单片机的功能扩展杭电.ppt

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1、第8章 单片机的功能扩展 8.1 MCS-51单片机键盘接口技术8.2 MCS-51单片机显示器接口技术8.3 D/A转换器的接口及应用8.4 A/D转换器的接口及应用8.1 8.1 键盘输入及接口技术键盘输入及接口技术一、什么是键盘键盘：是由若干按钮组成的开关矩阵，它是单片机系统中最常用的输入设备，键盘在单片机应用系统中，实现输入数据、传送命令等功能，是人机交互的主要手段。键盘按照实现方式可以分为编码键盘和非编码键盘两大类，在单片机中广泛使用非编码键盘。独立式独立式矩阵式矩阵式适合于比较少的键盘适合于比较少的键盘适合于比较多的键盘适合于比较多的键盘常见的非编码键盘结构有常见的非编码键盘结构有

2、 二、非编码键盘的键输入程序应完成的基本任务：二、非编码键盘的键输入程序应完成的基本任务：1、监测有无键按下。键的闭合与否，反映在电压上就是、监测有无键按下。键的闭合与否，反映在电压上就是呈现出高电平或低电平，所以通过电平的高低状态的检测，呈现出高电平或低电平，所以通过电平的高低状态的检测，便可确认按键按下与否。便可确认按键按下与否。2、判断是哪个键按下。、判断是哪个键按下。3、完成按键处理任务。、完成按键处理任务。键盘实际上是一组按键开关的集合，平时按键开关总是处于断开键盘实际上是一组按键开关的集合，平时按键开关总是处于断开状态，当按下键时它才闭合。它的结构和产生的波形如图所示。状态，当按下

3、键时它才闭合。它的结构和产生的波形如图所示。三、独立按键程序设计三、独立按键程序设计P1.0AT89S51P1.0/上拉汇编示例程序上拉汇编示例程序get_key:JBP1_0，no_keyCALLDelay；第一次检测到按键信息；第一次检测到按键信息JBP1_0，no_key;执行按键功能（第二次检测到按键信息）执行按键功能（第二次检测到按键信息）JBP1_0,no_key;等待按键抬起等待按键抬起SJMP$-1;跳转到上一行跳转到上一行no_key:/上拉上拉C51示例程序示例程序if（P1_0=0）/第一次检测到按键信息第一次检测到按键信息Delay（）；（）；/延时延时20ms左右，消

4、除抖动左右，消除抖动if（P1_0=0）/第二次检测到按键信息第二次检测到按键信息 /执行按键功能执行按键功能 While（P1_0=0）；）；/等待按键释放等待按键释放 四、单片机矩阵键盘接口和键功能的实现四、单片机矩阵键盘接口和键功能的实现行列式键盘行列式键盘(如图所示如图所示)按键识别有两种方法：扫描法和线反转法按键识别有两种方法：扫描法和线反转法 1 1、键盘接口处理的内容、键盘接口处理的内容（1 1）键扫描）键扫描首先是判定有没有键被按下首先是判定有没有键被按下先经输出口向所有列线输出低电平，然后再输入各行线状态先经输出口向所有列线输出低电平，然后再输入各行线状态0 0 0 0 0

5、0 0 0 1111无无键键盘盘按按下下时时以以4 4行行88列键盘为例使用列扫描的方法列键盘为例使用列扫描的方法（2 2）去抖动）去抖动机械开关被按下时，由于机械触点的弹性及电压突跳机械开关被按下时，由于机械触点的弹性及电压突跳等原因，在触点闭合或断开的瞬间会出现电压抖动等原因，在触点闭合或断开的瞬间会出现电压抖动510ms510ms十分之几十分之几几秒几秒去抖动的方法去抖动的方法硬件方法硬件方法软件方法软件方法在键盘中附加去抖动电路在键盘中附加去抖动电路采用时间延迟以躲过抖动采用时间延迟以躲过抖动（大约延迟（大约延迟202030ms30ms）硬件消抖是通过在按键输出电路上加一定的硬件线路来

6、消除抖动，一般采用RS触发器或单稳态电路。如图。断开闭合+5V+5V输出软件消抖是利用延时来跳过抖动过程 3)判断被按键的位置判断被按键的位置行线中有状态为低电平，则闭合键找到行线中有状态为低电平，则闭合键找到但实际扫描继续进行，以发现可能出现的多键同时被按下但实际扫描继续进行，以发现可能出现的多键同时被按下（4 4）键值计算）键值计算通常以键的排列顺序安排键号通常以键的排列顺序安排键号（5 5）等待键释放）等待键释放计算键码之后，再以延时后进行扫描的方法等待键计算键码之后，再以延时后进行扫描的方法等待键释放。保证键的一次闭合仅进行一次处理。释放。保证键的一次闭合仅进行一次处理。2 2、键盘接

