《接口技术》：第三章 《 键盘显示器接口》 课件

[P2口作基本I/O]

并行输入口

串行总线扩展：串口方式0：外接移位寄存器

并行输出口

8255A:三个8位并口：PA、PB、PC(三种工作方式)

并口

8155：2个8位并口：PA、PB、1个6位PC[两种工作方式]

74系列三态门锁存器（仅适用于基本I/O方式外设）

并行接口扩展（基本I/O）（基本I/O）并行总线扩展（与外RAM/统一编址（MOVX指令））[P0(AD0~AD7)][P2(A8~A17)][P3~6(P3~7()]大系统：@DPTR、、@Ri紧凑系统：@Ri总结：并行口的扩展方法就介绍完了，下面的问题如何利用并行口连接外设。

CPU

显示器

64kB

外PAM外I/O接口外ROM:64kB并行口A/D、D/A外设输入设备：键盘输出设备打印机

第三章键盘/显示器接口

在单片机控制系统中显示器是必不可少的外设。常用的显示器有LED发光二极管，LED数码管和LCD液晶显示器。

目录

§3.1

LED数码管显示器接口§3.2键盘及其接口技术§3.2.1BCD拨码盘的接口§3.2.2按键键盘原理§3.2.3

独立式键盘接口§3.2.4

矩阵键盘接口§3.4LCD液晶显示器接口§3.3编码键盘接口8279§3.1

LED数码管显示器接口

在单片机控制系统中显示器是必不可少的外设。常用的显示器有发光二极管，数码管和液晶显示器。本节介绍数码管接口。§3.1

.1LED数码管简介

一、组成：LED数码管由7段或8段发光二极管组成，在平面上排成8字型。abcdefgDp显示原理：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。使某段点亮必须具备2个条件：①共阴极管的公共端接地和共阳极管的公共端接电源。②共阴极管的控制端接电源和共阳极管的控制端接地。二、分类：有共阴极和共阳极两种。COMabcdefgDpCOMabcdefgDp共阳极共阴极

0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,

0 1 2 345

0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,

6 7 8 9AB

0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00

CDEF 无显示共阴极数码管字形码表§3.1

.2显示方式及接口电路

显示方式分为静态显示和动态显示。一、静态显示方式

所谓静态显示方式，就是显示器在显示一个字符时，相应的发光二极管恒定的导通和截止。这种显示器显示字符的数据称为段码或字形码。

接口特点：静态显示方式的每一个七段显示器，都需要由一个8位并口单独控制。例题1：设从左到右8个数码管的显示缓冲单元分别为78H........7FH设显示缓冲单元的入口参数为一位十六进制数或特殊字符“-”、“P”、”“、暗的查表序号（10H、11H、12H、13H。

∏例题2，89C52连接一片8255A。其PA、PB、PC口静态连接三个共阴极数码管。接口电路如右图所示：系统为紧凑系统，8255的PA、PB、PC及命令口地址分别为：7CH、7DH、7EH、7FH。89C513738255AD0-D7A1A0ALEP0PAPBPCA7A1A0COM1COM2COM3设1、2、3三位数码管的显示缓冲单元分别为内RAM区50H、51H、52H单元。编写显示驱动子程序。PAEQU7CHPBEQU7DHPCEQU7EHDIR2：MOVR0,#7FHMOVA,#80HMOV@R0,AMOVR0,#50HLOOP:MOVA,@R0;取数据

MOVDPTR,#SEGTABMOVCA,@A+DPTRMOVR1,#PAMOVX@R1,AINCR0INCR1DJNZR0,#53H,LOOPRET二、动态显示方式

所谓动态显示方式，就是一位一位的轮流点亮（扫描）各位数码管显示器。对于每位数码管来说，每隔一段时间点亮一次。显示器的亮度既与导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间的比例有关。调整电流和时间参数，可实现亮度较高较稳定的显示。

接口特点：控制所有数码管的显示字形数据共用一个8位的并口（称为段码数据口）；每个数码管单独使用一根线连接其公共端，若显示器的位数不超出8位，则控制显示器公共端只需一个8位的并口（称为扫描口）。COM089C513738255AD0-D7A1A0ALEP0PBA7A1A07407

PA75452.

