)74LS48/CD4511是“BCD码七段共阴译码/驱动”IC; 74LS47是“BCD码七段共阳译码/驱动”IC一.LED显示器接口原理例411 十六进制数转换成七段显示码。设：将R1中的一位十六进制数（R0中的低4位

3、）转换成七段显示代码，并从P1口输出进行显示。设七段显示器为共阳极接法。源程序如下： ORG 3000HSTART：MOV DPTR，#TABLE ；置表首地址 MOV A，R1 ；取十六进制数 ANL A，#0FH ；处理低4位 MOVC A，A+DPTR ；查表 MOV P1，ATABLE：DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H DB 99H，92H，82H，0F8H DB 80H，90H，88H，83H DB 0C6H，A1H，86H，84H END 程序设计举例一.查表程序设计(3)软件译码特点: 不用专用的译码/驱动器件,驱动功率较小;不增加硬件的开销;软件编程较复杂；字型灵(

4、比如:有八段,只可译多种字符,字型好看)。共阳LEDabcdgefhP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7+5V8051一.LED显示器接口原理2.LED数码管的译码：硬件译码与软件译码八段LED数码管段代码编码表(连线不同可有多种表):字形0123456789黑共阳0C00F90A40B09992820F880900FF共阴3F065B4F666D7D077F6F00图10-2 4位LED显示器的构成 abcdgefh8adpabcdgefh8adpabcdgefh8adpabcdgefh8adp段码线位选线3.LED数码管的显示方式: 静态与动态一.LED显示器接

5、口原理 3.LED数码管的显示方式：静态与动态动态显示特点: 有闪烁,用元器件少,占I/O线少,必须扫描,花费CPU时间,编程复杂。(有多个LED时尤为突出）静态显示特点: 无闪烁,用元器件多,占I/O线多,无须扫描,节省CPU时间,编程简单。(1)静态显示各数码管在显示过程中持续得到送显信号,与各数码管接口的I/O口线是专用的。一.LED显示器接口原理 (2)动态显示: 各数码管在显示过程中轮流得到送显信号,与各数码管接口的I/O口线是共用的。例如，要求显示“EE020”时，I/O口1和I/O口2轮流送入段选码、位选码及显示状态如图所示。段选码、位选码每送入一次后延时1 ms，因人眼的视觉暂

6、留时间为 s(100 ms)，所以每位显示的间隔不必超过20 ms，并保持延时一段时间，以造成视觉暂留效果，给人看上去每个数码管总在亮。这种方式称为软件扫描显示。图 6位动态扫描显示状态ABCLKh g f e d c b aCLRABCLKCLRABCLKCLRVCCTxDRxD 8051单片机74LS16474LS16474LS164h g f e d c b ah g f e d c b a+5V共阳LED数码管LED数码管静态显示举例有几个LED就要几个74LS164，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。要求：根据上图编写通过串行口和74LS164驱动共 阳LED

7、数码管查表显示的子程序。条件：系统有6个LED数码管,待显数据(00H09H)已放在35H30H单元中(分别对应十万位个位)，DSPLY:MOV DPTR, #TABLE ;共阳LED数码管译码表首址 MOV R0，#30H ;待显数据缓冲区的个位地址REDO：MOV SCON，#00H MOV A， R0 ;通过R0实现寄存器间接寻址 MOVC A, A+DPTR ;查表 MOV SBUF, A ;经串行口发送到74LS164 JNB TI, $ ;查询送完一个字节的第8位？ CLR TI ;为下一字节发送作准备 INC R0 ;R0指向下一个数据缓冲单元 CJNE R0，#06H，REDO

8、 ;判断是否发完6个数？ RET ;发完6个数就返回TABLE：DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H ;共阳LED译码表 DB 92H, 82H, 0F8H, 80H,90H图10-4 4位8段LED动态显示电路 abcdgefh8adpabcdgefh8adpabcdgefh8adpabcdgefh8adp段码线8位I/O位选线4位I/O一.LED显示器接口原理 3.LED数码管的显示方式：动态010.13.002显示字符段 码01013.0023FH06HBFH06HCFH3FH3FH5BH显示器显示状态(微观)2 0 0 3. 1 0 1 0人眼看到的结果以8位LED动态

9、显示2003.10.10为例LED数码管动态显示举例工作原理：从P0口送段代码,P1口送位选信号。段码虽同时到达6个LED,但一次仅一个LED被选中。利用“视觉暂留”,每送一个字符并选中相应位线,延时一会儿,再送/选下一个循环扫描即可。P1.5 P1.4P1.3P1.2P1.2P1.0P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.07406 OC门 X 3上拉电阻14+5V8051共阴 数码管位选线段代码初始化查字段码字段码送A口位选送B口延时1ms指向下一个待显数据是否显示完8个字符？修改位选信号返 回是否初始化: 段码表首地址, 首个待查数据地址, 初始位选地

