微机原理与应用-10 键盘显示器

第10章MCS-51与键盘、显示器的接口设计10.1LED显示器接口原理LED(LightEmittingDiode)数码管共阳极数码管共阴极数码管每个显示字形对应一个二进制数码，称为段码或字型码公共端称为位码1.电路图共阳极接正电压共阴极接地2.字型表hgfedcba001111113FH11000000C0H3.工作方式数码与段码之间要有转换方法：硬件法：使用译码集成电路软件法：使用查表法得到段码LED显示器有二种工作方式：静态方式：恒定点亮动态方式：每隔一段时间点亮一次，即轮流点亮注意：导通电流和点亮时间比例。4位LED显示器LED静态显示方式接口编程容易，占用口线较多。显示位数较多时采用动态显示方式。静态显示特点：数码管中的发光二极管恒定地导通或截止，直到显示字符改变为止。每位数码管的a～g和dp端与一个8位的I／O口相连（例如82C55）。要在某一位数码管上显示字符时，只要从对应的I／O口输出并锁存其显示的代码即可。LED动态显示方式为了每位数码管能够充分被点亮，二极管应持续发光一段时间。利用发光二极管的余辉和人眼视觉驻留效应，通过适当地调整每位数码管被点亮的时间间隔，可观察到稳定的显示输出各位数码管的a～h端并联，与单片机系统的一个I／O口相连，从该I／O口输出显示代码。每只数码管的共阳极或共阴极则与另一I／O口相连，控制被点亮的位。动态显示的特点：每一时刻只能有1位数码管被点亮（该位位选线处于选通状态），各位依次轮流被点亮；对于每一位来说，每隔一段时间点亮一次。LED动态显示方式10.2键盘接口原理键盘由一组常开的按键开关组成，每个按键都被赋予一个代码，称为键码。键盘系统的主要工作包括：及时发现键闭合，求闭合键的键码。键盘可以分为二种：编码键盘：通过一个编码电路来识别闭合键的键码非编码键盘：通过软件来识别键码。（在单片机系统中广泛应用）1.按键电路和消除抖动键盘中按键的开关状态，通过一定的电路转换为高、低电平状态。按键闭合过程在相应的I／O端口形成一个负脉冲。闭合和释放过程都要经过一定的过程才能达到稳定，这一过程是处于高、低电平间的一种不稳定状态，称为抖动。抖动持续的时间与开关的机械特性有关，一般5～10ms。消除抖动的方法硬件方法：滤波电路、双稳态电路等。速度快，实时,增加了硬件成本。软件方法：当发现有键按下时，延时10～

20ms再查询是否有键按下，若没有键按下，说明上次查询结果为干扰或抖动；若有键按下，则说明闭合键已稳定，可判断其键码。2.非编码键盘的结构

(1)独立式键盘独立式按键电路的结构和处理程序简单，扩展方便，但其占用的I／O口线相对较多，不适合在按键数量较多的场合下采用。直接用I／O口线构成单个按键电路，每个按键占用一条I／O口线，每个按键的工作状态不会产生相互影响。(2)行列式键盘将I／O口线的一部分作为行线，另一部分作为列线，按键设置在行线和列线交点上，即按键开关的两端分别接在行线和列线上。行列式键盘中按键的数量可达行线数n乘以列线数m。行列式键盘在按键较多时，可以节省I/O口线。行线通过一个电阻接到十5V电源上，在没有键按下时，行线处于高电平状态。将所有的列线置低电平，若有键按下，行线的电平为低电平，说明该行线上有键按下。进一步判断是哪个键按下，采用扫描法或线反转法。扫描法处理程序：①判断键盘中有无键按下。由PA口输出00H，再将PC口的状态读入，若PC0～PC3全为1，说明无键按下，若不全为1则有键按下。②消除抖动。当发现有键按下时，延时一段时间后再判断键盘的状态，若仍有键保持按下状态，则可断定有键按下，否则认为是抖动。③求键号。从PA口依次使列线为低电平，扫描行线。每次输入扫描信号后，检查PC口的状态，若某一位为0，说明闭合的键在该行，即可确定闭合键的行和列。例如：当由PA口输出11111011B，从PC口读入的状态为1101，说明闭合键位于一行二列。④等待闭合键的释放。为了避免一次闭合多次求其键码，等待闭合键释放后再将键号送入A。线反转法：设用1个8位I/0口构成1个4×4的矩阵键盘,采用查询方式进行工作,线反转法分为2个具体操作步骤:第1步，让行线编程为输入线，列线编程为输出线，并使输出线输出为全低电平，则行线中电平由高变低的所在行为按键所在行。第2步，把行线编程为输出线，列线编程为输入线，并使输出线输出为全低电平，则列线中电平由高变低所在列为按键所在列。结合上述2步的结果，可确定按键所在行和列，从而识别出所按的键。3.键盘的工作方式编程扫描方式：只有当单片机空闲时，才调用键盘扫描子程序，反复扫描键盘，等待用户从键盘上输入命令或数据，来响应键盘的输入请求。定时扫描方式：CPU每隔一定的时间对键盘扫描一次。通常利用单片机内的定时器产生10ms的定时中断，CPU响应定时器溢出中断请求，对键盘进行扫描。在有键按下时识别出该键，并执行相应键的处理功能程序。中断方式：有键闭合时产生中断请求信号。在中断服务子程序中进行去抖动、求键码和处理重键等工作。如果无键按下，单片机将不理睬键盘。中断方式扫描方式总结：可把键盘所做的工作分为3个层次。第l层:单片机如何来监视键盘的输入。体现在键盘的工作方式上就是:①