OPA5PA0COM5

上图扩展一片8255，PB口经同相驱动做段码数据口，PA0-PA5经反相驱动做扫描口。动态连接6个共阴极数码管。设内RAM区DIRBUF0开始的六个连续单元做显示缓冲单元存放被显示字符的查表序号。8255PA、PB、PC、命令口地址分别7CH、7DH、7EH、7FH。PAEQU7CHPBEQU7DHDIRBUF0EQU79HDIR:MOVR7,#6MOVR0,#DIRBUF0MOVR3,#1;R3存扫描模式LOOP:MOVR1,#PAMOVA,R3MOVX@R1,A;送扫描模式MOVA,@R0ADDA,#?MOVCA,@A+PC；查字形码INCR1MOVX@R1,A；送段码数据ACALLDL1INCR0MOVA,R3RLAMOVR3,ADJNZR7,LOOPRET8255例题5.7详见教材P182

LCD数码管显示器接口(后续再讲）§3.2键盘及其接口技术

在单片机应用系统中，通常都有人机对话功能，实现人对应用系统的状态干预和数据输入，以及应用系统向人报告运行状态和运行结果。

人对应用系统的状态干预和数据输入设备最常用的是BCD拨码盘、独立按键和矩阵键盘。本节分别介绍这三种键盘的接口方法。3.2.1BCD拨码盘的接口二、BCD码拨盘的接口方法

接口方法分为静态方法和动态方法两种。静态方法：每个BCD拨盘单独占用一个4位并口，所有位的输入线直接有效；而动态方法：所有BCD拨盘共用一个4位并口做BCD码输入口，扫描输入线轮流有效。静态方法占用口线较多，位数较少时常用，接收BCD码数据程序简单。动态方法节省I/O口线，但接收程序相对麻烦。拨码盘输出BCD码根据输入线连接电平的不同分为原码输出和反码输出。1、静态方法例题1两位BCD码输入接口（反码输入）（见教材P99)JIS:MOVP1,#0FFHMOVA,P1CPLARET;(A)=2位BCD2、动态方法3.2.2按键键盘原理一、键盘输入的特点1、按键的分类

（1）按键按照结构原理可分为两类，一类是触点式开关按键，如机械式开关、导电橡胶式开关等；另一类是无触点式开关按键，如电气式按键，磁感应按键等。前者造价低，后者寿命长。目前，微机系统中最常见的是触点式开关按键。

（2）按接口方法分类，键盘分编码键盘和非编码键盘。这两类键盘的主要区别是识别键号及给出相应键码的方法编码键盘：键盘上闭合键的识别由专用的硬件译码器实现，并产生键编号或键值的称为编码键盘，如BCD码键盘、ASCII码键盘等；非编码键盘：靠软件识别的称为非编码键盘。

对于一组键或一个键盘，总有一个接口电路与CPU相连。CPU可以采用查询或中断方式了解有无将键输入，并检查是哪一个键按下，将该键号送入累加器ACC，然后通过跳转指令转入执行该键的功能程序，执行完后再返回主程序。2、键输入原理

微机键盘通常使用机械触点式按键开关，其主要功能是把机械上的通断转换成为电气上的逻辑关系。也就是说，它能提供标准的TTL逻辑电平，以便与通用数字系统的逻辑电平相容。

行线电压信号通过键盘开关机械触点的断开、闭合，输出波形如下图所示。3、按键结构与特点

为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判，必须采取去抖动措施。这一点可从硬件、软件两方面予以考虑。在键数较少时，可采用硬件去抖，而当键数较多时，采用软件去抖。在硬件上可采用在键输出端加R-S触发器(双稳态触发器)或单稳态触发器构成去抖动电路。右图是一种由R-S触发器构成的去抖动电路，当触发器一旦翻转，触点抖动不会对其产生任何影响。＆I/O接口＆+5v+5v消除抖动电路开关单片机（1）硬件去抖硬件去抖电路

如果按键较多，常用软件方法去抖动，即检测出键闭合后执行一个延时程序，产生5～10ms的延时；让前沿抖动消失后，再一次检测键的状态，如果仍保持闭合状态电平，则确认为真正有键按下。当检测到按键释放后，也要给5～10ms的延时，待后沿抖动消失后，才能转入该键的处理程序。延时等待10ms

