最新单片微机原理及应用显示器键盘打印机接口ppt课件.ppt
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1、9.1.1 LED显示器显示器1LED显示器结构与原理显示器结构与原理LED显示器是由发光二极管显示字段的显示器显示器是由发光二极管显示字段的显示器件。件。在微机应用系统中通常使用的是七段在微机应用系统中通常使用的是七段LED。这。这种显示块有共阴极与共阳极两种,如图种显示块有共阴极与共阳极两种,如图9-1所示。所示。七段显示器与微机接口非常容易。如表七段显示器与微机接口非常容易。如表9-1所示。所示。 静态显示静态显示即由单片机一次输出显示后,就能保持,即由单片机一次输出显示后,就能保持,直到下次送新的显示模式为止。直到下次送新的显示模式为止。优点:优点:显示可靠,占用机时少。显示可靠,占用
2、机时少。缺点:缺点:使用元件多,线路比较复杂。使用元件多,线路比较复杂。 适用于显示位数少的情况。每个显示器需适用于显示位数少的情况。每个显示器需8位输出口位输出口控制。控制。 动态显示动态显示即单片机定时对显示器扫描。此时,显示即单片机定时对显示器扫描。此时,显示器件分时工作,每次只能有一个器件显示。(仿真器)器件分时工作,每次只能有一个器件显示。(仿真器)优点:优点:硬件少,价格低。硬件少,价格低。缺点:缺点:占用机时多,只要单片机不执行显示程序,显示占用机时多,只要单片机不执行显示程序,显示就立即停止。就立即停止。3LED显示器接口显示器接口从从LED显示器的原理可知,为了显示字母与数显
3、示器的原理可知,为了显示字母与数字,必须最终转换成相应的段选码。这种转换可字,必须最终转换成相应的段选码。这种转换可以通过以通过硬件译码器或软件进行译码硬件译码器或软件进行译码。l l 硬件译码器硬件译码器LED显示器接口(如图显示器接口(如图9-14所示)所示)l l 软件译码软件译码LED显示器接口(如显示器接口(如图图9-15 9-16所所示)示)硬件译码:硬件译码:锁存器锁存器 译码驱动器译码驱动器 显示器显示器CD4511图图9-14 利用硬件译码器的七段利用硬件译码器的七段LED接口电路接口电路 MC14495为七段码显示器译码驱动器为七段码显示器译码驱动器图图9-15 通过通过8
4、155扩展扩展I/O口控制的口控制的8位位LED动态显示接口动态显示接口8155的的A口作为位控口,经反相驱动器接显示口作为位控口,经反相驱动器接显示器的公共阴极;器的公共阴极;8155的的B口作为段码控制口,经同相驱动器接口作为段码控制口,经同相驱动器接显示器的各个阳极。显示器的各个阳极。软件译码程序设计思想:软件译码程序设计思想:1 1、将段码表(显示数据)存放在将段码表(显示数据)存放在RAM的的 (79H7EH)中。)中。2、根据要显示的数字或字符去查相应的段码。、根据要显示的数字或字符去查相应的段码。3、然后将段码输出到七段、然后将段码输出到七段LED的驱动器上。的驱动器上。4、采用
5、扫描的方式控制、采用扫描的方式控制LED的点亮顺序。的点亮顺序。显示数据显示数据79H7EH8155的口地址:的口地址:7F00H7F05H偏移量偏移量ROM表首地址当前表首地址当前PC地址地址MOVC A,A+PC是以是以PC为基址寄存器的单字节指令。为基址寄存器的单字节指令。执行过程是:执行过程是:CPU读取本指令后,读取本指令后, PC的值自动的值自动加,累加器加,累加器A的内容作为无符号数与新的的内容作为无符号数与新的PC的的内容相加形成一个内容相加形成一个16位地址,再将该地址指出的位地址,再将该地址指出的程序存储器单元的内容送累加器程序存储器单元的内容送累加器A。指令执行后。指令执
