独立式键盘与LED数码管显示器与单片机控制相关的课件

第五章独立式键盘与LED数码管显示器教学基本要求：

（1）、掌握单片机键盘接口技术；（2）、掌握单片机LED显示器接口技术；教学重点：（1）、单片机独立式键盘接口技术；（2）、单片机LED显示器动态扫描接口技术；教学难点：（1）、键盘扫描子程序、LED显示子程序的设计。1、键盘接口技术一、单片机键盘和键盘接口概述（1）键盘的功能：键盘是单片机应用系统最常见的一种输入设备，用户通过键盘可以向CPU输入数据、地址和命令。（2）键盘的分类：（a）键盘按照接口原理可分为编码键盘与非编码键盘两类。这两类键盘的主要区别是识别键符及给出相应键码的方法。编码键盘主要是用硬件来实现对键的识别；非编码键盘主要是由软件来实现键盘的定义与识别。（b）键盘按照其结构可分为独立式键盘与矩阵式键盘两类。独立式键盘主要用于按键较少的场合；矩阵式键盘主要用于按键较多的场合，也称行列式键盘。（3）MCS-51单片机键盘接口方法及接口芯片：（a）利用单片机芯片本身的并行口；（b）利用单片机芯片本身的串行口；（c）利用通用接口芯片（8255、8155等）；（d）利用专用接口芯片8279。（4）单片机键盘接口电路应完成的操作功能：（a）判定是否有闭合键；（b）确定闭合键的位置；（c）形成闭合键的键码；（d）排除多键、串键及去抖动。以上操作功能通常是以软硬件结合的方式来完成的。2）机械触点式开关按键的特点：机械触点式开关按键的理想波形：见图机械触点式开关按键的实际波形：见图

机械开关特点：闭合时，不会马上稳定地接通。

断开时，也不会一下子断开。即在闭合，断开的瞬间，均伴随有一连串的抖动，抖动时间的长短由按键机械特性决定，一般为5～10ms，按键闭合稳定期长短由操作人员按键动作决定，一般为十分之几秒到几秒。

（6）按键的确认：键的闭合与否，反应在口线的电平上，即口线的电平是呈现高电平还是低电平状态。因此，可以通过口线电平高、低状态的检测，来确认按键是否按下。但如果在触点抖动期间检测按键的通与断状态，可能导致判断出错，即按键一次按下或释放被错误地认为是多次操作，这种情况是不允许出现的。为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判，确保CPU对一次按键动作只确认一次按键，必须采取去抖动措施。（7）消除按键抖动的措施：具体措施可从硬件、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。（a）硬件措施：由两个与非门构成一个RS触发器，当按键未按下时，OUT1输出为“1”，OUT2输出为“0”。当按键按下时，则OUT1输出为“0”，OUT2输出为“1”。（9）编制键盘程序一个完善的键盘控制程序应具备以下功能：（a）检测有无按键按下，并采取硬件或软件措施，消除键盘按键机械触点抖动的影响；（b）有可靠的逻辑处理办法。每次只处理一个按键，其间对任何按键的操作对系统不产生影响，且无论一次按键时间有多长，系统仅执行一次按键功能程序；（c）准确输出按键编码值（或键号），以满足跳转指令要求。返回二、独立式键盘接口技术

