1、第第9章章 顯示器、鍵盤顯示器、鍵盤9.1 顯示器接口電路顯示器接口電路9.2 鍵盤接口電路鍵盤接口電路9.1.1 LED顯示器顯示器1LED顯示器結構與原理顯示器結構與原理LED顯示器是由發光二極管顯示字段的顯示器件。顯示器是由發光二極管顯示字段的顯示器件。在微機應用系統中通常使用的是七段在微機應用系統中通常使用的是七段LED。這種。這種顯示塊有共陰極與共陽極兩種，如圖顯示塊有共陰極與共陽極兩種，如圖9-1所示。所示。七段顯示器與微機接口非常容易。如表七段顯示器與微機接口非常容易。如表9-1所示。所示。 圖9-1 七段LED顯示器 使用LED顯示器時，要注意區分這兩種不同的接法。為了顯示數字

2、或字符，必須對數字或字符進行編碼。七段數碼管加上一個小數點，共計8段。因此為LED顯示器提供的編碼正好是一個字節。用LED顯示器顯示16進制數的編碼已列在表9-1所示。 abcdegGNDfdpGNDabcefgddpabcdefgdpdpgfedcba5V（a）（b） 為了實現LED顯示器的動態掃描，除了要給顯示器提供段碼字形編碼的輸入之外，還要對顯示器加位的控制控制LED顯示器亮滅），這就是通常所說的位控和段控。 表表9-1 LED顯示器顯示器16進制數編碼進制數編碼 2LED顯示器與顯示方式顯示器與顯示方式在微機應用系統中使用在微機應用系統中使用LED顯示塊構成顯示塊構成N位位LED顯示

3、器。圖顯示器。圖9-11是是N位顯示器的構成原理。位顯示器的構成原理。LED顯示器有兩種顯示方式：顯示器有兩種顯示方式：（1LED靜態顯示方式靜態顯示方式（2LED動態顯示方式動態顯示方式a b c d e f Rdpa b c d e f Rdpa b c d e f Rdpa b c d e f Rdpa b c d e f Rdp3.83.83.83.83.8 I/O口位選控制 I/O口段選控制圖圖9-11 N位位LED顯示器顯示器 GND/+5VGND/+5VGND/+5VGND/+5VGND/+5VI/O（1）I/O（2）I/O（3）I/O（4）圖圖9-12 四位靜態四位靜態LED顯

4、示器電路顯示器電路 靜態顯示即由單片機一次輸出顯示后，就能保持，靜態顯示即由單片機一次輸出顯示后，就能保持，直到下次送新的顯示模式為止。直到下次送新的顯示模式為止。優點：顯示可靠，占用機時少。優點：顯示可靠，占用機時少。缺點：使用元件多，線路比較復雜。缺點：使用元件多，線路比較復雜。 適用于顯示位數少的情況。每個顯示器需適用于顯示位數少的情況。每個顯示器需8位輸出口位輸出口控制。控制。 動態顯示即單片機定時對顯示器掃描。此時，顯示動態顯示即單片機定時對顯示器掃描。此時，顯示器件分時工作，每次只能有一個器件顯示。（仿真器）器件分時工作，每次只能有一個器件顯示。（仿真器）優點：硬件少，價格低。優點

5、：硬件少，價格低。缺點：占用機時多，只要單片機不執行顯示程序，顯示缺點：占用機時多，只要單片機不執行顯示程序，顯示就立即停止。就立即停止。3LED顯示器接口顯示器接口從從LED顯示器的原理可知，為了顯示字母與數字，顯示器的原理可知，為了顯示字母與數字，必須最終轉換成相應的段選碼。這種轉換可以通必須最終轉換成相應的段選碼。這種轉換可以通過硬件譯碼器或軟件進行譯碼。過硬件譯碼器或軟件進行譯碼。l 硬件譯碼器硬件譯碼器LED顯示器接口如圖顯示器接口如圖9-14所示）所示）l 軟件譯碼軟件譯碼LED顯示器接口如圖顯示器接口如圖9-15 9-16所示）所示）硬件譯碼：硬件譯碼：鎖存器鎖存器 譯碼驅動器譯

