第10章MCS-51與鍵盤、顯示器、撥盤、打印機的接口設計

信息技術教研室溫川雪第10章MCS-51與鍵盤、顯示器、撥盤、打印機的接1輸入外設：鍵盤、BCD碼撥盤等；輸出外設：LED顯示器、LCD顯示器、打印機等。10.1LED顯示器接口原理LED(LightEmittingDiode):發光二極管的縮寫。顯示器前面冠以“LED”。10.1.1LED顯示器的結構常用的LED顯示器為8段（或7段，8段比7段多了一個小數點“dp”段）。輸入外設：鍵盤、BCD碼撥盤等；輸出外設：LED顯示器、LC2MCS與鍵盤、顯示器、課件3為使LED顯示不同的符號或數字，要為LED提供段碼（或稱字型碼）。提供給LED顯示器的段碼（字型碼）正好是一個字節（8段）。各段與字節中各位對應關系如下：按上述格式，8段LED的段碼如表10-1所示。為使LED顯示不同的符號或數字，要為LED提供段碼提供給LE4顯示字符共陰極段碼共陽極段碼顯示字符共陰極段碼共陽極段碼03FHC0Hc39HC6H106HF9Hd5EHA1H25BHA4HE79H86H34FHB0HF71H8EH466H99HP73H8CH56DH92HU3EHC1H67DH82HT31HCEH707HF8Hy6EH91H87FH80HH76H89H96FH90HL38HC7HA77FH88H“滅”00HFFHb7CH83H………表10-1LED段碼（8段）顯示字符共陰極段碼共陽極段碼顯示字符共陰極段碼共陽極段碼035表10-1只列出了部分段碼，可根據實際情況選用。另外，段碼是相對的，它由各字段在字節中所處的位決定。例如表10-1中8段LED段碼是按格式：而形成的，“0”的段碼為3FH（共陰）。反之，如將格式改為下列格式：則“0”的段碼為7EH（共陰）。字型及段碼由設計者自行設定，習慣上還是以“a”段對應段碼的最低位。表10-1只列出了部分段碼，可根據實際情況選用。另外，段碼是6N個LED顯示塊有N位位選線和8×N根段碼線。10.1.2LED顯示器工作原理圖10-2是4位LED顯示器的結構原理圖。N個LED顯示塊有N位位選線和8×N根段碼線。10.1.27段碼線控制顯示的字型，位選線控制該顯示位的亮或暗。靜態顯示和動態顯示兩種顯示方式。1.靜態顯示方式段碼線控制顯示的字型，位選線控制該顯示位的亮或暗。靜態顯示和8各位的公共端連接在一起（接地或+5V）。每位的段碼線（a～dp）分別與一個8位的鎖存器輸出相連。顯示字符一確定，相應鎖存器的段碼輸出將維持不變，直到送入另一個段碼為止。顯示的亮度高。2.動態顯示方式所有位的段碼線相應段并在一起，由一個8位I/O口控制，形成段碼線的多路復用，各位的公共端分別由相應的I/O線控制.各位的公共端連接在一起（接地或+5V）。每位的段碼線（9圖10-4：4位8段LED動態顯示電路。其中段碼線占用一個8位I/O口，而位選線占用一個4位I/O口。圖10-4：4位8段LED動態顯示電路。其中段碼線占用一個810動態顯示接口動態顯示接口11此時同時向6位LED燈管輸出相同的字符，如何能實現顯示多個不同字符？掃描顯示方式(ScanDisplayMode):

某一時刻只選通一盞燈（其他5位是熄滅的），同時，段選線上輸出相應要顯示的字符的段碼。下一時刻，位選信號選通下一位LED，同時，段選線上輸出相應要顯示的字符的段碼。000001?此時同時向6位LED燈管輸出相同的字符，如何能實現顯示多個不121段碼39H字符C11111位選信號3EH字符U7FH字符83FH字符040H字符-73H字符P位選信號輪流選中每位LED燈，同時段碼輸出對應顯示器要顯示的字符。只要實現間隔足夠短，由于LED顯示器的余輝和人眼視覺殘留作用，造成多位同時點亮的假象。SegmentCodeDigitSelectSignal1段碼39H字符C11111位選信號3EH字符U7FH字符8131段碼00Ｈ無顯示39H字符C73H字符P3EH字符U11111位控信號1段碼00Ｈ無顯示39H字符C73H字符P3EH字符U11114圖10-5為8位LED動態顯示2003.10.10的過程。圖10-5為8位LED動態顯示2003.10.10的過程。15MOVDPTR,#TAB;表首地址MOVCA,@A+DPTR；查表段碼MOVDPTR,#A口地址MOVX@DPTR,A；輸出段碼MOVA,R4;取位碼MOVXDPTR,#C口地址MOVX@DPTR,A；輸出位碼……RLA;左移位碼MOVR4,A;保存新位碼……TAB:DB00H,00H,00H,00H,00HDB39H,73H,3EH,40HDB7FH,3FH,6DH,06H

