第07章 显示器与键盘接口技术new

昆明学院《单片机原理及接口技术》教学课件非编码键盘接口键盘与显示系统第七章显示器与键盘接口技术LED数码管显示接口昆明学院《单片机原理及接口技术》教学课件本章要点：掌握LED数码管显示原理；掌握LED静态显示器结构，工作原理及编程；掌握LED动态显示器结构，工作原理及编程；掌握按键工作原理；掌握非编码键盘接口(独立式按键接口、行列式非编码键盘接口)结构及编程；理解键盘与显示系统的应用。昆明学院《单片机原理及接口技术》教学课件7.1LED数码管显示接口LED（发光二极管）数码管是单片机系统的基本和重要输出设备之一，用于显示控制过程和运算结果。LED数码管因其成本低、亮度高、驱动简单、与单片机接口方便灵活而在单片机控制系统中得到广泛应用。昆明学院《单片机原理及接口技术》教学课件公共阳极接高电平hgfedcbaabcdgefhhgf……a低电平点亮公共阴极hgfedcbaabcdgefh接地hgf……a高电平点亮7.1.1LED数码管结构与显示原理LED(发光二极管)数码管由若干个LED组成，当发光二极管导通时，相应的一个点或一个线段发光。控制不同组合的LED导通，就能显示出各种不同的字形。常见的是8段LED数码管。根据公共端引出方式不同，分为共阳极和共阴极两种接法。共阳极接法共阴极接法昆明学院《单片机原理及接口技术》教学课件七段显示段码表7.1十六进制数及空白与P的显示段码abcdgefhhgfedcba公共端共阴极接法共阳极接法Vcchg……a低电平点亮hg……a高电平点亮abcdefgh显示段D0D1D2D3D4D5D6D7段码位昆明学院《单片机原理及接口技术》教学课件LED数码管的显示方式：（静态与动态）①静态显示:各数码管在显示过程中得到持续地送显信号，与各数码管接口的I/O口线是专用(独立)的。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。②动态显示:各数码管在显示过程中得到轮流地送显信号，与各数码管接口的I/O口线可以共用。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。(有多个数码管时尤为突出）LED数码管的显示方式分为静态显示和动态显示两种方式。昆明学院《单片机原理及接口技术》教学课件1.数码管显示器的静态显示方式LED1LED2GGabcdefggfedcba图7-2数码管静态显示实例图7-2所示为单片机AT89C51控制的2位静态LED显示器接口电路，图中显示器为共阳极显示器。昆明学院《单片机原理及接口技术》教学课件【例7-1】在图7-2所示的数码管静态显示器上，编写实现0~99循环计数显示的程序(fosc=12MHz，计数时间间隔1s)。解：(1)根据要求，绘制相应的程序流程图如图；开始初始化系统延时1S个位计数值加1个位计数值=10？个位计数值清0，且十位计数值加1十位计数值=10？十位计数值清0数据显示YYNN图7-3数码管静态显示程序流程图(2)根据流程图，编写相应的源程序。设定：个位计数单元为61H，十位计数单元为60H。昆明学院《单片机原理及接口技术》教学课件CNT_HEQU61H;个位计数器CNT_LEQU60H;十位计数器ORG0000HLJMPMAINORG0066HMAIN:MOVSP,#70HMOVCNT_H,#00HMOVCNT_L,#00HLCALLDISPLAY;显示LOOP:LCALLDELAY1S;延时1秒INCCNT_L;个位加1MOVA,CNT_LXRLA,#10;等于10？JNZDSP;不等转DSPMOVCNT_L,#00HINCCNT_H;十位加1MOVA,CNT_HXRLA,#10;等于10？JNZDSP;不等转DSPMOVCNT_H,#00HDSP:LCALLDISPLAY;显示LJMPLOOP;循环;显示子程序DISPLAY:MOVDPTR,#TABLEMOVA,CNT_HMOVCA,@A+DPTRMOVP3,AMOVA,CNT_LMOVCA,@A+DPTRMOVP1,ARETTABLE:DB0C0H,0F9H,0A4H;0~2DB0B0H,99H,92H;3~5DB82H,0F8H,80H,90H;6~9;延时1秒子程序DELAY1S:MOVR3,#04HLOOP3:MOVR2,#0FAHLOOP2:MOVR1,#0F9HNOPLOOP1:NOPNOPDJNZR1,LOOP1DJNZR2,LOOP2DJNZR3,LOOP3RETEND源程序如下：昆明学院《单片机原理及接口技术》教学课件2.数码管显示器的动态显示方式图7-4数码管动态显示实例◆动态显示是一位一位地轮流循环点亮各位显示器。◆每位点亮延时时间为1～5ms（可在一定范围内调整亮度）。◆利用人眼的视觉暂留效应，给人同时显示的感觉。●图7-4所示为单片机AT89C51控制的2位动态LED显示器接口电路LED1LED2abcdefgdpGAB/BACEA1A2A3A4A5A6A7A0B0GdpgfedcbaB7B6B5B4B3B2B1昆明学院《单片机原理及接口技术》教学课件【例7-2】在图7-4所示的数码管动态显示器上，编写实现0~99循环计数显示的程序(fosc=12MHz，计数时间间隔1s,使用定时中断实现显示器刷新)。解：(1)根据要求，绘制相应的程序流程图如图；图7-5数码管动态显示程序流程图(2)根据流程图，编写相应的源程序。设定：个位计数单元为61H，十位计数单元为60H。开始初始化系统（T0定时器初始化、T0开中断）延时1S个位计数值加1个位计数值=10？个位计数值清0，且十位计数值加1十位计数值=10？十位计数值清0YNYN动态显示T0中断服务子程序显示控制位取反显示控制位=1？