6、碼驅動器 顯示器顯示器圖圖9-14 利用硬件譯碼器的七段利用硬件譯碼器的七段LED接口電路接口電路 MC14495為七段碼顯示器譯碼驅動器為七段碼顯示器譯碼驅動器圖圖9-15 通過通過8155擴展擴展I/O口控制的口控制的8位位LED動態顯示接口動態顯示接口8155的的A口作為位控口，經反相驅動器接顯示口作為位控口，經反相驅動器接顯示器的公共陰極；器的公共陰極；8155的的B口作為段碼控制口，經同相驅動器接口作為段碼控制口，經同相驅動器接顯示器的各個陽極。顯示器的各個陽極。軟件譯碼程序設計思想：軟件譯碼程序設計思想：1、將段碼表顯示數據存放在、將段碼表顯示數據存放在RAM的的 （79H7EH中

7、。中。2、根據要顯示的數字或字符去查相應的段碼。、根據要顯示的數字或字符去查相應的段碼。3、然后將段碼輸出到七段、然后將段碼輸出到七段LED的驅動器上。的驅動器上。4、采用掃描的方式控制、采用掃描的方式控制LED的點亮順序。的點亮順序。顯示數據顯示數據79H7EH8155的口地址：的口地址：7F00H7F05H偏移量偏移量ROM表首地址當前表首地址當前PC地址地址MOVC A,A+PC是以是以PC為基址寄存器的單字節指令。為基址寄存器的單字節指令。執行過程是：執行過程是：CPU讀取本指令后，讀取本指令后， PC的值自的值自動加，累加器動加，累加器A的內容作為無符號數與新的的內容作為無符號數與新

8、的PC的內容相加形成一個的內容相加形成一個16位地址，再將該地址指出位地址，再將該地址指出的程序存儲器單元的內容送累加器的程序存儲器單元的內容送累加器A。指令執行。指令執行后后PC指向下一條指令繼續執行。指向下一條指令繼續執行。顯示緩沖區在顯示緩沖區在RAM中中7EH 7DH 7CH 7BH 7AH 79HLED6 LED2 LED1存放要顯示的數據和字符的段碼存放要顯示的數據和字符的段碼程序清單：程序清單：DIR: MOV R0,#79H;置緩沖器指針初值置緩沖器指針初值 MOV R3,#01H;置掃描位初值置掃描位初值 MOV A, R3LD0: MOV DPTR ,#7F01H;A口地址

9、口地址 MOVX DPTR,A INC DPTR； B口地址口地址 MOV A,R0；取顯示數據；取顯示數據 ADD A,0DH；加偏移量；加偏移量 MOVC A,A+PC;查表取段碼查表取段碼DIR1:MOVX DPTR,A;段數據送段數據送B口口 ACALL DL1；延時；延時ms INC R0 MOV A,R3 JB A.5,LD1 RL A MOV R3,A SJMP LD0LD1: RETDSEG: DB 3FH,06H,5BH,.DSEG1:DB 7DH,07H,7FH,.DSEG2:DB 39H,5EH,79H,.DSEG3:DB 31H,6EH,1CH,.DSEG4:DB 18

10、H,00H,00H,.DL1: MOV R7,#02HDL: MOV R6,#0FFHDL6: DJNZ R6,DL6 DJNZ R7,DL RET9動態顯示子程序流程圖動態顯示子程序流程圖9.2 鍵盤接口電路鍵盤接口電路編碼鍵盤：由硬件自動提供與被按鍵對應的編碼鍵盤：由硬件自動提供與被按鍵對應的ASCII碼或其它編碼。如標準計算機不是本章碼或其它編碼。如標準計算機不是本章討論的內容）討論的內容）非編碼鍵盤：軟件方式產生編碼。非編碼鍵盤：軟件方式產生編碼。 優點：結構簡單、成本低廉。優點：結構簡單、成本低廉。 非編碼鍵盤接口技術的主要內容是如何確定非編碼鍵盤接口技術的主要內容是如何確定被按鍵的