DB00H,00H,00H,00H,00HMOVDPTR,#TAB;表首地址TAB:1610.2鍵盤接口原理1.鍵盤輸入的特點鍵盤：一組按鍵開關的集合。行線電壓信號通過鍵盤開關機械觸點的斷開、閉合，輸出波形如圖10-6。10.2鍵盤接口原理1.鍵盤輸入的特點鍵盤：一組按鍵開172.按鍵的確認檢測行線電平高電平：斷開；低電平：閉合，常用軟件來消除按鍵抖動。基本思想：檢測到有鍵按下，鍵對應的行線為低，軟件延時10ms后，行線如仍為低，則確認該行有鍵按下。3.如何消除按鍵的抖動

當鍵松開時，行線變高，軟件延時10ms后，行線仍為高，說明按鍵已松開。采取以上措施，躲開了兩個抖動期t1和t3的影響。2.按鍵的確認檢測行線電平常用軟件來消除按鍵抖動。基1810.2.2鍵盤接口的工作原理獨立式按鍵接口和行列式鍵盤接口。1.獨立式鍵盤接口各鍵相互獨立，每個按鍵各接一根輸入線，通過檢測輸入線的電平狀態可很容易判斷那個鍵被按下。此種接口適于鍵數較少或操作速度較高的場合。圖10-7（a）為中斷方式的獨立式鍵盤工作電路圖10-7（b）為查詢方式的獨立式鍵盤工作電路。10.2.2鍵盤接口的工作原理獨立式按鍵接口和行列式鍵盤19MCS與鍵盤、顯示器、課件20圖10-8為8255A擴展I/O口的獨立式按鍵接口電路。圖10-8為8255A擴展I/O口的獨立式按鍵接口電路。21圖10-9用三態緩沖器擴展的I/O口的按鍵接口電路。圖10-9用三態緩沖器擴展的I/O口的按鍵接口電路。22對圖10-9獨立式鍵盤編程，軟件消抖，查詢方式檢測鍵的狀態。僅有一鍵按下時才有效才處理。KEYIN:MOVDPTR,#0BFFFH；鍵盤端口地址BFFFH MOVXA,@DPTR ；讀鍵盤狀態 ANLA,#1FH ；屏蔽高三位MOVR3,A ；保存鍵盤狀態值LCALLDELAY10 ；延時10ms去鍵盤抖動MOVXA,@DPTR ；再讀鍵盤狀態ANLA,#1FH ；屏蔽高三位CJNEA,R3,RETURN；兩次不同，抖動引起轉RETURN CJNEA,#1EH,KEY2；相等，有鍵按下，不等轉KEY2對圖10-9獨立式鍵盤編程，軟件消抖，查詢方式檢測鍵的狀23 LJMPPKEY1 ;是K1鍵按下，轉K1鍵處理 ；子程序PKEY1KEY2:CJNEA,#1DH,KEY3;S2鍵未按下，轉KEY3 LJMPPKEY2 ;S2鍵按下，轉PKEY2處理KEY3: CJNEA,#1BH,KEY4 ;S3未按下，轉KEY4 LJMPPKEY3;S3按下，轉PKEY3處理KEY4:CJNEA,#17H,KEY5;S4鍵未按下，轉KEY5

LJMPPKEY4;S4按下，轉PKEY4處理KEY5: CJNEA,#0FH,PASS;S5未按下，轉RETURN LJMPPKEY5;S5按下，轉PKEY5處理RETURN:RET;重鍵或無鍵按下，從子程序返回識別和編程簡單，用在按鍵數較少的場合。 LJMPPKEY1 ;是K1鍵按下，轉K1鍵處理 242.行列式(矩陣式)鍵盤接口用于按鍵數目較多的場合，由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點上。如圖10-10所示。2.行列式(矩陣式)鍵盤接口用于按鍵數目較多的場合251111無鍵按下當有鍵按下時，行線電平由列線的電平來決定無鍵按下，該行線為高電平。00000

011110111101列輸出行輸入逐列置低電平，其余各列置為高電平檢查各行電平變化如檢查出在某行線電平為低，對應此時列線低電平出現位置，交叉點處為按鍵按下處1111無鍵按下當有鍵按下時26

按鍵數目較多的場合，行列式鍵盤與獨立式鍵盤相比，要節省很多的I/O口線。10.2.3鍵盤的工作方式單片機在忙于各項工作任務時，如何兼顧鍵盤的輸入，取決于鍵盤的工作方式。原則：即要保證能及時響應按鍵操作，又不要過多占用CPU的工作時間。通常，鍵盤工作方式有3種，即編程掃描、定時掃描和中斷掃描。1.編程掃描方式只有當單片機空閑時，才調用鍵盤掃描子程序，掃描鍵盤。按鍵數目較多的場合，行列式鍵盤與獨立式鍵盤相比，要節27工作過程：（1）在鍵盤掃描子程序中，先判斷有無鍵按下。方法：PA口8位輸出全0，讀PC口低4位狀態，若PC0～PC3為全1，則說明鍵盤無鍵按下；若不全為1，則說明鍵盤可能有鍵按下。工作過程：（1）在鍵盤掃描子程序中，先判斷有無鍵按下。方法：28（2）用軟件來消除按鍵抖動的影響。如有鍵按下，則進行下一步。（3）求按下鍵的鍵號。（4）等待按鍵釋放后，再進行按鍵功能的處理操作。2.定時掃描工作方式利用單片機內的定時器，產生10ms的定時中斷，對鍵盤進行掃描。3.中斷工作方式只有在鍵盤有鍵按下時，才執行鍵盤掃描程序，如無鍵按下，單片機將不理睬鍵盤。（2）用軟件來消除按鍵抖動的影響。如有鍵按下，則（3）求按下29MCS與鍵盤、顯示器、課件30鍵盤所做的工作分為三個層次，如圖10-13。第1層：單片機如何來監視鍵盤的輸入。三種工作方式：①編程掃描②定時掃描③中斷掃描。第2層：確定具體按鍵的鍵號。體現在按鍵的識別方法上就是：①掃描法；②線反轉法。第3層：執行鍵處理程序。鍵盤所做的工作分為三個層次，如圖10-13。第1層：3110.3鍵盤/顯示器接口設計實例10.3.1利用8155H芯片實現鍵盤/顯示器接口10.3鍵盤/顯示器接口設計實例10.3.1利用815328031外擴一片8155H。RAM地址：7E00H～7EFFH。I/O口地址：7F00H～7F05H。

