第9章应用系统配置及接口技术(1)(精品).ppt

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1、2023/1/261 单片机单片机技术技术 第第9 9章章 应用系统配置及接口技术应用系统配置及接口技术2023/1/262 单片机单片机技术技术 键盘：一组按键开关的集合键盘：一组按键开关的集合。行线电压信号通过键盘开关机械触点的断开、闭合，行线电压信号通过键盘开关机械触点的断开、闭合，输出波形如图输出波形如图10-610-6。9.1 9.1 键盘接口及处理程序键盘接口及处理程序2023/1/263 单片机单片机技术技术 2.2.按键的确认按键的确认 检测行线电平，便可确认按键按下与否。检测行线电平，便可确认按键按下与否。高电平：高电平：断开；断开；低电平低电平：闭合，：闭合，常用硬件和常用

2、硬件和软件来消除按键抖动。软件来消除按键抖动。基本思想基本思想：检测到有键按下，键对应的行线为低，软检测到有键按下，键对应的行线为低，软件延时件延时1010msms后，行线如仍为低，则确认该行有键按下。后，行线如仍为低，则确认该行有键按下。3.3.如何消除按键的抖动如何消除按键的抖动 当键松开时当键松开时，行线变高，软件延时，行线变高，软件延时1010msms后，行线仍为后，行线仍为高，说明按键已松开。高，说明按键已松开。采取以上措施，采取以上措施，躲开了两个抖动期躲开了两个抖动期t1t1和和t3t3的影响的影响。2023/1/264 单片机单片机技术技术 键盘接口的工作原理键盘接口的工作原理

3、独立式独立式按键接口和按键接口和行列式行列式键盘接口。键盘接口。1.1.独立式键盘接口独立式键盘接口 各键相互独立，每个按键各接一根输入线，通过检各键相互独立，每个按键各接一根输入线，通过检测输入线的电平状态可很容易判断那个键被按下。测输入线的电平状态可很容易判断那个键被按下。此种接口此种接口适于键数较少或操作速度较高适于键数较少或操作速度较高的场合。的场合。图图10-710-7（a a）为为中断方式的独立式中断方式的独立式键盘工作电路键盘工作电路图图10-710-7（b b）为为查询方式的独立式查询方式的独立式键盘工作电路键盘工作电路。2023/1/265 单片机单片机技术技术 2023/1

4、/266 单片机单片机技术技术 图图10-910-9用用三态缓冲器三态缓冲器扩展的扩展的I/OI/O口的按键接口电口的按键接口电路路。2023/1/267 单片机单片机技术技术 对图对图10-910-9独立式键盘编程，软件消抖，查询方式检独立式键盘编程，软件消抖，查询方式检测键的状态。仅有一键按下时才有效才处理。测键的状态。仅有一键按下时才有效才处理。KEYIN:MOV DPTR,#0BFFFHKEYIN:MOV DPTR,#0BFFFH；键盘端口地址键盘端口地址BFFFHBFFFHMOVX A,DPTRMOVX A,DPTR；读键盘状态读键盘状态ANL A,#1FHANL A,#1FH；屏蔽

5、高三位屏蔽高三位MOV R3,AMOV R3,A；保存键盘状态值保存键盘状态值LCALL DELAY10LCALL DELAY10；延时延时1010msms去键盘抖动去键盘抖动MOVX A,DPTRMOVX A,DPTR；再读键盘状态再读键盘状态ANL A,#1FHANL A,#1FH；屏蔽高三位屏蔽高三位 CJNE A,R3,RETURN CJNE A,R3,RETURN；两次不同，抖动引起转两次不同，抖动引起转RETURNRETURNCJNE A,#1EH,KEY2 CJNE A,#1EH,KEY2；相等，有键按下，不等转相等，有键按下，不等转KEY2KEY22023/1/268 单片机单

6、片机技术技术 LJMP PKEY1LJMP PKEY1;是是S1S1键按下，转键按下，转K1K1键处理键处理 ；子程序子程序PKEY1PKEY1KEY2:CJNE A,#1DH,KEY3;S2KEY2:CJNE A,#1DH,KEY3;S2键未按下，转键未按下，转KEY3KEY3LJMP PKEY2LJMP PKEY2 ;S2 ;S2键按下，转键按下，转PKEY2PKEY2处理处理KEY3:KEY3:CJNE A,#1BH,KEY4CJNE A,#1BH,KEY4;S3;S3未按下，转未按下，转KEY4KEY4LJMP PKEY3 ;S3LJMP PKEY3 ;S3按下，转按下，转PKEY3P

