《键盘显示》PPT课件.ppt
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1、第第6章章键盘和数码管键盘和数码管 第第6 6章章键盘键盘和数和数码码管管教学目的:教学目的:1.1.学习键盘与数码管的相关知识;学习键盘与数码管的相关知识;2.2.学习键盘与学习键盘与LEDLED控制芯片控制芯片ZLG7289ZLG7289的使用与编程。的使用与编程。重点难点重点难点ZLG7289ZLG7289的使用与编程的使用与编程10/27/20221第第6章章键盘和数码管键盘和数码管 单片机与普通键盘及数码管接口电路设计单片机与普通键盘及数码管接口电路设计1普通按键普通按键(1)键盘简介)键盘简介按键按照结构原理可分为两类,一类是触点按键按照结构原理可分为两类,一类是触点式开关按键,如
2、机械式开关、导电橡胶式开关式开关按键,如机械式开关、导电橡胶式开关等;另一类是无触点式开关按键,如电气式按等;另一类是无触点式开关按键,如电气式按键,磁感应按键等。前者造价低,后者寿命长。键,磁感应按键等。前者造价低,后者寿命长。目前,微机系统中最常见的是触点式开关按键。目前,微机系统中最常见的是触点式开关按键。10/27/20222第第6章章键盘和数码管键盘和数码管 a)编码键盘与非编码键盘编码键盘与非编码键盘:编码键盘是用硬件来实编码键盘是用硬件来实现对键的识别,现对键的识别,非编码键盘是由软件来实现键盘的非编码键盘是由软件来实现键盘的定义与识别定义与识别。b)全编码键盘能够由硬件逻辑自动
3、提供与键对应的全编码键盘能够由硬件逻辑自动提供与键对应的编码,此外,一般还具有去抖动和多键、窜键保护编码,此外,一般还具有去抖动和多键、窜键保护电路。电路。c)非编码键盘只简单地提供行和列的矩阵,其它工非编码键盘只简单地提供行和列的矩阵,其它工作均由软件完成。作均由软件完成。重点介绍非编码键盘接口重点介绍非编码键盘接口10/27/20223第第6章章键盘和数码管键盘和数码管 (2)按键消抖动处理按键消抖动处理键盘通常使用机械触点式按键开关,其主要功能键盘通常使用机械触点式按键开关,其主要功能是把机械上的通断转换成为电气上的逻辑关系。是把机械上的通断转换成为电气上的逻辑关系。也就是说,它能提供标
4、准的也就是说,它能提供标准的TTL逻辑电平,以便逻辑电平,以便与通用数字系统的逻辑电平相容。与通用数字系统的逻辑电平相容。机械式按键再按下或释放时,由于机械弹性机械式按键再按下或释放时,由于机械弹性作用的影响,通常伴随有一定时间的触点机械抖作用的影响,通常伴随有一定时间的触点机械抖动,然后其触点才稳定下来。其抖动过程如图动,然后其触点才稳定下来。其抖动过程如图6-1所示,所示,抖动时间抖动时间的长短与开关的机械特性有关,的长短与开关的机械特性有关,一般为一般为5 10ms。10/27/20224第第6章章键盘和数码管键盘和数码管 图6.1 按键触点的机械抖动10/27/20225第第6章章键盘
5、和数码管键盘和数码管 在触点抖动在触点抖动期间检测按键的通与断状态,可能导致判断期间检测按键的通与断状态,可能导致判断出错,即出错,即按键一次按下或释放被错误地认为是多次操作按键一次按下或释放被错误地认为是多次操作。为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判,必须采取为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判,必须采取去抖动措施。这一点可从硬件、软件两方面予以考虑。在去抖动措施。这一点可从硬件、软件两方面予以考虑。在键数较少时,可采用硬件去抖,而当键数较多时,采用软键数较少时,可采用硬件去抖,而当键数较多时,采用软件去抖。件去抖。在硬件上可采用在键输出端加在硬件上可采用在键输出端加R-S触发器触发器(
6、双稳态触发器双稳态触发器)或单稳态触发器构成去抖动电路。图或单稳态触发器构成去抖动电路。图6-2是一种由是一种由R-S触发触发器构成的去抖动电路,当触发器一旦翻转,触点抖动不会器构成的去抖动电路,当触发器一旦翻转,触点抖动不会对其产生任何影响。对其产生任何影响。10/27/20226第第6章章键盘和数码管键盘和数码管 图图6-2 6-2 双稳态去抖电路双稳态去抖电路10/27/20227第第6章章键盘和数码管键盘和数码管 电路工作过程:电路工作过程:按键未按下时,按键未按下时,a=0,b=1,输出输出Q=1。按按键键按按下下,因因机机械械弹弹性性作作用用的的影影响响,使使按按键键产产生生抖抖动
7、动。当当开开关关没没有有稳稳定定到到达达b端端时时,因因与与非非门门2输输出出为为0反反馈馈到到与与非非门门1的的输输入入端端,封封锁锁了了与与非非门门1,双双稳稳态态电电路路的的状状态态不不会会改改变变,输输出出保保持持为为1,输输出出Q不不会会产产生生抖抖动动的的波波形形。当当开开关关稳稳定定到到达达b端端时时,因因a=1,b=0,使,使Q=0,双稳态电路状态发生翻转。双稳态电路状态发生翻转。释释放放按按键键时时,在在开开关关未未稳稳定定到到达达a端端时时,因因Q=0,封封锁锁了了与与非非门门2,双双稳稳态态电电路路的的状状态态不不变变,输输出出Q保保持持不不变变,消消除除了了后后沿沿的的
