单片机与液晶显示器

讲座四1.多位LED显示2.键盘管理模块3.点阵、字符液晶显示器4.字模提取软件LED的工作原理(a)典型的七段式LED器件(b)共阳极LED(c)共阴极LED四位数七段LED数码管模块(左为正面图、右为背面图)LED数码管和单片机的连接1单片机P2.0P2.7abcdefgdp+5v+5vabcdefgdpP0.0P0.7编程：（以共阳极为例）MOVP2,#11111001B(0F9H)MOVP0,#10100100B(0A4H)SJMP$静态连接静态显示LED数码管和单片机的连接2单片机P2.0P2.7abcdefgdpP0.0P0.1P0.2P0.3想一想：和静态连接的区别在哪里？单片机P2.0P2.7abcdefgdpP0.0P0.1P0.2P0.3电路的接法决定了必须采用逐位扫描显示方式。即从段选口送出某位LED的字型码，然后选通该位LED，并保持一段延时时间。然后选通下一位，直到所有位扫描完。怎样实现显示呢？静态、动态显示方式总结静态显示连接所有LED的位选均共同连接到+VCC或GND，每个LED的8根段选线分别连接一个8位并行I/O口。原理简单；显示无闪烁；占用I/O资源较多。动态显示连接所有LED的段选线共同连接在一起共用一个8位I/O口而每个LED的位选分别由一根相应的I/O口线控制。因此必须采用动态扫描显示方式。例：74ls164+led(proteus)独立键盘Vcck0k1k2k3k4k5k6k710KP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7独立键盘原理图case0x01:key1();//键盘1功能函数。break;case0x02:key2();//键盘2功能函数。break;case0x04:key3();//键盘3功能函数。break;case0x08:key4();//键盘4功能函数。break;case0x10:key5();//键盘5功能函数。break;case0x20:key6();//键盘6功能函数。break;case0x40:key7();//键盘7功能函数。break;case0x80:key8();//键盘8功能函数。break;default:break;}}}}说明：采用轮询方式查询P1口，采用延时法消除键盘抖动－－－－－－－－－－－－－－－－*/#includereg51.h/********************************函数名称：delay()功能：用于键盘消抖的延时函数说明：无入口参数：无返回值：无********************************/voiddelay(){unsignedchari;for(i=400;i0;i--);}//主函数main()voidmain(void){unsignedcharkey;while(1){P1=0xff;//要想从P1口读数据必须先给P1口写1key=P1;//读入P1口的数据，赋值给变量keyif(key!=0x00)//判断是否有键按下，当没有键按下时，P1口的数据为0x00{delay();//延时去抖key=P1;//再次读入P1口的数据，赋值给变量keyif(key!=0x00)//再次判断是否有键按下switch(key){矩阵式键盘控制4x4键盘的内部结构正面背面X0X1X2X3Y3Y2Y1Y0Y0Y1Y2Y3X3X2X1X0市售一体成型的4x4键盘低电平扫描－按下“0”键X3X2X1X0Y3Y2Y1Y0动作按键11101110Key01101Key11011Key20111Key311011110Key41101Key51011Key60111Key710111110Key81101Key91011KeyA0111KeyB01111110KeyC1101KeyD1011KeyE0111KeyFxxxx1111无按键按下低电平动作键盘动作分析表高电平扫描－按下“0”键X3X2X1X0Y3Y2Y1Y0动作按键00010001Key00010Key10100Key21000Key300100001Key40010Key50100Key61000Key701000001Key80010Key90100KeyA1000KeyB10000001KeyC0010KeyD0100KeyE1000KeyFxxxx0000无按键按下高电平动作键盘动作分析表4×4键盘扫描电路基本原理：分行扫描检查是否有键按下若有，确定哪个键被按下1.行扫描法的原理判断哪一个键被按下的流程P1=0xfe;n=P1;n&=0xf0;if(n!=0xf0){delay();P1=0xfe;n=P1;n&=0xf0;if(n!=0xf0){switch(n){case(0xe0):display(0);break;case(0xd0):display(1);break;case(0xb0):display(2);break;case(0x70):display(3);break;}}}P1=0xfd;n=P1;n&=0xf0;if(n!=0xf0){delay();P1=0xfd;n=P1;n&=0xf0;if(n!=0xf0){switch(n){case(0xe0):display(4);break;case(0xd0):display(5);break;case(0xb0):display(6);break;case(0x70):display(7);break;}}}P1=0xfb;n=P1;n&=0xf0;if(n!=0xf0){delay();P1=0xfb;n=P1;n&=0xf0;if(n!=0xf0){switch(n){case(0xe0):display(8);break;case(0xd0):display(9);break;case(0xb0):display(10);break;case(0x70):display(11);break;}}}P1=0xf7;n=P1;n&=0xf0;if(n!