7、KEY3处理处理KEY4:CJNE A,#17H,KEY5;S4KEY4:CJNE A,#17H,KEY5;S4键未按下，转键未按下，转KEY5KEY5LJMP PKEY4 ;S4LJMP PKEY4 ;S4按下，转按下，转PKEY4PKEY4处理处理KEY5:KEY5:CJNE A,#0FH,PASS;S5CJNE A,#0FH,PASS;S5未按下，转未按下，转RETURNRETURNLJMP PKEY5 ;S5LJMP PKEY5 ;S5按下，转按下，转PKEY5PKEY5处理处理RETURN:RET ;RETURN:RET ;重键或无键按下，从子程序返回重键或无键按下，从子程序返回识别

8、和编程简单，识别和编程简单，用在按键数较少的场合。用在按键数较少的场合。2023/1/269 单片机单片机技术技术 2.2.行列式行列式(矩阵式矩阵式)键盘接口键盘接口 用于按键数目较多的场合，用于按键数目较多的场合，由由行线和列线组成行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。如图所示。按键位于行、列的交叉点上。如图所示。按键数目较多的场合按键数目较多的场合，行列式键盘与独立式键盘，行列式键盘与独立式键盘相比，要节省很多的相比，要节省很多的I/OI/O口线。口线。2023/1/2610 单片机单片机技术技术（1 1）行列式键盘工作原理）行列式键盘工作原理 无键按下，该行线为高电平，无键按下，该

9、行线为高电平，当有键按下时，行当有键按下时，行线电平由列线的电平来决定线电平由列线的电平来决定。由于行、列线为多键共用，各按键彼此将相互发由于行、列线为多键共用，各按键彼此将相互发生影响，必须生影响，必须将行、列线信号配合起来并作适当的处将行、列线信号配合起来并作适当的处理，才能确定闭合键的位置理，才能确定闭合键的位置。（2 2）按键的识别方法按键的识别方法扫描法扫描法 图图10-1010-10（b b）中中3 3号键被按下为例，来说明此键号键被按下为例，来说明此键时如何被识别出来的。时如何被识别出来的。2023/1/2611 单片机单片机技术技术 识别键盘有无键被按下的方法，分两步进行：识别

10、键盘有无键被按下的方法，分两步进行：第第1 1步：步：识别键盘有无键按下；识别键盘有无键按下；第第2 2步：步：如有键被按下，识别出具体的按键。如有键被按下，识别出具体的按键。把所有列线置把所有列线置0 0，检查各行线电平是否有变化，如，检查各行线电平是否有变化，如有变化，说明有键按下，如无变化，则无键按下。有变化，说明有键按下，如无变化，则无键按下。上述方法称为上述方法称为扫描法扫描法，即，即先把某一列置低电平，先把某一列置低电平，其余各列为高电平，检查各行线电平的变化其余各列为高电平，检查各行线电平的变化，如果某，如果某行线电平为低，可确定行线电平为低，可确定此行列交叉点此行列交叉点处的按

11、键被按处的按键被按下。下。2023/1/2612 单片机单片机技术技术 键盘的工作方式键盘的工作方式 单片机在忙于各项工作任务时，如何兼顾键盘的输单片机在忙于各项工作任务时，如何兼顾键盘的输入，取决于键盘的工作方式。入，取决于键盘的工作方式。2023/1/2613 单片机单片机技术技术 原则：原则：即要保证能及时响应按键操作，又不要过多占即要保证能及时响应按键操作，又不要过多占用用CPUCPU的工作时间。的工作时间。通常，通常，键盘工作方式有键盘工作方式有3 3种，即编程扫描、定时扫种，即编程扫描、定时扫描和中断扫描。描和中断扫描。1.1.编程扫描方式编程扫描方式 只有当单片机空闲时，才调用键

