键盘与显示资料学习教案.pptx

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1、键盘键盘(jinpn)与显示资料与显示资料第一页，共83页。第1页/共82页第二页，共83页。第2页/共82页第三页，共83页。第3页/共82页第四页，共83页。第4页/共82页第五页，共83页。前 沿 抖 动后 沿 抖 动图 6-2 按 键 的 抖 动 干 扰闭 合 稳 定释 放 稳 定键 按 下键 释 放链接链接(lin ji)动画动画第5页/共82页第六页，共83页。第6页/共82页第七页，共83页。图图5-2 5-2 滤波滤波(lb)(lb)延时消抖电路延时消抖电路2RV5+1R1V2V图 5 - 3 滤波延时消抖电路SiVoV( D i )( D i )链接链接(lin ji)动画动

2、画第7页/共82页第八页，共83页。按键释放后，也同样要延迟一段时按键释放后，也同样要延迟一段时间，以消除后沿抖动，然后转入对间，以消除后沿抖动，然后转入对该按键的处理。该按键的处理。第8页/共82页第九页，共83页。第9页/共82页第十页，共83页。第10页/共82页第十一页，共83页。图 5-4 独立式键盘结构原理D0V5+D1D2S0S1S2第11页/共82页第十二页，共83页。开 始有 键 闭 合 否 ?NY延 时 1 0 0 m s消 除 键 抖 动有 键 闭 合 否 ?NYNYNYNYD0= 0 ?D1= 0 ?D2= 0 ?S0键 功 能 程 序S2键S1键序程能功序程能功图 5

3、 - 5 独 立 式 键 盘 查 询 法 程 序 流 程 图 链接链接(lin ji)动画动画第12页/共82页第十三页，共83页。第13页/共82页第十四页，共83页。第14页/共82页第十五页，共83页。0S1S2SV5+图 5-6 独立式键盘中断法接口电路PA0PA1PC3PA2PC4PA3PA7RDPA5PA4PA6RDCPU80888255AINTRa8259ASTBaIR3INTRINTD7D0D7D0第15页/共82页第十六页，共83页。第16页/共82页第十七页，共83页。第17页/共82页第十八页，共83页。第18页/共82页第十九页，共83页。V5+400116243248

4、5633091725414957086474LS244D1D2D3D4D5D6D70DD1D2D3D4D5D6D70DCLKPORT174LS 13874LS273IOWIOR1G2GY7Y0YYYYYY124365XXXXXXXX12436507图 5-7 矩阵式键盘接口电路第19页/共82页第二十页，共83页。第20页/共82页第二十一页，共83页。矩阵式键盘扫描及键处理程序流程图5- 8图有键按下否?NY有键按下吗?YN键值寄存器清0输出所有行为低电平输出所有行为低电平延时100ms输出某行为低电平此行有键按下？行键值加08求出下一行为低电平各行扫描完？返回YN列键值加1列值右移1位进位

5、位为0吗？计算键值Y键值送缓冲单元转功能键入口地址NYN第21页/共82页第二十二页，共83页。第22页/共82页第二十三页，共83页。第23页/共82页第二十四页，共83页。A1G SO2O1O0EiU2E oC D 4 5 3 2 BG SO2O1O0EiU1E oC D 4 5 3 2 BA2A3A4S1 5S8S7S0+ 5 VR2C1EC2B1B2B3FHS T BIGR1D0D1D2D3+ 5 V图 5 -9 二 进 制 编 码 键 盘 接 口 电 路 S T B7I6I5I4I3I2I1I0I7I6I5I4I3I2I1I0I第24页/共82页第二十五页，共83页。第25页/共82

6、页第二十六页，共83页。第26页/共82页第二十七页，共83页。第27页/共82页第二十八页，共83页。第第5 5讲讲 显示器及其接口技术显示器及其接口技术学习学习(xux)目标目标1.1.掌握掌握LEDLED数码管显示器的工作数码管显示器的工作(gngzu)(gngzu)原理、显原理、显示方式及其接口电路。示方式及其接口电路。 2.2.理解理解LCDLCD液晶显示器的结构原理、驱动液晶显示器的结构原理、驱动(q (q dn)dn)方式及其接口电路。方式及其接口电路。 3.3.了解图形显示画面的几种形式与功能作用。了解图形显示画面的几种形式与功能作用。第28页/共82页第二十九页，共83页。、

