第4章健盘与显示器接口技术剖析.ppt
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1、键盘与显示器接口键盘与显示器接口 键盘可分为键盘可分为键盘可分为键盘可分为编码式键盘编码式键盘编码式键盘编码式键盘和和和和非编码式键盘非编码式键盘非编码式键盘非编码式键盘。编码键盘能够由硬件自动提供与被按键对应的ASCII码或其它编码。非编码键盘则仅提供行和列的矩阵,其硬件逻辑与按键编码不存在严格的对应关系,而要由所用的程序来确定。任何键盘接口均要解决三个主要问题:1 1 1 1、反弹跳、反弹跳、反弹跳、反弹跳2 2 2 2、串键保护、串键保护、串键保护、串键保护3 3 3 3、按键识别、按键识别、按键识别、按键识别键盘接口技术键盘接口技术1、反弹跳、反弹跳当当当当机机机机械械械械按按按按键键
2、键键开开开开关关关关的的的的触触触触点点点点闭闭闭闭合合合合或或或或断断断断开开开开到到到到其其其其稳稳稳稳定定定定,会会会会产产产产生生生生一一一一个个个个短短短短暂暂暂暂的的的的抖抖抖抖动动动动和和和和弹弹弹弹跳跳跳跳,致使电位信号不稳,若若若若此此此此时时时时采采采采集集集集信信信信号号号号会会会会引引引引起起起起一一一一次次次次按按按按键操作被误读多次键操作被误读多次键操作被误读多次键操作被误读多次,因此必须去除。消除由于键抖动和弹跳产生的干扰可采用硬件方法硬件方法硬件方法硬件方法,也可采用软件延迟软件延迟软件延迟软件延迟的方法。采用采用RS触发器实现硬件反弹跳触发器实现硬件反弹跳AB
3、为防止一次按键被多次捕获误为防止一次按键被多次捕获误为防止一次按键被多次捕获误为防止一次按键被多次捕获误读,也可以采用软件延时的方读,也可以采用软件延时的方读,也可以采用软件延时的方读,也可以采用软件延时的方法来反弹跳法来反弹跳法来反弹跳法来反弹跳,如流程图所示。当检出有键按下后,先执行一个反颤延时20ms的子程序,待前沿弹跳消失后再转入键闭合CLOSE子程序。然后再判断此次按键是否松开,如果没有,则进行等待。若已松开,则又执行一次延时20ms的子程序以消除后沿弹跳的影响,再去检测下次按键的闭合。注:注:注:注:20ms20ms按键弹跳的时间按键弹跳的时间按键弹跳的时间按键弹跳的时间2、串键保
4、护、串键保护 有三种处理串键的技术:两键同时按下、n键同时按下和n键锁定。两键同时按下技术两键同时按下技术两键同时按下技术两键同时按下技术:在两个键同时按下时产生保护作用。最简单的办法是当只有一个键按下时才读取键盘的输出,只有一个键按下时才读取键盘的输出,只有一个键按下时才读取键盘的输出,只有一个键按下时才读取键盘的输出,最后仍被按下的键是有效的正确按键。最后仍被按下的键是有效的正确按键。最后仍被按下的键是有效的正确按键。最后仍被按下的键是有效的正确按键。当用软件扫描键盘时常采用这种方法。另一种方法是当第一个按键未松开时,按第二个键不产生选通信号。这种方法常藉助硬件来实现。n n n n键同时
5、按下技术:键同时按下技术:键同时按下技术:键同时按下技术:或者不理会所有被按下的键,直至只剩下一键按下时为止;或者将所有按键的信息都存入内部缓冲器中,然后逐个处理,这种方法成本较高。n n n n键锁定技术:键锁定技术:键锁定技术:键锁定技术:只处理一个键,任何其它按下又松开的键不产生任何码。通常第一个被按下或最后一个松开的键产生码。这种方法最简单也最常用。3、按键识别、按键识别决定是否有键被按下,如有则应决定是否有键被按下,如有则应决定是否有键被按下,如有则应决定是否有键被按下,如有则应识别键盘矩阵中被识别键盘矩阵中被识别键盘矩阵中被识别键盘矩阵中被按键对应的编码按键对应的编码按键对应的编码