PA口為輸出口，控制鍵盤列線的掃描，同時又是6位共陰極顯示器的位掃描口。

PB口作為顯示器段碼輸出口，PC口作為鍵盤的行線狀態的輸入口。75452：反相驅動器，7407：同相驅動器。1．動態顯示程序設計8031內部RAM6個顯示緩沖單元：79H～7EH，存放要顯示的6位數據。8155H的PB口輸出相應位的段碼，依次改變PA口輸出為高的位使某一位顯示某一字符，其它位為暗。動態地顯示出由緩沖區中顯示數據所確定的字符。程序流程如圖10-15。8031外擴一片8155H。RAM地址：7E00H～33位碼→PA口查表取段碼段碼→PB口位碼左移移完一遍？結束位碼→PA口查表取段碼段碼→PB口位碼左移移完一遍？結束34參考程序：DIR：MOVR0,＃79H ；置緩沖器指針初值MOVR3,＃01H ；位選碼的初值送R3MOVA,R3LD0：MOVDPTR,＃7F01H；位選碼→PA口（PA.0位）；最左邊LED亮MOVX@DPTR,AINCDPTR ；數據指針指向PB口MOVA,@R0；顯示數據→AADDA,＃0DH；加偏移量（下條指令到表首間；所有指令占的單元數）MOVCA,@A＋PC；根據顯示數據來查表取段碼參考程序：DIR：MOVR0,＃79H ；置緩沖器指35DIR1：

MOVX@DPTR,A ；段碼→8155HPB口ACALLDL1ms；該位顯示1msINCR0 ；指針指向下一個數據單元MOVA,R3 ；位選碼送入A中JBAcc.5,LD1；判斷是否掃描到最右邊的；LED，如到最右邊則返回RLA；位選碼向左移一位，準備讓;右邊的下一位LED亮MOVR3,A ；位選碼送R3中保存AJMPLD0;LD1：RET;DSEG：DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH；共陰極段碼表 DB7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CHDB39H,5EH,79H,71H,73H,3EHDIR1：MOVX@DPTR,A ；段碼→815536DB31H,6EH,1CH,23H,40H,03HDB18H,00HDL1ms： MOVR7,＃02H ；延時1ms子程序DL： MOVR6,＃0FFHDL6： DJNZR6,DL6DJNZR7,DLRET2．鍵盤程序設計（1）判別鍵盤上有無鍵閉合（2）去除鍵的機械抖動（3）判別閉合鍵的鍵號（4）使CPU對鍵的一次閉合僅作一次處理DB31H,6EH,1CH,23H,40H,03HDB37（1）判別鍵盤上有無鍵閉合PA0~7輸出全“0”，讀PC口的狀態，若PC0~PC3為全“1”，則鍵盤上沒有閉合鍵，若PC0~3不全為“1”，則有鍵處于閉合狀態。（2）去除鍵的機械抖動延遲一定時間再判別鍵盤狀態，仍有閉合，則處于穩定閉合期，否則是抖動（3）判別閉合鍵的鍵號PA7PA6PA5PA4PA3PA2PA1PA0PC3PC2PC1PC0111111101111111111011101111110111111011111111111….….（1）判別鍵盤上有無鍵閉合PA0~7輸出全“0”，讀PC口的38閉合的鍵號：N=行首鍵號+列號=8+1=9（4）使CPU對鍵的一次閉合僅作一次處理處理方法：等待閉合鍵釋放以后再作處理。閉合的鍵號：（4）使CPU對鍵的一次閉合僅作一次處理處理方39鍵盤子程序如下：KEYI：ACALLKS1 ；調用判有無鍵閉合子程序JNZLK1；有鍵閉合，跳LK1NI：ACALLDIR ；無鍵閉合，調用顯示子程序,延；遲6ms后，跳KEYIAJMPKEYILK1：ACALLDIR ；可能有鍵閉合，軟件延遲12ms去抖ACALLDIRACALLKS1；調用判有無鍵閉合子程序JNZLK2 ；經去抖，判鍵確實閉合，跳LK2ACALLDIR ；調用顯示子程序延遲6msAJMPKEYI ；抖動引起，跳KEYILK2：MOVR2,＃0FEH ；列選碼→R2MOVR4,＃00H ；R4為列號計數器鍵盤子程序如下：KEYI：ACALLKS1 40LK4：MOVDPTR,＃7F01H；列選碼→8155H的PA口MOVA,R2;MOVX@DPTR,A;INCDPTR ；數據指針增2，指向PC口INCDPTR;MOVXA,@DPTR ；讀8155HPC口JBAcc.0,LONE ；0行線為高，無鍵閉合，跳LONE，轉判1行MOVA,＃00H ；0行有鍵閉合,首鍵號0→AAJMPLKP ；跳LKP，計算鍵號LONE：JBAcc.1,LTW0；1行線為高，無鍵閉合，跳LTW0，；轉判2行MOVA,＃08H；1行有鍵閉合,首鍵號8→AAJMPLKP LK4：MOVDPTR,＃7F01H；列選碼→8141LTW0：JBA.2,LTHR；2行線為高，無鍵閉合，跳 ；LTHR，轉判3行

