单片机 第七章外围接口技术精选PPT.ppt
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1、单片机 第七章外围接口技术第1页,此课件共58页哦第七章第七章单片机的典型外围接口技术单片机的典型外围接口技术第2页,此课件共58页哦 7.1 键盘接口键盘接口单片机组成的控制系统通常需要配置键盘,用户可以通过单片机组成的控制系统通常需要配置键盘,用户可以通过键盘向单片机输入数据或命令,以便实现控制系统的人机键盘向单片机输入数据或命令,以便实现控制系统的人机对话。对话。键盘可以直接利用口线连接按键开关、开关型传感器或电键盘可以直接利用口线连接按键开关、开关型传感器或电子线路来实现,内部程序仅通过判断口线的电平就能够确子线路来实现,内部程序仅通过判断口线的电平就能够确定输入的键值。采用这种识别方
2、式的键盘称为定输入的键值。采用这种识别方式的键盘称为非编码键盘非编码键盘。非编码键盘设计简单,使用方便,但口线利用率较低,受非编码键盘设计简单,使用方便,但口线利用率较低,受单片机口线数量的限制,其键盘规模无法做大。单片机口线数量的限制,其键盘规模无法做大。键盘的另一种形式是键盘的另一种形式是编码键盘编码键盘,这种方式将口线与按键开,这种方式将口线与按键开关连接成矩阵电路,通过软件扫描、识别关连接成矩阵电路,通过软件扫描、识别I/O口上的编码,口上的编码,按编码规则识别输入键值。编码键盘的最大优点就是口线按编码规则识别输入键值。编码键盘的最大优点就是口线利用率高,键盘规模可以做得较大。利用率高
3、,键盘规模可以做得较大。第3页,此课件共58页哦一、简易键盘接口 独立连接式与门与门上拉电阻上拉电阻第4页,此课件共58页哦按键抖动问题按键抖动问题按键闭合时的电平变化波形按键闭合时的电平变化波形按键开关在接通或断开瞬间并非完全可靠接触,而是存在一个按键开关在接通或断开瞬间并非完全可靠接触,而是存在一个抖动期,抖动期,tH为开关断开时口线上高电平存在的时间,为开关断开时口线上高电平存在的时间,tL为开关闭合时口线上为开关闭合时口线上低电平稳定存在的时间。低电平稳定存在的时间。tW1、tW2为键按下和松开时的抖动期存在时间。抖动期一般不超过为键按下和松开时的抖动期存在时间。抖动期一般不超过10m
4、s。在口线电平抖动期间,单片机无法准确检测出口线电平的正确值,在口线电平抖动期间,单片机无法准确检测出口线电平的正确值,必须采取一定的措施进行鉴别。必须采取一定的措施进行鉴别。第5页,此课件共58页哦延时消抖法延时消抖法例如遇到由高向低的电平转换后先不急于读取口线键值,而例如遇到由高向低的电平转换后先不急于读取口线键值,而是在中断服务程序的开始执行一段是在中断服务程序的开始执行一段1020 ms的延时程序。的延时程序。若延时程序后再次判断口线仍为低电平则进入口线的键值读若延时程序后再次判断口线仍为低电平则进入口线的键值读取程序,否则放弃键值读取操作。取程序,否则放弃键值读取操作。延时去抖动及读
5、取键值的中断服务程序如下:延时去抖动及读取键值的中断服务程序如下:ORG0003HLJMPKRDKRD:MOVP1,#0FFH;P1口置为输入口CALLDEL20 ;调20 ms延时子程序MOV A,P1 ;读P1口键值JNBACC.0,KPR0;判断P1.0P1.7是否有键按下JNBACC.1,KPR1第6页,此课件共58页哦 JNB ACC.2,KPR2JNB ACC.3,KPR3 JNBACC.4,KPR4JNB ACC.5,KPR5JNB ACC.6,KPR6JNB ACC.7,KPR7RETI KPR0:;P1.0按键处理程序 RETI KPR1:;P1.1口线按键处理程序 KPR7
6、:;P1.7口线按键处理程序 DEL20:;20 ms延时子程序第7页,此课件共58页哦二、矩阵式键盘接口二、矩阵式键盘接口 简易键盘电路中每一个按键占用一根简易键盘电路中每一个按键占用一根I/O口线,其口线利口线,其口线利用率较低,如果将口线按照行、列排成矩阵形式则可在用率较低,如果将口线按照行、列排成矩阵形式则可在相同口线数量的条件下增大键盘的规模。相同口线数量的条件下增大键盘的规模。例如,可以将例如,可以将P1口的口的8根根I/O线排列成线排列成44矩阵形式,连矩阵形式,连接接16只按键开关。只按键开关。第8页,此课件共58页哦44矩阵式键盘电路矩阵式键盘电路P1口口的的8根根I/O口口