7、液晶显示器LCD、大屏幕显示器和图形显示器终端CRT。第29页/共82页第三十页，共83页。第30页/共82页第三十一页，共83页。第31页/共82页第三十二页，共83页。第32页/共82页第三十三页，共83页。第33页/共82页第三十四页，共83页。12345678910abcdefgdpCOM(c) 共阳极(b) 共阴极(a) 段排列COMabcdefgdpabcdefgdpgfCOMa be dCOMc dp图 6-1 8段LED显示器的结构原理链接链接(lin ji)动画动画第34页/共82页第三十五页，共83页。DDDDDDDD01234567图6-2 8段LED显示器段选码原理图C

8、OMabcdefgdp链接链接(lin ji)动画动画第35页/共82页第三十六页，共83页。1 1、静态、静态(jngti)(jngti)显示显示2 2、动态显示、动态显示第36页/共82页第三十七页，共83页。图 7-5LED静态显示方式abcdefgdpabcdefgdpabcdefgdpabcdefgdpGNDCOMCOMCOMCOMI/O(1)I/O(2)I/O(3)I/O(4) 图6-3 LED静态(jngti)显示方式 链接动画链接动画第37页/共82页第三十八页，共83页。abcdefgdpabcdefgdpabcdefgdpabcdefgdpC O MC O MC O MC

9、O MI/O (1)D 0D 1D 2D 3I/O (2)图 7-6 LED动 态 显 示 方 式LEDLED动态显示电路动态显示电路(dinl)(dinl)如图如图6-46-4所示所示 图6-4 LED动态显示方式(fngsh) 链接动画链接动画第38页/共82页第三十九页，共83页。v 1 1静态显示接口静态显示接口(ji ku)(ji ku)电路电路v 2 2动态显示接口动态显示接口(ji ku)(ji ku)电路电路 第39页/共82页第四十页，共83页。第40页/共82页第四十一页，共83页。dp g f e d c b adp g f e d c b adp g f e d c b

10、 adp g f e d c b aPORT0BCAGGGBA1Y0Y1COMCOMCOMCOMLEDLEDLEDLED 1243AAAAA46523IOW74LS138+5VD0D4321DDDDDD567PORT1图 6-5 LED静态显示硬件译码接口电路B ACDCD4511BU1abcdefgB ACDCD4511BU2abcdefgB ACDCD4511BU3abcdefgB ACDCD4511BU4abcdefgBLLTLEBLLTLEBLLTLEBLLTLE第41页/共82页第四十二页，共83页。段选通道。4个LED的COM端由另一片 74LS374（U2）进行位选控制，其 间

11、接 有 达 林 顿 阵 列 驱 动 器MC1413（内含7对复合三极管）以对LED的阴极进行反向驱动，此构成了位选通道。第42页/共82页第四十三页，共83页。图 6-6 L E D 动 态 显 示 软 件 译 码 接 口 电 路dp g f e d c b adp g f e d c b adp g f e d c b adp g f e d c b aG N DO C1413C O MC L KU2374PO RT7Y7BBBBCCCC11223443+5VD1D2D30D1Q2Q3Q0QBCAGGGBA1Y0YYYYYY124365C L KO C1D2D3D4D5D6D7D0DD1D2

12、D3D4D5D6D70D1Q2Q3Q0Q465QQQQ7U1374C O MC O MC O MC O ML E DL E DL E DL E D 1243+5VAAAAA46523IO W138PO RT0D1D2D30D链接链接(lin ji)动画动画第43页/共82页第四十四页，共83页。指 向 缓 冲 区 首 址取 显 示 位 指 针取 要 显 示 的 数将 数 变 为 段 选 码送 段 选 码 到 段 选 通 道送 位 选 码 到 位 选 通 道延 迟 一 定 时 间是 最 右 边 位 吗 ？YN退 出修 改 缓 冲 区指 针 和 位 码图 6 - 7 L E D 动 态 显 示 软

