1、會計學1獨立式鍵盤與獨立式鍵盤與LED數碼數碼(shm)管顯示器與管顯示器與單片機控制相關的單片機控制相關的第一頁，共36頁。一、單片機鍵盤和鍵盤接口概述（1）鍵盤的功能： 鍵盤是單片機應用系統最常見的一種輸入設備，用戶通過鍵盤可以向CPU輸入數據、地址和命令(mng lng)。（2）鍵盤的分類： （a）鍵盤按照接口原理可分為編碼鍵盤與非編碼鍵盤兩類。這兩類鍵盤的主要區別是識別鍵符及給出相應鍵碼的方法。 編碼鍵盤主要是用硬件來實現對鍵的識別； 非編碼鍵盤主要是由軟件來實現鍵盤的定義與識別。 （b）鍵盤按照其結構可分為獨立式鍵盤與矩陣式鍵盤兩類。 獨立式鍵盤主要用于按鍵較少的場合；第1頁/共35

2、頁第二頁，共36頁。 矩陣式鍵盤主要用于按鍵較多的場合(chng h)，也稱行列式鍵盤。（3）MCS-51單片機鍵盤接口方法及接口芯片： （a）利用單片機芯片本身的并行口； （b）利用單片機芯片本身的串行口； （c）利用通用接口芯片（8255、8155等）； （d）利用專用接口芯片8279。（4）單片機鍵盤接口電路應完成的操作功能： （a）判定是否有閉合鍵； （b）確定閉合鍵的位置； （c）形成閉合鍵的鍵碼； （d）排除多鍵、串鍵及去抖動。 以上操作功能通常是以軟硬件結合的方式來完成的。第2頁/共35頁第三頁，共36頁。（5）單片機鍵盤按鍵的結構及特點： （a）單片機鍵盤按鍵的結構； 單片機的

3、鍵盤通常是由多個按鍵組成的，按鍵通常有兩類： 1）觸點式開關按鍵：如機械(jxi)式開關、導電橡膠式開關等； 2）無觸點式開關按鍵：如電氣式按鍵，磁感應按鍵等； 前者造價低，后者壽命長。單片機應用系統中最常見的是機械(jxi)觸點式開關按鍵。 （b）機械(jxi)觸點式開關按鍵的功能及特點； 1）機械(jxi)觸點式開關按鍵的功能： 把開關按鍵機械(jxi)上的通斷關系轉換成為電氣上的邏輯關系。也就是說，它能提供標準的TTL邏輯電平，以便與通用數字系統的邏輯電平相兼容。第3頁/共35頁第四頁，共36頁。 2）機械觸點式開關(kigun)按鍵的特點： 機械觸點式開關(kigun)按鍵的理想波形：

4、見圖 機械觸點式開關(kigun)按鍵的實際波形：見圖 機械開關(kigun)特點：閉合時，不會馬上穩定地接通。 斷開時，也不會一下子斷開。 即在閉合，斷開的瞬間，均伴隨有一連串的抖動，抖動時間的長短由按鍵機械特性決定，一般為510ms，按鍵閉合穩定期長短由操作人員按鍵動作決定，一般為十分之幾秒到幾秒。 第4頁/共35頁第五頁，共36頁。（6）按鍵的確認： 鍵的閉合與否，反應在口線的電平上，即口線的電平是呈現高電平還是低電平狀態。因此(ync)，可以通過口線電平高、低狀態的檢測，來確認按鍵是否按下。 但如果在觸點抖動期間檢測按鍵的通與斷狀態，可能導致判斷出錯，即按鍵一次按下或釋放被錯誤地認為是