8、抖抖动动波波形形。当当开开关关稳稳定定到到达达a端端时时,因因a=0,b=0,使使Q=1,双稳态电路状态发生翻转,输出双稳态电路状态发生翻转,输出Q重新返回原状态。重新返回原状态。由由此此可可见见,键键盘盘输输出出经经双双稳稳态态电电路路之之后后,输输出出已已变变为为规规范范的的矩形方波。矩形方波。10/27/20228第第6章章键盘和数码管键盘和数码管 软软件件上上采采取取的的措措施施是是:在在检检测测到到有有按按键键按按下下时时,执执行行一一个个10ms左左右右(具具体体时时间间应应视视所所使使用用的的按按键键进进行行调调整整)的的延延时时程程序序后后,再再确确认认该该键键电电平平是是否否
9、仍仍保保持持闭闭合合状状态态电电平平,若若仍仍保保持持闭闭合合状状态态电电平平,则则确确认认该该键键处处于于闭闭合合状状态态。同同理理,在在检检测测到到该该键键释释放放后后,也也应应采采用用相相同同的的步步骤骤进进行行确确认认,从从而而可可消除抖动的影响。消除抖动的影响。一般采用软件去抖动,按键扫描程序编制中一定要加入必要的延时程序去抖动。10/27/20229第第6章章键盘和数码管键盘和数码管 (3)键盘结构)键盘结构独立式按键结构独立式按键结构独立式按键是直接用独立式按键是直接用I/O口线构成的单个按键电路,口线构成的单个按键电路,其特点是每个按键单独占用一根其特点是每个按键单独占用一根I
10、/O口线,每个按键的口线,每个按键的工作不会影响其它工作不会影响其它I/O口线的状态。独立式按键的典型口线的状态。独立式按键的典型应用如图应用如图6-3所示。所示。独立式按键电路配置灵活,软件结构简单,但每个独立式按键电路配置灵活,软件结构简单,但每个按键必须占用一根按键必须占用一根I/O口线,因此,在按键较多时,口线,因此,在按键较多时,I/O口线浪费较大,不宜采用。口线浪费较大,不宜采用。10/27/202210第第6章章键盘和数码管键盘和数码管 图图6-3 6-3 独立式按键电路独立式按键电路10/27/202211第第6章章键盘和数码管键盘和数码管 矩阵式按键矩阵式按键若使用按键较多时
11、,通常采用矩阵式(也称行列若使用按键较多时,通常采用矩阵式(也称行列式)键盘。式)键盘。矩阵式键盘由行线和列线组成,按键位于行、矩阵式键盘由行线和列线组成,按键位于行、列线的交叉点上,其结构如图列线的交叉点上,其结构如图6-4所示。所示。由图可知,一个由图可知,一个44的行、列结构可以构成一个含的行、列结构可以构成一个含有有16个按键的键盘,显然,在按键数量较多时,矩个按键的键盘,显然,在按键数量较多时,矩阵式键盘较之独立式按键键盘要节省很多阵式键盘较之独立式按键键盘要节省很多I/O口。口。10/27/202212第第6章章键盘和数码管键盘和数码管 图图6-4 6-4 矩阵式键盘结构矩阵式键盘
12、结构10/27/202213第第6章章键盘和数码管键盘和数码管 键位的编码键位的编码(1 1)用连接键盘的)用连接键盘的I/OI/O线的二进制组合进行编码。如(线的二进制组合进行编码。如(a a)图)图(2 2)顺序排列编码。如()顺序排列编码。如(b b)图)图(3 3)处理方法如下:编码值)处理方法如下:编码值=行首编码值行首编码值X+X+列号列号Y Y。P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.788848281484442412824222118141211P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7FEDCBA9876543210(a)(b)1
13、0/27/202214第第6章章键盘和数码管键盘和数码管 实际电路实际电路10/27/202215第第6章章键盘和数码管键盘和数码管 键盘的工作方式键盘的工作方式 对键盘的响应取决于键盘的工作方式,键盘的工作方对键盘的响应取决于键盘的工作方式,键盘的工作方式应根据实际应用系统中式应根据实际应用系统中CPUCPU的工作状况而定,其选取的原的工作状况而定,其选取的原则是既要保证则是既要保证CPUCPU能及时响应按键操作,又不要过多占用能及时响应按键操作,又不要过多占用CPUCPU的工作时间。的工作时间。键盘的工作方式有三种,即编程扫描、定时扫描和中断扫键盘的工作方式有三种,即编程扫描、定时扫描和中
