键盘与数码管显示器接口电路

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1-单片机键盘与显示电路设计

独立式按键单片机控制系统中，往往只需要几个功能键，此时，可采用独立式按键结构。 1．独立式按键结构独立式按键是直接用I/O口线构成的单个按键电路，其特点是每个按键单独占用一根I/O口线，每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。独立式按键的典型应用如图９-３所示。
V CC
P 1.0 P 1.1 P 1.2 P 1.3 P 1.4 P 1.5 P 1.6 P 1.7
P1口某位结构

P1口电路中包含有一个数据输出锁存器、一个三态数据输入缓冲器、一个数据输出的驱动电路。 P1口的功能和驱动能力

P1口只可以作为通用的I/O口使用；
P1可以驱动4个标准的TTL负载电路；注意在P1口作为通用的I/O口使用时，在从I/O端口读入数据时，应该首先向相应的I/O口内部锁存器写“1”。举例：从P1口的低四位输入数据 MOV MOV P1,#00001111b ;;先给P1口底四位写1 A,P1 ;;再读P1口的底四位
依此规律循环，即可使各位数码管显示将要显示的字符。虽然这些字符是在不同的时刻分别显示，但由于人眼存在视觉暂留效应，只要每位显示间隔足够短就可以给人以同时显示的感觉。采用动态显示方式比较节省I/O口，硬件电路也较静态显示方式简单，但其亮度不如静态显示方式，而且在显示位数较多时，CPU要依次扫描，占用CPU较多的时间。
矩阵式按键单片机系统中，若使用按键较多时，通常采用矩阵式（也称行列式）键盘 1.矩阵式键盘的结构及原理矩阵式键盘由行线和列线组成，按键位于行、列线的交叉点上，其结构如下图9-4 所示。
＋5 V 0 4 8 12 0 1 5 9 13 1 2 6 10 14 2 3 7 11 15 3 0 1 2 3

单片机实验报告——矩阵键盘数码管显示

单片机实验报告信息处理实验实验二矩阵键盘专业：电气工程及其自动化指导老师：***组员：明洪开张鸿伟张谦赵智奇学号：152703117 \152703115\152703118\152703114室温：18 ℃日期：2017 年10 月25日矩阵键盘一、实验内容1、编写程序，做到在键盘上每按一个键(0－F)用数码管将该建对应的名字显示出来。

按其它键没有结果。

二、实验目的1、学习独立式按键的查询识别方法。

2、非编码矩阵键盘的行反转法识别方法。

3、掌握键盘接口的基本特点，了解独立键盘和矩阵键盘的应用方法。

4、掌握键盘接口的硬件设计方法，软件程序设计和贴士排错能力。

5、掌握利用Keil51软件对程序进行编译。

6、会根据实际功能，正确选择单片机功能接线，编制正确程序。

对实验结果能做出分析和解释，能写出符合规格的实验报告。

三、实验原理1、MCS51系列单片机的P0～P3口作为输入端口使用时必须先向端口写入“1”。

2、用查询方式检测按键时，要加入延时(通常采用软件延时10～20mS)以消除抖动。

3、识别键的闭合，通常采用行扫描法和行反转法。

行扫描法是使键盘上某一行线为低电平，而其余行接高电平，然后读取列值，如读列值中某位为低电平，表明有键按下，否则扫描下一行，直到扫完所有行。

行反转法识别闭合键时，要将行线接一并行口，先让它工作在输出方式，将列线也接到一个并行口，先让它工作于输入方式，程序使CPU通过输出端口在各行线上全部送低电平，然后读入列线值，如此时有某键被按下，则必定会使某一列线值为0。

然后，程序对两个并行端口进行方式设置，使行线工作于输入方式，列线工作于输出方式，并将刚才读得的列线值从列线所接的并行端口输出，再读取行线上输入值，那么，在闭合键所在行线上的值必定为0。

这样，当一个键被接下时，必定可以读得一对唯一的行线值和列线值。

由于51单片机的并口能够动态地改变输入输出方式，因此，矩阵键盘采用行反转法识别最为简便。

TM1650_V1.0专业数码管驱动

1特性描述TM1650是一种带键盘扫描接口的LED （发光二极管显示器）驱动控制专用电路。

内部集成有MCU 输入输出控制数字接口、数据锁存器、LED 驱动、键盘扫描、辉度调节等电路。

TM1650性能稳定、质量可靠、抗干扰能力强，可适用于24小时长期连续工作的应用场合。

功能特点两种显示模式：8段×4位和7段×4位段驱动电流大于25mA，位驱动电流大于150mA 提供8级亮度控制键盘扫描：7×4bit内部集成三极管驱动高速两线式串行接口内置时钟振荡电路内置上电复位电路支持2.8V-5.5V电源电压提供DIP16及SOP16封装适用领域：✧ 家用电器产品如机顶盒、空调、DVD/VCD等显示的驱动。