10、址DPTR 段码表首地址;R0 待查数据首地址;R3 位地址。DIS: MOV A,#03H ;写命令字 MOV DPTR,#7F00H ;指向命令寄存器 MOV DPTR，A MOV R0，#78H MOV R3，#7FH MOV A，R3LD0： MOV DPTR,#7F02H ;指向B口 MOV DPTR，A DEC DPL ;指向A口 MOV A，R0 ADD A，#0DH MOVC A, A+PC ;查表 MOV DPTR，A ACALL DL1 ;调延时1ms子程序 INC R0 ;R0 指向下一字节 MOV A，R3 A口输出段代码,B口输出位选信号。待显数据已经放在: 78H7

11、FH单元使用共阴译码表。JNB ACC.0，LD1 ;判是否发完8个数？ RR A ;R1指向下一个位 MOV R3，A ;位选信号存回R1 SJMP LD0 ;跳去再显示下一个数LD1： RET ;发完8个数就返回DSEG：DB 3FH, 06H,5BH,4FH,67H;共阴译码表 DB 6DH, 7DH, 07H, 7FH,6FH DB 77H，7CH，39H，5EH，79H，71HDL1： MOV R7，#02H ;延时1ms子程序DL0: MOV R6，#F9HDL10：DJNZ R6，DL10 DJNZ R7，DL0 RET 扩展键盘接口1.键盘 原理 单片机系统中完成控制参数输入及

12、修改的基本输入设备，是最简单的单片机输入设备。二. 键盘接口原理 5V输出行线列线列线的电平决定行线电平,即 行线电平为按键闭合的判断依据断开断开闭合t0t1t2t3t4t0t4断开期t1t3抖动期 510mst2闭合期 由按键动作决定二. 键盘接口原理 延时10ms入 口NYNY键闭合行线为低电平？行线为低电平？键未闭合判断按键是否闭合断开断开闭合t0t1t2t3t4t0t4断开期t1t3抖动期 510mst2闭合期 由按键动作决定二. 键盘接口原理 延时10ms入 口NYNY键松开行线为高电平？行线为高电平？键未松开判断按键是否松开二. 键盘接口原理 2.键盘分类 (1)按键值编码方式分

13、(硬件)编码键盘与非(硬件)编码键盘。 (2)按键组连接方式分 独立式键盘与行列式键盘。编码键盘: 采用专用的编码/译码器件,被按下的键由该器件译码输出相应的键码/键值。特点：增加了硬件开销，编码因选用器件而异，编码固定，但编程简单。适用于规模大的键盘。非编码键盘: 单片机系统多采用此类键盘 采用软件编/译码的方式,通过扫描，对每个被按下的键判别输出相应的键码/键值。特点：不增加硬件开销，编码灵活，适用于小规模的键盘，特别是单片机系统。但编程较复杂,占CPU时间，还须软件“消颤”。(1)按键值编码方式:编码键盘与非编码键盘(2)按键组连接方式:独立式键盘与行列式键盘独立式键盘: 每键相互独立，

14、各自与一条I/O线相连，CPU可直接读取该I/O线的高/低电平状态。特点：占I/O口线多，但判键速度快，多用于设置控制键、功能键。适用于键数少的场合。行列式键盘: 键按矩阵排列,各键处于矩阵行/列的结点处,CPU通过对连在行(列)的I/O线送已知电平的信号,然后读取列(行)线的状态信息。逐线扫描,得出键码。特点：键多时占用I/O口线少,但判键速度慢,多用于设置数字键。适用于键数多的场合。3.键盘的工作方式(1)编程扫描方式当单片机空闲时,调用键盘扫描子程序,等待用户从键盘上输入命令或数据。如: MAIN: LCALL KEYIN (2)定时扫描方式利用单片机内的定时器,产生10ms的定时中断,

15、在中断服务子程序中进行键盘扫描。如:ORG 000BH LJMP TIME0 TIME0: LCALL KEYIN RETI3.键盘的工作方式(3)中断工作方式采用中断扫描,可提高扫描键盘的效率。如:P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7INT0与门5V8031查询方式中断方式图10-7 独立式键盘接口P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7INT0与门5V8031P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.75V80313.键盘的工作方式按键盘的分类(1)独立式键盘接口直接式独立连接式键盘例1 特点：此子程序采用中断查询不会

16、漏判,省时。键的优先级由指令顺序决定。为防止一次按键多次中断，在功能子程序里应安排“关/开中断指令”。P1.0P1.1P1.2P1.3 ORG 0003H LJMP KEY KEY: JNB P1.0,FUNC1 ;逐键判别 JNB P1.1,FUNC2 JNB P1.2,FUNC3 JNB P1.3,FUNC4 RETI ;无任何键按下由此返回FUNC1: ;做P1.0要求的“功能1” RETIFUNC2: ;做P1.1要求的“功能2” RETIFUNC3: ;做P1.2要求的“功能3” RETIFUNC4: ;做P1.3要求的“功能4” RETIINT0&(上拉)8051独立连接式键盘例2