（1）独立式键盘结构独立式键盘的按键相互独立，每个按键接一根I/O口线，一根I/O口线上的按键工作状态不会影响其它I/O口线的工作状态。因此，通过检测I/O口线的电平状态，即可判断键盘上哪个键被按下。（3）键盘扫描子程序KEY流程框图：（4）键盘扫描子程序KEY程序清单：键盘扫描子程序KEY：出口：键值在内部RAM20H单元中KEY：LCALLKEYCHULI；调P1口数据处理子程序JZEXIT；没有键按下，转返回LCALLDIR；调显示子程序去抖动LCALLDIR；LCALLKEYCHULI；调P1口数据处理子程序JZEXIT；没有键按下，转返回MOVB，20H；保存取反后的键值KEYSF：LCALLKEYCHULI；调P1口数据处理子程序JZKEY1；键释放，转恢复键值LCALLDIR；调显示子程序延时LJMPKEYSF；等待键释放KEY1：MOV20H，B；键值送20H保存EXIT:RET；子程序返回P1口数据处理子程序KEYCHULI：出口：A，20HKEYCHULI：PUSHPSW；保护现场CLRRS1；改变当前寄存器组为组1SETBRS0；MOVP1，#0FFH；先向P1口写1MOVA；P1；读P1口数据CPLA；P1口数据取反ANLA，#0FH；屏蔽P1口高4位MOV20H，A；保存取反后的键值CLRRS1；恢复当前寄存器组为组0CLRRS0；POPPSW；恢复现场RET；子程序返回LCALLDIR；LJMPLOOP；重复执行KEYAA：……；KEYA键功能程序LJMPLOOP；KEYBB：……；KEYB键功能程序LJMPLOOP；KEYCC：……；KEYC键功能程序LJMPLOOP；KEYDD：……；KEYD键功能程序LJMPLOOP；ENDORG0000HMAIN：MOVSP，#60H；堆栈初始化LOOP：LCALLDIR；调显示子程序LCALLKEY；调键扫描子程序MOVA，20H；键值送AKEY0：CJNEA，#01H，KEY1；不是KEYA键，转KEY1LJMPKEYAA；是KEYA键，转KEYAA执行KEY1：CJNEA，#02H，KEY2；不是KEYB键，转KEY2LJMPKEYBB；是KEYB键，转KEYBB执行KEY2：CJNEA，#04H，KEY3；不是KEYC键，转KEY3LJMPKEYCC；是KEYC键，转KEYCC执行KEY3：CJNEA，#08H，KEY4；不是KEYD键，转KEY4LJMPKEYDD；是KEYD键，转KEYDD执行KEY4：LCALLDIR；LJMPLOOP；重复执行KEYAA：……；KEYA键功能程序LJMPLOOP；KEYBB：……；KEYB键功能程序LJMPLOOP；KEYCC：……；KEYC键功能程序LJMPLOOP；KEYDD：……；KEYD键功能程序LJMPLOOP；END2、LED显示器接口技术单片机应用系统中的显示器通常有LED显示器、LCD显示器及CRT显示器三种类型。一、LED显示器概述LED（LightEmitingDiode）是发光二极管的缩写，LED显示器是由发光二极管构成的，俗称数码管。（1）LED显示原理：

LED显示器由七个发光二极管组成，称七段LED显示器，排列形状如图所示。此外，显示器中还有一个圆点发光二极管（dp），用于显示小数点。通过七段发光二极管亮暗的不同组合，可以显示多种数字（0～9），字母（a～f、A～F）及其它符号。另外，在使用数码管时必须增加限流电阻，以保护数码管。

LED显示器中的发光二极管共有两种连接方法：（a）共阳极接法：各发光二极管的阳极连接在一起，接到数码管的位控端（公共端），再接+5V；各发光二极管的阴极分别连接到数码管的段控端（a～g、dp）。（b）共阴极接法：各发光二极管的阴极连接在一起，接到数码管的位控端（公共端），再接地；各发光二极管的阳极分别连接到数码管的段控端（a～g、dp）。为了显示数字或符号，要为LED显示器提供代码，由于这些代码是为显示字形的，因此称之为字形代码。七段发光二极管，再加上一个小数点位，共计８段。因此，提供给LED显示器的字形代码正好为一个字节。各代码位的对应关系如下：代码位D7D6D5D4D3D2D1D0显示段dpgfedcba

用LED显示器显示十六进制数字形代码如表所示：

显示字符字型共阳极共阴极

dpgfedcba字型码dpGfedcba字型码DD10100001A1H010111105EHEE1000011086H0111100179HFF100011108EH0111000171HHH1000100189H0111011076HLL11000111C7H0011100038HPP100011008CH0111001173HRR11001110CEH0011000131HUU11000001C1H001111103EHYY1001000191H011011106EH10111111BFH0100000040H..011111117FH1000000080H熄灭灭11111111FFH0000000000H（2）LED显示器接口方法：（a）以硬件为主的接口方法必须使用地址译码器、锁存器或I/O接口电路，还需专用的译码驱动器，通过译码器把一位十六进制数（四位二进制）译码为相应的字形代码，然后由驱动器提供足够的功率去驱动LED。（b）以软件为主的接口方法主要以软件查表来代替硬件译码，也需简单的硬件电路配合。（3）LED显示器的显示方式：

（a）LED静态显示方式

LED显示器各位数码管的位控线（公共端）连接在一起并接地（共阴极）或+5V（共阳极）；各位数码管的段选线（a～dp）分别与一８位的锁存器输出相连。LED静态显示方式中，显示器的各位相互独立，而且各位的显示字符一经确定，相