个位数码管阳极置高电平十位数码管阳极置低电平查找个位数据编码个位数码管阳极置低电平十位数码管阳极置高电平查找十位数据编码数据端口=数据编码恢复现场保护现场返回YNT0重装初值昆明学院《单片机原理及接口技术》教学课件H_CEQUP1.0;十位数码管阳极L_CEQUP1.1;个位数码管阳极PORT_GEQUP3;数码管数据端;显示控制位：1-显示个位，0-显示十位DSP_CEQU20H.0CNT_HEQU61H;个位计数器CNT_LEQU60H;十位计数器ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPINT_T0MAIN:ORG0066HMAIN:MOVSP,#70HMOVCNT_H,#00H;清0MOVCNT_L,#00HMOVTMOD,#01H;方式1;T0装初值,延时4msMOVTH0,#0F0HMOVTL0,#5FHSETBET0SETBEASETBTR0LOOP:LCALLDELAY1S;延时1秒INCCNT_L;个位加1MOVA,CNT_LXRLA,#10;等于10？JNZLOOP;不等转LOOPMOVCNT_L,#00HINCCNT_H;十位加1MOVA,CNT_HXRLA,#10;等于10？JNZDSP;不等转LOOPMOVCNT_H,#00HLJMPLOOP;循环;延时1秒子程序DELAY1S:MOVR3,#04HLOOP3:MOVR2,#0FAHLOOP2:MOVR1,#0F9HNOPLOOP1:NOPNOPDJNZR1,LOOP1DJNZR2,LOOP2DJNZR3,LOOP3RET源程序如下：昆明学院《单片机原理及接口技术》教学课件;T0中断服务程序，实现动态显示INT_T0:PUSHACCPUSHPSWCPLDSP_C;显示子程序JBDSP_C,DSPLCLRL_C;显示十位SETBH_CMOVDPTR,#TABLEMOVA,CNT_HMOVCA,@A+DPTRLJMPDPS_ENDDSPL:CLRH_C;显示个位SETBL_CMOVDPTR,#TABLEMOVA,CNT_LMOVCA,@A+DPTRDPS_END:MOVPORT_G,AMOVTH0,#0F0H;T0重装初值MOVTL0,#5FHPOPPSWPOPACCRETITABLE:DB0C0H,0F9H,0A4H;0~2DB0B0H,99H,92H;3~5DB82H,0F8H,80H,90H;6~9END昆明学院《单片机原理及接口技术》教学课件昆明学院《单片机原理及接口技术》教学课件◆键盘是若干按键的集合，是单片机的常用输入设备，操作人员可以通过键盘输入数据或命令，实现人机通信;◆单片机的键盘通常使用机械触点式按键开关;键盘接口应具备的功能：(1)键扫描功能，即检测是否有健按下；(2)产生相应的键代码(键值)；(3)消除按键抖动及多键按下；7.2非编码键盘接口昆明学院《单片机原理及接口技术》教学课件编码键盘: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”。编码键盘与非编码键盘键盘分类：根据键值编码方式分:(硬件)编码键盘与非(硬件)编码键盘。根据键盘的连接方式分:独立连接键盘与矩阵连接键盘。昆明学院《单片机原理及接口技术》教学课件独立连接键盘与矩阵连接键盘独立连接键盘:每键相互独立，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。矩阵连接键盘: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。昆明学院《单片机原理及接口技术》教学课件按键盘工作原理：键的闭合和断开过程中的抖动键闭合时列线电压波形图中t1和t2分别为键的闭合和断开过程中的抖动期(呈现一串负脉冲)，抖动时间长短与开关的机械特性有关，一般为5~10ms之间，t2为稳定闭合期,其时间由操作员的按键动作所确定，一般为数百毫秒到几秒。t0，t4为断开期。为了保证CPU对键的闭合作一次处理，必须去除抖动,在键的稳定闭合或断开时，读键的状态。抖动的消除方法有：硬件(RS触发器)消除和软件延时消除法两种。+5VVo昆明学院《单片机原理及接口技术》教学课件1.独立式按键接口◆独立式键盘是每个按键独立地占用一根I/O线，图7-7所示。◆通常应用于按键数量较少的场合。图7-7AT89C51对独立式键盘的接口昆明学院《单片机原理及接口技术》教学课件实例7-3：根据如图7-7所示的AT89C51单片机与独立式键盘的接口电路，请用查询的方式写出其键盘扫描程序。解：相应程序如下：ORG0100HKEYSCAN:MOVP1,#0FFH;置P1口为输入态MOVA,P1;读入键值LCALLDELAY10ms;延时10ms，去抖动MOVB,P1;再读键值CJNEA,B,GORET;两次键值不一致，直接返回JNBACC.0,KEY0;0号键按下，转0号键功能程序JNBACC.1,KEY1;1号键按下，转1号键功能程序JNBACC.2,KEY2;2号键按下，转2号键功能程序JNBACC.3,KEY3;3号键按下，转3号键功能程序JNBACC.4,KEY4;4号键按下，转4号键功能程序JNBACC.5,KEY5;5号键按下，转5号键功能程序JNBACC.6,KEY6;6号键按下，转6号键功能程序JNBACC.7,KEY7;7号键按下，转7号键功能程序GORET：RET;从键盘服务子程序返回实例7-3：根据如图7-7所示的AT89C51单片机与独立式键盘的接口电路，请用查询的方式写出其键盘扫描程序。解：相应程序如下：昆明学院《单片机原理及接口技术》教学课件KEY0:LCALLFUNC0;执行0号键功能服务程序RET;从键盘