MOVA,＃10H；2行有鍵閉合,首鍵號10H→AAJMPLKP ；跳LKP，計算鍵號LTHR：JBAcc.3,NEXT；3行線為高，無鍵；閉合，跳NEXT，準備下一列掃描MOVA,＃18H ；3行有鍵閉合,首鍵號18H→ALKP：ADDA,R4；計算鍵號：首鍵號＋列號=鍵號PUSHA ；鍵號進棧保護LK3：ACALLDIR ；調用顯示子程序，延時6msACALLKS1 ；調用判有無鍵閉合子程序，延時 ；6ms JNZLK3 ；判鍵釋放否，未釋放，則循環

POPA ；鍵已釋放，鍵號出棧→ARETLTW0：JBA.2,LTHR；2行線為高，42NEXT：INCR4；列計數器加1，為下一列掃描作準備MOVA,R2；判是否已掃到最后一列（最右一列）JNBAcc.7,KND；鍵掃描已掃到最后一列，跳KND， ；重新進行整個鍵盤掃描RLA ；鍵掃描未掃到最后一列，，位選碼左移 ；一位MOVR2,A；位選碼→R2AJMPLK4;KND：AJMPKEYI;KS1：MOVDPTR,#7F01H；判有無鍵閉合子程序，全“0”→ ；掃描口（PA口）MOVA,＃00H ；即列線全為低電平MOVX@DPTR,A;INCDPTR ；DPTR增2，指向PC口NEXT：INCR4；列計數器加1，為下一列掃描43INCDPTR ；指針增1，指向PC口MOVXA,@DPTR；從PC口讀行線的狀態CPLA ；行線取反，如無鍵按下，則A為0；ANLA,＃0FH；屏蔽無用的高4位RET10.3.2利用8031的串行口實現鍵盤/顯示器接口串口未作它用，可用來外擴鍵盤/顯示器。串口為方式0輸出，串口外接移位寄存器74LS164。接口電路如圖10-17。74LS164(0)～74LS164(7):作為8位LED的段碼輸出，8031的P3.4、P3.5：兩行鍵的行狀態輸入P3.3（TXD）：同步移位脈沖輸出控制線，INCDPTR ；指針增1，指向PC口MOVX44MCS與鍵盤、顯示器、課件45優點：亮度大，容易做到顯示不閃爍，且CPU不必頻繁的為顯示服務，從而使單片機有更多的時間處理其它事務。顯示子程序：DIR：SETBP3.3 ；P3.3=1允許TXD腳同步移位 ；脈沖輸出MOVR7,＃08H；送出的段碼個數，R7為段 ；碼個數計數器MOVR0,＃7FH；7FH～78H為顯示數據緩沖區DL0： MOVA,@R0 ；取出要顯示的數送AADDA,＃0DH；加上偏移量MOVCA,@A＋PC；查段碼表SEGTAG，取出段碼MOVSBUF,A；將段碼送SBUF