5、多次操作，這種情況是不允許出現的。為了克服按鍵觸點機械抖動所致的檢測誤判，確保CPU對一次按鍵動作只確認一次按鍵，必須采取去抖動措施。（7）消除按鍵抖動的措施： 具體措施可從硬件、軟件兩方面予以考慮。在鍵數較少時，可采用硬件去抖，而當鍵數較多時，采用軟件去抖。第5頁/共35頁第六頁，共36頁。 （a）硬件(yn jin)措施： 由兩個與非門構成一個(y )RS觸發器，當按鍵未按下時，OUT1輸出為“1”，OUT2輸出為“0”。當按鍵按下時，則OUT1輸出為“0”，OUT2輸出為“1”。&VCC+5VOUT1ab4.7 k 4.7 k OUT2第6頁/共35頁第七頁，共36頁。 即使在按

6、鍵過程中產生抖動（在與非門輸入端輸入一串O或1），只要按鍵不返回原始狀態，經雙穩態電路之后，其輸出為正規的矩形方波（即已消失抖動影響）。 （b）軟件措施： 在第一次檢測到有鍵按下時，執行(zhxng)一段延時10ms的子程序，之后，再次檢測該鍵的電平狀態，如果該鍵電平仍保持閉合狀態電平，則確認為真正有鍵按下。否則，認為無鍵按下；同理，在檢測到該鍵釋放后，也應采用相同的步驟進行確認，從而可消除抖動的影響。（8）按鍵的編碼 根據鍵盤結構的不同，采用不同的編碼方式。第7頁/共35頁第八頁，共36頁。（9）編制鍵盤程序 一個完善的鍵盤控制程序應具備以下功能： （a）檢測有無按鍵按下，并采取硬件或軟件措

7、施，消除鍵盤按鍵機械觸點抖動的影響； （b）有可靠的邏輯處理辦法。每次只處理一個按鍵，其間對任何按鍵的操作對系統不產生影響，且無論一次按鍵時間(shjin)有多長，系統僅執行一次按鍵功能程序； （c）準確輸出按鍵編碼值（或鍵號），以滿足跳轉指令要求。第8頁/共35頁第九頁，共36頁。閉合閉合穩定穩定鍵按下鍵按下前沿抖動前沿抖動后沿抖動后沿抖動R RK K+5V+5V80C5180C51P1.0P1.0“0”“0”“1”“1”“1”“1”返回(fnhu)第9頁/共35頁第十頁，共36頁。（1）獨立式鍵盤結構(jigu) 獨立式鍵盤的按鍵相互獨立，每個按鍵接一根I/O口線，一根I/O口線上的按鍵工

8、作狀態不會影響其它I/O口線的工作狀態。因此，通過檢測I/O口線的電平狀態，即可判斷鍵盤上哪個鍵被按下。 P1.0P1.1P1.2P1.380C51VCCKEYAKEYDKEYCKEYB第10頁/共35頁第十一頁，共36頁。（2）獨立式鍵盤的程序設計 一般把鍵盤掃描程序設計成子程序，以便其它各程序調用。程序設計通常采用(ciyng)查詢法。假設鍵盤掃描子程序的名稱為KEY，則鍵盤掃描子程序KEY應具有以下功能： （a）判定有無按鍵動作； （b）去抖動； （c）確認是否真正有閉合鍵； （d）計算并保存閉合鍵鍵碼（鍵號）； （e）判定閉合鍵是否釋放； （f）恢復閉合鍵鍵碼（鍵號）。 以上圖為例，說

9、明獨立式鍵盤的程序設計過程： 假設四個按鍵名稱依次是KEYA、KEYB、KEYC、KEYD；顯示子程序的名稱為DIR，執行一次時間約6ms。第11頁/共35頁第十二頁，共36頁。（3）鍵盤掃描子程序KEY流程(lichng)框圖：Y YN N開開始始調調D DI IR R去去抖抖動動有有鍵鍵按按下下? ?鍵鍵確確實實按按下下? ?調調D DI IR R去去抖抖動動計計算算保保存存鍵鍵值值按按鍵鍵釋釋放放? ?恢恢復復鍵鍵值值返返回回調調D DI IR R延延時時Y YN NN NY Y開開始始讀讀P P1 1口口P P1 1口口數數據據取取反反P P1 1口口數數據據處處理理P P1 1口口數