6、行后PC指向下一条指令继续执行。指向下一条指令继续执行。显示缓冲区在显示缓冲区在RAM中中7EH 7DH 7CH 7BH 7AH 79HLED6 LED2 LED1存放要显示的数据和字符的段码存放要显示的数据和字符的段码程序清单:程序清单:DIR: MOV R0,#79H;置缓冲器指针初值置缓冲器指针初值 MOV R3,#01H;置扫描位初值置扫描位初值 MOV A, R3LD0: MOV DPTR ,#7F01H;A口地址口地址 MOVX DPTR,A INC DPTR; B口地址口地址 MOV A,R0;取显示数据;取显示数据 ADD A,0DH;加偏移量;加偏移量 MOVC A,A+PC
7、;查表取段码查表取段码DIR1:MOVX DPTR,A;段数据送段数据送B口口 ACALL DL1;延时;延时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 18H,00H,00H,.DL1: MOV R7,#02HDL: MOV R6,#0FFHDL6: DJNZ R6,DL6 DJNZ R7,DL RET图图-16 动态显示子程
8、序流程图动态显示子程序流程图返回本节P23199.1.2 LCD显示器接口显示器接口1LCD的基本结构及工作原理的基本结构及工作原理图图9-17 液晶显示器基本结构液晶显示器基本结构特点是体积小、重量轻、功耗极低、抗干扰能力强。特点是体积小、重量轻、功耗极低、抗干扰能力强。2 2LCDLCD的驱动方式的驱动方式 LCDLCD七段显示器除了七段显示器除了agag七个笔划之外还有一个公共七个笔划之外还有一个公共极极COMCOM。可。可采用采用静态驱动方式(加直流信号)和动态驱动静态驱动方式(加直流信号)和动态驱动方式(加交流信号)。方式(加交流信号)。 静态驱动回路及波形如图静态驱动回路及波形如图
9、9-18所示,图中所示,图中LCD表示表示某个液晶显示段。某个液晶显示段。 当显示字段增多时,为减少引出线和驱动回路数,当显示字段增多时,为减少引出线和驱动回路数,需要采用时分割驱动法。时分割驱动方式通常采用电压需要采用时分割驱动法。时分割驱动方式通常采用电压平均化法,其占空比有平均化法,其占空比有1/2,1/8,1/11,1/16,1/32,1/64等,偏比有等,偏比有1/2,1/3,1/4,1/5,1/7,1/9等。等。(a)驱动回路;()驱动回路;(b)真值表;()真值表;(c)驱动波形)驱动波形图图9-18 静态驱动回路及波形静态驱动回路及波形CA为显示频率信号为显示频率信号B为显示控
10、制信号为显示控制信号 LCD两端相对电压为两端相对电压为0不不显示,两端的方波信号相位相反时,显示。显示,两端的方波信号相位相反时,显示。3LCD接口实例接口实例硬件接口电路:硬件接口电路:图图8-19为六位液晶静态显示电为六位液晶静态显示电路。路。典型显示子程序:典型显示子程序:设显示缓冲区为设显示缓冲区为8031片内片内RAM的的22H27H六个单元依次放置六位分离的六个单元依次放置六位分离的BCD码。码。点阵液晶显示模块能显示的字符多,并且还能点阵液晶显示模块能显示的字符多,并且还能显示汉字。显示汉字。图图9-19 六位六位LED静态显示电路静态显示电路 返回本节八八段段数码数码管显示管
11、显示一、实验一、实验要求要求利利用实验用实验仪提供的仪提供的显示电显示电路路,动动态态显示一行数据显示一行数据.二二、实验目的、实验目的1 了了解解数码管动数码管动态态显示显示的的原原理理。2 了了解解用用总线总线方方式式控制数码管显示控制数码管显示1本本实验实验仪提供了仪提供了6 位位8 段码段码LED 显示电显示电路,学生路,学生只要只要按按地址地址输出输出相相应应数据数据,就就可以可以实实现对现对显示器显示器的的控制控制。显显示器示器共共有有6个个,用动用动态态方方式式显示显示。8 位位段码、段码、6位位位位码码是是由由两两片片74HC374输出输出。位。位码码经经MC1413倒倒相相驱
