《键盘显示器接口》课件.ppt
,PC机除了主机以外还需要哪些部分呢？,单片机电路有时候也需要键盘、显示等外设。,键盘、显示器接口,编码式的：由其内部硬件逻辑电路自动产生被按键的编码。使用方便，键盘码产生速度快，占用CPU时间少，但对按键的检测与消除抖动干扰是靠硬件电路来完成的，硬件电路复杂、成本高。,非编码式的：主要由软件产生被按键的编码。硬件电路简单，成本低，但占用CPU的时间较长。(单片机系统中普遍使用非编码式键盘。),6.3 键盘接口,键盘分类,介绍此,独立式按键矩阵式按键,矩阵式按键,我们实验用的非编码键盘,独立式按键,硬件方案双稳态去抖电路,一、键盘接口需要解决的问题,是否有键按下,按键识别：,键抖动及消除：,机械按键抖动时间在5ms10ms之间,软件方案延时10ms20ms后再次判断,消除方法：,求键号,闭合,断开,*,在此期间，CPU对一次键入做多次键处理,双稳态去抖电路,这里的抖动指触点跳开,去抖电路2,键盘的工作方式有3种:查询法（程序控制扫描）定时扫描法中断扫描法,二、非编码独立式按键,结合ME830实验,重点讲此法,接口电路：,特点：一线一键，按键识别（编程）简单；但占用较多口线，适合8键以下使用。,实际上,51单片机的P1-P3口都有内部上拉电阻,这些电阻、电源可以不接。见ME830实验板。,1.查询法,查询法是指单片机在空闲时，才调用键盘扫描子程序，并反复地扫描键盘，直到用户从键盘上输入命令或数据。而在执行键入命令或处理键入数据过程中，CPU将不再响应键入要求，直到CPU重新扫描键盘为止。,定时扫描方式就是每隔一段时间对键盘扫描一次，它利用单片机内部的定时器产生一定时间（例如10 ms）的定时，当定时时间到就产生定时器溢出中断。CPU响应中断后对键盘进行扫描，并在有键按下时识别出该键，再执行该键的功能程序。,2.定时扫描方式,为提高CPU工作效率，可采用中断扫描工作方式。其工作过程如下：当无键按下时，CPU处理自己的工作，当有键按下时，产生中断请求，CPU转去执行键盘扫描子程序，并识别键号。,3.中断扫描方式,ME830 独立式摁键,查询法原理-当任何一个键被按下时，与其相连的输入线被置成“0”，平时该线为“1”。,键处理程序,ORG 2000H,START：MOV A，#0FFH；先置P1口为“1”,MOV P1，A,MOV A，P1；输入键状态,JNB ACC.0，P0F；查询0号键,JNB ACC.1，P1F；查询1号键,JNB ACC.2，P2F；查询2号键,JNB ACC.3，P3F；查询3号键,JNB ACC.4，P4F；查询4号键,JNB ACC.5，P5F；查询5号键,JNB ACC.6，P6F；查询6号键,JNB ACC.7，P7F；查询7号键,LJMP START,键盘扫描,0,7,P0F：LJMP PROM0；入口地址表,P1F：LJMP PROM1,P6F：LJMP PROM6,P7F：LJMP PROM7,PROM0：.；0号键功能程序,PROM7：.；7号键功能程序,.,LJMP START；0号键处理完返回键盘扫描,LJMP START；7号键处理完返回键盘扫描,.,.,.,ORG 0000HKB:MOV P1,#0FFH MOV A,P1；第一次读键 CPL A ANL A,#0FH JZ KBACK；A=0(无键摁下)转 LCALL D10MS;防止抖动 MOV A,P1；再次读键 CPL A ANL A,#0FH JZ KBACK；无键按下 转；*有键按下 CJNE A,#01H,KB01;不等转 LCALL PGM1 SJMP KBACKKB01:CJNE A,#02H,KB02 LCALL PGM2 SJMP KBACKKB02:CJNE A,#04H,KB LCALL PGM3KBACK:LJMP KB;循环检测键 END,例子：按三个按键中的任一键均对应相应的一个特定功能PGMi。,对应的数字叫键号1、2、4,类似ME830中的例程三,1,2,3,三、非编码矩阵式按键结构,关键问题:摁键的识别,“行扫描法”与“线反转法”,课本P195,行扫描法：基本思想：由程序对键盘进行逐行扫描，通过检测到的列的输出状态来确定闭合键。,先行全0,读列值,全1无摁键,非全1有键摁下;有键摁下时:逐行输出0,查列值:有0则该行该列交叉处即为摁键位置.,线反转法(行反转法)：行反转法需要两个双向I/O口分别接行、列线。该方法比扫描法速度快，但硬件上要复杂一些。基本思想：通过行列互换两次扫描来识别闭合键。