13、 件 译 码 程 序 流 程 图第44页/共82页第四十五页，共83页。第45页/共82页第四十六页，共83页。图数字(shz)万用表第46页/共82页第四十七页，共83页。第47页/共82页第四十八页，共83页。第48页/共82页第四十九页，共83页。 图6-10为段位式7段LCD的电极配置及译码驱动电路，7个字段的几何排列顺序与LED的“日”字型相同。A、B、C、D为二进制BCD码的输入端，译码器的7段输出a、b、c、d、e、f、g引脚分别(fnbi)接7个字段驱动电路的控制端Y，公共端COM接一定周期的方波信号。 图 7-15 7段液晶显示器译码驱动电路abcdefgCOMABCD译码驱

14、动LCD7段译码器abcdfegXYXY第49页/共82页第五十页，共83页。段位段位(dun wi)(dun wi)式式LCDLCD接口电路接口电路 1 1、硬件、硬件(yn jin)(yn jin)电路电路 同8段LED数码管一样(yyng)，段位式LCD与CPU的显示接口电路也有多种。我们仍讨论上文的直接驱动方式，现以6位LCD静态显示电路为例。如图6-11所示，使用单片机的一个8位并行I/O口作为译码驱动以及6片BCD7段译码驱动器4056、2片4位液晶显示驱动器4054、1片4-16译码器4514和1片单稳多谐振荡器4047，就组成了一个完整的LCD显示接口电路。第50页/共82页第

15、五十一页，共83页。P1.04514+5VOUTRCRC4047K0010.047 FCOM图 7-16 6位LCD静态显示电路 A B C Dabcdefg4056 A B C Dabcdefg4056 A B C Dabcdefg4056P1.1P1.2P1.3 A B C Dabcdefg4056 A B C Dabcdefg4056 A B C Dabcdefg4056 I1 I2 I3 I4O1O2O3O44054 I1 I2 I3 I4O1O2O3O44054P1.4P1.5P1.6P1.7ABCIBTS0S0S1S7S6S5S4S3D STR 单片机DFST第51页/共82页第五

16、十二页，共83页。第52页/共82页第五十三页，共83页。引言引言(ynyn) (ynyn) 点阵式LCD不但可以显示字符，而且可以显示各种图形及汉字。把点阵式LCD与配套或选定的驱动器、控制器集成在一起，就组成点阵式图形液晶显示模块，控制器的种类很多，比如日本东芝的T6963, 日立的HD61880,精工的SED1330/SED1335等。现以12864点阵式LCD液晶显示模块为例加以说明。 液晶显示模块12864主要由行/列驱动器及12864全点阵液晶显示器组成。内部含有国标一级、二级简体中文字库和128个168点的ASCII字符集。可以同时(tngsh)显示84个（1616点阵）汉字和图

17、形显示。它与CPU的接口连线可采用并行或串行两种方式。第53页/共82页第五十四页，共83页。1、液晶模块接线(ji xin)原理 图6-12 液晶模块与单片机并行连接原理图 第54页/共82页第五十五页，共83页。 图6-12为液晶模块与单片机的并行(bngxng)连接原理图，表6-4为其引脚功能描述。引脚引 脚 名称电平功能描述1VSS0V电源地2VCC+5V电源正3VEE05V液晶显示器驱动电压，用来调整液晶显示的对比度4RSH/LRS=“H”,表示D7-D0为显示数据，RS=“L”,表示D7-D0为控制指令5R/WH/LR/W=“H”,E=“H”,数据被读到D7-D0，R/W=“L”,