仍有按键信号？Y

有按键信号？NYN键盘处理

按键释放？NY

软件去抖（2）软件去抖

4、

非编码键盘接口的工作原理：独立式按键接口和行列式键盘接口§3.2.3独立式键盘接口

独立式键盘各键相互独立，每个按键各接一根输入线，通过检测输入线的电平状态可很容易判断那个键被按下。此种接口适于键数较少或操作速度较高的场合。

独立式键盘结构下图（a）为中断方式的独立式键盘工作电路下图（b）为查询方式的独立式键盘工作电路。K1K2K3K4P1.1P1.0P1.2P1.389C51+5V键处理程序如下：

MOVP1,#0FFHUP1:MOVA,P1；读I/O口状态

ANLA,#0FH；屏蔽无用位

CJNEA,#0FH,NEXT1；有闭合键？相等，无键按下，

SJMPUP1NEXT1:LCALLD10ms；延时10ms去抖动

MOVA,P1；再读I/O口状态

ANLA,#0FHCJNEA,#0FH,NEXT2；有闭合键？

SJMPUP1NEXT2：JBP1.0,NEXT3；K1按下？

LCALLK1；K1键处理程序

NEXT3:JBP1.1,NEXT4；K2按下？

LCALLK2；K2键处理程序

NEXT4:JBP1.2,NEXT5；K3按下？

LCALLK3；K3键处理程序

NEXT5:JBP1.3,UP1；K4按下？

LCALLK4；K4键处理程序

LJMPUP1例题：非编码键盘与单片机的接口：线性非编码键盘的键开关排成一行或一列的形式，它与单片机的接口电路如图所示：线性非编码键盘的工作原理：当键未被按下时，与此键相连的I/O线获得高电平；当键被按下时，与此键相连的I/O线获得低电平，单片机只要读取I/O口状态，就可以获取按键信息，识别有无键按下和哪个键被按下。

§3.2.4

矩阵键盘接口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I/O口线。行列式(矩阵式)键盘由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。

为了编程的需要，更准确的叫法：扫描线和回读线。为了读到确定的值，回读线被定义在有上拉电阻的线上。 一、矩阵键盘的工作原理

当无键按下时，行线（回读线）通过上拉电阻接+5V，被嵌位再高电平状态。当有键按下时，行线状态决定于列线。列线为低电平则行线也为低电平，列线为高电平则行线也为高电平。这是识别矩阵键盘按键是否按下（闭合）的关键。二、矩阵键盘的按键识别方法（一）扫描法（接线图如上页）

1、第一步，首先检查有无键按下。方法：将所有列线程控位低电平，读所有行线（回读线）状态，不全为高电平“1”，则有键闭合；否则无键闭合。

2、第二步，查闭合键的具体位置。方法：依次给列线送低电平，读所有行线状态，若全为“1”，则闭合键不在此列。若不全为“1',则闭合键在此列且与值为”0“的行交叉位置上。（二）线反转法：（行列结构对称）第一步：将行线程控为输入，列线程控为输出。使输出线为全“0”，读行线状态，行线电平由高变低的行为闭合键所在行。第二步：反之，将列线程控为输入，行线程控为输出。使输出线为全“0”，读列线状态，列线电平由高变低的列为闭合键所在列。三、键盘编码方法：行首键号+列号四、扫描法识别键盘例题（P185)8155的I/O寄存器地址分别为：100H-105H1、接口电路：2、程序设计要解决的问题：（1）判别有无键闭合（2）去除机械抖动：软件延时方法。（3）求键号=行首键号+列号（4）保证CPU对键的一次闭合只做一次处理：方法是等待建释放再处理。判断有无键闭合子程序:KEYSTAT

五、反转法扫描键盘例题（P101)行号列号键值=X3X2X1X0Y3Y2Y1Y01110111011101101111010111110011111101110110111101101110111010111六、键盘的工作方式

单片机在忙于各项工作任务时，如何兼顾键盘的输入，取决于键盘的工作方式。原则：即要保证能及时响应按键操作，又不要过多占用CPU的工作时间。

通常，键盘工作方式有3种，即编程扫描、定时扫描和中断扫描。1、编程扫描方式：

只有当单片机空闲时，才调用键盘扫描子程序，扫描键盘。

工作过程：

事先写好键盘扫描子程序，在主程序中的适当位置安排调用子程序。如上所述，一旦有键按下，子程序会把键值算好，放如A中，主程序中应有相应的程序去对键值作出反应。2、定时扫描工作方式利用单片机内的定时器，产生10ms的定时中断，在中断服务程序中对键盘进行扫描。3、中断工作方式只有在键盘有键按下时，才执行键盘扫描程序，如无键按下，单片机将不理睬键盘。