12、盘扫描子程序，只有当单片机空闲时，才调用键盘扫描子程序，扫描键盘。扫描键盘。工作过程：工作过程：（1 1）在键盘扫描子程序中，先判断有无键按下。）在键盘扫描子程序中，先判断有无键按下。方法：方法：PAPA口口8 8位输出全位输出全0 0，读，读PCPC口低口低4 4位状态，若位状态，若PC0PC0PC3PC3为全为全1 1，则说明键盘无键按下；若不全为，则说明键盘无键按下；若不全为1 1，则说明，则说明键盘可能有键按下。键盘可能有键按下。2023/1/2614 单片机单片机技术技术（2 2）用软件来消除按键抖动的影响。如有键按下，则）用软件来消除按键抖动的影响。如有键按下，则进行下一步。进行下

13、一步。（3 3）求按下键的键号。）求按下键的键号。（4 4）等待按键释放后，再进行按键功能的处理操作。）等待按键释放后，再进行按键功能的处理操作。2.2.定时扫描工作方式定时扫描工作方式 利用单片机内的定时器，产生定时中断，对利用单片机内的定时器，产生定时中断，对键盘键盘进行扫描。进行扫描。3.3.中断工作方式中断工作方式 只有在键盘有键按下时，才执行键盘扫描程序，如只有在键盘有键按下时，才执行键盘扫描程序，如无键按下，单片机将不理睬键盘。无键按下，单片机将不理睬键盘。2023/1/2615 单片机单片机技术技术 2023/1/2616 单片机单片机技术技术 2023/1/2617 单片机单片

14、机技术技术 2023/1/2618 单片机单片机技术技术 2023/1/2619 单片机单片机技术技术 2023/1/2620 单片机单片机技术技术 LEDLED显示器接口原理显示器接口原理 LED LED(Light Emitting Diode)(Light Emitting Diode):发光二极管的缩写。发光二极管的缩写。显示器前面冠以显示器前面冠以“LEDLED”。LEDLED显示器的结构显示器的结构 常用的常用的LEDLED显示器为显示器为8 8段段（或（或7 7段段，8 8段比段比7 7段多了一段多了一个小数点个小数点“dpdp”段）。段）。有有共阳极共阳极和和共阴极共阴极两种。

15、如图两种。如图10-110-1所示。所示。2023/1/2621 单片机单片机技术技术 2023/1/2622 单片机单片机技术技术 为使为使LEDLED显示不同的符号或数字显示不同的符号或数字，要为，要为LEDLED提供提供段码段码（或称（或称字型码字型码）。）。提供给提供给LEDLED显示器的段码显示器的段码（字型码字型码）正好是一个字正好是一个字节（节（8 8段）段）。各段与字节中各位对应关系如下：。各段与字节中各位对应关系如下：按上述格式，按上述格式，8 8段段LEDLED的段码如表的段码如表10-110-1所示。所示。2023/1/2623 单片机单片机技术技术 显示字符显示字符共阴

16、极共阴极段码段码共阳极共阳极段码段码显示字符显示字符共阴极共阴极段码段码共阳极共阳极段码段码0 03 3FHFHC0HC0Hc c3939H HC6HC6H1 10606H HF9HF9Hd d5 5EHEHA1HA1H2 25 5BHBHA4HA4HE E7979H H8686H H3 34 4FHFHB0HB0HF F7171H H8 8EHEH4 46666H H9999H HP P7373H H8 8CHCH5 56 6DHDH9292H HU U3 3EHEHC1HC1H6 67 7DHDH8282H HT T3131H HCEHCEH7 70707H HF8HF8Hy y6 6EH

17、EH9191H H8 87 7FHFH8080H HH H7676H H8989H H9 96 6FHFH9090H HL L3838H HC7HC7HA A7777FHFH8888H H“灭灭”0000H HFFHFFHb b7 7CHCH8383H H表表10-1 10-1 LEDLED段码（段码（8 8段）段）2023/1/2624 单片机单片机技术技术 表表10-110-1只列出了部分段码，只列出了部分段码，可根据实际情况选用可根据实际情况选用。另外，另外，段码是相对的段码是相对的，它由各字段在字节中所处的，它由各字段在字节中所处的位决定。例如表位决定。例如表10-110-1中中8 8

18、段段LEDLED段码是按格式段码是按格式：而形成的，而形成的，“0 0”的段码为的段码为3 3FHFH（共阴）。共阴）。反之，如反之，如 将格式改为下列格式：将格式改为下列格式：则则 “0 0”的段码为的段码为7 7EHEH（共阴）共阴）。字型及段码由设计者自行设定，字型及段码由设计者自行设定，习惯上还是以习惯上还是以“a a”段对应段码的最低位。段对应段码的最低位。2023/1/2625 单片机单片机技术技术 N N个个LEDLED显示块有显示块有N N位位选线位位选线和和88N N根段码线根段码线。LEDLED显示器工作原理显示器工作原理图图10-210-2是是4 4位位 LEDLED显示

