人机交互设备讲稿.ppt

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1、人机交互设备第一页，讲稿共四十页哦PC机除了主机以外还需要哪些部分呢？单片机电路有时候也需要键盘、显示等外设。第二页，讲稿共四十页哦10.1LED接口技术LED的结构和显示原理静态显示方式动态显示方式动态显示的实现动态显示方式第三页，讲稿共四十页哦1LED显示器结构与原理vLED显示块是由发光二极管显示字段的显示器件。v在微机应用系统中通常使用的是8段LED。这种显示块有共阴极与共阳极两种，如图10-1所示。8段显示块与微机接口非常容易。如表10-2所示。第四页，讲稿共四十页哦（a）共阴极（b）共阳极（c）管脚配置图10-1七段LED显示块第五页，讲稿共四十页哦代码段D7D6D5D4D3D2D

2、1D0显示段dpgfedcba为使LED显示不同的符号或数字，要为LED提供段码（或称字型码），即控制“8”字笔画的各个发光管亮灭。提供给LED显示器的段码正好是一个字节（8段）。各段与字节中各位对应关系如下表10-1所示。表10-1 LED各段与字节对应关系第六页，讲稿共四十页哦表10-28段LED的段选码第七页，讲稿共四十页哦例：模拟产品计数显示电路例：模拟产品计数显示电路第八页，讲稿共四十页哦编程 ORG1000HSTAR：MOVTMOD，#60H；定时器T1工作在方式2计数 MOVTH1，#00H ；T1置初值 MOVTL1，#00HMAIN：MOVP1，#0C0H；数码管显示0 DI

3、SP：JB P3.3，DISP ；监测按键信号 ACALLDELAY；消抖延时 JB P3.3，DISP ；确认低电平信号DISP1：JNB P3.3，DISP1；监测按键信号 ACALLDELAY；消抖延时 JNBP3.3，DISP1；确认高电平信号 SETB TR1 ；启动计数器DISP2：MOV A，TL1 MOVC A，A+DPTR ；查表获取数码管显示值 MOVP1，A ；数码管显示计数值 CJNE A，#8E，DISP2 LJMPSTAR TAB：0C0H，0F9H，0A4H DELAY：MOV R2，#14HDELAY1：MOV R3，#0FAH DJNZ R3，$DJNZ R2

4、，DELAY1 RET END第九页，讲稿共四十页哦静态显示方式q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，从该I/O口送出相应的字型码显示字型。q特点 原理简单；显示亮度强，无闪烁；占用I/O资源较多。第十页，讲稿共四十页哦动态显示方式q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，每一个时刻只选通其中一个LED，同时在段选口送出该位LED的字型码。第十一页，讲稿共四十页哦动态显示基本原理 电路的接法决定了必须采用电路的接法决定了必须采

5、用逐位扫描显示方式。即从段选口送出某位即从段选口送出某位LEDLED的字型码，然后选通该位的字型码，然后选通该位LEDLED，并保持并保持一段延时时间。然后选通下一位，直到所有位扫一段延时时间。然后选通下一位，直到所有位扫 描完。描完。要注意的两个问题：1.1.字型码通常通过查表指令字型码通常通过查表指令MOVCMOVC来求得来求得.2.2.换位显示时通常要加一段程序使所有的换位显示时通常要加一段程序使所有的LEDLED全灭全灭.第十二页，讲稿共四十页哦动态显示程序流程图 采用动态扫描方式依次循环点亮各位数码管，构成多位动态数码管显示电路。开 始显示缓冲区首地址送R0显示位数送R2起始显示位送