優點：亮度大，容易做到顯示不閃爍，且CPU不必顯示46DL1：JNBTI,DL1 ；輸出段碼，查詢TI狀態，1個字節 ；的段碼輸出完否？CLRTI ；1個字節的段碼輸出完,清TI標志DECR0 ；指向下一個顯示數據單元 DJNZR7,DL0 ；段碼個數計數器R7是否為0,如不 ;為0，繼續送段碼CLRP3.3 ；8個段碼輸出完畢，關顯示器輸出RET ；返回SEGTAB：DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H ；共陽極段碼表，；0,1,2,3,4DB92H,82H,0F8H,90H ；5,6,7,8,9DB88H,83H,0C6H,0A1H,86H ；A,B,C,D,EDB8FH,0BFH,8CH,0FFH,0FFH ；F,－,P,暗DL1：JNBTI,DL1 ；輸出段碼，查詢TI47鍵盤掃描子程序：KEYI：MOVA,＃00H ；判有無鍵按下，使所有列線為0 ；的編碼送AMOVSBUF,A ；掃描鍵盤的（8）號74LS164輸 ；出為00H,使所有列線為0KL0：JNBTI,KL0 ；串行輸出完否？CLRTI ；串行輸出完畢，清TIKL1：JNBP3.4,PK1 ；第1行有閉合鍵嗎？如有，跳 ；PK1進行處理JBP3.5,KL1 ；在第2行鍵中有閉合鍵嗎？無閉 ；合鍵跳KL1PK1：ACALLDL10 ；調用延時10ms子程序DL10，軟 ；件消除抖動JNBP3.4,PK2 ；判是否抖動引起的？鍵盤掃描子程序：KEYI：MOVA,＃00H ；判有無鍵48JBP3.5,KL1PK2： MOVR7,＃08H ；不是抖動引起的MOVR6,＃0FEH ；判別是哪一個鍵按下，FEH為最 ；左一列為低MOVA,R6 ；KL5：MOVSBUF,A ；列掃描碼從串行口輸出KL2：JNBTI,KL2 ；等待串行口發送完CLRTI ；串行口發送完畢，清TI標志JNBP3.4,PKONE ；讀第1行線狀態，第1行有鍵閉；合，跳PKONE處理JBP3.5,NEXT；讀第2行狀態，是第2行某鍵否？MOVR3,#00H;掃描的列序號初始值為0MOVR4,＃08H ；第2行鍵中有鍵被按下，行首鍵 ；號08H送R4AJMPPK3;JBP3.5,KL1PK2： MOVR7,＃08H49PKONE：MOVR4,＃00H；第1行有鍵按下，行首鍵號00H送R4PK3： MOVSBUF,＃00H；等待鍵釋放，發送00H使所有列 ；線為低KL3：JNBTI,KL3;CLRTI ；發送完畢，清標志KL4：JNBP3.4,KL4；判行線狀態JNBP3.5,KL4;MOVA,R4 ；兩行線均為高，說明鍵已釋放ADDA,R3 ；計算得到鍵碼→ARETPKONE：MOVR4,＃00H；第1行有鍵按下，50NEXT：MOVA,R6 ；列掃描碼左移一位，判下列鍵RLA;MOVR6,A ；記住列掃描碼于R6中DJNZR7,KL5 ；列計數器R7減1，8列鍵都檢查；完？……AJMPKEYI ；8列鍵掃描完畢，開始下一個鍵 ；盤掃描周期NEXT：MOVA,R6 ；列掃描碼左移一位51作業：現有8031單片機，74LS373鎖存器，1片2764EPROM和兩片6116RAM,請使用它們組成1個單片機應用系統。作業：現有8031單片機，74LS373鎖存器，1片276452第10章MCS-51與鍵盤、顯示器、撥盤、打印機的接口設計

信息技術教研室溫川雪第10章MCS-51與鍵盤、顯示器、撥盤、打印機的接53輸入外設：鍵盤、BCD碼撥盤等；輸出外設：LED顯示器、LCD顯示器、打印機等。10.1LED顯示器接口原理LED(LightEmittingDiode):發光二極管的縮寫。顯示器前面冠以“LED”。10.1.1LED顯示器的結構常用的LED顯示器為8段（或7段，8段比7段多了一個小數點“dp”段）。輸入外設：鍵盤、BCD碼撥盤等；輸出外設：LED顯示器、LC54MCS與鍵盤、顯示器、課件55為使LED顯示不同的符號或數字，要為LED提供段碼（或稱字型碼）。提供給LED顯示器的段碼（字型碼）正好是一個字節（8段）。各段與字節中各位對應關系如下：按上述格式，8段LED的段碼如表10-1所示。為使LED顯示不同的符號或數字，要為LED提供段碼提供給LE56顯示字符共陰極段碼共陽極段碼顯示字符共陰極段碼共陽極段碼03FHC0Hc39HC6H106HF9Hd5EHA1H25BHA4HE79H86H34FHB0HF71H8EH466H99HP73H8CH56DH92HU3EHC1H67DH82HT31HCEH707HF8Hy6EH91H87FH80HH76H89H96FH90HL38HC7HA77FH88H“滅”00HFFHb7CH83H………表10-1LED段碼（8段）顯示字符共陰極段碼共陽極段碼顯示字符共陰極段碼共陽極段碼0357表10-1只列出了部分段碼，可根據實際情況選用。另外，段碼是相對的，它由各字段在字節中所處的位決定。例如表10-1中8段LED段碼是按格式：而形成的，“0”的段碼為3FH（共陰）。反之，如將格式改為下列格式：則“0”的段碼為7EH（共陰）。字型及段碼由設計者自行設定，習慣上還是以“a”段對應段碼的最低位。表10-1只列出了部分段碼，可根據實際情況選用。另外，段碼是58N個LED顯示塊有N位位選線和8×N根段碼線。10.1.2LED顯示器工作原理圖10-2是4位LED顯示器的結構原理圖。N個LED顯示塊有N位位選線和8×N根段碼線。10.1.259段碼線控制顯示的字型，位選線控制該顯示位的亮或暗。靜態顯示和動態顯示兩種顯示方式。1.靜態顯示方式段碼線控制顯示的字型，位選線控制該顯示位的亮或暗。靜態顯示和60各位的公共端連接在一起（接地或+5V）。每位的段碼線（a～dp）分別與一個8位的鎖存器輸出相連。顯示字符一確定，相應鎖存器的段碼輸出將維持不變，直到送入另一個段碼為止。顯示的亮度高。2.動態顯示方式所有位的段碼線相應段并在一起，由一個8位I/O口控制，形成段碼線的多路復用，各位的公共端分別由相應的I/O線控制.各位的公共端連接在一起（接地或+5V）。每位的段碼線（61圖10-4：4位8段LED動態顯示電路。其中段碼線占用一個8位I/O口，而位選線占用一個4位I/O口。圖10-4：4位8段LED動態顯示電路。其中段碼線占用一個862動態顯示接口動態顯示接口63此時同時向6位LED燈管輸出相同的字符，如何能實現顯示多個不同字符？掃描顯示方式(ScanDisplayMode):