19、器的结构原理图。显示器的结构原理图。2023/1/2626 单片机单片机技术技术 段码线段码线控制控制显示的字型显示的字型，位选线位选线控制控制该显示位的亮或暗。该显示位的亮或暗。静态显示静态显示和和动态显示动态显示两种显示方式。两种显示方式。1.1.静态显示方式静态显示方式各位的公共端连接在一起（接地或各位的公共端连接在一起（接地或+5+5V V）。）。每位的段码线（每位的段码线（a adpdp）分别分别与一个与一个8 8位的锁存器位的锁存器输出相连。输出相连。显示字符一确定，相应锁存器的段码输出将维持显示字符一确定，相应锁存器的段码输出将维持不变，直到送入另一个段码为止。不变，直到送入另一

20、个段码为止。显示的亮度高显示的亮度高。图图10-3:10-3:4 4位静态位静态LEDLED显示器电路。该电路各位显示器电路。该电路各位可独立显示。可独立显示。2023/1/2627 单片机单片机技术技术 2.2.动态显示方式动态显示方式 所有位的段码线所有位的段码线相应段并在一起，由一个相应段并在一起，由一个8 8位位I/OI/O口控制口控制，形成，形成段码线的多路复用，段码线的多路复用，各位的各位的公共端公共端分别分别由相应的由相应的I/OI/O线控制，形成各位的线控制，形成各位的分时选通。分时选通。2023/1/2628 单片机单片机技术技术 图图10-410-4：4 4位位8 8段段L

21、EDLED动态显示电路。其中段码线占用一动态显示电路。其中段码线占用一个个8 8位位I/OI/O口，而位选线占用一个口，而位选线占用一个4 4位位I/OI/O口。口。2023/1/2629 单片机单片机技术技术 图图10-510-5为为8 8位位LEDLED动态显示动态显示2003.10.102003.10.10的过程的过程。图（图（a)a)是显示过程，是显示过程，某一时刻，某一时刻，只有一位只有一位LEDLED被选通被选通 显示，其余位则是熄灭的；显示，其余位则是熄灭的；图图（b)b)是实际显示结果，是实际显示结果，人眼看到的是人眼看到的是8 8位稳定的位稳定的 同时显示的字符。同时显示的字

22、符。2023/1/2630 单片机单片机技术技术 2023/1/2631 单片机单片机技术技术 2023/1/2632 单片机单片机技术技术 程序清单如下：程序清单如下：DISPLAY:MOV R0,#30H ；显示缓冲区首地址送；显示缓冲区首地址送R0 MOV R2，#20H ；位选码指向；位选码指向P0.5DISPLAYl：MOV A，R0 ；取出要显示的数；取出要显示的数MOV DPTR，#SEGTAB ；指向换码表首址；指向换码表首址MOVC A，A+DPTR；取出显示码；取出显示码MOV DPTR，#0FD01H；PA口地址送口地址送DPTRMOVX DPTR，A ；输出显示码到；输

23、出显示码到8155A口口MOV A，R2 ；位选码送；位选码送AINC DPTR ；8155 PB口寄存器地址口寄存器地址MOVX DPTR，A ；从；从8155B口输出位选码口输出位选码LCALL DEL ；延时；延时1msMOV A，R2JNB ACC.0，DSPLAY2；6位全显示完了吗位全显示完了吗?末完，则继末完，则继续显示续显示RET2023/1/2633 单片机单片机技术技术 DISPLAY2：INC RO ；计算下一位要显示的数的地址；计算下一位要显示的数的地址MOV A，R2 ；求下一个位选码；求下一个位选码RR AMOV R2，AAJMP DISPLAY1DELL：MOV

24、R3，#7DHDELLl：NOPNOPDJNZ R3,DELL1RETSEGTAB:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H;对应字符对应字符0,1,2,3,4 DB 6DH,7DH,07H,7FH,67H;对应字符对应字符5,6,7,8,92023/1/2634 单片机单片机技术技术 2023/1/2635 单片机单片机技术技术 2023/1/2636 单片机单片机技术技术 利用并行利用并行I/OI/O芯片实现键盘芯片实现键盘/显示器接口显示器接口一般把键盘和显示器放在一起考虑一般把键盘和显示器放在一起考虑2023/1/2637 单片机单片机技术技术 2023/1/2638 单片机单片机