10、數據據保保存存返返回回P P1 1口口數數據據處處理理子子程程序序K KE EY YC CH HU UL LI I保保護護現現場場保保護護現現場場第12頁/共35頁第十三頁，共36頁。（4）鍵盤掃描子程序KEY程序清單： 鍵盤掃描子程序KEY：出口：鍵值在內部RAM 20H單元中 KEY：LCALL KEYCHULI； 調P1口數據處理子程序 JZ EXIT； 沒有鍵按下，轉返回 LCALL DIR； 調顯示子程序去抖動(dudng) LCALL DIR； LCALL KEYCHULI； 調P1口數據處理子程序 JZ EXIT； 沒有鍵按下，轉返回 MOV B， 20H； 保存取反后的鍵值 K

11、EYSF：LCALL KEYCHULI； 調P1口數據處理子程序 JZ KEY1； 鍵釋放，轉恢復鍵值 LCALL DIR； 調顯示子程序延時 LJMP KEYSF； 等待鍵釋放 KEY1：MOV 20H， B； 鍵值送20H保存 EXIT: RET； 子程序返回第13頁/共35頁第十四頁，共36頁。 P1口數據處理子程序KEYCHULI：出口：A，20H KEYCHULI：PUSH PSW； 保護現場 CLR RS1； 改變(gibin)當前寄存器組為組1 SETB RS0； MOV P1， #0FFH；先向P1口寫1 MOV A； P1； 讀P1口數據 CPL A； P1口數據取反 ANL

12、 A， #0FH； 屏蔽P1口高4位 MOV 20H， A； 保存取反后的鍵值 CLR RS1； 恢復當前寄存器組為組0 CLR RS0； POP PSW； 恢復現場 RET； 子程序返回第14頁/共35頁第十五頁，共36頁。（5）系統監控程序流程框圖： 假設四個按鍵KEYA、KEYB、KEYC、KEYD的功能(gngnng)程序名分別是KEYAA、KEYBB、KEYCC、KEYDD，則流程框圖如圖所示：（6）系統監控程序： ORG 0000H MAIN：MOV SP， #60H；堆棧初始化 LOOP：LCALL DIR； 調顯示子程序 LCALL KEY； 調鍵掃描子程序 JB 20H.0

13、KEYAA；是KEYA鍵，轉KEYAA執行 JB 20H.1 KEYBB；是KEYB鍵，轉KEYBB執行 JB 20H.2 KEYCC；是KEYC鍵，轉KEYCC執行 JB 20H.3 KEYDD；是KEYD鍵，轉KEYDD執行第15頁/共35頁第十六頁，共36頁。 LCALL DIR； LJMP LOOP； 重復執行 KEYAA：； KEYA鍵功能(gngnng)程序 LJMP LOOP； KEYBB：； KEYB鍵功能(gngnng)程序 LJMP LOOP； KEYCC：； KEYC鍵功能(gngnng)程序 LJMP LOOP； KEYDD：； KEYD鍵功能(gngnng)程序 LJ

14、MP LOOP； END第16頁/共35頁第十七頁，共36頁。 ORG 0000H MAIN：MOV SP， #60H；堆棧初始化 LOOP：LCALL DIR； 調顯示(xinsh)子程序 LCALL KEY； 調鍵掃描子程序 MOV A， 20H； 鍵值送A KEY0：CJNE A， #01H， KEY1；不是KEYA鍵，轉KEY1 LJMP KEYAA； 是KEYA鍵，轉KEYAA執行 KEY1：CJNE A， #02H， KEY2；不是KEYB鍵，轉KEY2 LJMP KEYBB； 是KEYB鍵，轉KEYBB執行 KEY2：CJNE A， #04H， KEY3；不是KEYC鍵，轉KEY