7、口的控制方式、键盘接口的控制方式（1 1）随机方式）随机方式每当每当CPUCPU空闲时执行键盘扫描程序空闲时执行键盘扫描程序（2 2）中断方式）中断方式每当有键闭合时才向每当有键闭合时才向CPUCPU发出中断请求，中断响应后发出中断请求，中断响应后执行键盘扫描程序执行键盘扫描程序（3 3）定时方式）定时方式每隔一定时间执行一次键盘扫描程序，定时可由单每隔一定时间执行一次键盘扫描程序，定时可由单片机的定时器完成片机的定时器完成8.2 LED8.2 LED显示器接口技术显示器接口技术1 LED1 LED显示器概述显示器概述LEDLED（Light Emiting DiodeLight Emitin

8、g Diode）：是发光二极管的缩写）：是发光二极管的缩写1101101000100101数码管的特点：数码管的特点：发光响应快，亮度强，高频特性好发光响应快，亮度强，高频特性好 机械性能好，使用寿命长，可达机械性能好，使用寿命长，可达10105 510106 6h h，与，与COMSCOMS和和 TTL TTL电路兼容电路兼容 工作电压低，驱动电流适中。每段工作电流为工作电压低，驱动电流适中。每段工作电流为510mA510mA，一只数码管的一只数码管的7 7段段LEDLED全亮需要全亮需要3570mA3570mA。需要驱动电路。需要驱动电路。Note：红色、绿色：红色、绿色LED的压降为的压

9、降为1.8V左右，白色、蓝色左右，白色、蓝色LED压降为压降为3V左右，左右，单个单个LED驱动电流一般为驱动电流一般为510mA 1、段码：、段码：提供给提供给LEDLED显示器的字形代码：显示器的字形代码：（1）LED静态显示方式静态显示方式（2）LED动态显示方式动态显示方式2 LED显示器有两种方式：显示器有两种方式：N位LED显示器段控：段控：给显示器提供段码（字形编码）的输入给显示器提供段码（字形编码）的输入位控：位控：控制控制LED显示器亮灭显示器亮灭四位静态LED显示器电路八位八位LED动态显示器电路动态显示器电路段控段控位控位控例1 静态静态LED举例举例编程实现在数码管上依

10、次显示数字编程实现在数码管上依次显示数字“0”“9”，并，并延时一段时间。延时一段时间。图图 8.12 共阴共阴LED静态扫描电路静态扫描电路include unsigned char code table=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;/定义共阴字形代码定义共阴字形代码void delay(void)unsigned int j;for(j=0;j1000;j+);main()unsigned char i;for(i=0;i10;i+)P1=tablei;/显示显示“0”“9”delay();/延时子

11、程序延时子程序 例2 动态扫描举例试编程用动态扫描的方式实现数字试编程用动态扫描的方式实现数字1234的静态显的静态显示。示。unsigned char code table=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;unsigned char d11,d22,d33,d44;void display(void)P2&=0 xf0;/关断位选信号关断位选信号P1=tabled1;/送显示数据送显示数据P2_0=1;/选中第一个数码管选中第一个数码管delay();/延时延时P2&=0 xf0;/关断位选信号关断位选信

12、号P1=tabled2;/送显示数据送显示数据P2_1=1;/选中第二个数码管选中第二个数码管delay();/延时延时P2&=0 xf0;/关断位选信号关断位选信号P1=tabled3;/送显示数据送显示数据P2_2=1;/选中第三个数码管选中第三个数码管delay();/延时延时P2&=0 xf0;/关断位选信号关断位选信号P1=tabled4;/送显示数据送显示数据P2_3=1;/选中第四个数码管选中第四个数码管delay();/延时延时P1=0;/关段码关段码P2&=0 xf0;/关位码关位码void delay(void)unsigned int i;for(i=0;i0;x.)fo

13、r(y=110;y0;y.);void write_order(uchar order)rs=0;P2=order;delay(4);en=1;delay(4);en=0;void write_data(uchar data)rs=1;P2=data;delay(4);en=1;delay(4);en=0;void init_lcd()rw=0;en=0;write_order(0 x38);/显示模式设置显示模式设置write_order(0 x0c);/显示开关及光标设置显示开关及光标设置write_order(0 x06);write_order(0 x01);/清屏清屏void set

14、_xy(uchar x,uchar y)/列列x=015,行行y=0,1 uchar address;if(y=0)address=0 x80+x;elseaddress=0 xc0+x;write_order(address);void write_string(uchar X,uchar Y,uchar*s)/列x=015,行y=0,1 set_xy(X,Y);/写地址 while(*s)/写显示字符 write_data(*s);s+;void main(void)init_lcd();write_string(2,0,hello world);write_string(0,1,HZDZ university);while(1)/其他程序其他程序