18、E=“HL”,D7-D0数据被写到IR或DR6EH/L使能信号714D0D7H/L数据线 15BL_ENH/L背光源使能16BL_VDD4 . 2V背光源电压第55页/共82页第五十六页，共83页。2液晶模块指令液晶模块指令(zhlng)说明说明 第56页/共82页第五十七页，共83页。第57页/共82页第五十八页，共83页。80H81H82H83H84H85H86H87H90H91H92H93H94H95H96H97H88H89H8AH8BH8CH8DH8EH8FH98H99H9AH9BH9CH9DH9EH9FH第58页/共82页第五十九页，共83页。例如在第例如在第3 3行第行第1 1、2

19、 2列显示列显示“液晶液晶”两个中文字符时，写入两个中文字符时，写入RAMRAM的地址应为的地址应为88H,89H88H,89H。具体过程如下：。具体过程如下：首先，应根据首先，应根据ST7920-BIG5ST7920-BIG5中文字形码中文字形码( (不同的液晶模块采用的字库编码不同的液晶模块采用的字库编码(bin (bin m)m)可能不同，如有的使用可能不同，如有的使用ST7920-GBST7920-GB简体中文字型简体中文字型) )，查找，查找“液液”字的编码字的编码(bin m)(bin m)为为“B247”, “B247”, “晶晶”字的编码字的编码(bin m)(bin m)为为

20、“B4B9”.“B4B9”.在进行了软件在进行了软件初始化后，其软件编程步骤如下：初始化后，其软件编程步骤如下：步骤步骤1: 1: 令令RSRS，R/WR/W为低电平；为低电平； ( (表示后面送入的内容是指令表示后面送入的内容是指令) )步骤步骤2: 2: 送送88H88H到到D7-D0D7-D0； ( (设定显示的位置，第三行第一列设定显示的位置，第三行第一列) )步骤步骤3: 3: 令令RSRS为高电平，为高电平，R/WR/W为低电平；（表示后面送入的内容是数据）为低电平；（表示后面送入的内容是数据）步骤步骤4: 4: 送送B2HB2H到到D7-D0;D7-D0;（先送高位字节）（先送高

21、位字节）步骤步骤5: 5: 送送47H47H到到D7-D0; D7-D0; （后送低位字节，显示（后送低位字节，显示“液液”字）字）步骤步骤6: 6: 令令RSRS，R/WR/W为低电平；为低电平； ( (表示后面送入的内容是指令表示后面送入的内容是指令) )步骤步骤7: 7: 送送89H89H到到D7-D0D7-D0； ( (设定显示的位置，第三行第二列设定显示的位置，第三行第二列) )步骤步骤8: 8: 令令RSRS为高电平，为高电平，R/WR/W为低电平；（表示后面送入的内容是数据）为低电平；（表示后面送入的内容是数据）步骤步骤9: 9: 送送B4HB4H到到D7-D0; D7-D0;

22、（先送高位字节）（先送高位字节） 步骤步骤10: 10: 送送B9HB9H到到D7-D0; D7-D0; （后送低位字节，显示（后送低位字节，显示“晶晶”字）字） 第59页/共82页第六十页，共83页。第60页/共82页第六十一页，共83页。 除了小型控制装置采用数字显示的除了小型控制装置采用数字显示的LEDLED和和LCDLCD外，大中规模的计算机控制系统中，图形显示器已是必不可少的一种人机界面方式，它能一目了然地展示出图形、数据和事件等各种信息外，大中规模的计算机控制系统中，图形显示器已是必不可少的一种人机界面方式，它能一目了然地展示出图形、数据和事件等各种信息(xnx)(xnx)，以便操

23、作者直观形象地监视和操作工业生产过程。，以便操作者直观形象地监视和操作工业生产过程。 这种方式的硬件接口技术十分成熟，其显示器及其控制电路已成为计算机控制的一种基本配置，而软件设计一般是借助于工控组态软件或高级语言如这种方式的硬件接口技术十分成熟，其显示器及其控制电路已成为计算机控制的一种基本配置，而软件设计一般是借助于工控组态软件或高级语言如VBVB、VCVC等来完成的。等来完成的。第61页/共82页第六十二页，共83页。常用常用(chn yn)(chn yn)的图形显示器有两种：的图形显示器有两种：CRTCRT显示器和显示器和TFTTFT平面显示器。平面显示器。 1 1、CRTCRT显示器