内部结构框图2管脚信息管脚功能端口I/O 功能描述名称管脚 DIG1 1 O LED段位驱动输出1/键盘扫描输出1 DIG2 5 O LED段位驱动输出2/键盘扫描输出2 DIG3 6 O LED段位驱动输出3/键盘扫描输出3 DIG4 7 O LED段位驱动输出4/键盘扫描输出4 SCL 2 I 数据输入端 SDA 3 I 时钟输入端A/KI1 8 O/I LED段驱动输出A/按键扫描输入KI1 B/KI2 9 O/I LED段驱动输出B/按键扫描输入KI2 C/KI3 11 O/I LED段驱动输出C/按键扫描输入KI3 D/KI4 12 O/I LED段驱动输出D/按键扫描输入KI4 E/KI5 13 O/I LED段驱动输出E/按键扫描输入KI5 F/KI6 14 O/I LED段驱动输出F/按键扫描输入KI6 G/KI7 15 O/I LED段驱动输出G/按键扫描输入KI7 DP/KP 16 O LED段输出DP/键盘标志输出KP GND 4 - 逻辑地 VDD10-逻辑电源在干燥季节或者干燥使用环境内，容易产生大量静电，静电放电可能会损坏集成电路，天微电子建议采取一切适当的集成电路预防处理措施，如果不正当的操作和焊接，可能会造成ESD 损坏或者性能下降，芯片无法正常工作。

51单片机键盘数码管显示(带程序)

期中大作业学院：物理与电子信息工程学院课题：【利用8255和51单片机实现数码管显示按键数值的程序】要求：【4*4矩阵键盘，按0到15，数码管上分别显示0~9，A~F】芯片资料：8255：8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O口。

具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片（40引脚）。

其各口功能可由软件选择，使用灵活，通用性强。

8255可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。

8255作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。

同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。

由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255内部结构分为3个部分：与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分。

8255特性：1.一个并行输入/输出的LSI芯片,多功能的I/O器件,可作为CPU总线与外围的接口。

2.具有24个可编程设置的I/O口,即3组8位的I/O口，分别为PA口、PB口和PC 口。

它们又可分为两组12位的I/O口：A组包括A口及C口(高4位,PC4~PC7),B组包括B口及C口(低4位,PC0~PC3)。

A组可设置为基本的I/O口,闪控(STROBE)的I/O闪控式,双向I/O三种模式;B组只能设置为基本I/O或闪控式I/O两种模式,而这些操作模式完全由控制寄存器的控制字决定.引脚说明RESET:复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。

CS:芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时,即CS=0时,表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯；CS=1时，8255无法与CPU做数据传输。

RD:读信号线，当这个输入引脚为低电平时,即CS=0且RD=0时,允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU从8255读取信息或数据。

WR:写入信号，当这个输入引脚为低电平时,即CS=0且WR=0时,允许CPU将数据或控制字写入8255。

8155可编程并行IO扩展接口实验

实验八、8155可编程并行I/O扩展接口实验一、实验目的1．熟悉8155并行接口芯片的基本工作原理及应用2．掌握单片机与8155的接口电路设计和编程二、实验设备1．仿真器2．8155可编程并行I/O扩展接口模块3．单片机最小系统模块4．数码管动态扫描显示模块5．矩阵式键盘模块三、实验要求连接单片机最小系统、8155扩展接口实验模块、数码管动态扫描显示模块、矩阵式键盘模块，要求在键盘按下时，8位LED动态显示器上最低位显示相应的字符，以前的各位字符向高位推进1位。

四、实验原理8155芯片内包含有256字节RAM，2个8位、1个6位的可编程并行I/O口，和1个14位定时器/计数器。

由于8155既具有RAM又具有I/O口，因而是单片机系统中最常用的外围接口芯片之一。

４．1引脚说明8155共40个引脚，采用了双列直插的封装，主要引脚功能如下：◆AD7—AD0：地址数据总线；单片机和8155之间的地址、数据、命令、状态信息都是通过它来传送的。

◆CE：片选信号线，低电平有效。

◆RD：存储器读信号线，低电平有效。

◆WR：存储器写信号线，低电平有效。

◆ALE：地址及片选信号锁存信号线，高电平有效。

在下降沿时将地址及片选信号锁存到器件中。

◆IO/M：IO接口与存储器选择信号线，高电平选择I/O，低电平选择存储器。

◆PA7—PA0：A口输出/输入线。

◆PB7—PB0：B口输出/输入线。

◆PC5—PC0：C口输出/输入或控制信号线，用作控制信号时其功能如下：◆PC0：A INTR（A口中断信号线）◆PC1：A BF（A口缓冲器满信号线）◆PC2：ASTB（A 口选通线）◆PC3：B INTR（B口中断信号线）图8-1 8155引脚与逻辑图◆PC4：B BF（B口缓冲器满信号线）◆PC5：BSTB（B 口选通线）表8-1 地址与寄存器映射◆TIMER OUT：定时器/计数器输出端；◆RESET：复位信号线。