6、R3禁止所有位（关显示）从缓冲区取要显示的数查表得字型码指向段选口，送字型码指向位选口，送位选码延时指向显示缓冲区下一个单元位选码左移结束11扫描完一遍吗?YN第十三页，讲稿共四十页哦COMhCOMD7D1D0D0D1D2hbbhCOMa f b g e c d haaba 对应字位线：对应字位线：D0 D1 D2 D3 D4 D5多位多位LEDLED共用一个共用一个8 8位字段口，位字段口，各位各位LEDLED公共端用字位口控制，公共端用字位口控制，扫描输出显示不同字形。扫描输出显示不同字形。显示缓冲区与多位显示缓冲区与多位LED对对应关系：应关系：第十四页，讲稿共四十页哦显示程序：显示程序

7、：DIS：MOV R0，#7AH ；指向显示缓冲区起始单元；指向显示缓冲区起始单元MOV R3，#01H ；字位码初值；字位码初值R3MOV A，R3 ；取字位码；取字位码DLP：MOV DPTR，#PAAR；指向字位口；指向字位口(PA口口)MOVX DPTR，A ；输出字位码，显示其中；输出字位码，显示其中1位位MOV A，R0 ；取一个显示数据；取一个显示数据ADD A，#0CH ；查表偏移量；查表偏移量MOVC A，A+PC ；取出字形码；取出字形码INC DPTR ；指向字段口；指向字段口(PB口口)MOVX DPTR，A ；输出字形码；输出字形码ACALL DLY1MS ；延时；延

8、时1msINC R0 ；指向显缓区下一单元；指向显缓区下一单元MOV A，R3 ；修改字位码；修改字位码RL A ；显示下一位；显示下一位MOV R3，AJNB ACC.6，DLP ；未显示到最右边；未显示到最右边LED，继续显示，继续显示RET ；全部扫描一遍，结束；全部扫描一遍，结束DTAB：DB 0C0H，0F9H，0A4H；字形表；字形表 DB 0B0H，99H，DLY1MS：；延时；延时1ms子程序子程序第十五页，讲稿共四十页哦10.2LCD显示器概述v1LCD的基本结构及工作原理图10-9液晶显示器基本结构第十六页，讲稿共四十页哦172LCD的分类v字段型。v点阵字符型v点阵图形型

9、3LCD的注意事项v见教材P204第十七页，讲稿共四十页哦10.3 键盘接口键盘接口q按键的特点及输入原理q独立式按键q矩阵式按键第十八页，讲稿共四十页哦按键的特点及输入原理v按键的分类：按键的分类：触点式：机械；无触点式：电气触点式：机械；无触点式：电气v键输入原理：键输入原理：通过按键的接通与断开，产生两种相反的逻辑状态通过按键的接通与断开，产生两种相反的逻辑状态 低电平低电平“0 0”与与高电平高电平“1 1”。v键功能的实现：键功能的实现：对于一组键或一个键盘，需通过接口电路与单片对于一组键或一个键盘，需通过接口电路与单片机相连。可采用查询或中断方式测试有无键按下，再机相连。可采用查询

10、或中断方式测试有无键按下，再确定是哪一个键按下，将该键号送入累加器确定是哪一个键按下，将该键号送入累加器ACCACC，然，然后判断是数字键还是功能键，若是数字键，则将键号后判断是数字键还是功能键，若是数字键，则将键号对应的数字送入相关输入缓冲区；若是功能键，则通对应的数字送入相关输入缓冲区；若是功能键，则通过跳转指令转入执行该键的功能程序，执行完后再返过跳转指令转入执行该键的功能程序，执行完后再返回主程序。回主程序。第十九页，讲稿共四十页哦键盘接口需要解决的问题是否有键按下是否有键按下按键识别：按键识别：键抖动及消除：键抖动及消除：机械按键抖动时间在机械按键抖动时间在5 5msms10ms10