24、显示器 阴极射线管CRT（Cathod Ray Tube）显示器由一个图形监示器和相应的控制电路组成。在工业计算机中，插入一块VGA/TVGA图形控制板即可实现功能很强的图象显示功能。目前，CRT显示方式因其硬件技术成熟、软件支持丰富、价格比较低廉而成为计算机控制系统中应用(yngyng)最多的一种图形显示技术，可以满足大部分工业控制现场的一般性需要。 第62页/共82页第六十三页，共83页。第63页/共82页第六十四页，共83页。 采用图形显示器和键盘作人机接口终端, 可以直观形象地监视(jinsh)和操作工业生产过程。所设计出的显示画面，既要反映出整个生产的工艺流程，又要便于单元操作控制；

25、既要有实时动态数据，又要有历史记忆功能。从而使得一台图形显示终端完全替代传统的仪表盘及其盘面上的调节器、指示仪、记录仪、报警仪、模拟屏以及开关按钮、指示灯等。第64页/共82页第六十五页，共83页。第65页/共82页第六十六页，共83页。1总貌画面总貌画面(humin)第66页/共82页第六十七页，共83页。第67页/共82页第六十八页，共83页。 总貌显示(xinsh)画面中的每一组即8个工位点，对应一幅分组画面，如图6-15所示。以棒图或方块方式同时显示(xinsh)8个PID控制回路或开关状态；用数字、光柱表示被控量PV、给定值SP、偏差量DV和控制量OUT；用文字表示回路的的工位号或名

26、称以及运行状态，如自动AUT、手动MAN、串级CAS等。 在分组画面上，操作员可对控制回路进行必要的操作，如改变SP、OUT、AUT、MAN等。此时，操作员可把每个显示(xinsh)回路当作一台虚拟的仪表调节器来操作，所以分组画面也称为控制画面。 2 2分组画面分组画面(humin)(humin)第68页/共82页第六十九页，共83页。第69页/共82页第七十页，共83页。v 分组显示画面中的每一个工位点，对应一幅点显示画面，如图6-16所示。以棒图、曲线、文字三种方式显示该PID控制回路的各种参数，如被控量PV、 给定值SP、偏差量DV和控制量OUT、比例带P、积分(jfn)时间I、微分时间

27、D等；并用PV、SP和OUT三条趋势曲线表示回路的运行状态。v 在点画面上，操作员可对该PID控制回路的各种参数进行调整， 所以点画面也称单回路显示画面或调整画面 3 3点画面点画面(humin)(humin)第70页/共82页第七十一页，共83页。第71页/共82页第七十二页，共83页。v 原来的仪表控制系统的仪表盘上方都有一块用实物模型和发光体来模拟生产流程的大型模拟屏，以给操作人员直观形象(xngxing)的视觉。与此类似，计算机控制系统则用流程图画面来进行模拟显示。v 流程图画面是用各种图素、文字和数据等组合而成，在一个画面上显示出所有装置回路的图示状况和工艺流程；除静止画面外，还有色

28、彩、闪光、图形和文字连续变化的动态画面标记出各个参数的实时状态，给人以总揽全局且身临其境的感觉。4 4流程图画面流程图画面(humin) (humin) 第72页/共82页第七十三页，共83页。 图6-17为一个中央空调水冷控制系统的工艺流程模拟图。画面上十分形象地展示(zhnsh)出水塔、水泵、冷凝器、蒸发器、压缩机、风机盘管、阀门及管路系统，而且当某个动力设备如冷却水塔与冷却水泵启动时，画面上的水塔电机与冷却水泵即刻旋转起来，而且冷却水喷淋而下、管路水流动循环起来。如此，达到一个十分逼真形象的控制效果。 第73页/共82页第七十四页，共83页。第74页/共82页第七十五页，共83页。v 一

