《小键盘接口技术》PPT课件.ppt

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1、数码管显示与接口技术数码管显示与接口技术第七章第七章 常用的简单外部设备与接口技术常用的简单外部设备与接口技术七段显示器的原理七段显示器的原理共阴极共阴极共阳极共阳极1.1.单个单个LEDLED显示器结构和字段码关系显示器结构和字段码关系段LED字型码（段码）LEDLED驱动电路可以由普通三极管和电阻构成驱动电路可以由普通三极管和电阻构成,也可也可以用大电流器件来实现：以用大电流器件来实现：共阴极共阴极LED的的驱动驱动共阳极共阳极LED的的驱动驱动的驱动电路的驱动电路单个共阴极数码管驱动示意图单个共阴极数码管驱动示意图3.3.多位多位LEDLED接口电路接口电路 显示多位数据的两种电路：显示

2、多位数据的两种电路：静态显示静态显示静态显示是指静态显示是指LEDLED显示屏的上的灯点在显示时是同时点亮发光显示屏的上的灯点在显示时是同时点亮发光的；的；共阴极LED静态显示方式每位每位LEDLED分别用一组分别用一组8 8位字段口位字段口分别输出显示不同字形。分别输出显示不同字形。动态显示动态显示选用选用1ms1ms左右的时间轮流点亮各个左右的时间轮流点亮各个LEDLED数码管，由于人数码管，由于人眼的视觉暂留现象，看起来就像是眼的视觉暂留现象，看起来就像是4 4个数码管同时显示个数码管同时显示不同的内容。这种扫描显示的方法也叫动态显示。不同的内容。这种扫描显示的方法也叫动态显示。优点：优

3、点：LEDLED数码管显示降低接口电路的成本；数码管显示降低接口电路的成本；缺点：微处理器频繁访问显示端口；缺点：微处理器频繁访问显示端口；动态显示举例动态显示举例以六位共阴极以六位共阴极LEDLED数码管显示接口电路为例数码管显示接口电路为例,共阴数码管显示共阴数码管显示123456123456字形码。字形码。设置显示数码管个数：设置显示数码管个数：6减至减至0显示结束显示结束字形码字形码：06H06H，5BH5BH，4FH4FH，66H,6DH,7DH66H,6DH,7DH位选码位选码：01H01H，02H02H，04H04H，08H08H，10H,20H10H,20H位选码位选码D7D7

4、D0D07.2 7.2 小键盘接口技术小键盘接口技术独立式键盘独立式键盘1.1.键盘分类键盘分类为了节省并行端口的为了节省并行端口的IO资源，通常小键盘采资源，通常小键盘采用矩阵开关的结构，微处用矩阵开关的结构，微处理器通过并行端口读取开理器通过并行端口读取开关的通断情况，用软件来关的通断情况，用软件来判断是否有键按下，以及判断是否有键按下，以及按下的是什么键等信息。按下的是什么键等信息。矩阵开关键盘矩阵开关键盘0 04 48 81212以以1个个44的开关矩阵为例，采用的开关矩阵为例，采用8255的的C端口作端口作为并行端口，设置为并行端口，设置PC7PC4为输出端口，为输出端口，PC3PC

5、0为输入端口。为输入端口。PC7PC4输出全输出全0，然后读取，然后读取PC3PC0如果不为全如果不为全1，则有按键。，则有按键。2.按键识别的方法首先判断是否有键按下：首先判断是否有键按下：有键按下有键按下则逐位向则逐位向PC7PC4PC7PC4输出输出00，然后读取，然后读取PC3 PC0PC3 PC0，便可知按键的情况。，便可知按键的情况。同行的重键，很好识别；同行的重键，很好识别；不同行的重键，依扫描顺序识别不同行的重键，依扫描顺序识别行列扫描法行列扫描法0 04 48 812123.3.按键去抖按键去抖抖动：抖动：一般每个键在按下和松开时，都会经历短时间的抖一般每个键在按下和松开时，