键盘所做的工作分为三个层次，如右图。第1层：单片机如何来监视键盘的输入。三种工作方式：①编程扫描②定时扫描③中断扫描。第2层：确定具体按键的键号。体现在按键的识别方法上就是：①扫描法；②线反转法。第3层：执行键处理程序。

一、功能及引脚1602字符型LCD是一种专门用于显示字母、数字、符号等点LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块。1602LCD分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为HD44780。1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如下表所示:§3.3LCD液晶显示器接口编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极第1脚：VSS为地电源。第2脚：VDD接5V正电源。第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。第15脚：背光源正极。第16脚：背光源负极。

液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符，下图是1602的内部显示地址。二、1602LCD的DDRAM地址映射及标准字库表1602LCD内部有三个缓冲区：DDRAM、CGROM、CGRAM。DDRAM为显示位置(地址）缓冲区；CGROM为ASCII字库缓冲区，CGRAM为自定义字库缓冲区。1、DDRAM为显示位置(地址）缓冲区1602LCD内部显示地址图

例如第二行第一个字符的地址是40H，那么是否直接写入40H就可以将光标定位在第二行第一个字符的位置呢？这样不行，因为写入显示地址时要求最高位D7恒定为高电平1所以实际写入的数据应该是01000000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。

在对液晶模块的初始化中要先设置其显示模式，在液晶模块显示字符时光标是自动右移的，无需人工干预。每次输入指令前都要判断液晶模块是否处于忙的状态。2、字符发生存储器（CGROM）1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，如下图所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码（ASCII)码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。3、自定义字符存储器CGRAM

要想显示自定义字符，首先就得取得想要的图形或者字符的字模数组，可以通过手动提取的方法，取得相应的字模。如下图所示，对应一个字符显示区域。每8个字节，组成一个点阵数组。

要想让某一格子显示就让那一位为1，每行自定义5位，全白为0x00;全黑为0x1f。一共8行，每行一字节数据。将生成的点阵数组保存到CGRAM存储器中，生成自定义字符。

1602内部CGRAM用于自定义的字符点阵的存储，总共64字节。由上一步点阵提取可知，每一个字符由8个字节数据组成。所以64字节CGRAM存储器，能够存储8组自定义字符的点阵数组。按照CGRAM地址划分为0~7为第一组，8~15为第二组，依次类推56~63为第8组数据。

CHARACTERCODE是数据的显示地址，0-7的范围，能存储8位自定义的字符。（能存八个自定义，每个字符存放的）CGRAMADDRESS是存储数据的地址,从0-63共64个字节.存储64个数据。我们写入的数据是0x40~0x7F,共128位。（把字符数组内的8个数送进这8个地址，每存完一个字符的8位，下次地址直接转到0x48）CGRAMDATA

字模每一行5位数据存内部常用字符显示时，显示编码是从0x20开始的。0x00~0x0F是专门留给自定义字符显示的。0x00~0x07和0x08~0x0F内容是一样的。例如：调用0x01位置和0x09位置，显示的内容是一样的。LCD1602自定义显示字符的方式共四步,如下面所示:1.设置向CGRAM中存入这个数据.初始地址是0x40。然后存一位向后加8，总共能存8位自定义的字符。2.然后可以把自定义的数据送入到LCD的CGRAM中。3.向LCD写指令,送入需要显示数据的地址。4.向LCD写指令,把显示的数据指向LCD的CGRAM存储的位置，显示出自定义字符。三、1602LCD的指令说明及时序1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如下表所示：