7、线线分分成成行行、列线连接,列线连接,P1.0P1.3为行线为行线,P1.4P1.7为列线为列线。16只只按按键键分分别别跨跨接接在在对对应应的的行、列线节点上。行、列线节点上。行行线线特特定定的的4位位数数据据输输出出和和列列线线对对应应的的4位位数数据据输输入入可可以以组组成成一一个个8位位的的特特征征字字,该特征字即为键值。该特征字即为键值。第9页,此课件共58页哦1、键盘电路的工作原理、键盘电路的工作原理 矩阵式键盘将矩阵式键盘将P1口的口的8根根I/O口线分成行、列线连接,图中口线分成行、列线连接,图中P1.0P1.3为行线,为行线,P1.4P1.7为列线。为列线。16只按键分别跨接
8、只按键分别跨接在对应的行、列线节点上。在对应的行、列线节点上。如果单片机在行线对应的如果单片机在行线对应的I/O口线上有数据输出,当有键按口线上有数据输出,当有键按下时,行、列线短路,单片机在列线对应的下时,行、列线短路,单片机在列线对应的I/O口线上的口线上的输入数据将由行线上的电平决定。输入数据将由行线上的电平决定。行线特定的行线特定的4位数据输出和列线对应的位数据输出和列线对应的4位数据输入可以组位数据输入可以组成一个成一个8位的特征字,该特征字即为键值,代表了按下的位的特征字,该特征字即为键值,代表了按下的键所在的位置键所在的位置。第10页,此课件共58页哦2、扫描法产生键值扫描法产生
9、键值以行线作为扫描输出,以列线作为接收输入。以行线作为扫描输出,以列线作为接收输入。依次将行线置为低电平,并在列线上逐次接收数据。依次将行线置为低电平,并在列线上逐次接收数据。如果发现接收到的某一列线有低电平,则表示该列线如果发现接收到的某一列线有低电平,则表示该列线与行线连接的按键已经闭合。与行线连接的按键已经闭合。在接收到低电平的那次扫描中,行线数据与列线数据在接收到低电平的那次扫描中,行线数据与列线数据的组合便是所期望的键值,由该键值可确定闭合键在的组合便是所期望的键值,由该键值可确定闭合键在矩阵连接中的连接位置。矩阵连接中的连接位置。第11页,此课件共58页哦3、键盘扫描方式、键盘扫描
10、方式1)硬件中断识别法硬件中断识别法将矩阵式键盘电路的所有列线连接至将矩阵式键盘电路的所有列线连接至“与与”门电路的输门电路的输入端,入端,“与与”门电路的输出端与单片机外部中断连接。门电路的输出端与单片机外部中断连接。把全部行线置为低电平,全部列线置为高电平,当有键按把全部行线置为低电平,全部列线置为高电平,当有键按下时列线上出现低电平,产生中断,在中断服务程序中扫下时列线上出现低电平,产生中断,在中断服务程序中扫描键盘。描键盘。2)软件查询识别法软件查询识别法将全部行线置为低电平,全部列线置为高电平,定时从将全部行线置为低电平,全部列线置为高电平,定时从列线对应的列线对应的I/O口线输入数
11、据,如果判定接收的数据中有低口线输入数据,如果判定接收的数据中有低电平存在,则说明有按键按下,开始执行键盘扫描程序。电平存在,则说明有按键按下,开始执行键盘扫描程序。采采用用硬硬件件中中断断识识别别方方式式可可以以随随时时响响应应键键盘盘动动作作,具具有有较较强强的实时性,而采用软件查询方式则可以简化电路。的实时性,而采用软件查询方式则可以简化电路。第12页,此课件共58页哦4矩阵键盘扫描程序举例矩阵键盘扫描程序举例P1.0P1.1P1.2P1.3P1.7P1.6P1.5P1.4行行线线,扫扫描描输输出出列列线线,扫扫描描输输入入接接与与门门输输入入端端,与与 门门 输输 出出 接接INT0第
12、13页,此课件共58页哦键盘扫描程序如下:键盘扫描程序如下:INT0ISR:中断服务程序中断服务程序 MOV P1,#0FFH CLR P1.4 ;扫描输出;扫描输出 MOV A,P1 ;扫描输入;扫描输入 ANL A,#0FH XRL A,#0FH JZ NOKEY0 LCALL DELAY10MS MOV A,P1 ANL A,#0FH XRL A,#0FH JZ NOKEY0;判断判断P1.4行是否有键按下行是否有键按下;以下判断键码;以下判断键码MOV A,P1 ANL A,#0FH CJNE A,#0EH,NEXT1 MOV KEY,#3 LJMP OKNEXT1:CJNE A,#0