6、都会经历短时间的抖动才达到稳定接通或稳定断开，因此在脉冲的开头和末尾部动才达到稳定接通或稳定断开，因此在脉冲的开头和末尾部位总要出现位总要出现些毛齿波。些毛齿波。1 1）硬件消抖法。）硬件消抖法。2 2）软件延时法。）软件延时法。在第一次检测到有键按下时，执行这段延时子程序使键的前沿抖在第一次检测到有键按下时，执行这段延时子程序使键的前沿抖动消失后再检测该键状态，如果该键仍保持闭合状态电平，则确动消失后再检测该键状态，如果该键仍保持闭合状态电平，则确认为该键已稳定按下，否则无键按下，从而消除了抖动的影响。认为该键已稳定按下，否则无键按下，从而消除了抖动的影响。同理，在检测到按键释放后，也同样要

7、延迟一段时间，以消除后同理，在检测到按键释放后，也同样要延迟一段时间，以消除后沿抖动，然后转入对该按键的处理。沿抖动，然后转入对该按键的处理。去抖动的方法通常有两种：去抖动的方法通常有两种：显示与小键盘接口实例显示与小键盘接口实例PA0PA0PA3PA3PC0PC0PC3PC3输出输出输入输入PBPB口口输出输出第第0 0行行第第1 1行行第第3 3行行第第2 2行行第第0 0列列 第第1 1列列 第第2 2列列第第3 3列列 LED显示与小键盘接口实例显示与小键盘接口实例利用利用Intel 8255的的A端口和端口和C端口，读取端口，读取44键盘矩阵键盘矩阵和显示和显示4位位16进制数。进制

8、数。在读取键盘时，在读取键盘时，关闭关闭LED显示显示,以免相互干以免相互干扰。扰。该程序该程序没有设置程没有设置程序出口，是序出口，是一个死循环一个死循环程序。程序。则设置则设置PAPA7 7 PA PA0 0为输入端口，为输入端口，PBPB3 3PBPB0 0为输出端口。再向为输出端口。再向PBPB3 3PBPB0 0输出刚才读取的列值，输出刚才读取的列值，然后读取然后读取PAPA7 7PAPA0 0的行值，将的行值，将行列值组合后查表即得对应行列值组合后查表即得对应按键。按键。行翻转法行翻转法首先判断是否有键按下首先判断是否有键按下有键按下有键按下设置设置PAPA7 7PAPA0 0为输

9、出端口，为输出端口，PBPB3 3PBPB0 0为输入端口。向为输入端口。向PAPA7 7PAPA0 0输出全输出全00，然后读取，然后读取PBPB3 3PBPB0 0，如果不为全，如果不为全11，则有，则有按键。按键。显示与小键盘接口实例显示与小键盘接口实例利用利用Intel 8255的的A端口端口和和C端口，读端口，读取取44键盘矩阵键盘矩阵和显示和显示4位位16进进制数。制数。在读取键在读取键盘时，关闭盘时，关闭LED显示显示,以免以免相互干扰。相互干扰。数模转换数模转换数模转换原理数模转换原理 一般情况下，输入数字量的各位是同时进行D/A转换的，所以也将其称为并行DAC。以输出电压量为

10、例，DAC输出电压u0与输入数字量N之间的关系为：u0kNk为比例系数，N为输入的数字量，是n位的二进制代码权电阻解码网络权电阻解码网络一个四位权电阻网络一个四位权电阻网络DACDAC。主要包括四部分：主要包括四部分：l参考电压源参考电压源V VREFREFl模拟开关模拟开关S0S0S3S3l电阻译码网络电阻译码网络l求和运算放大器求和运算放大器设输入一个四位二进制代码Dd3d2d1d0,根据图可得，流入求和运算放大器输入端的电流为：设反馈电阻RFR/2，求出电路输出电压为：所以，电路的输出电压u0与输入的四位二进制代码成正比：若输入一个四位二进制代码Dd3d2d1d01010，转换成十进制为

11、10,电路的输出电压为：依此类推，n位权电阻网络DAC的求和运算放大器输入端电流、输出电压表达式分别为：T T型电阻网络型电阻网络DACDAC，只使用阻值，只使用阻值为为R R和和2R2R的两种电的两种电阻，比权电阻网阻，比权电阻网络的制造要简单络的制造要简单易行。易行。T T型电阻网络型电阻网络DACDAC推广到推广到n位的位的T型电阻网络，有：型电阻网络，有：可见，输出的模拟电压可见，输出的模拟电压VO正比于输入的二进正比于输入的二进制数字量制数字量Bn。6.2 D/A(数模）转换器数模）转换器7.3.2 DAC08327.3.2 DAC0832简介简介三种工作方式：三种工作方式：直通工作