29、般的仪表控制系统是采用记录仪来记录过程参数曲线的，并用记录纸保存历史数据曲线。而计算机控制系统则用趋势显示画面来描述过程参数曲线，并将数据存入磁盘保存。趋势显示包括实时趋势记录和历史趋势记录两种，将实时趋势曲线存入磁盘后，当需要(xyo)时再调出来就成为历史趋势记录，如图6-18所示。v 图中给出了直角坐标下的2条参数曲线：横坐标表示时间，单位是年月日时分秒；纵坐标表示参数值，单位是百分数；工艺过程的温度参数用红颜色代表，液位参数用绿颜色代表。一般，数据采样周期和趋势记录时间可由设计者根据需要(xyo)适当调定。5趋势(qsh)曲线画面第75页/共82页第七十六页，共83页。第76页/共82页

30、第七十七页，共83页。 报警画面上显示发生报警的时间(shjin)、事件、类型、优先级、变量名等, 如图6-19所示。该幅画面上一般可显示若干个报警点，最新发生的报警点显示在首行，以下按时间(shjin)顺序显示。根据报警的等级可以分别用闪光、蜂鸣器和电铃来提醒操作人员。6报警显示(xinsh)画面第77页/共82页第七十八页，共83页。第78页/共82页第七十九页，共83页。 为了安全方便(fngbin)地操作，设计者按操作顺序预先将各项操作指令存入计算机，实际操作时，再以操作指导画面形式显示出来，用以指导操作。如果出现误操作，计算机会拒绝接收并显示出错标志，从而保证了安全操作。7操作指导(

31、zhdo)画面第79页/共82页第八十页，共83页。v 显示装置是计算机与操作人员进行信息交换的一种常用输出设备，主要用来描述生产过程的工艺状况与运行结果，以便显示装置是计算机与操作人员进行信息交换的一种常用输出设备，主要用来描述生产过程的工艺状况与运行结果，以便(ybin)(ybin)于现场工作人员的监视与操作。目前应用在工业过程中的常用显示器有于现场工作人员的监视与操作。目前应用在工业过程中的常用显示器有LEDLED、LCDLCD和图形显示终端。和图形显示终端。v本章重点讨论了本章重点讨论了LEDLED共阴极、共阳极两种结构的工作原理、静态显示与动态显示两种方式及其与共阴极、共阳极两种结构

32、的工作原理、静态显示与动态显示两种方式及其与CPUCPU的几种实用接口电路；对的几种实用接口电路；对 LCD LCD的结构原理、驱动方式及其与单片机的接口电路也作了原理性论述；最后介绍了一般控制系统所需要下的几种图形显示画面。的结构原理、驱动方式及其与单片机的接口电路也作了原理性论述；最后介绍了一般控制系统所需要下的几种图形显示画面。本章本章(bn zhn)(bn zhn)小结小结第80页/共82页第八十一页，共83页。1. 1. 简述简述7 7段段LEDLED显示器的结构与工作原理。显示器的结构与工作原理。2. 2. 说明说明7 7段段LEDLED显示器段选码的概念及其显示器段选码的概念及其

33、0F0F的段选码表。的段选码表。3 3以以4 4位位LEDLED为例，说明为例，说明LEDLED的静态显示原理及其显示效果、特点及适用场合。的静态显示原理及其显示效果、特点及适用场合。4 4以以4 4位位LEDLED为例，说明为例，说明LEDLED的动态显示原理及其显示效果、特点及适用场合。的动态显示原理及其显示效果、特点及适用场合。5 5简述简述LEDLED静态显示硬件静态显示硬件(yn jin)(yn jin)译码电路的工作过程。译码电路的工作过程。6 6简述简述LEDLED动态显示软件译码电路的工作过程。动态显示软件译码电路的工作过程。7 7LCDLCD液晶显示器有哪几种类型？简述其作用。液晶显示器有哪几种类型？简述其作用。8 8分析说明分析说明7 7段段LCDLCD液晶显示器的译码驱动电路。液晶显示器的译码驱动电路。9 9在计算机控制系统中，常用的监控显示画面有哪些？在计算机控制系统中，常用的监控显示画面有哪些？ 思考题第81页/共82页第八十二页，共83页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)。第82页/共82页第八十三页，共83页。