12、驱动动后后,选择相选择相应应显示显示位。位。2.2.本本实验实验仪仪中中 8 位位段码输出段码输出地址地址为为0X004H,位,位码输出码输出地地址址为为 0X002H。此处此处X 是是由由KEY/LED CS 决决定定,参见参见地地址址译译码码。做。做键盘和键盘和LED实验时实验时,需需将将KEY/LED CS 接接到到相相应的应的地址地址译译码上码上。以。以便便用用相相应的应的地址地址来来访访问问。例如例如,将将KEY/LED CS 接接到到CS0 上上,则则段码段码地址地址为为08004H,位,位码码地址地址为为08002H。OUTBIT equ 08002h ; 位位控控制口制口OUT
13、SEG equ 08004h ; 段控段控制口制口LEDBuf equ 60h ; 显示缓冲区显示缓冲区Num equ 70h ; 显示显示的数据的数据DelayT equ 75h ; Org 0000h ljmp StartLEDMAP: ; 八段管显示代八段管显示代码(码(1-F)1-F)db 3fh, 06h, 5bh, 4fh, 66h, 6dh, 7dh, 07hdb 7fh, 6fh, 77h, 7ch, 39h, 5eh, 79h, 71hDelay: mov r7, #0 ; 延时延时子子程序程序DelayLoop:djnz r7, DelayLoop djnz r6, Del
14、ayLoop retDisplayLED: mov r0, #LEDBuf mov r1, #6 ; 共共6个个八段管八段管 mov r2, #00100000b ; 从左从左边边开始开始显示显示Loop: mov dptr, #OUTBIT mov a, #0 movx dptr, a ; 关所有八段关所有八段管管 mov a, r0 mov dptr, #OUTSEG movx dptr,a mov dptr, #OUTBIT mov a, r2 movx dptr, a ; 显示显示一位一位八八段管段管 mov r6, #01 call Delay mov a, r2 ; 显示显示下一位
15、下一位 rr a mov r2, a inc r0 djnz r1, Loop mov dptr, #OUTBIT mov a, #0 movx dptr, a ; 关所有八段管关所有八段管 retStart: mov sp, #40h mov Num, #0MLoop: inc Num mov a, Num mov b, a mov r0, #LEDBufFillBuf: mov a, b anl a, #0fh mov dptr, #LEDMap movc a, a+dptr ; 数字转换数字转换成显成显示示码码 mov r0,a ; 显示在显示在码码填填入入显示缓显示缓冲冲 inc r0
16、 inc b cjne r0, #LEDBuf+6, FillBuf mov DelayT,#30DispAgain: call DisplayLED ; 显示显示 djnz DelayT,DispAgain ljmp MLoop end9.2 键盘接口电路键盘接口电路编码键盘:编码键盘:由硬件自动提供与被按键对应的由硬件自动提供与被按键对应的ASCII码或其它编码。如标准计算机(不是本章码或其它编码。如标准计算机(不是本章讨论的内容)讨论的内容)非编码键盘:非编码键盘:软件方式产生编码。软件方式产生编码。优点:优点:结构简单、成本低廉。结构简单、成本低廉。非编码键盘非编码键盘接口技术的主要内
17、容是如何确定被按接口技术的主要内容是如何确定被按键的行、列位置,即键码(值)识别是接口技术键的行、列位置,即键码(值)识别是接口技术的关键问题。的关键问题。按键识别:常用行扫描法。按键识别:常用行扫描法。键盘工作原理键盘工作原理行列式键盘电路原理如图行列式键盘电路原理如图8-3所示。按键设置在所示。按键设置在行列式交点上,行列线分别连接到按键开关的两行列式交点上,行列线分别连接到按键开关的两端。当行线通过上拉电阻接端。当行线通过上拉电阻接+5伏时,被钳位在高伏时,被钳位在高电平状态。电平状态。键盘中有无按键按下是由列线送入全扫描字、键盘中有无按键按下是由列线送入全扫描字、行线读入行线状态来判断