12、方式直通工作方式单缓冲工作方式单缓冲工作方式双缓冲工作方式双缓冲工作方式DIDI7 7DIDI0 0：8 8位数字量输入信号，位数字量输入信号，DIDI7 7为最高位。为最高位。CSCS：片选信号，低电平有效；：片选信号，低电平有效；WRWR1 1：输入寄存器写信号，低电平有效；：输入寄存器写信号，低电平有效；ILEILE：允许输入寄存器锁存信号，高电平有效。：允许输入寄存器锁存信号，高电平有效。上述上述3 3个控制信号共同作用选通输入寄存器。个控制信号共同作用选通输入寄存器。WRWR2 2：DACDAC寄存器写信号，低电平有效；寄存器写信号，低电平有效；XFERXFER：传送控制信号，低电平

13、有效；：传送控制信号，低电平有效；上述上述2 2个控制信号共同作用选通个控制信号共同作用选通DACDAC寄存器。寄存器。I IOUT1OUT1：模拟电流输出：模拟电流输出1 1，电流的大小与，电流的大小与DIDI7 7DIDI0 0成正比。成正比。I IOUT2OUT2：模拟电流输出：模拟电流输出2 2，I IOUT1OUT1+I+IOUT2OUT2=常数。常数。R RFBFB：反馈电阻引出端，可以直接连接运算放大器：反馈电阻引出端，可以直接连接运算放大器的输出端。的输出端。V VREFREF：参考电压输入，：参考电压输入，-10V+10V-10V+10V。V VCCCC：芯片工作电压，芯片工

14、作电压，+5V+15V+5V+15V。AGNDAGND：模拟信号地；：模拟信号地；DGNDDGND：数字信号地。：数字信号地。使用使用DAC0832DAC0832的一级锁存器锁存数字量，构成下图的一级锁存器锁存数字量，构成下图所示电路。假设所示电路。假设IOIO地址为地址为DA_PORTDA_PORT时选通时选通CS,CS,产生锯齿产生锯齿波的程序如下，锯齿波的周期由延迟子程序控制。波的程序如下，锯齿波的周期由延迟子程序控制。利用利用DAC0832DAC0832产生锯齿波产生锯齿波模数转换原理模数转换原理模数转换模数转换计数式计数式A/DA/D转换原理转换原理逐次逼近式逐次逼近式A/DA/D转

15、换转换ADC0809ADC0809是是8 8通道逐次逼近式通道逐次逼近式ADCADC芯片，一次芯片，一次A/DA/D转转换的时间取决于换的时间取决于CLKCLK的频率，的频率，CLKCLK的频率可以在的频率可以在101280kHz101280kHz范围内，典型值为范围内，典型值为640kHz640kHz，对应的典，对应的典型转换时间为型转换时间为100s100s。7.4.2 87.4.2 8位位ADCADC芯片芯片ADC0809ADC0809简介简介CLK(I)CLK(I)：时钟信号，其频率决定转换速度。：时钟信号，其频率决定转换速度。ININ7 7ININ0 0(I)(I)：8 8路模拟量输

16、入信号。路模拟量输入信号。ADDCADDC、ADDBADDB、ADDA(I)ADDA(I)：通道选择信号。：通道选择信号。ALE(I)ALE(I)：通道地址锁存允许信号，高电平有效。：通道地址锁存允许信号，高电平有效。START(I)START(I)：A/DA/D转换启动信号，高电平有效。转换启动信号，高电平有效。EOC(O)EOC(O)：A/DA/D转换结束信号，高电平有效。转换结束信号，高电平有效。D D7 7DD0 0(O)(O)：数字量输出信号。：数字量输出信号。OE(I)OE(I)：允许数字量输出信号，高电平有效。：允许数字量输出信号，高电平有效。V VREF+REF+(I)(I)：参考电平：参考电平+，典型值为，典型值为VccVcc。V VREF-REF-(I)(I)：参考电平：参考电平-，典型值为，典型值为GNDGND。Vcc(I)Vcc(I)：供电引脚，：供电引脚，+5V+5V。ADC0809ADC0809引脚功能引脚功能ADC0809ADC0809与与80868086微处理器的连接示意图如下。占用微处理器的连接示意图如下。占用2 2个个IOIO地址，假设为地址，假设为210H210H和和211H211H。210H210H是数据端口，是数据端口，211H211H是状态端口：是状态端口：ADC0809ADC0809转换举例转换举例