单片机键盘显示接口技术课件

第6章

键盘、显示接口技术

§6.1键盘接口电路设计§6.2显示接口电路设计§6.3键盘/显示接口电路应用设计§6.1单片机键盘接口电路设计

一、

键盘基本知识

独立联接式无编码键盘

独立联接式编码键盘

1、键盘的分类与结构◆独立联接式键盘◆矩阵联接式键盘◆屏幕键盘(触摸屏）◆无编码键盘◆编码键盘无编码，简单有效，键数较少时采用编码，节省I/O口线，键数较多时采用◆矩阵联接式键盘读取值输出值键码键名P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.011101110EEH1#11011110DEH2＃10111110BEH3＃011111107EH4＃11101101EDH5＃11011101DDH6＃10111101BDH7＃011111017DH8＃11101011EBH9＃11011011DBH10＃10111011BBH11＃011110117BH12＃11100111E7H13＃11010111D7H14＃10110111B7H15＃0111011177H16＃1111××××F×H无键按键数量进一步增加时,采用矩阵联接式键盘可节省更多的口线,接口电路也更简单。

需要软件上设计键盘扫描程序。矩阵的行、列数越多，键盘扫描程序就越复杂。2、键盘的抖动与消除

按键弹簧的跳动及电路的瞬变将使键在闭合和断开时有持续约数mS的抖动。这可能被处理器误认为按下了几次键。为避免这种误解,需采用键盘消抖措施。

消抖措施◆硬件消抖◆软件消抖硬件消抖抖动过程软件消抖3、叠键的防止

实际按键操作时将不可避免地遇到几个键同时按下或一个键还未释放另一键已按下的情况，显然，这可能引起键盘识别的混乱。

防叠键措施

◆机械连锁

◆软件判别

◆

先入为主法：首先读到的一个键未释放时不再读其它键◆

后释为主法：认取最后释放开的键

二、键盘接口电路程序设计

1．简单键盘的扫描程序设计

以单片机为基础的电子产品设计中，键盘是一种最为常见的人机交互设备。通常，键数较少、键盘的功能简单。★键盘扫描程序嵌入到主程序循环之中，与主程序一起构成主循环套。

★键敲击速度约几次/S,设计键盘扫描程序时,必须保证约100mS内就要循环扫描1次。2．复杂键盘的扫描程序设计

◆键盘扫描间隔时间直接取决于主程序执行环境，因此可能出现对键的响应不及时现象◆进入键盘扫描程序后直接调用了延时程序，也有可能影响主程序中其它并发事件的处理

简单键盘扫描程序的缺点：◆

确保对键的响应速度，不能丢键◆

对主程序的影响小，不能影响系

统中其它并行处理任务的执行◆

扫描算法稳定、易于扩展和修改◆

功耗小、效率高高效的键盘分析扫描方案应做到:（1）定时器中断法键盘扫描程序设计

（2）多任务时标法键盘扫描程序设计

定时扫描提高了键盘响应速度、主程序效率。但是，对于系统并发任务的处理问题则仍然未从根本上予以解决。对于复杂系统的键盘（包括显示器）扫描，可以采用多任务时标法进行键盘扫描程序设计。★每50ms调用1次LED显示程序★每20ms调用1次键盘扫描程序★每100ms读取CT1计数值，计算计量值和显示值1次，刷新计量值、显示值和总计量值存储单元★每200ms读取手动发油开关P1.5状态1次例如：某加油机进程调度3．键盘中断法扫描程序设计

程序扫描或定时扫描方式中，存在CPU可能空扫描或不能及时响应键输入的情况。为了克服这种缺点．可以采用键盘中断法设计键盘扫描程序。小结：◆独立联接键盘？编码键盘？矩阵键盘？◆键盘的抖动与消除？◆键盘程序扫描的方法？◆BCD拨码盘？§6.2