6、按键对应的编码。按键识别可通过硬件和软件技术来。按键识别可通过硬件和软件技术来。按键识别可通过硬件和软件技术来。按键识别可通过硬件和软件技术来完成,根据技术不同可将键盘分为编码键盘和非编码完成,根据技术不同可将键盘分为编码键盘和非编码完成,根据技术不同可将键盘分为编码键盘和非编码完成,根据技术不同可将键盘分为编码键盘和非编码键盘。键盘。键盘。键盘。编码键盘:编码键盘:编码键盘:编码键盘:通过硬件直接提供按键与被按键对应通过硬件直接提供按键与被按键对应通过硬件直接提供按键与被按键对应通过硬件直接提供按键与被按键对应的的的的ASCIIASCIIASCIIASCII码或其它编码。码或其它编码。码或其
7、它编码。码或其它编码。非编码键盘非编码键盘非编码键盘非编码键盘:不不不不含硬件编码电路,需要通过含硬件编码电路,需要通过含硬件编码电路,需要通过含硬件编码电路,需要通过软件软件软件软件编程方式提供按键编码编程方式提供按键编码编程方式提供按键编码编程方式提供按键编码,设定按键和编码的对应,设定按键和编码的对应,设定按键和编码的对应,设定按键和编码的对应关系。关系。关系。关系。其优点是结构简单、成本低廉。其优点是结构简单、成本低廉。其优点是结构简单、成本低廉。其优点是结构简单、成本低廉。非编码键盘接口技术非编码键盘接口技术 非编码键盘接口技术主要是如何确定被确定被按键的行、列位置,即键码(值)。按
8、键的行、列位置,即键码(值)。按键识别是接口技术的关键问题。常用按键识别方法有行扫描法行扫描法(Row-Scanning)和线反转法(Line-Reverse)。典型非编码键盘结构典型非编码键盘结构 非编码键盘大都采用按行、列排列的非编码键盘大都采用按行、列排列的矩阵开关矩阵开关矩阵开关矩阵开关结构结构结构结构,这种结构可以减少硬件和连线。这种结构可以减少硬件和连线。独立键盘结构独立键盘结构独立键盘结构独立键盘结构矩阵键盘结构矩阵键盘结构矩阵键盘结构矩阵键盘结构行扫描法识别按键行扫描法识别按键 行扫描法是采用步进扫描方式,CPU通过输出口把一个“步进的0”逐行加至键盘的行线上逐行加至键盘的行线
9、上逐行加至键盘的行线上逐行加至键盘的行线上,然后通过输入口检查列线的状态。由行线列线电平状态的组合来确定是否有键按下,并确定被按键所处的行、列位置。1 11 11 11 1按下1 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 10 01 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 1R1R1K13K14K15K16R2R2K9K10K11K12R3R3K5K6K7K8R4R4K1K2K3K4C1C1C2C2C3C3C4C4键位与行列线关系表键位与行列线关系表 上表列出了识别按键位置与各行之间的关系。其中,R1、R2、R3、R4表示行,
10、C1、C2、C3、C4表示列。当扫描第一行时,R1=0,若读入的列值C1=0,则表明按键K13被压下,如果C3=0,则表明按键K15被压下。第一行扫描完毕后再扫描第二行,逐行扫描至最后一行为止,即可识别出所有的按键。例题分析例题分析例题:例题:例题:例题:如下电路图采用矩阵键盘和如下电路图采用矩阵键盘和如下电路图采用矩阵键盘和如下电路图采用矩阵键盘和6 6位七段数码管搭建的按键位七段数码管搭建的按键位七段数码管搭建的按键位七段数码管搭建的按键显示电路,程序运行后数码管显示显示电路,程序运行后数码管显示显示电路,程序运行后数码管显示显示电路,程序运行后数码管显示“012345012345”,有建
11、按下后,有建按下后,有建按下后,有建按下后,数码管最高位显示键盘按下位,其余数码管最高位显示键盘按下位,其余数码管最高位显示键盘按下位,其余数码管最高位显示键盘按下位,其余5 5位数码管不显示。位数码管不显示。位数码管不显示。位数码管不显示。按下可编程并行可编程并行I/O口口8155芯片介绍芯片介绍81558155是是是是IntelIntel公司研制的可编程并行公司研制的可编程并行公司研制的可编程并行公司研制的可编程并行I/OI/O接口芯片,其内部包接口芯片,其内部包接口芯片,其内部包接口芯片,其内部包括两个括两个括两个括两个8 8位位位位I/OI/O端口(端口(端口(端口(A A口和口和口和