某一時刻只選通一盞燈（其他5位是熄滅的），同時，段選線上輸出相應要顯示的字符的段碼。下一時刻，位選信號選通下一位LED，同時，段選線上輸出相應要顯示的字符的段碼。000001?此時同時向6位LED燈管輸出相同的字符，如何能實現顯示多個不641段碼39H字符C11111位選信號3EH字符U7FH字符83FH字符040H字符-73H字符P位選信號輪流選中每位LED燈，同時段碼輸出對應顯示器要顯示的字符。只要實現間隔足夠短，由于LED顯示器的余輝和人眼視覺殘留作用，造成多位同時點亮的假象。SegmentCodeDigitSelectSignal1段碼39H字符C11111位選信號3EH字符U7FH字符8651段碼00Ｈ無顯示39H字符C73H字符P3EH字符U11111位控信號1段碼00Ｈ無顯示39H字符C73H字符P3EH字符U11166圖10-5為8位LED動態顯示2003.10.10的過程。圖10-5為8位LED動態顯示2003.10.10的過程。67MOVDPTR,#TAB;表首地址MOVCA,@A+DPTR；查表段碼MOVDPTR,#A口地址MOVX@DPTR,A；輸出段碼MOVA,R4;取位碼MOVXDPTR,#C口地址MOVX@DPTR,A；輸出位碼……RLA;左移位碼MOVR4,A;保存新位碼……TAB:DB00H,00H,00H,00H,00HDB39H,73H,3EH,40HDB7FH,3FH,6DH,06H

DB00H,00H,00H,00H,00HMOVDPTR,#TAB;表首地址TAB:6810.2鍵盤接口原理1.鍵盤輸入的特點鍵盤：一組按鍵開關的集合。行線電壓信號通過鍵盤開關機械觸點的斷開、閉合，輸出波形如圖10-6。10.2鍵盤接口原理1.鍵盤輸入的特點鍵盤：一組按鍵開692.按鍵的確認檢測行線電平高電平：斷開；低電平：閉合，常用軟件來消除按鍵抖動。基本思想：檢測到有鍵按下，鍵對應的行線為低，軟件延時10ms后，行線如仍為低，則確認該行有鍵按下。3.如何消除按鍵的抖動

當鍵松開時，行線變高，軟件延時10ms后，行線仍為高，說明按鍵已松開。采取以上措施，躲開了兩個抖動期t1和t3的影響。2.按鍵的確認檢測行線電平常用軟件來消除按鍵抖動。基7010.2.2鍵盤接口的工作原理獨立式按鍵接口和行列式鍵盤接口。1.獨立式鍵盤接口各鍵相互獨立，每個按鍵各接一根輸入線，通過檢測輸入線的電平狀態可很容易判斷那個鍵被按下。此種接口適于鍵數較少或操作速度較高的場合。圖10-7（a）為中斷方式的獨立式鍵盤工作電路圖10-7（b）為查詢方式的獨立式鍵盤工作電路。10.2.2鍵盤接口的工作原理獨立式按鍵接口和行列式鍵盤71MCS與鍵盤、顯示器、課件72圖10-8為8255A擴展I/O口的獨立式按鍵接口電路。圖10-8為8255A擴展I/O口的獨立式按鍵接口電路。73圖10-9用三態緩沖器擴展的I/O口的按鍵接口電路。圖10-9用三態緩沖器擴展的I/O口的按鍵接口電路。74對圖10-9獨立式鍵盤編程，軟件消抖，查詢方式檢測鍵的狀態。僅有一鍵按下時才有效才處理。KEYIN:MOVDPTR,#0BFFFH；鍵盤端口地址BFFFH MOVXA,@DPTR ；讀鍵盤狀態 ANLA,#1FH ；屏蔽高三位MOVR3,A ；保存鍵盤狀態值LCALLDELAY10 ；延時10ms去鍵盤抖動MOVXA,@DPTR ；再讀鍵盤狀態ANLA,#1FH ；屏蔽高三位CJNEA,R3,RETURN；兩次不同，抖動引起轉RETURN CJNEA,#1EH,KEY2；相等，有鍵按下，不等轉KEY2對圖10-9獨立式鍵盤編程，軟件消抖，查詢方式檢測鍵的狀75 LJMPPKEY1 ;是K1鍵按下，轉K1鍵處理 ；子程序PKEY1KEY2:CJNEA,#1DH,KEY3;S2鍵未按下，轉KEY3 LJMPPKEY2 ;S2鍵按下，轉PKEY2處理KEY3: CJNEA,#1BH,KEY4 ;S3未按下，轉KEY4 LJMPPKEY3;S3按下，轉PKEY3處理KEY4:CJNEA,#17H,KEY5;S4鍵未按下，轉KEY5