11、ms之之间间 硬件方案硬件方案双稳态去抖电路双稳态去抖电路 软件方案软件方案延时延时10ms10ms20ms20ms后再次判断后再次判断消除方法消除方法：求键号求键号第二十页，讲稿共四十页哦独立式按键独立式按键接口电路：特点：一线一键，按键识别（编程）简单；但占用特点：一线一键，按键识别（编程）简单；但占用较多口线，适合较多口线，适合8 8键以下使用。键以下使用。第二十一页，讲稿共四十页哦例例1 1：用：用P1P1口检测三个按键的状态并完成相应的功能口检测三个按键的状态并完成相应的功能解：资源分配：用P1口的低3位检测3个按键的输入，为1则表示按键没有按下，为0则表示相应按键被按下。流程图：第

12、二十二页，讲稿共四十页哦 ORG 0000HKB:MOV P1,#0FFH MOV A,P1 CPL A ANL A,#0FH JZ KB LCALL D10MS MOV A,P1 CPL A ANL A,#0FH JZ KB CJNE A,#01H,KB01 LCALL PGM1 SJMP KBKB01:CJNE A,#02H,KB02 LCALL PGM2 SJMP KBKB02:CJNE A,#04H,KB LCALL PGM3 SJMP KB END编程：按三个按键中的任一键都对应一个特定功能。若判断键释放应如何修改？第二十三页，讲稿共四十页哦矩矩阵阵式式按按键键关键：如何判关键：如何

13、判断键号？断键号？3210476511109815141312+5VP1.4P1.3P1.0MCS-51P1.7P1.6P1.5P1.2P1.1接口电路：特点：按键识别应采用扫描法或线路反转法特点：按键识别应采用扫描法或线路反转法 编程较为复杂，节省口资源，编程较为复杂，节省口资源，8 8键以上使用键以上使用第二十四页，讲稿共四十页哦键盘扫描子程序一般包括以下内容：1.判别有无键按下；2.扫描获取闭合键的行、列值；3.用计算法或查表法得到键值；4.判断闭合键释放否，如没释放则继续等待；5.保存闭合键号。第二十五页，讲稿共四十页哦键按下键按下/释放判断释放判断 KS：MOV A，#00H MOV

14、 P1，A ；全扫描字#00H送P1口 MOV P1，#0FH MOV A，P1 ；读入P1口状态 CPL A ；变正逻辑，高电平表示有键按下 ANL A,#0FH ；取低4位 RET ；返回，A0表示有键按下 第二十六页，讲稿共四十页哦按键识别扫描法 流程：当当第第0 0列列处处于于低低电电平平时时，逐逐行行查查找找是是否否有有行行线线变变低低，若若有有，则则第第0 0列列与与该该行行的的交交叉叉点点按按键键按按下下；若若无无，则则表表示示第第0 0列列无无键键按按下，再让下一列处在低电平，依此循环，这种方式称为下，再让下一列处在低电平，依此循环，这种方式称为键盘扫描键盘扫描。键号键号=行首

15、键号（行首键号（0 0、4 4、8 8、1212）+列号（列号（0 0、1 1、2 2、3 3）原理：在某一时刻只让在某一时刻只让一条列线一条列线处于处于低低电平，其余列线均电平，其余列线均处于高电平，则当这一列有键按下时，该键所在的行处于高电平，则当这一列有键按下时，该键所在的行电平将会由高电平变为低电平，可判定该列相应的行电平将会由高电平变为低电平，可判定该列相应的行有键按下。有键按下。第二十七页，讲稿共四十页哦例2：键盘扫描程序SERCH:MOV R2,#0EFH MOV R3,#00H LINE0:MOV A,R2 MOV P1,A MOV A,P1 JB ACC.3,LINE1 MO

16、V A,#00H AJMP TRYKLINE1:JB ACC.2,LINE2 MOV A,#04H AJMP TRYK LINE2:JB ACC.1,LINE3 MOV A,#08H第二十八页，讲稿共四十页哦 AJMP TRYKLINE3:JB ACC.0,LINE4 MOV A,#0CH AJMP TRYKLINE4:INC R3 MOV A,R2 RL A JNB ACC.0,BACK MOV R2,A AJMP LINE0 TRYK:ADD A,R3BACK:RET第二十九页，讲稿共四十页哦定时扫描方式 定时扫描方式就是每隔一段时间对键盘扫描一次，它利用单片机内部的定时器产生一定时间（例