12、口和B B口),一个口),一个口),一个口),一个6 6位位位位I/OI/O端口(端口(端口(端口(C C口),口),口),口),另外还有一个另外还有一个另外还有一个另外还有一个256B256B的的的的RAMRAM和一个和一个和一个和一个1414位定时位定时位定时位定时/计数器。计数器。计数器。计数器。uuAD7AD0AD7AD0:传送地址、数据,传送地址、数据,传送地址、数据,传送地址、数据,直接和单片机直接和单片机直接和单片机直接和单片机P0P0口相连。口相连。口相连。口相连。uuI/OI/O口线:口线:口线:口线:和外设相连,传输和外设相连,传输和外设相连,传输和外设相连,传输I/OI/
13、O数据数据数据数据uuCE:CE:片选线,低电平选中本片片选线,低电平选中本片片选线,低电平选中本片片选线,低电平选中本片uuIO/M:IO/M:为为为为0 0选中选中选中选中RAMRAM,为,为,为,为1 1选中选中选中选中I/OI/O端口。端口。端口。端口。n n引脚功能引脚功能引脚功能引脚功能(5 5)81558155的端口地址分配的端口地址分配(2 2)81558155的控制字格式的控制字格式电路分析电路分析 如图所示为单片机8051与矩阵键盘及LED显示器的一种接口电路,通过编程设定8155815581558155的的的的PAPAPAPA口、口、口、口、PBPBPBPB口作为输出口,
14、口作为输出口,口作为输出口,口作为输出口,PCPCPCPC口作为输口作为输口作为输口作为输入口入口入口入口。PAPA口作段码输出口作段码输出,PBPB口完成键盘的行扫描输出,同时又口完成键盘的行扫描输出,同时又对对LEDLED显示器作位码扫描显示器作位码扫描,PCPCPCPC口读入键盘列线状态口读入键盘列线状态口读入键盘列线状态口读入键盘列线状态。7404为反相驱动器。接口电路中采用8031的P2.7作为8155的片选线,P2.0作为8155的IO端口和片内RAM选择线,因此端口地址如下:命令寄存器地址命令寄存器地址命令寄存器地址命令寄存器地址:7F00H:7F00H:7F00H:7F00H
15、PAPAPAPA:7F01H7F01H7F01H7F01H PB:7F02HPB:7F02HPB:7F02HPB:7F02H PC:7F03HPC:7F03HPC:7F03HPC:7F03H LCD液晶显示器接口技术LCD工作原理工作原理LCD(Liquid Liquid Crystal Crystal DiodesDiodes)是一种被动式显示器,本身不发光,它由上下玻璃基板、偏振片和上下导电电极组成,在电极之间布有螺旋结构的液晶分子涂层,其对光线具有旋光性,能够将入射光线旋转90度照射到另一偏振片上,上下偏振片垂直排布,入射光线能够射出,若施加交流电压,液晶分子成同向排列结构,入射光线就会
16、被反射板挡住无法射出。点阵字符型液晶显示模块接口技术点阵字符型液晶显示模块接口技术字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式号等点阵式号等点阵式号等点阵式LCDLCD目前常用目前常用目前常用目前常用16*116*1、16*216*2、20*220*2和和和和40*240*2行等模块,行等模块,行等模块,行等模块,它由它由它由它由液晶显示器、点阵驱动器、液晶显示器、点阵驱动器、液晶显示器、点阵驱动器、液晶显示器、点阵驱动器、LCD
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