片机原理及应用-接口及程序设计.ppt

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1、单片机原理及应用单片机原理及应用北京化工大学信息科学与技术学院主讲教师：林伟国E-mail:linwgmail.buct.edu,cnE-mail:linwgmail.buct.edu,cn单片机典型外围接口技术单片机典型外围接口技术键盘接口1、键盘的工作原理和扫描方式键盘可以分为：独立连接式和矩阵式独立连接式键盘：1）每个键独立地接入一根数据输入线。2）平时所有的数据输入线都连接成高电平；3）当任何一个按键压下时，与之相连的数据输入线被拉成低电平。4）要判断是否有键按下，只要位处理指令即可。独立连接式键盘优缺点：结构简单、使用方便，但随着键数的增多，所占用的IO口线也增加适用场合：在使用键数

2、不多的单片机系统中，适合使用独立式键盘矩阵式键盘：组成一个矩阵式键盘输入电路，其必不可少的部分有：1）键盘开关矩阵2）输出（行线）锁存器3）输入（列线）缓冲器2、矩阵式键盘的工作过程1）CPU先使行线O0线为低，其余行线为高，即0行为“0”状态，其余行均为“1”状态；2）CPU读入输入缓冲器的状态，以确定哪条列线为“0”状态。若I0为“0”状态，则键“0”压下；若I1为“0”状态，则键“1”压下；I2为“0”状态，则键“2”压下；（3）若输入缓冲器的状态全部为“1”状态，则CPU继续使行线0为低，其余行线为高。再读入输入缓冲器的状态，以确定哪条列线为“0”状态，从而判断是哪个键按下。（4）当判

3、断出哪个键压下之后，程序转入相应的键处理程序。这样的工作过程称为键扫描，其框图如下：扫描键盘有键按下？译码，分支0号键处理N号键处理yes扫描框图 键扫描方式：程控扫描方式：CPU的控制一旦进入监控程序，将反复不断地扫描键盘，等待输入命令和数据。定时扫描方式：在初始化程序中对定时器/计数器进行编程，使之产生10ms的定时中断，CPU响应定时中断，执行中断服务程序，对键盘扫描一遍，检查键盘的状态，实现对键盘的定时扫描。当两遍扫描键位上都有键按下，CPU才作键处理。中断扫描方式：当键位上有键压下时，产生中断请求，CPU响应中断，执行中断服务程序，判断键位上压下的键的键号，作相应处理。键盘的接口电路

4、1.直接使用I/O的键盘电路 由于80C51的I/O口具有输出锁存和输入缓冲的功能，因而用它们组成键盘电路时，可以省掉输出锁存器和输入缓冲器。图中为一个44的键位与80C51的接口电路。键位的列线（输入线）连到P1口的低4位，行线（输出线）连到P1口的高4位，而4根列线通过“与”门相连后，连接到INT0端。初始状态时，全部为0（输出为0）。没有键按下时，INT0为高电平；当键位上有任一键压下时，INT0端变为低，向CPU发出中断请求。若CPU开放外部中断0，则响应中断，执行中断服务程序扫描键盘。在行输出电路中，每行都串联一个二极管，是为了防止多键按下时，使输出口短路。2.利用I/O口和译码器的

5、接口 利用译码器74HC138，通过、和三根口线获得8根行线，从而节省了I/O口线。3.利用串行口的键盘电路利用80C51的串行口工作方式0下时，将74HC164的输出作为行线，为列线的88键盘。显示电路显示电路7.2.1 LED显示器的工作原理：1.发光二极管的控制发光二极管一般为砷化镓半导体二极管，电路如图所示：图中，Ri为限流电阻，阻值为100-300之间。发光的条件：U2=UTTL低；U1=UTTL高不发光条件：U1=UTTL低或U2=UTTL高2.显示块的控制显示块有若干发光二极管组合而成。一般的“8”字形显示块由“a,b,c,d,e,f,g,h”8个发光二极管组成，如图所示每个发光

6、二极管称为一个字段。“8”字形显示块有共阳极和共阴极两种结构形式。以共阴极显示块为例，说明对显示块的控制方法：假定8段数码管的控制方法如图所示，其中D0-D7分别接a-h;对于共阳极发光二极管，应该是共阴极的显示码的反。D7D6D5D4D3D2D1D0编码字形hgfedcba0001111113FH10000011006HD010111105EH显示电路的分类与接口显示电路分为静态显示和动态显示两类静态显示电路 通过80C51的P0口的显示接口,由一个8位锁存口和一个显示块组成，如图所示为共阳极显示块,显示时将数据通过P0口送出，但这种电路需用电源的容量大。图中，74HC247为译码电路，它将

7、输入的4根数据线译为8根输出线，输出为BCD码0-9。74HC247的驱动能力很强，每根输出线的灌电流可达20mA,驱动共阳极显示块是没有问题的。通过80C51的P0口译码驱动的显示 利用串行总线控制的显示接口见图7-10，利用芯片SAA1064控制显示块，SAA1064是具有I2C总线、从接收器的4位代小数点的七段显示驱动芯片，通过多路开关对两个2位显示器进行切换显示，通过I2C总线接收数据。动态显示电路对于动态显示电路一般是利用CPU控制电路来控制显示块的导通和截止。显示电路由下列三部分组成：显示块、字形锁存驱动器及字位锁存驱动器，如图所示：工作过程：将字形代码送入字形锁存器锁存，这时所有

8、的显示块都有可能显示同样的字符；再将需要显示的位置送入字位锁存器锁存。为了防止闪烁，显示的时间在1-2ms。通过P0口和P1口的接口（如图7-12）MOV A,#自行代码 ；如#3FH MOV P1,A ；从P1口输入字形 MOV A,#01H ；输出字位码，点亮最右边的一位 MOVX R0,A ；通过P0口输出字位，并锁存键盘的显示电路在矩阵式键盘电路中，有输出（行线）锁存器和输入（列线）缓冲器；在LED显示电路中，有字形输出锁存器及字位输出锁存器。在单片机的接口电路中，为了节省口线，常将两者结合在一起，而共享锁存器。工作原理：首先，使P1口的低四位输出字形代码；P1口的高4位输出一个位扫描字，经3-8译码器后显示某一位，并保持1ms。各位扫描一遍之后，关掉显示。其次，使P1口的高四位转换为输入方式，使P1口的低4位输出键扫描信号，有键压下时，转入键译码和处理程序。整个扫描一遍键盘的时间约需十几微妙（us）