17、如10 ms）的定时，当定时时间到就产生定时器溢出中断。CPU响应中断后对键盘进行扫描，并在有键按下时识别出该键，再执行该键的功能程序。第三十页，讲稿共四十页哦中断扫描方式 为提高CPU工作效率，可采用中断扫描工作方式。其工作过程如下：当无键按下时，CPU处理自己的工作，当有键按下时，产生中断请求，CPU转去执行键盘扫描子程序，并识别键号。第三十一页，讲稿共四十页哦 试编制程序，要求当其中某一按键压下时与其试编制程序，要求当其中某一按键压下时与其对应的二极管将被点亮。对应的二极管将被点亮。课堂练习P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0803180315V第三十二页，讲

18、稿共四十页哦3310.4专用键盘/显示器控制芯片8279键盘/显示器接口v8279是专用键盘/显示器控制芯片，能对显示器自动扫描，能识别键盘上按下键的键号；可充分提高CPU的工作效率。v8279与MCS-51接口方便，由它构成的标准键盘/显示器接口在微机应用系统中使用越来越广泛。第三十三页，讲稿共四十页哦34v8279键盘、显示接口应用特性：（1）8279操作命令（表10-3所示）（2）8279的FIFO状态查询（3）8279的数据输入/输出（4）显示器的填入/移位方式（5）8279的内部译码与外部译码（6）键盘键值的给定第三十四页，讲稿共四十页哦表10-38279命令功能键一览表第三十五页，

19、讲稿共四十页哦（续表）第三十六页，讲稿共四十页哦37v8031和8279键盘/显示器接口的编程方法对于图10-20所示的一般接口电路，键盘的读出既可用中断方式，也可用查询方式。设若16位LED显示，16个按键，键盘采用查询方式读出。16位显示数据的段选码存放在8031片内RAM的30H3FH单元；16个键的键值读出后存放在40H4FH中。8031晶振为6MHz。第三十七页，讲稿共四十页哦图10-208279的键盘/显示器电路及与8031接口第三十八页，讲稿共四十页哦8279与单片机的接口和编程方法更新显示器和用查询方法读出16个键输入数的程序如下：START：MOVDPTR，#7FFFH；7F

20、FFH为8279状态地址MOVA，#0DlH；清除命令MOVXDPTR，A；命令字输入WAIT1：MOVXA，DPTR；读入状态JBACC.7，WAIT1；清除等待MOVA，#2AH；对时钟10分频（100kHz）MOVXDPTR，A；命令送入MOVA，#08H；显示器左边输入外部译码，双键互锁方式MOVXDPTR，AMOVR0，#30H；设30H3FH存放显示字形的段数据MOVR7，#10H；显示16位数MOVA，#90H；输出写显示数据命令MOVXDPTR，A第三十九页，讲稿共四十页哦MOVDPTR，#7EFFH；7EFFH是8279数据地址LOOPl：MOVA，R0MOVXDPTR，A；

21、段选码送8279显示RAMINCR0；指向下一个段选码DJNZR7，LOOP1；16个段选码送完?MOVR0，#40H；40H为键值存放单元首址MOVR7，#10H；有16个键值LOOP2：MOVDPTR，#7FFFH；读8279状态LOOP3：MOVXA，DPTRANLA，#0FH；取状态字低4位JZLOOP3；FIFO中无键值时等待输入MOVA，#40H；输出读FIFO的RAM命令MOVXDPTR，A；命令送入MOVDPTR，#7EFFH；读键输入数据MOVR0，A；键值存入内存40H4FHINCR0；指向下一个键值存放单元DJNZR7，LOOP2；读完10H个键入数据?WAIT2：AJMPWAIT2；键值读完等待第四十页，讲稿共四十页哦