LJMPPKEY4;S4按下，轉PKEY4處理KEY5: CJNEA,#0FH,PASS;S5未按下，轉RETURN LJMPPKEY5;S5按下，轉PKEY5處理RETURN:RET;重鍵或無鍵按下，從子程序返回識別和編程簡單，用在按鍵數較少的場合。 LJMPPKEY1 ;是K1鍵按下，轉K1鍵處理 762.行列式(矩陣式)鍵盤接口用于按鍵數目較多的場合，由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點上。如圖10-10所示。2.行列式(矩陣式)鍵盤接口用于按鍵數目較多的場合771111無鍵按下當有鍵按下時，行線電平由列線的電平來決定無鍵按下，該行線為高電平。00000

011110111101列輸出行輸入逐列置低電平，其余各列置為高電平檢查各行電平變化如檢查出在某行線電平為低，對應此時列線低電平出現位置，交叉點處為按鍵按下處1111無鍵按下當有鍵按下時78

按鍵數目較多的場合，行列式鍵盤與獨立式鍵盤相比，要節省很多的I/O口線。10.2.3鍵盤的工作方式單片機在忙于各項工作任務時，如何兼顧鍵盤的輸入，取決于鍵盤的工作方式。原則：即要保證能及時響應按鍵操作，又不要過多占用CPU的工作時間。通常，鍵盤工作方式有3種，即編程掃描、定時掃描和中斷掃描。1.編程掃描方式只有當單片機空閑時，才調用鍵盤掃描子程序，掃描鍵盤。按鍵數目較多的場合，行列式鍵盤與獨立式鍵盤相比，要節79工作過程：（1）在鍵盤掃描子程序中，先判斷有無鍵按下。方法：PA口8位輸出全0，讀PC口低4位狀態，若PC0～PC3為全1，則說明鍵盤無鍵按下；若不全為1，則說明鍵盤可能有鍵按下。工作過程：（1）在鍵盤掃描子程序中，先判斷有無鍵按下。方法：80（2）用軟件來消除按鍵抖動的影響。如有鍵按下，則進行下一步。（3）求按下鍵的鍵號。（4）等待按鍵釋放后，再進行按鍵功能的處理操作。2.定時掃描工作方式利用單片機內的定時器，產生10ms的定時中斷，對鍵盤進行掃描。3.中斷工作方式只有在鍵盤有鍵按下時，才執行鍵盤掃描程序，如無鍵按下，單片機將不理睬鍵盤。（2）用軟件來消除按鍵抖動的影響。如有鍵按下，則（3）求按下81MCS與鍵盤、顯示器、課件82鍵盤所做的工作分為三個層次，如圖10-13。第1層：單片機如何來監視鍵盤的輸入。三種工作方式：①編程掃描②定時掃描③中斷掃描。第2層：確定具體按鍵的鍵號。體現在按鍵的識別方法上就是：①掃描法；②線反轉法。第3層：執行鍵處理程序。鍵盤所做的工作分為三個層次，如圖10-13。第1層：8310.3鍵盤/顯示器接口設計實例10.3.1利用8155H芯片實現鍵盤/顯示器接口10.3鍵盤/顯示器接口設計實例10.3.1利用815848031外擴一片8155H。RAM地址：7E00H～7EFFH。I/O口地址：7F00H～7F05H。

PA口為輸出口，控制鍵盤列線的掃描，同時又是6位共陰極顯示器的位掃描口。

PB口作為顯示器段碼輸出口，PC口作為鍵盤的行線狀態的輸入口。75452：反相驅動器，7407：同相驅動器。1．動態顯示程序設計8031內部RAM6個顯示緩沖單元：79H～7EH，存放要顯示的6位數據。8155H的PB口輸出相應位的段碼，依次改變PA口輸出為高的位使某一位顯示某一字符，其它位為暗。動態地顯示出由緩沖區中顯示數據所確定的字符。程序流程如圖10-15。8031外擴一片8155H。RAM地址：7E00H～85位碼→PA口查表取段碼段碼→PB口位碼左移移完一遍？結束位碼→PA口查表取段碼段碼→PB口位碼左移移完一遍？結束86參考程序：DIR：MOVR0,＃79H ；置緩沖器指針初值MOVR3,＃01H ；位選碼的初值送R3MOVA,R3LD0：MOVDPTR,＃7F01H；位選碼→PA口（PA.0位）；最左邊LED亮MOVX@DPTR,AINCDPTR ；數據指針指向PB口MOVA,@R0；顯示數據→AADDA,＃0DH；加偏移量（下條指令到表首間；所有指令占的單元數）MOVCA,@A＋PC；根據顯示數據來查表取段碼參考程序：DIR：MOVR0,＃79H ；置緩沖器指87DIR1：