序号指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清显示00000000012光标返回000000001*3置输入模式00000001I/DS4显示开/关控制0000001DCB5光标或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符发生存贮器CGRAM地址0001字符发生存贮器地址8置数据存贮器DDRAM地址001显示数据存贮器地址9读忙标志或地址01BF计数器地址10写数到CGRAM或DDRAM）10要写的数据内容11从CGRAM或DDRAM读数11读出的数据内容1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。（说明：1为高电平、0为低电平）指令1：清显示，指令码01H,光标复位到地址00H位置。指令2：光标复位，光标返回到地址00H。指令3：光标和显示模式设置I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效，低电平则无效。指令4：显示开关控制。D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。指令5：光标或显示移位S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。指令6：功能设置命令DL：低电平时为4位总线，高电平时为8位总线N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示F:低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符。指令7：字符发生器CGRAM地址设置。指令8：DDRAM地址设置。指令9：读忙信号和光标地址BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。指令10：写数据。指令11：读数据。与HD44780相兼容的芯片时序表如下：读状态输入RS=L，R/W=H，E=H输出D0—D7=状态字写指令输入RS=L，R/W=L，D0—D7=指令码，E=高脉冲输出无读数据输入RS=H，R/W=H，E=H输出D0—D7=数据写数据输入RS=H，R/W=L，D0—D7=数据，E=高脉冲输出无

四、1602与CPU的接口电路（单片机最小系统）→P2.0→RSP2.1→R/P2.2→EP0→D0-D7STORE_DATA:MOVA,#40H；LCALLWCOM；写命令MOVR2,#08HMOVDPTR,#D_DATAMOVR3,#00HS_DATA:MOVA,R3MOVCA,@A+DPTRLCALLWDATA;写入数据

INCR3DJNZR2,S_DATARETD_DATA:DB0CH,12H,12H,0CH,DB00H,00H,00H,00H1、自定义字符“O”子程序：STORE_DATA:

40H为写CGRAM命令WCOM为写命令子程序WDATE为写数据子程序WCOM:MOVP0,A;写入命令

CLRLCD_RS;RS=L,RW=L,D0-D7=指令码，E=高脉冲

CLR

LCD_RWSETB

LCD_ENLCALL

DELAY1CLR

LCD_ENRETWDATA:MOVP0,A;写入数据

SETBLCD_RSCLRLCD_RWSETBLCD_ENLCALLDECLRLCD_ENLCALLDE

RETDELAY1:MOVR6,#25;延时5毫秒

DL2:MOVR7,#100DJNZR7,$DJNZR6,DL2RET2、写命令和写数据子程序INIT_LCD:MOVA,#38H;2行显示，字形5*7点阵

LCALLWCOMLCALLDELAY1MOVA,#0CH;开显示，显示光标，光标不闪烁

LCALLWCOMLCALLDELAY1MOVA,#01H;清除LCD显示屏

LCALLWCOMLCALLDELAY1RET3、LCD初始化子程序LCD_PRINT:CJNEA,#1,LINE2;判断是否为第一行

LINE1:MOVA,#80H;设置LCD的第一行地址

LCALLWCOM;写入命令

LCALLCLR_LINE;清除该行字符数据

MOVA,#80H;设置LCD的第一行地址

LCALLWCOM;写入命令

JMPFILLLINE2:MOVA,#0C0H;设置LCD的第二行地址

LCALLWCOM;写入命令

LCALLCLR_LINE;清除该行字符数据

MOVA,#0C0H;设置LCD的第二行地址

LCALLWCOMFILL:CLRA;填入字符

MOVCA,@A+DPTR;由消息区取出字符

CJNEA,#0,LC1;判断是否为结束码

RETCLR_LINE:MOVR0,#24CL1:MOVA,#''LCALLWDATADJNZR0,CL1RETDE:MOVR7,#250DJNZR7,$RETLC1:LCALLWDATA;写入数据

INCDPTR;指针加1JMPFILL;继续填入字符

RET4、LCD_PRINT显示一行子程序：（A)=行号MENU_OK:MOVDPTR,#M_OK1 ;指针指到显示消息

MOVA,#1 ;显示在第一行

LCALLLCD_PRINTMOVDPTR,#M_OK2 ;指针指到显示消息

MOVA,#2 ;显示在第一行

LCALLLCD_PRINTRETM_OK1:DB"HEBEIUNIVERSITY",0M_OK2:DB"Dept.ofPhysics",0 5、显示两行常数字符子程序LCD_XEQU2FH;LCD字符显示位置LCD_RSEQUP2.0;LCD寄存器选择信号LCD_RWEQUP2.1;LCD读写信号LCD_ENEQUP2.2;LCD允许信号

ORG0000HLJMPMAINORG0030HMAIN:CLRLCD_EN LCALLINIT_LCD;初始化LCDLCALLSTORE_DATA;将自定义字符存入LCD的CGRAMLCALLMENU_OK SJMP$6、1602显示主程序Wendu:MOVA,86H；温度显示子程序，（60H)=温度值