11、行、列位置，即鍵碼值識別是接口被按鍵的行、列位置，即鍵碼值識別是接口技術的關鍵問題。技術的關鍵問題。按鍵識別：常用行掃描法。按鍵識別：常用行掃描法。鍵盤工作原理鍵盤工作原理行列式鍵盤電路原理如圖行列式鍵盤電路原理如圖9-3所示。按鍵設置在所示。按鍵設置在行列式交點上，行列線分別連接到按鍵開關的兩行列式交點上，行列線分別連接到按鍵開關的兩端。當行線通過上拉電阻接端。當行線通過上拉電阻接+5伏時，被鉗位在高伏時，被鉗位在高電平狀態。電平狀態。鍵盤中有無按鍵按下是由列線送入全掃描字、行鍵盤中有無按鍵按下是由列線送入全掃描字、行線讀入行線狀態來判斷的。鍵盤中哪一個鍵按下線讀入行線狀態來判斷的。鍵盤中哪

12、一個鍵按下可由列線逐列置低電平后，檢查行輸入狀態來判可由列線逐列置低電平后，檢查行輸入狀態來判斷。斷。 圖圖9-3行列式鍵盤原理電路行列行列式鍵盤原理電路行列式鍵盤原理電路式鍵盤原理電路輸出口輸出口0 1 1 1 0 1 11 1 0 11 1 1 01111111111011111行列式鍵盤原理圖行列式鍵盤原理圖按鍵識別：按鍵識別：1、測試有無鍵按下；、測試有無鍵按下； 檢查輸入端，是否有端口為低電平。檢查輸入端，是否有端口為低電平。2、去抖動、去抖動 軟件方法：采用延時躲過抖動，時間一般為軟件方法：采用延時躲過抖動，時間一般為1020ms。（也有硬件去抖動電路。（也有硬件去抖動電路P233

13、）3、確定鍵的物理位置行、列），計算鍵碼。、確定鍵的物理位置行、列），計算鍵碼。4、等待鍵釋放，通過時間延遲實現。、等待鍵釋放，通過時間延遲實現。 如鍵碼編排為：如鍵碼編排為： 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 08H 09H 0AH 0BH 0CH 0DH 0EH 0FH鍵碼計算公式：鍵碼計算公式： 鍵碼鍵碼= 行首鍵號行首鍵號+列號列號 00 04 +（0，1，2，3） 08 0C 單片機的鍵盤接口處理單片機的鍵盤接口處理 單片機的鍵盤接口處理的內容包括以下幾個方單片機的鍵盤接口處理的內容包括以下幾個方面：面：1 1、鍵掃描、鍵掃描2 2、去抖動、去抖動鍵按下

14、鍵穩定前沿抖動后沿抖動3、鍵碼計算、鍵碼計算4、等待鍵釋放、等待鍵釋放 計算鍵碼后，再以延時后進行行掃描的方法等待鍵計算鍵碼后，再以延時后進行行掃描的方法等待鍵釋放。等待釋放是為了保證鍵的一次閉合僅進行一次處釋放。等待釋放是為了保證鍵的一次閉合僅進行一次處理。理。00H19H18H17H16H13H12H11H10H08H09H0AH0BH0EH0FH07H06H03H02H01H1AH1BH1EH1FH。9.2.1非編碼鍵盤的接口非編碼鍵盤的接口 鍵盤處理程序的關鍵是如何識別鍵碼。鍵盤處理程序的關鍵是如何識別鍵碼。 對鍵盤進行控制的方法分為：對鍵盤進行控制的方法分為： 程控掃描法程控掃描法

15、定時掃描法定時掃描法 中斷掃描法。中斷掃描法。一、程序控制掃描方式一、程序控制掃描方式+5V8155PA7PA6.PA0PC0PC1PC2PC35.1K4CEIO/MWRRDALEP0WRRDALEP2.7P2.080310 12 34 5 678 9 10 11 12 1314 1516 1718 19 20 21222324 2526 27 28 2930318155擴展擴展I/O口組成的行列式鍵盤口組成的行列式鍵盤8155PA口地址口地址7F01HPC口地址口地址7F03H.判斷按鍵是否抬起以防止重復進行鍵處理）等待鍵釋放后再進行進一步處理。鍵掃描程序框圖入口有鍵按下？延時12ms有鍵按