MOVX@DPTR,A ；段碼→8155HPB口ACALLDL1ms；該位顯示1msINCR0 ；指針指向下一個數據單元MOVA,R3 ；位選碼送入A中JBAcc.5,LD1；判斷是否掃描到最右邊的；LED，如到最右邊則返回RLA；位選碼向左移一位，準備讓;右邊的下一位LED亮MOVR3,A ；位選碼送R3中保存AJMPLD0;LD1：RET;DSEG：DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH；共陰極段碼表 DB7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CHDB39H,5EH,79H,71H,73H,3EHDIR1：MOVX@DPTR,A ；段碼→815588DB31H,6EH,1CH,23H,40H,03HDB18H,00HDL1ms： MOVR7,＃02H ；延時1ms子程序DL： MOVR6,＃0FFHDL6： DJNZR6,DL6DJNZR7,DLRET2．鍵盤程序設計（1）判別鍵盤上有無鍵閉合（2）去除鍵的機械抖動（3）判別閉合鍵的鍵號（4）使CPU對鍵的一次閉合僅作一次處理DB31H,6EH,1CH,23H,40H,03HDB89（1）判別鍵盤上有無鍵閉合PA0~7輸出全“0”，讀PC口的狀態，若PC0~PC3為全“1”，則鍵盤上沒有閉合鍵，若PC0~3不全為“1”，則有鍵處于閉合狀態。（2）去除鍵的機械抖動延遲一定時間再判別鍵盤狀態，仍有閉合，則處于穩定閉合期，否則是抖動（3）判別閉合鍵的鍵號PA7PA6PA5PA4PA3PA2PA1PA0PC3PC2PC1PC0111111101111111111011101111110111111011111111111….….（1）判別鍵盤上有無鍵閉合PA0~7輸出全“0”，讀PC口的90閉合的鍵號：N=行首鍵號+列號=8+1=9（4）使CPU對鍵的一次閉合僅作一次處理處理方法：等待閉合鍵釋放以后再作處理。閉合的鍵號：（4）使CPU對鍵的一次閉合僅作一次處理處理方91鍵盤子程序如下：KEYI：ACALLKS1 ；調用判有無鍵閉合子程序JNZLK1；有鍵閉合，跳LK1NI：ACALLDIR ；無鍵閉合，調用顯示子程序,延；遲6ms后，跳KEYIAJMPKEYILK1：ACALLDIR ；可能有鍵閉合，軟件延遲12ms去抖ACALLDIRACALLKS1；調用判有無鍵閉合子程序JNZLK2 ；經去抖，判鍵確實閉合，跳LK2ACALLDIR ；調用顯示子程序延遲6msAJMPKEYI ；抖動引起，跳KEYILK2：MOVR2,＃0FEH ；列選碼→R2MOVR4,＃00H ；R4為列號計數器鍵盤子程序如下：KEYI：ACALLKS1 92LK4：MOVDPTR,＃7F01H；列選碼→8155H的PA口MOVA,R2;MOVX@DPTR,A;INCDPTR ；數據指針增2，指向PC口INCDPTR;MOVXA,@DPTR ；讀8155HPC口JBAcc.0,LONE ；0行線為高，無鍵閉合，跳LONE，轉判1行MOVA,＃00H ；0行有鍵閉合,首鍵號0→AAJMPLKP ；跳LKP，計算鍵號LONE：JBAcc.1,LTW0；1行線為高，無鍵閉合，跳LTW0，；轉判2行MOVA,＃08H；1行有鍵閉合,首鍵號8→AAJMPLKP LK4：MOVDPTR,＃7F01H；列選碼→8193LTW0：JBA.2,LTHR；2行線為高，無鍵閉合，跳 ；LTHR，轉判3行

MOVA,＃10H；2行有鍵閉合,首鍵號10H→AAJMPLKP ；跳LKP，計算鍵號LTHR：JBAcc.3,NEXT；3行線為高，無鍵；閉合，跳NEXT，準備下一列掃描MOVA,＃18H ；3行有鍵閉合,首鍵號18H→ALKP：ADDA,R4；計算鍵號：首鍵號＋列號=鍵號PUSHA ；鍵號進棧保護LK3：ACALLDIR ；調用顯示子程序，延時6msACALLKS1 ；調用判有無鍵閉合子程序，延時 ；6ms JNZLK3 ；判鍵釋放否，未釋放，則循環

POPA ；鍵已釋放，鍵號出棧→ARETLTW0：JBA.2,LTHR；2行線為高，94NEXT：INCR4；列計數器加1，為下一列掃描作準備MOVA,R2；判是否已掃到最后一列（最右一列）JNBAcc.7,KND；鍵掃描已掃到最后一列，跳KND， ；重新進行整個鍵盤掃描RLA ；鍵掃描未掃到最后一列，，位選碼左移 ；一位MOVR2,A；位選碼→R2AJMPLK4;KND：AJMPKEYI;KS1：MOVDPTR,#7F01H；判有無鍵閉合子程序，全“0”→ ；掃描口（PA口）MOVA,＃00H ；即列線全為低電平MOVX@DPTR,A;INCDPTR ；DPTR增2，指向PC口NEXT：INCR4；列計數器加1，為下一列掃描95INCDPTR ；指針增1，指向PC口MOVXA,@DPTR；從PC口讀行線的狀態CPLA ；行線取反，如無鍵按下，則A為0；ANLA,＃0FH；屏蔽無用的高4位RET10.3.2利用8031的串行口實現鍵盤/顯示器接口串口未作它用，可用來外擴鍵盤/顯示器。串口為方式0輸出，串口外接移位寄存器74LS164。接口電路如