,识别键摁下的两种方法,行扫描法图,(c)扫描第0行,(d)扫描第1行,(e)扫描第2行,(f)扫描第3行,确定为3行2列有键摁下,课本P195,(a)无键摁下,(b)有键摁下,粗略判断有无键摁下:有,再详细判断;无,则CPU仍做自己的工作,有键摁下,详细判断是哪行哪列?,a,b,c,d,e,f,行,列,确定第2列有键摁下,线反转法,AT89C51,P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7,+5v,P202图6-28,0行,1行,2行,3行,0列,1列,2列,3列,原理：由行线输出全“0”，读入 列线，判有无键按下。若有键按下,再将读入的列 线值由列线输出,读进行线 的值。第一步读进的列线值与第 二步读进的行线值相加，从而得到代表此键的唯一 的特征值。线反转法因输入与输出线 反过来用而得名。优点是判键速度快，两次 即可。,线反转法图例,AT89C51,P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7,+5v,MOV P1，#0F0H;低位送全“0”MOV A，P1;读进P1口电平 ANL A，#0F0H;保留高4位 CJNE A,#0F0H,MK3;若有键按下则P1.4P1.7必 有“0”位,跳转到MK3去处理;若无键按下则退出键扫描。,0行,1行,2行,3行,0列,1列,2列,3列,设:第3行/第1列结点有键按下首先:“1111 0000”P1然后读P1:P1“1101 xxxx”只留高4位:A“1101 0000”因为有键按下,A 11110000,P202图6-28,AT89C51,P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7,+5v,MOV P1，#0F0H;低位送全“0”MOV A，P1;读进P1口电平 ANL A，#0F0H;保留高4位 CJNE A,#0F0H,MK3,0行,1行,2行,3行,0列,1列,2列,3列,此时：R2“1101 0000”然后：A“1101 1111”返送P1口:“1101 1111”P1再读P1口：P1“xxxx 0111”只留低4位:A“0000 0111”特征值:A+R2=“1101 0111”,MK3:MOV R2，A;暂存回R2 ORL A，#0FH;高4位保留;低4位充“1”MOV P1,A;新值返送P1口 MOV A，P1;再读进P1口电平 ANL A，#0FH;只留低4位 ADD A，R2;得到键特征值,P202图6-28,线反转法图例,ME830 矩阵式摁键（线反转法）,P1口,是一个双向口 低4位作为列线 高4位作为行线,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,b,C,d,E,F,实验八源程序 线反转法,P68,B中应是特征值,查特征值表的次数=键值,从键值得到段码,1.矩阵键盘定义(接口引脚定义)2.建表:内存中建好键编码表(特征值表)和段码表3.通过线反转法得到相应的特征值4.通过查找该特征值的查表次数得到相应键值5.通过该键值得到相应段码6.送该段码显示键值,实验总结,重点!,特点:键的特征值唯一自动解决了重键问题,1.LED显示器结构与原理,图 7段LED数码显示器,6.4 显示器接口,ME830为共阳极,表 十六进制数及空白与P的显示段码,数电里讲过,LED的结构和显示原理静态显示方式动态显示方式动态显示的实现,动态显示方式,显示器接口技术包括,重点学习,静态显示方式,连接 所有LED的位选均共同连接到+VCC或GND，每个LED的8根段选线分别连接一个8位并行I/O口，从该I/O口送出相应的字型码显示字型。特点 原理简单；显示亮度强，无闪烁；占用I/O资源较多。,分别用1个IO口,动态显示方式,连接 所有LED的段选线共同连接在一起共用一个 8位I/O口，而每个LED的位选分别由一根相应的I/O口线控制。因此必须采用动态扫描显示方式，每一个时刻只选通其中一个LED，同时在段选口送出该位LED的字型码。,共用1个IO口,ME830 数码管显示,数码管引脚,共阳极,程序流程图,显示缓冲区,DISSTART,显示子程序,P0口,显示 硬+软,显示缓冲区,显示区首址,一一对应关系,直接给段接口,查表得到,欲想显示的字符”号码”一一对应放次存储区,1,2,3,显示器 缓冲区 段码表 对应关系,实验七 外部中断,一、实验任务 利用单片机的外部中断功能进行计数，然后将计数值输出到数码管上显示。K5 键 计数值加1（外部中断0）K6 键 计数值减1（外部中断1）3 位数码管显示，最大计数值255。二、要求：1、弄清实验线路 2、读懂程序 3、试着改变按键和显示的位置,要求每一位同学熟练掌握！,