15、3 LJMP KEYCC； 是KEYC鍵，轉KEYCC執行 KEY3：CJNE A， #08H， KEY4；不是KEYD鍵，轉KEY4 LJMP KEYDD； 是KEYD鍵，轉KEYDD執行第17頁/共35頁第十八頁，共36頁。 KEY4：LCALL DIR； LJMP LOOP； 重復執行 KEYAA：； KEYA鍵功能(gngnng)程序 LJMP LOOP； KEYBB：； KEYB鍵功能(gngnng)程序 LJMP LOOP； KEYCC：； KEYC鍵功能(gngnng)程序 LJMP LOOP； KEYDD：； KEYD鍵功能(gngnng)程序 LJMP LOOP； END第1

16、8頁/共35頁第十九頁，共36頁。N N開開始始K KE EY YA A鍵鍵按按下下? ?調調D DI IR R顯顯示示子子程程序序結結束束Y YN NN N系系統統初初始始化化調調K KE EY Y子子程程序序執執行行K KE EY YA A鍵鍵功功能能程程序序K KE EY YB B鍵鍵按按下下? ?K KE EY YC C鍵鍵按按下下? ?K KE EY YD D鍵鍵按按下下? ?調調D DI IR R顯顯示示子子程程序序執執行行K KE EY YB B鍵鍵功功能能程程序序執執行行K KE EY YC C鍵鍵功功能能程程序序執執行行K KE EY YD D鍵鍵功功能能程程序序Y YY Y

17、Y YN N返回(fnhu)第19頁/共35頁第二十頁，共36頁。 單片機應用系統中的顯示器通常有LED顯示器、LCD顯示器及CRT顯示器三種(sn zhn)類型。一、 LED顯示器概述 LED（Light Emiting Diode）是發光二極管的縮寫， LED顯示器是由發光二極管構成的，俗稱數碼管。（1） LED顯示原理： LED顯示器由七個發光二極管組成，稱七段LED顯示器，排列形狀如圖所示。此外，顯示器中還有一個圓點發光二極管（dp），用于顯示小數點。通過七段發光二極管亮暗的不同組合，可以顯示多種數字（09），字母（af、AF）及其它符號。另外，在使用數碼管時必須增加限流電阻，以保護數

18、碼管。第20頁/共35頁第二十一頁，共36頁。 LED顯示器中的發光二極管共有兩種連接方法： （a）共陽極接法： 各發光二極管的陽極連接在一起，接到數碼管的位控端（公共端），再接+5V；各發光二極管的陰極分別連接到數碼管的段控端（ag、dp）。 （b）共陰極接法 ： 各發光二極管的陰極連接在一起，接到數碼管的位控端（公共端），再接地；各發光二極管的陽極分別連接到數碼管的段控端（ag、dp）。 為了顯示數字或符號，要為LED顯示器提供代碼(di m)，由于這些代碼(di m)是為顯示字形的，因此稱之為字形代碼(di m)。第21頁/共35頁第二十二頁，共36頁。 七段發光二極管，再加上一個小數點

19、位，共計段。因此，提供給LED顯示器的字形代碼正好(zhngho)為一個字節。各代碼位的對應關系如下：代碼位代碼位D7D6D5D4D3D2D1D0顯示段顯示段dpgfedcba 用LED顯示器顯示十六進制數字(shz)形代碼如表所示： 第22頁/共35頁第二十三頁，共36頁。顯示字符字型共 陽 極共 陰 極dpgfedcba字型碼dpGfedcba字型碼0011000000C0H001111113FH1111111001F9H0000011006H2210100100A4H010110115BH3310110000B0H010011114FH441001100199H0110011066H55

20、1001001092H011011016DH661000001082H011111017DH7711111000F8H0000011107H881000000080H011111117FH991001000090H011011116FHAA1000100088H0111011177HBB1000001183H011111007CHCC11000110C6H0011100139H第23頁/共35頁第二十四頁，共36頁。顯示字符字型共 陽 極共 陰 極 dpgfedcba字型碼dpGfedcba字型碼DD10100001A1H010111105EHEE1000011086H0111100179HF