LCALLWCOM MOVA,60H ANLA,#0F0H SWAPA ADDA,#30H LCALLWDATA MOVA,60H ANLA,#0FH ADDA,#30H LCALLWDATA MOVA,#0 LCALLWDATA MOVA,#43H LCALLWDATA RET五、修改程序显示变量值Wendu为温度显示子程序：入口参数为（60H)=温度值Wendu为温度显示字符常数子程序程序：MENU_OK:MOVDPTR,#M_OK1 MOVA,#1LCALLLCD_PRINT

；MOVDPTR,#M_OK2

；MOVA,#2

mov60h,#28H

LCALLWenduRETM_OK1:DB"Wendu:",0M_OK2:DB"Dept.ofPhysics",0 温度显示主程序：LCD_XEQU2FHLCD_RSEQUP2.0LCD_RWEQUP2.1LCD_ENEQUP2.2ORG0000HLJMPMAINORG0030HMAIN:CLRLCD_EN LCALLINIT_LCDLCALLSTORE_DATALCALLMENU_OK SJMP$§3.48279编码键盘/显示器接口一、8279简介

Intel8279是一种通用可编程键盘、显示器接口芯片，它能完成键盘输入和显示控制两种功能。该器件的键盘可分为64个键的键盘矩阵提供扫描式接口，可以自动消抖，自动识别按键并给出键码，能对双键或N键同时按下实行保护。

该器件的显示部分分为分为发光二极管，荧光管及其他显示器提供了扫描式显示接口，可显示多达16位的字符或数字。（1）8279的主要技术特性

能同时执行键盘与显示器操作

扫描式键盘工作方式

选通输入方式

有8个字符的键盘先入先出存储器

带触电去抖动的二键封锁或N键巡回功能

一个16字的字符显示器

可左右输入的16字节显示用RAM

工作方式可由CPU编程设定

扫描时序通过编程设定

键盘输入可产生中断输出扫描显示地址寄存器16×8显示RAM控制与定时寄存器8×8FIFO/传感器RAM键盘反弹与控制FIFO/传感器RAM的状态寄存器I/O控制数据缓冲器显示寄存器定时与控制扫描计数器回复时钟复位DBO6～7OUT0～3OUT0～3SL0～7RL0～7SHIFTCNTL/STBRD488IRQRDWRCSAO88279的逻辑框图二、8279的组成和工作原理

①I/O控制和数据缓冲器。I/O控制部分用

，A0，和四条线控制数据流进出。内部的各个寄存器和缓冲器，进出8279的所有数据流都由开启，CPU给出或所需的信息的特征有A0表示，A0为逻辑1表示该信息是命令或状态；为逻辑0表示该信息是数据，和决定通过数据缓冲器的数据流的方向。数据缓冲器是双向的，连接外部总线与内部总线，当，有效时，缓冲器输入，当，有效时，缓冲器输出。

②控制和时序寄存器及时序控制。控制和时序寄存器存放键盘与显示器的工作方式由CPU编程的其他工作状态信息，这些寄存器一旦接收并锁存送来的命令，就通过译码产生相应的控制信号，完成相应的控制功能。时序控制部分包括基本的定时计数器链，其第一个计数器是一个可编程的N进制计数器，N值可在2~31之间由软件编程，以便由外部时钟得到内部所需要的100kHz时钟，这个内部时钟对应的键盘扫描时间是5.1ms，去抖动时间时10.3ms，其他计数器对内部基频进行分频，提供适当的键扫描、行扫描、键盘矩阵扫描以及显示器扫描时间。

③扫描计数器。扫描计数器有编码和译码两种工作方式，按编码方式工作时，计数器作二进制技术，计数状态从SL0~SL3输出，经外部译码器译码后，为键盘和显示器提供扫描线；按译码方式工作时，计数器低二位译码后从SL0~SL3输出，作为扫描线。

④回送缓冲器、键盘消抖及控制。来自RL0~RL7的8根回送线的信息由回送缓冲器实现缓冲和锁存。

在键盘工作方式下，对这些线进行扫描，寻找一行中闭合的键。若有键闭合，消抖电路被置位，延时10ms之后，再重新检查该键是否仍然闭合，若该键仍然闭合，那么该键再键盘矩阵中的地址、3HIFT和CNTL的状态一起形成键盘数据，送入先进先出寄存器（FIFO），其格式为：