13、DH,NEXT2 MOV KEY,#7 LJMP OKNEXT2:CJNE A,#0BH,NEXT3 MOV KEY,#11 LJMP OKNEXT3:CJNE A,#07H,NOKEY0 MOV KEY,#15 LJMP OK第14页,此课件共58页哦7.2 显示接口显示接口为了实现人机交互,单片机应用系统通常配有显示器接为了实现人机交互,单片机应用系统通常配有显示器接口,主要显示元件采用口,主要显示元件采用LED(发光二极管显示器发光二极管显示器)或或LCD(液晶显示器液晶显示器),显示形式有笔画式和点阵式。,显示形式有笔画式和点阵式。笔画式显示元件大多为笔画式显示元件大多为LED数码管,
14、数码管,用于显示数字或简用于显示数字或简单字母信息,适合于规模较小的单片机系统。单字母信息,适合于规模较小的单片机系统。如七段码如七段码LED显示器显示器对于大信息量或图形显示一般使用点阵式对于大信息量或图形显示一般使用点阵式LCD显示器,显示器,这种显示器结构比较复杂,还需要考虑灰度调节、高压背这种显示器结构比较复杂,还需要考虑灰度调节、高压背光的配合,电路连接及程序操作都比较繁琐。光的配合,电路连接及程序操作都比较繁琐。点阵式点阵式LCD显示器多采用内置控制器的模组形式,在这显示器多采用内置控制器的模组形式,在这种形式下单片机与点阵式种形式下单片机与点阵式LCD的接口实际上变成了单片的接口
15、实际上变成了单片机与单片机之间的数据通信机与单片机之间的数据通信。第15页,此课件共58页哦LCD显示屏接口显示屏接口 LCD图形点阵显示器通常以图形点阵显示器通常以LCM(液晶显示模组液晶显示模组)形式出现,模形式出现,模组中封装了显示器、驱动电路、控制电路及背光调节电路等。组中封装了显示器、驱动电路、控制电路及背光调节电路等。本节以本节以MG12864 LCM为例介绍图形点阵为例介绍图形点阵LCD显示接口的应显示接口的应用。用。1MG12864 LCM模块基本参数模块基本参数(1)LCD类型:类型:STN形式。形式。(2)模块尺寸:模块尺寸:937012 mm。(3)显示区域尺寸:显示区域
16、尺寸:70.738.8 mm。(4)点阵间距:点阵间距:0.520.52 mm。(5)点阵分布:点阵分布:12864点。点。(6)每一点阵尺寸:每一点阵尺寸:0.480.48 mm。第16页,此课件共58页哦MG12864 LCM模块内部主要组成部分模块内部主要组成部分第17页,此课件共58页哦2MG12864 LCM模组结构说明模组结构说明MG12864LCM由以下几部分组成:由以下几部分组成:(1)核心部件:核心部件:12864 LCD点阵显示器。点阵显示器。(2)段驱动电路:两路段驱动电路:两路64列扫描显示驱动电路。列扫描显示驱动电路。(3)行驱动电路:行驱动电路:64行扫描显示驱动电
17、路。行扫描显示驱动电路。(4)背光驱动电路:背光驱动电路:LED发光管照明电路。发光管照明电路。MG12864 LCM内部还配置了如下部分:内部还配置了如下部分:(1)显示控制器。显示控制器。(2)显示存储器显示存储器DDRAM。(3)电源电路。电源电路。第18页,此课件共58页哦3MG12864引脚功能及说明引脚功能及说明1)数据信号数据信号DB0DB7:指令、数据传送总线。:指令、数据传送总线。2)控制信号控制信号RS:指令、数据选择控制线,高电平选择数据传送,:指令、数据选择控制线,高电平选择数据传送,低电平选择指令传送。低电平选择指令传送。R/W:读写方式控制线,高电平为读方式,低电平
18、为写方式:读写方式控制线,高电平为读方式,低电平为写方式E:信号选通控制线,高电平有效。:信号选通控制线,高电平有效。RSTB:复位信号线,低电平有效。:复位信号线,低电平有效。第19页,此课件共58页哦3MG12864引脚功能及说明引脚功能及说明3)地址信号地址信号CS1:段驱动电路选择线,高电平有效,选通:段驱动电路选择线,高电平有效,选通KS0108B(1)CS2:段驱动电路选择线,高电平有效,选通:段驱动电路选择线,高电平有效,选通KS0108B(2)4)供电电源供电电源VDD:模块的电源正端。:模块的电源正端。VSS:供电电源地。:供电电源地。5)灰度调节灰度调节VIN:LCD驱动电
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