显示接口电路设计一、显示器基本知识

◆LED数码显示◆LCD数码显示◆LED点阵图形显示◆LCD点阵图形显示◆点阵CRT图形显示1．LED数码显示技术

发光二极管单管导通压降约1.6～2.4V,电流约5～20mA,响应时间约5-20S

◆共阴极◆共阳极◆高亮度◆低亮度8段LED数码管显示字型码

显示字形abcdefgh共阴极字型码共阳极字型码011111100FC03101100000609F211011010DA25311110010F20D4011001106699510110110B649610111110BE41711100000E01F811111100FC03911110110F609A11101110EE11b001111103EC1C100111009C63d011110107A85E100111109E61F100011108E71灭0000000000FFafbge

cdh（1）“异或”门控交流驱动

液晶显示段上即得到一个直流分量为0的交流方波信号B－C

50HZ的方波A→液晶显示段的一端C50HZ的方波A与显示数据D“异或”→液晶显示段的另一端B（2）高频抹除交流驱动

显示方波A：50Hz抹除方波A’：20KHzD=0时：低频信号AD=1时：高频信号A’输出到LCD显示段的一端BLCD段另一端接B的直流分量+(1/2)Vm

液晶的反应时间长，对高频信号无应，液晶不显示。高频信号是抹除信号

3．数码显示的静态、动态扫描方式

◆静态扫描显示电路★n个数码管共需要I/O口线：8×n★每个数码管导通时间：100％◆优点：软件设计简单，程序设计中不必反复对显示器进行刷新◆缺点：硬件投资大，占用口线多静态扫描的优、缺点：LED静态扫描接口电路LCD静态扫描电路

MC14543是带锁存器的LED/LCD译码驱动器，引脚信号：A～D：4位二进制数码输入端a～g：7字段码输出端PH：方式控制端。1－驱动共阳极LED；0－驱动共阴极LED。方波－驱动LCD。LD：片内锁存器控制端。高电平时，允许A～D端的数据输入片内锁存器；低电平时，输入数据被锁存。BI：消隐控制端。高电平时，使PH端与a～g端的信号相位相同，不显示字符。

二、LED/LCD点阵图形显示技术

1．LED点阵图形显示技术7×5共35只LED组成。显示各种字母、数字和常用符号。多个点阵式LED显示器组合起来可以组成LED大屏幕显示屏，用来显示汉字、图形和表格，而且能产生各种动画效果。目前，基于三基色原理设计的彩色点阵式LED显示器可以实现彩色图形动态显示，在新闻媒介和广告宣传中应用已很普遍。

5×7点阵式LED显示器

3．点阵图形显示的字库技术

◆点阵图形显示器显示字符时一般需要字库提供字符点阵码◆小型应用系统需要显示的字符数较少，可以自编字库存放于系统程序ROM中，使用中通过查表程序调用，这个存放于程序存储器中的小型字库，通常称为软字库

1个16×16点阵需要32个字节进行描述如何自编点阵汉字库？ZIKU: MOV DPTR，SHOUZHI2 ； MOV R1，#32 ；数据长度为33 MOV R0，#20H ；数据调到RAM中20H起处LOOP1： MOVC A，@DPTR MOV @R0，A INC R0 INC DPTR DJNZ R1，LOOP1 RETSHOUZHI2 EQU 0200HSHOUZHI2: DB 00，22，44，00，80，00，FE，C4；“温”字模上部 DB C4，C4，C4，C4，FE，00，00，00 DB 00，08，78，06，41，7A，45，7A；“温”字模下部 DB 44，44，44，7A，45，7A，40，00 END以下程序实现将“温”字的16×16点阵从程序ROM中调出到RAM的20H～3FH中小结：◆LED数码显示?LCD数码显示?LED点阵图形显示？LCD点阵图形显示？CRT点阵图形显示？◆LCD的直流驱动与交流驱动？◆静态扫描与动态扫描？◆点阵图形显示字库？§6.3键盘/显示接口电路应用设计一、LED+KEY扫描电路应用实例

例6-3-1：4LED+4×2KEY接口电路

▲74LS373锁存P0口输出的显示段码▲P1.0～P1.3输出