第7章 键盘、显示器接口设计

一、键盘接口原理1.键盘输入的特点键盘：一组按键开关的集合。行线电压信号通过键盘开关机械触点的断开、闭合，输出波形如图10-6。2.按键的确认检测列线电平高电平：断开；低电平：闭合，常用软件来消除按键抖动。基本思想：检测到有键按下，键对应的行线为低，软件延时10ms后，行线如仍为低，则确认该行有键按下。3.如何消除按键的抖动当键松开时，行线变高，软件延时10ms后，行线仍为高，说明按键已松开。采取以上措施，躲开了两个抖动期t1和t3的影响。键盘接口的分类独立式按键接口和行列式键盘接口。1.独立式键盘接口各键相互独立，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。图10-7（a）为中断方式的独立式键盘工作电路图10-7（b）为查询方式的独立式键盘工作电路。图10-8为8255A扩展I/O口的独立式按键接口电路。图10-9用三态缓冲器扩展的I/O口的按键接口电路。2.行列式(矩阵式)键盘接口用于按键数目较多的场合，由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。如图10-10所示。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。（1）行列式键盘工作原理无键按下，该行线为高电平，当有键按下时，行线电平由列线的电平来决定。由于行、列线为多键共用，各按键彼此将相互发生影响，必须将行、列线信号配合起来并作适当的处理，才能确定闭合键的位置。（2）按键的识别方法a.扫描法图10-10（b）中3号键被按下为例，来说明此键时如何被识别出来的。识别键盘有无键被按下的方法，分两步进行：第1步：识别键盘有无键按下；第2步：如有键被按下，识别出具体的按键。把所有行线置0，检查各列线电平（全1）是否有变化，如有变化，说明有键按下，如无变化，则无键按下。上述方法称为扫描法，即先把某一行置低电平，其余各行为高电平，检查各列线电平的变化，如果某列线电平为低，可确定此行列交叉点处的按键被按下。b.线反转法只需两步便能获得此按键所在的行列值，线反转法的原理如图10-11。第1步：列线输出为全低电平，则行线中电平由高变低的所在行为按键所在行。第2步：行线输出为全低电平，则列线中电平由高变低所在列为按键所在列。结合上述两步，可确定按键所在行和列。（3）键盘的编码根据实际需要灵活编码。1LED数码显示器接口原理LED(LightEmittingDiode):发光二极管的缩写。显示器前面冠以“LED”。1.1LED数码显示器的结构常用的LED显示器为8段（或7段，8段比7段多了一个小数点“dp”段）。有共阳极和共阴极两种。如图10-1所示。二、LED数码显示器接口原理为使LED显示不同的符号或数字，要为LED提供段码（或称字型码）。提供给LED显示器的段码（字型码）正好是一个字节（8段）。各段与字节中各位对应关系如下：按上述格式，8段LED的段码如表10-1所示。显示字符共阴极段码共阳极段码显示字符共阴极段码共阳极段码03FHC0Hc39HC6H106HF9Hd5EHA1H25BHA4HE79H86H34FHB0HF71H8EH466H99HP73H8CH56DH92HU3EHC1H67DH82HT31HCEH707HF8Hy6EH91H87FH80HH76H89H96FH90HL38HC7HA77FH88H“灭”00HFFHb7CH83H………表10-1LED段码（8段）表10-1只列出了部分段码，可根据实际情况选用。另外，段码是相对的，它由各字段在字节中所处的位决定。例如表10-1中8段LED段码是按格式：而形成的，“0”的段码为3FH（共阴）。反之，如将格式改为下列格式：则“0”的段码为7EH（共阴）。字型及段码由设计者自行设定，习惯上还是以“a”段对应段码的最低位。N个LED显示块有N位位选线和8×N根段码线。1.2LED显示器工作原理图10-2是4位LED显示器的结构原理图。段码线控制显示的字型，位选线控制该显示位的亮或暗。静态显示和动态显示两种显示方式。1.静态显示方式各位的公共端连接在一起（接地或+5V）。每位的段码线（a～dp）分别与一个8位的锁存器输出相连。显示字符一确定，相应锁存器的段码输出将维持不变，直到送入另一个段码为止。显示的亮度高。图10-3:4位静态LED显示器电路。该电路各位可独立显示。2.动态显示方式所有位的段码线相应段并在一起，由一个8位I/O口控制，形成段码线的多路复用，各位的公共端分别由相应的I/O线控制，形成各位的分时选通。图10-4：4位8段LED动态显示电路。其中段码线占用一个8位I/O口，而位选线占用一个4位I/O口。图10-5为8位LED动态显示2003.10.10的过程。图（a)是显示过程，某一时刻，只有一位LED被选通显示，其余位则是熄灭的；图（b)是实际显示结果，人眼看到的是8位稳定的同时显示的字符。1、10根I/O线通常最多可扩展多少个按键的键盘？若采用行列式（矩阵）键盘，说明其工作原理2、LED数码管显示器有哪两种显示方法？如何工作的？各有什么特点？3、LED数码显示器的结构.7-1,7-3,7-4