D7D6D5D4D3D2D1D0CNTLSHIFT扫描回送

其中CNTL和SHIFT由两个附加开关决定，D5~D3来自扫描计数器，是键的行编码，D2~D0来自回送线，是键的列编码。

在传感器矩阵方式下，每次扫描按键时直接把回送线的内容送入传感器RAM（FIFO）的相应一行中去。

在选通输入方式下，在控制/选通脉冲的上升沿讲回送线的状态送入先进先出寄存器。⑤FIFO/传感器RAM及其状态寄存器。FIFO/传感器RAM是一双重功能的8*8RAM，在键盘或选通工作方式时，它是先进先出寄存器，每一组新的信息写入RAM中下一个单元，然后按写入的顺序读出。FIFO状态寄存器存放FIFO的工作状态，如FIFO是空是满，存有多少字符，是否出错等。当FIFO不空是，状态逻辑产生IRQ=1信号，相CPU发出中断请求；在传感器矩阵方式下，它又是传感器RAM，若检测到一个传感器的状态发生了变化，IRQ就变成高电平。⑥显示RAM和显示地址寄存器。显示RAM用来存放显示数据，容量为16*8位，显示寄存器分为A、B两组，即OUTA0~3和OUTB0~3,他们可以单独送数，也可以组成一个8位的字节，显示寄存器的输出与显示扫描配合，不断从显示RAM中读出显示数据，同事轮流驱动被选中的显示位，以达到多路复用的目的，是显示器呈现出稳定的显示状态。

显示地址寄存器用来存放由CPU进行读/写的显示RAM的地址，它可由命令设定，也可以设置成每次读出或写入之后自动递增。

8279采用40脚双列直插式封装，其引脚排列如下图所示，各引脚功能如下：三、8279的引脚分布及功能123456789101112131415161718192040393837363534333231302928272625242322218279RL2RL3CLKIRQRL4RL5RL6RL7RDWRD1D2D3D4D5D6D7GNDVCCRL1RL0SHIFTSL3SL2SL1SL0OUTB0OUTB1OUTB2OUTB3OUTB0OUTB1OUTB2OUTB3BDCSA0（a）D0～D7GNDVCCCLKRESETA0CSWRRDIRQRL0～RL7SHIFTCNTL/STBSL0～SL3扫描OUTA0～OUTA3OUTB0～OUTB3BD88444CPU接口键盘显示（b）D0~D7数据总线，双向，三态；CLK时钟输入，用于8279内部定时时，产生其工作所需时序；RESET复位，高电平有效，复位后8279的状态为：字符显示左入口，键盘双键锁定，程序时钟编程为31；

片选，低电平有效；A0缓冲器地址，A0为高电平时，读/写均为命令或状态信息，A0为低电平时，则对应数据信息；

，读、写控制，低电平有效；IRQ中断请求，高电平有效；SL0~SL3扫描输出线，用来扫描键盘和显示器，可编程设定为编码或译码输出；RL0~RL7回送线，列输入信号线；SHIFT移位信号，补充键盘功能，用作上下档功能键；CNTL/STB控制/选通信号，高电平有效；OUTA0~3A组显示信号输出；OUTB0~3B组显示信号输出；

消隐输出，低电平有效；①键盘/显示方式设置命令

命令格式为：

000DDKKK

其中DD是显示方式，KKK是键盘方式。DD：008个字符显示，左入口0116个字符显示，左入口108个字符显示，右入口1116个字符显示，右入口

所谓左入口，是指显示从左至右顺序排列，右入口则从右入向左依次移动显示KKK：000：编码扫描，双键锁定001：译码扫描，双键锁定010：编码扫描，N键轮回011：译码扫描，N键轮回

四、8279的命令

8279共有8条命令，利用控制命令字的高三位D7，D6和D5对其进行寻址。

双键锁定为两键同时按下提供保护，在消抖期间，若有两键被同事按下，则只有其中的一键弹起，而另一键保持在按下位置时，才被认可，即后释放键被识别，N键轮回为N个键同时按下时，键盘扫描能根据发现他们的次序，依次将它们的次序，依次讲它们的状态写入FIFORAM中

②程序时钟命令。命令格式为001PPPPPPPPPP：用来对外部输入时钟CLK进行分频的分频数N，通过N的设定获得内部100kHz的时钟信号。③读FIFO/传感器RAM命令