21、F100011108EH0111000171HHH1000100189H0111011076HLL11000111C7H0011100038HPP100011008CH0111001173HRR11001110CEH0011000131HUU11000001C1H001111103EHYY1001000191H011011106EH10111111BFH0100000040H.011111117FH1000000080H熄滅滅11111111FFH0000000000H第24頁/共35頁第二十五頁，共36頁。（2）LED顯示器接口方法： （a）以硬件為主的接口方法 必須使用地址譯碼器、鎖存器或

22、I/O接口電路，還需專用的譯碼驅動器，通過譯碼器把一位十六進制數（四位二進制）譯碼為相應的字形代碼，然后由驅動器提供足夠的功率去驅動LED。 （b）以軟件為主的接口方法 主要以軟件查表來代替硬件譯碼，也需簡單的硬件電路配合(pih)。（3）LED顯示器的顯示方式： （a）LED靜態顯示方式 LED顯示器各位數碼管的位控線（公共端）連接在一起并接地（共陰極）或+5V（共陽極）；各位數碼管的段選線（adp）分別與一位的鎖存器輸出相連。 第25頁/共35頁第二十六頁，共36頁。 LED靜態顯示方式(fngsh)中，顯示器的各位相互獨立，而且各位的顯示字符一經確定，相應鎖存器輸出將維持不變，直到顯示另

23、一個字符為止，其亮度較高。 缺點：占有較多I/O口線及較多鎖存器。 （b）LED動態顯示方式(fngsh) 將LED顯示器各位數碼管的所有段控端（adp）相應地并聯在一起，由一個位I/O口控制，形成段選線多路復用，而各位數碼管的共陽極或共陰極要分別由相應的I/O口線控制，實現各位的分時選通。 由于各位數碼管的段選線并聯，段選碼的輸出對各位數碼管的來說都是相同的。因此，同一時刻，如果各位的位選線都處于選通狀態的話，6位LED將顯示相同的字符。 第26頁/共35頁第二十七頁，共36頁。 若需要各位數碼管顯示出與本位相應的顯示字符，就必須采用掃描顯示方式，即在某一時刻，只讓某一位數碼管的位選線處于選

24、通狀態，而其它各位數碼管的位選線處于關閉狀態，同時，段選線上輸出相應位要顯示字符的字型碼。這樣，在同一時刻，6位LED中只有選通的那一位數碼管顯示出字符，而其它各位數碼管則是熄滅的，如此循環下去，就可以使各位數碼管顯示出將要顯示的字符。 特點：硬件電路簡化，但由于LED導通時間(shjin)太短，亮度不足，應增加驅動器已提高驅動能力，而且顯示位數控制在位以內。 第27頁/共35頁第二十八頁，共36頁。agdfecb10 9876gfGNDabedGNDc dp12345VDVD+5V(a)(b)(c)dpbacdefgdpabcdefgdp返回(fnhu)第28頁/共35頁第二十九頁，共36頁

25、。返回(fnhu)第29頁/共35頁第三十頁，共36頁。鎖存器鎖存器I/O接口I/O接口譯碼譯碼驅動器驅動器+5V+5V地址譯碼器地址譯碼器a adpdpg gf fe ed dc cb bA0A0A7A7.D3D3D2D2D1D1D0D0返回(fnhu)第30頁/共35頁第三十一頁，共36頁。P P0 0. .0 0譯譯碼碼驅驅動動器器+ +5 5V Va ad dp pg gf fe ed dc cb bP P0 0. .7 7P P0 0. .6 6P P0 0. .5 5P P0 0. .4 4P P0 0. .3 3P P0 0. .2 2P P0 0. .1 18 80 0C C5 51 1返回(fnhu)第31頁/共35頁第三十二頁，共36頁。C5C4C3C2C1C0LE