16、下？NYNY鍵號入棧保存按鍵抬起？NY鍵號送A返回ORG 1000HKEY1：ACALL KS1 ；調用判斷有無鍵按下子程序JNZ LK1 ；有鍵按下，轉去抖動AJMP KEY1 ；無鍵按下，返回LK1：ACALL TM12S ；延時12msACALL KS1 ；再查有無鍵按下JNZ LK2 ；確實有鍵按下，逐行掃描，確定具體鍵AJMP KEY1 ；無鍵按下，返回LK2：MOV R2，#0FEH ；首列掃描字送R2 MOV R4，#00H ；首列號R4LK4：MOV DPTR，#7F01H ；首列掃描字送8155的PA口MOV A，R2 ；第一列掃描MOVX DPTR，A ；使第i 列為0R2

17、中Di位為0）INC DPTRINC DPTR ；指向8155的PC口MOVX A，DPTR ；讀入行狀態JB ACC.0， LONE ；0行無鍵按下，轉查1行LONE：JB ACC.1， LTWO ；1行無鍵按下，轉查2行MOV A，#00H ；0行有鍵按下，行首鍵號#00H送AAJMP LKP ；求鍵號LTWO：JB ACC.2， LTHR ；2行無鍵按下，轉查3行MOV A，#08H ；1行有鍵按下，行首鍵號#08H送AAJMP LKP ；求鍵號LTHR：JB ACC.3， NEXT ；3行無鍵按下，轉查下一列MOV A，#10H ；2行有鍵按下，行首鍵號#10H送AAJMP LKP ；

18、求鍵號MOV A，#18H ；3行有鍵按下，行首鍵號#18H送ALKP： ADD A，R4 ；求鍵號=行首鍵號+列號PUSH ACC ；鍵號入棧LK3：ACALL KS1 ；等待鍵釋放JNZ LK3 ；未釋放，繼續等待POP ACC ；已釋放，鍵號送ARETNEXT：INC R4 ；指向下一列，列號加1MOV A， R2 ；判斷8列掃描完沒有JNB ACC.7，KND ；8列掃描完，返回RL A ；沒掃描完，置下一列掃描字MOV R2, A ；掃描字送AAJMP LK4 ；繼續下列掃描KND：AJMP KEY1 ；8列掃描完，返回KS1：MOV DPTR， #7F01H ；查有無鍵按下子程序M

19、OV A，#00HMOVX DPTR，A ；8155 PA口輸出全掃描字#00HINC DPTRINC DPTR ；指向8155的PC口MOVX A，DPTR ；讀入行狀態，若有鍵按下，則A0FFHCPL A ；改成正邏輯，若有鍵按下，則A00HANL A ，#0FH ；屏蔽高四位RET ；子程序返回，當有鍵按下時，AA00HT12sm：MOV R7， #18H ；12sm延時子程序TM：MOV R6，#0FFH TM6：DJNZ R6， TM6DJNZ R7，TMRET；td=1+(1+255*2+2)*24+2*MCd.鍵操作及功能處理求出鍵號后要進行鍵處理：先判斷是何種鍵，然后：對數字鍵

20、-送顯示緩沖區顯示；對功能鍵-執行相應的功能鍵處理程序。設圖5.36中，015號鍵為數字鍵，即鍵號10H的是數字鍵；1631號鍵為功能鍵，即鍵號10H的是功能鍵，其功能鍵處理程序入口地址分別為：AAA、BBB、CCC、PPP。則轉入功能鍵處理程序清單如下：ORG 8000HKEYADR：MOV A ，BUFF ；鍵號送ACLR CSUBB A，#10H ；Y與10H比較JC DIGPRO ；10H，數字鍵，轉AJMP A+DPTRRL A ；使鍵值為0、2、4、6、偶數KEYTBL：MOV DPTR，#JMPTBLJMPTBL：AJMP AAA ；2 字節指令散轉到16個功能鍵處理 AJMP BBB ； 程序入口AJMP CCCAJMP DDDAJMP EEEAJMP FFFAJMP GGGAJMP HHHAJMP IIIAJMP JJJAJMP KKKAJMP LLLAJMP MMMAJMP NNNAJMP OOOAJMP PPP圖9-7 中斷方式鍵盤接口中斷方式鍵盤接口3反轉法鍵盤掃描方式反轉法鍵盤掃描方式 （a線反轉法第一步 （b線反轉法第二步 圖9-8 線反轉法原理4其它鍵盤接口其它鍵盤接口圖9-9 8031串行I/O口擴展的行列式鍵盤接口典型鍵盤典型鍵盤/顯示器接口實例顯示器接口實例PBPBPBPBPBPBPBP