17、：特点：此子程序需不断(或定时)调用，否则可能漏判。4个键的优先级由指令顺序决定。P1.0P1.1P1.2P1.3KEY: JNB P1.0,FUNC1 ;逐键判别 JNB P1.1,FUNC2 JNB P1.2,FUNC3 JNB P1.3,FUNC4 RET ;无任何键按下由此返回FUNC1: ;做P1.0要求的“功能1” RETFUNC2: ;做P1.1要求的“功能2” RETFUNC3: ;做P1.2要求的“功能3” RETFUNC4: ;做P1.3要求的“功能4” RET805112341 2 3 45VRRRR0 1 2 34 5 6 7 9 10 11 12 13 14 15(b

18、) 44键盘1231 2 35VRRR(a) 33键盘工作原理:行线通过上拉电阻接到5V；无按键按下, 行线处于高电平；有按键按下, 行线电平由与此行线相连的列线电平决定。(2)行列式键盘2.键盘分类12341 2 3 45VRRRR0 1 2 34 5 6 7 9 10 11 12 13 14 15(b) 44键盘(2)行列式键盘扫描法2.键盘分类80C518155P0ALECERESETAD0-7EARESETRDWRWRRDPA7PA6PA5PA4PA3PA2PA1PA0PC0PC1PC2PC3P2.7ALE+5v+5v列线行线0列7列0行3行 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1

19、0 11 12 13 14 1516 17 18 19 20 21 21 23 24 25 26 27 28 29 30 31图 采用8155扩展I/O组成的48矩阵式键盘P2.0IO/M(2)行列式键盘扫描法 PA口:7F01H,PC口:7F03H,控制寄存器:7F00H矩阵式键盘名词注释矩阵式键盘工作原理： 先由列线送出数据,送全“0”或每次只送一位“0”;然后读进行线,判有无键按下或按键的位置并算出键值。顺序扫描。 行号:第0行第3行(03) 行首值:(R3) 8 (0,8,16,24) 列值：A口输出值(FF,FE,FD,FB,F7,EF,DF,BF,7F) 键值:查得最后结果 R5

20、等于已知按键所在的行首值, 再加上所在列的序号。 同一行中,键值等于行首值 连续依次加 1。0列 1列 2列 3列 4列 5列 6列 7列列线(PA0PA7)行 线 PC 0-3 0行3行1行2行 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516 17 18 19 20 21 21 23 24 25 26 27 28 29 30 31KEY1:LCALL KS1 ;查有无键闭合 JNZ LK1 ;有键闭合转消颤 LJMP LK8 ;无键闭合则退出LK1：LCALL DL6ms ;消颤12ms LCALL DL6ms LCALL KS1 ;再查有无键闭合 JNZ L

21、K2 ;的确有，转处理 LJMP LK8 ;确实无，退出去查有无键闭合的子程序KS1：KS1：MOV DPTR，#7F00H MOV A, #01H MOVX，DPTR，A MOV DPTR，#7F01H;指向 A口 MOV A, #00H;8条列线都送0 MOVX，DPTR，A;送到列线上去 INC DPTR INC DPTR ;指向 C口 MOVX A，DPTR ;读行线的电平 ANL A，#0FH ;保留C口低4位 若确有键按下,则Acc中必有“0” ORL A，#0F0H ;将Acc高4位赋1 CPL A ;Acc取反后，高4位=0; 若有键按下,则低4位中必有“1” RET检查的结果

22、（出口）： 若(A)0,则有键按下； 若(A)0,则无键按下。列线(PA0PA7)0列 1列 2列 3列 4列 5列 6列 7列行 线 PC 0-3 0行3行1行2行 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516 17 18 19 20 21 21 23 24 25 26 27 28 29 30 31KEY1:LCALL KS1 ;查有无键闭合 JNZ LK1 ;有键闭合转消颤 LJMP LK8 ;无键闭合则退出LK1：LCALL DL6ms ;消颤12ms LCALL DL6ms LCALL KS1 ;再查有无键闭合 JNZ LK2 ;的确有，转处理 LJM

23、P LK8 ;确实无，退出去LK2：MOV R2，#0FEH ;(R2)列号初值 MOV R4，#00H ;(R4)列号计数器LK3：MOV DPTR #7F01H;指向8155 A口 MOV A， R2 ;取列扫描值 MOVX，DPTR，A ;送到列线上去 INC DPTR INC DPTR ;指向8155 C口 MOVX A，DPTR ;读行线的电平 列号:第0列第7列(R4) (0,1,2,3,4,5,6,7) 列扫描值： 0FEH (R2) (FE,FD,FB,F7,EF,DF,BF,7F) FEH = 1111 1110 B(首次扫描) FDH = 1111 1101 B (2次扫描) FBH = 1111 1011 B (3次扫描) F7H = 1111 0111 B (4次扫描) EFH = 1110 1111 B (5次扫描) DFH = 1101 1111 B (6次扫描) BFH = 1011 1111 B (7次扫描) 7FH = 0111 1111 B (8次扫描) 行值： (0F