18、的。键盘中哪一个键按行线读入行线状态来判断的。键盘中哪一个键按下可由列线逐列置低电平后,检查行输入状态来下可由列线逐列置低电平后,检查行输入状态来判断。判断。 图图9-3 行列式键盘原理电路行列式键盘原理电路输出口输出口输入口输入口0 1 1 1 0 1 111 1 0 1111111011111(a)(b)(c)输入口输入口输入口AAA1111111111010 1 1 1 1 11 11 0 1 1 1 11 11 1 0 1 1 11 1+5V+5V+5V输出口输出口输出口按键识别:按键识别:1、测试有无键按下;、测试有无键按下; 检查输入端,是否有端口为低电平。检查输入端,是否有端口为
19、低电平。2、去抖动、去抖动 软件方法:采用延时躲过抖动,时间一般为软件方法:采用延时躲过抖动,时间一般为1020ms。(也有硬件去抖动电路。(也有硬件去抖动电路P233)3、确定键的物理位置(行、列),计算键码。、确定键的物理位置(行、列),计算键码。4、等待键释放,通过时间延迟实现。、等待键释放,通过时间延迟实现。 如键码编排为:如键码编排为: 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 08H 09H 0AH 0BH 0CH 0DH 0EH 0FH键码计算公式:键码计算公式: 键码键码= 行首键号行首键号+列号列号 00 04 +(0,1,2,3) 08 0C 单片机的
20、键盘接口处理单片机的键盘接口处理 单片机的键盘接口处理的内容包括以下几个方面:单片机的键盘接口处理的内容包括以下几个方面:1、键扫描、键扫描2 2、去抖动、去抖动键按下键稳定前沿抖动后沿抖动3、键码计算、键码计算4、等待键释放、等待键释放 计算键码后,再以延时后进行行扫描的方法等待键计算键码后,再以延时后进行行扫描的方法等待键释放。等待释放是为了保证键的一次闭合仅进行一次处释放。等待释放是为了保证键的一次闭合仅进行一次处理。理。00H19H18H17H16H13H12H11H10H08H09H0AH0BH0EH0FH07H06H03H02H01H1AH1BH1EH1FH。9.2.1非编码键盘的
21、接口非编码键盘的接口 键盘处理程序的关键是如何识别键码。单片键盘处理程序的关键是如何识别键码。单片机对键盘进行控制的方法分为程控扫描法(连续机对键盘进行控制的方法分为程控扫描法(连续扫描)、定时扫描法和中断扫描法。扫描)、定时扫描法和中断扫描法。一、程序控制扫描方式一、程序控制扫描方式+5V8155PA7PA6.PA0PC0PC1PC2PC35.1K4CEIO/MWRRDALEP0WRRDALEP2.7P2.080310 12 34 5 678 9 10 11 12 1314 1516 1718 19 20 21222324 2526 27 28 2930318155扩展扩展I/O口组成的行列
22、式键盘口组成的行列式键盘8155PA口地址口地址7F01HPC口地址口地址7F03H81558155:PAPA口输入列状态信号口输入列状态信号 PCPC口输出行扫描信号口输出行扫描信号.判断有无键按下PCPC口输出口输出00H00H PAPA口输入列状态信号,若口输入列状态信号,若PA0PA7PA0PA7FFHFFH,有键按下,有键按下.去抖动 延时510ms后再判断有无键按下,如果有,键处于稳定闭合期.再确认哪个键被按下及其键号8155的PC口依次输出下列扫描字:PC3 PC2 PC1 PC0 1 1 1 0 读入列值,读入列值,若若PA0PA7PA0PA7=FFH=FFH,无键按下,无键按
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