命令格式为010AI*AAAAI：自动增量特征位，AI=1，每次读出后，RAM地址自动加1；AAA：传感器RAM地址；*：取值任意，不用。④读显示用RAM命令。命令格式为

011AIAAAAAAAA:显示RAM地址；AI：自动增量特征位。

⑤写显示RAM命令。命令格式为

100AIAAAAAAAA：显示RAM地址，可寻址16个显示存储单元；

AI：自动增量特征位，若AI=1，每次写完后，地址自动加1。⑥显示禁止写入/消隐命令。命令格式为

101*IWIWBLBLABABIW:禁止写入，高电平有效；BL：消隐（熄灭），高电平有效。

⑦消除命令命令格式为

110CDCDCDCFCACD：消除显示位；CF：消除FIFO状态（包括中断）位；

CA：总清位。CD用于将显示RAM的各位置成一个由程序设定的代码，允许设定的代码是全1（111）、全0（100）和16进制的20（110）。CF用于将FIFORAM置空，中断复位，读出地址置0。CA兼有CD和CF的功效。

⑧结束中断/错误方式设置命令命令格式为111EXXXX

在传感器矩阵方式，该命令使IRQ线变成低电平，允许再次对RAM写入（在检测到传感器数据发生改变之后，IRQ线变成高电平，禁止写入传感器RAM）。

在N键轮回工作方式下，若E被置1，则8279将以特定的错误方式工作。这种方式的特点是：在消抖周期内，若有多个键同事按下，则FIFO状态字中的错误特征位S/E置1，产生中断情求信号，阻止写入FIFORAM。

⑨8279的状态字。

8279的FIFO状态字主要用于键盘和选通工作方式，以指示FIFORAM中的字符数和有无错误发生，状态字格式为

DuS/EOUFNＮＮ

Du:显示无效特征位，Du=1表示显示无效。

S/E：传感器信号结束/错误特征位，当在传感器方式时，若S/E=1表示最后一个传感器信号已进入传感器RAM中，而在特殊错误方式时，S/E=1则表示出现了多键同时按下错误。

O,U：超出、不足错误特征位，若FIFO已满还要企图写入，则出现超出错误，O位置1；若FIFO已空，还要读出，则出现不足错误，U位置1。

F:表示FIFORAM是否已满，F为1，表示FIFORAM已满。

NNN:FIFORAM中的字符数，最多8个

8279时通用芯片，可直接与MCS-51单片机相连，如图6-33所示。8031的P0口节8279的D7~D0端，用P2.4作为8279的片选信号，ALE作为8279的时钟输入，P0.0通用过锁存器74LS373节A0端，8279的IRQ接，当8031采用6MHz晶振时，8279的输入时钟频率为1MHz，8279的控制口地址为0EFFEH，数据口地址为0EFFEH。五、8279与MCS-51单片机的接口下图所示电路是用8279实现的键盘显示接口，配置了4X8键盘和8位共阳极七段显示器，利用OUTA0~3和AUTB0~3作为显示器的段数据口，SL0~SL3经译码器74LS138及位驱动器75452后，作为显示器的位数据口，SL0~SL2经3-8译码器74LS138后，作为键盘矩阵的行扫描信号，RL0~RL3输入键盘矩阵状态信息。数码管8031ALE74LS373WRAD0～7RDR2.4INT0A0A0CLKRL3RL2RL1RL08279SL0SL1SL2SL374LS13874LS1388位显示器LED88844键盘75452×47407×2D0～7CSRDWRIRQcntfshifttesefoutAoutB0～30～3+5V20μF2k01234567

8279能自动为显示器提供扫描信号，自动扫描键盘、识别按键、消抖、确定键码，因此其程序也比较简单，不会占用8031过多的工作时间，其显示程序仅仅是在需要改变显示内容时才执行，将需要显示的数据转换为显示码后写入8279，程序框图如上图所示，当有键闭合时，8279会自动识别键的相对位置，且最多可保存8个输入键的值，因此，只要8279内有键输入值且中断请求线升高，8031就可以写中断方式或查询方式读出输入键的值，不需要专门的键扫描程序，提高了相应速度。显示程序清单：DRD:MOVDPTR,#0EFFFH；置控制口地址MOVA,#90H MO