=0xf0){delay();P1=0xf7;n=P1;n&=0xf0;if(n!=0xf0){switch(n){case(0xe0):display(12);break;case(0xd0):display(13);break;case(0xb0):display(14);break;case(0x70):display(15);break;}}}}voiddisplay(unsignedchari){unsignedchartable[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E};P2=0xfe;P0=table[i];}2.行反转法的原理行线、列线分别接并行口行线输出，列线输入列线输出读得的值，行线输入行反转法的流程ucharkeyscan(void)//键盘扫描函数，使用行列反转扫描法{ucharcord_h,cord_l;//行列值P3=0x0f;//行线输出全为0cord_h=P3&0x0f;//读入列线值if(cord_h!=0x0f)//先检测有无按键按下{delay(100);//去抖if(cord_h!=0x0f){cord_h=P3&0x0f;//读入列线值P3=cord_h|0xf0;//输出当前列线值cord_l=P3&0xf0;//读入行线值return(cord_h+cord_l);//键盘最后组合码值}此处仿真测控系统中必不可少的组成——人机界面微型计算机89C51人机界面（键盘、LCD）执行模块数据采集及处理模块通信模块图1测控系统的组成部分液晶显示器的原理字符型液晶（1602）方法：通过向指定显示位置对应的DDRAM中写数据来显示字符。例如：在第2行第2列显示字符‘a’，查表1可知a对应的代码为01100001即0x31,则可向地址0x41中写入数据0x31即可显示。图21602的显示地址与DDRAM地址点阵型液晶（12864）在点阵型LCD上显示一幅图片或是字符，如上图所示，只需黑色的部分点亮，空白的点置0即可。可以将LCD看成128*64个LED灯来帮助理解。正面图背面图12864分类128×64点阵液晶显示屏有三种控制器，分别是KS0107（KS0108）、T6963C和ST7920，三种控制器主要区别是：KS0107（KS0108）不带任何字库、T6963C带ASCII码，ST7920带国标二级字库（8千多个汉字）。图312864的DDRAM地址XY地址计数器实际上是作为DDRAM的地址指针，X地址计数器为DDRAM的页指针，Y地址计数器为DDRAM的Y（列）地址指针。X地址计数器没有记数功能，只能用指令设置。Y地址计数器具有循环记数功能，各显示数据写入后，Y地址自动加1，Y地址指针从0到63。从上图可以看出数据按字节在屏幕上是竖向排列的。上方为低位，下方为高位。因此在横向上(也就是Y)就一共是128列数据。分为CS1和CS2两个64列来写入。在竖方向上(也就是X)一字节数据显示8个点，竖向64个点分为8个字节，称做8页(X=0-7)。了解这些后我们就知道要满屏显示一张图就要从y=0…127、X=0…7一共写128×8=1024个字节的数据。同样在AT89S51中存一张图就要1024个字节的空间。图片在12864上的显示简单来说，主要分为两步：1）将一幅图片转化为一系列二进制数据2）将数据按字节（8位）写入液晶对应的DDRAM由图3可知，12864的DDRAM有128*8=1024个地址，只需将图片转化的数据按字节写入这其对应的DDRAM地址即可。字符在12864上的显示上图中，汉字为16*16点阵，ASCII码为8*16点阵，同图片一样，一个汉字（ASCII）由16*2（8*2）个字节数据组成，字符显示原理与图片一致，只需将字符代码写入相应DDRAM地址。字体大小可以根据需要改变。小结简而言之，无论是字符型还是点阵型LCD，其基本原理都是通过将数据写入所对应的DDRAM地址中来显示所需要的图形或是字符。12864点阵型液晶对应的DDRAM有1024个地址，当需显示的字符或图片已转为二进制数据时，确定将数据写入对应的DDRAM地址就是你所要做的工作！单片机与液晶显示器的硬件连接液晶显示器（12864）主要包含了以下接口（图6）：1）使能E（51的RD和WR经或非门接LCD的使能E）2）片选CS1（左半屏）、CS2（右半屏），见图33）命令/数据选择RS（0——命令，1——数据）4）读/写选择R/W（0——写，1——读）5）数据总线DB0~DB76）负压产生和负压输入（对比度）调整7）复位RST8）电源与地和背景光电源软件编程注意：程序的编写与硬件是分不开的。以图6为例，A11~A8对应CS2、CS1、R/W、RS，未用的地址线为高。见图5则当向12864的左半屏（CS1=1,CS2=0）写（R/W=0）数据（RS=1）时，总线地址为0x1111010111111111。即0xF5FF。C文件中定义如下：#defineWD1XBYTE[0xF5FF]定义了总线地址后，对外部地址的操作变得非常简单。如向左半屏写数据0xFF:WD1=0xFF读左半屏数据：data=RD1（data存储读取到的数据）举例下面简单介绍程序编写的流程1）定义所有总线地址#defineWI1XBYTE[0xF4FF]//向左半屏写命令#defineWD1XBYTE[0xF5FF]//向左半屏写数据#defineRI1XBYTE[0xF6FF]//读左半屏命令#defineRD1XBYTE[0xF7FF]//读左半屏数据#defineWI2XBYTE[0xF8FF]//向右半屏写命令#defineWD2XBYTE[0xF9FF]//向右半屏写数据#d