14、断扫描。描。1)1)编程扫描方式编程扫描方式 编程扫描方式是利用编程扫描方式是利用CPUCPU完成其它工作的空余时间,调完成其它工作的空余时间,调用键盘扫描子程序来响应键盘输入的要求。在执行键功能程用键盘扫描子程序来响应键盘输入的要求。在执行键功能程序时,序时,CPUCPU不再响应键输入要求,直到不再响应键输入要求,直到CPUCPU重新扫描键盘为止。重新扫描键盘为止。10/27/202216第第6章章键盘和数码管键盘和数码管 键盘扫描程序一般应包括以下内容:键盘扫描程序一般应包括以下内容:(1)判别有无键按下。判别有无键按下。(2)键盘扫描取得闭合键的行、列值键盘扫描取得闭合键的行、列值。(3
15、)用计算法或查表法得到键值用计算法或查表法得到键值。(4)判断闭合键是否释放,如没释放则继续等待。判断闭合键是否释放,如没释放则继续等待。(5)将将闭合键键号保存闭合键键号保存,同时转去执行该闭合键的功,同时转去执行该闭合键的功能。能。10/27/202217第第6章章键盘和数码管键盘和数码管 软软件件编编制制流流程程10/27/202218第第6章章键盘和数码管键盘和数码管 2.数码管数码管数数码码管管由由8个个发发光光二二极极管管(以以下下简简称称字字段段)构构成成,通通过过不不同同的的组组合合可可用用来来显显示示数数字字0 9、字字符符A F、H、L、P、R、U、Y、符符号号“”及及小小
16、数数点点“”。数数码码管管的的外外形形结结构构如如图图6-5(a)所所示示。数数码码管管又又分分为为共共阴阴极极和和共共阳阳极极两两种种结结构构,分分别别如如图图(b)和图(和图(c)所示。)所示。10/27/202219第第6章章键盘和数码管键盘和数码管 基本结构基本结构a ab bc cd de ef fg gdpdp(a)(a)基本结构基本结构(b)(b)共阴极共阴极(c)(c)共阳极共阳极cdedp12345678910a bfgcomcomabcefabcdefgdpcomcom图图4 410/27/202220第第6章章键盘和数码管键盘和数码管 共阳极数码管的共阳极数码管的8 8个
17、发光二极管的阳极(二极管正端)个发光二极管的阳极(二极管正端)连接在一起。通常,连接在一起。通常,公共阳极接高电平公共阳极接高电平(一般接电源)(一般接电源),其它管脚接段驱动电路输出端。当,其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的某段驱动电路的输出端为低电平时,则该端所连接的字段导通并点亮输出端为低电平时,则该端所连接的字段导通并点亮。共共阴阴极极数数码码管管的的8 8个个发发光光二二极极管管的的阴阴极极(二二极极管管负负端端)连连接接在在一一起起。通通常常,公公共共阴阴极极接接低低电电平平(一一般般接接地地),其其它它管管脚脚接接段段驱驱动动电电路路输输出出端端。当当某某段段驱驱动动电
18、电路路的的输输出出端端为为高高电电平平时时,则则该该端端所所连连接接的的字字段段导导通通并并点点亮亮,根根据据发发光光字字段段的的不不同同组组合合可可显显示示出出各各种种数数字字或或字字符符。见下表见下表10/27/202221第第6章章键盘和数码管键盘和数码管 显示显示字符字符段段 符符 号号十六进制代码十六进制代码dpgfedcba共阴共阴共阳共阳0123456789ABCDEFHP000000000000000001001111101111011111100011101111101111101000101011111111101101101101111000110111111111010
19、0001111100111100100011011011111101011113FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H7FH6FH77H7CH39H5EH79H71H76HF3HC0F9A4B0999282F880908883C6A18684FFBF10/27/202222第第6章章键盘和数码管键盘和数码管 数码管显示数码管显示数码管的接口有静态接口和动态接口。数码管的接口有静态接口和动态接口。静态接口静态接口为固定显示方式,无闪烁,其电路可采用一个并为固定显示方式,无闪烁,其电路可采用一个并行口接一个数据管,数码管的公共端按共阴或共阳分别行口接一个数据管,数码管的公共端按共阴或共阳分
20、别接地或接地或VccVcc。这种接法占用接口多。也可以用串行接口的。这种接法占用接口多。也可以用串行接口的方法接多个数码管,方法接多个数码管,使之静态显示使之静态显示.动态接口动态接口采用各数码管循环轮流显示的方法,当循环显示采用各数码管循环轮流显示的方法,当循环显示频率较高时,利用人眼的暂留特性频率较高时,利用人眼的暂留特性,看不出闪烁显示现,看不出闪烁显示现象,这种显示需要一个接口完成字形码的输出象,这种显示需要一个接口完成字形码的输出(字形选择字形选择),另一接口完,另一接口完成各数码管的轮流点亮成各数码管的轮流点亮(数位选择数位选择)。一般采用动态显示。一般采用动态显示。10/27/2
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