25、技术技术 2023/1/2639 单片机单片机技术技术 2023/1/2640 单片机单片机技术技术 2023/1/2641 单片机单片机技术技术 图图10-1410-14：80318031用扩展用扩展I/OI/O接口芯片接口芯片81558155H H实现的实现的6 6位位LEDLED显示和显示和3232键的键盘键的键盘/显示器接口电路。图中的显示器接口电路。图中的81558155H H也可用也可用82558255A A来替代。来替代。2023/1/2642 单片机单片机技术技术 2023/1/2643 单片机单片机技术技术 8031 8031外扩一片外扩一片81558155H H。RAMRA

26、M地址为地址为7 7E00HE00H7EFFH7EFFH。I/OI/O口地址为口地址为7 7F00HF00H7F05H7F05H。PAPA口口为输出口为输出口，控制键盘列线的扫描，同时又是控制键盘列线的扫描，同时又是6 6位共阴极显示器的位扫描口。位共阴极显示器的位扫描口。PBPB口口作为显示器段码输出口，作为显示器段码输出口，PCPC口作为键盘的行口作为键盘的行线状态的输入口。线状态的输入口。75452 75452：反相驱动器，反相驱动器，74077407：同相驱动器。同相驱动器。1 1动态显示程序设计动态显示程序设计 8031 8031内部内部RAMRAM设置设置6 6个显示缓冲单元个显示

27、缓冲单元7979H H7EH7EH，存存放要显示的放要显示的6 6位数据。位数据。8155 8155H H的的PBPB口输出相应位的段码，口输出相应位的段码，依次的改变依次的改变PAPA口口输出为高的位输出为高的位使某一位显示某一字符，其它位为暗。使某一位显示某一字符，其它位为暗。动态地显示出由缓冲区中显示数据所确定的字符。动态地显示出由缓冲区中显示数据所确定的字符。程序流程如图程序流程如图10-15 10-15。2023/1/2644 单片机单片机技术技术 2023/1/2645 单片机单片机技术技术 参考程序如下参考程序如下：DIRDIR：MOV R0,MOV R0,79H79H；置缓冲器

28、指针初值置缓冲器指针初值MOV R3,MOV R3,01H01H；位选码的初值送位选码的初值送R3R3MOV A,R3MOV A,R3LD0LD0：MOV DPTR,MOV DPTR,7F01H7F01H；位选码位选码PAPA口（口（PA.0PA.0位）位）；最左边；最左边LEDLED亮亮MOV DPTR,AMOV DPTR,AINC DPTRINC DPTR ；数据指针指向数据指针指向PBPB口口MOV A,R0 MOV A,R0 ；显示数据显示数据A AADD A,ADD A,0DH 0DH ；加偏移量（下条指令到表首间加偏移量（下条指令到表首间 ；所有指令占的单元数）；所有指令占的单元数

29、）MOVC A,AMOVC A,APC PC ；根据显示数据来查表取段码根据显示数据来查表取段码2023/1/2646 单片机单片机技术技术 DIR1DIR1：MOVX DPTR,A MOVX DPTR,A ；段码段码81558155HPBHPB口口ACALL DL1ms ACALL DL1ms ；该位显示该位显示1 1msmsINC R0INC R0 ；指针指向下一个数据单元指针指向下一个数据单元MOV A,R3MOV A,R3 ；位选码送入位选码送入A A中中JB Acc.5,LD1 JB Acc.5,LD1 ；判断是否扫描到最右边的判断是否扫描到最右边的 ；LEDLED，如到最右边则返回

30、如到最右边则返回RL A RL A ；位选码向左移一位，准备让位选码向左移一位，准备让 ;右边的下一位右边的下一位LEDLED亮位选码亮位选码MOV R3,AMOV R3,A ；送送R3R3中保存中保存AJMP LD0 ;AJMP LD0 ;LD1LD1：RET ;RET ;DSEGDSEG：DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH；共阴极段码表共阴极段码表 DB 7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH DB 7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH DB 39H,5EH,79H,71H,73H,3EH DB 39H,5EH,79H,71H,73H,3EH