◆8155引脚与逻辑如图8-1所示。

8255扫描键盘、显示实验

实验九8255扫描键盘、显示实验一.实验要求利用8255可编程并行口做一个扫描键盘实验，把按键输入的键码，显示在由8279控制的七段数码管上。

8255PA口做键盘输入线，PB口作扫描线。

二.实验目的1.掌握8255编程方法。

2.掌握扫描键盘和显示的编程方法。

三.实验电路及连线CS8255接8500H，则命令字地址为8506H,PA口地址为8500H，PB口地址为8502H，PC口地址为8504H。

CS8279接8700H，则8279的状态口地址为8701H; 8279的数据口地址为8700H;模块中的十个短路套都套在8255侧。

四.实验说明在PA口与PB口组成的64点阵列上，把按键接在不同的点上，将得到不同的键码，本实验采用8×2的阵列，共可按16个键。

显示部分由8279控制，由7407驱动8位数码管显示。

五.实验程序框图主程序框图读键显示部分框图六.实验程序:D8255 EQU 8506H ;8255状态/数据口地址D8255A EQU 8500H ;8255 PA口地址D8255B EQU 8502H ;8255 PB口地址Z8279 EQU 8701H ;8279状态口地址D8279 EQU 8700H ;8279数据口地址DISPTR EQU 08H ;当前显示位置KEYVAL EQU 09H ;读到的键码ORG 0000HLJMP STARTORG 0040HSTART:MOV SP,#60HLCALL DELAY ;延时MOV DISPTR,#30H ;显示缓冲区头指针MOV DPTR,#D8255MOV A,#90H ;置8255状态;方式0,PB,PC口输出,PA口输入MOVX @DPTR,AMOV DPTR,#Z8279 ;置8279命令字MOV A,#0D3HMOVX @DPTR,A ;清LED显示MOV A,#00HMOVX @DPTR,AMOV A,#38HMOVX @DPTR,AMOV A,#0D1HKB_DIS:LCALL RD_KB ;读键盘MOV A,#0FFHCJNE A,KEYVAL,DISBUF ;判读到键SJMP KB_DIS ;没有则继续读键DISBUF:LCALL DISP ;把键移入显存LCALL DELAY ;延时消抖LCALL DELAYSJMP KB_DISDISP: ;显存依次前移MOV R1,#31H ;在最后加入新键值MOVE:MOV A,@R1DEC R1MOV @R1,AINC R1INC R1CJNE R1,#38H,MOVEMOV 37H,KEYVALMOV KEYVAL,#0FFHMOV DPTR,#Z8279MOV A,#90HMOVX @DPTR,AMOV R0,#08HMOV R1,#30HMOV DPTR,#D8279LP: MOV A,@R1MOVX @DPTR,AINC R1DJNZ R0,LPRETRD_KB: ;键盘扫描MOV A,#02H ;扫描第一行MOV DPTR,#D8255BMOVX @DPTR,AMOV DPTR,#D8255AMOVX A,@DPTRMOV R1,#00HCJNE A,#0FFH,KEYCAL ;判键是否按下MOV A,#01H ;扫描第二行MOV DPTR,#D8255BMOVX @DPTR,AMOV DPTR,#D8255AMOVX A,@DPTRMOV R1,#08HCJNE A,#0FFH,KEYCALSJMP NOKEY ;无键按下KEYCAL: ;计算键码MOV R0,#08HSHIFT:RRC AJNC CALCINC R1DJNZ R0,SHIFTCALC: ;换算显示码MOV DPTR,#DL_DATMOV A,R1MOVC A,@A+DPTRMOV KEYVAL,ARETNOKEY: MOV KEYVAL,#0FFH ;返回无键标志RETDELAY: MOV R0,#0H ;延时子程序DELAY1: MOV R1,#0HDJNZ R1,$DJNZ R0,DELAY1RETDL_DAT: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H ;0,1,2,3,4,5,6,7DB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H ;8,9,A,B,C,D,E,FEND实验十8279显示实验一.实验要求编制程序，利用8279及键盘显示接口电路，编程实现按键的读取，并将按键值显示在数码管上。

键盘输入与七段数码管显示实验

;查第 4 行无键按下，转查第 5 行 ;第 4 行有键按下，行首键码#04H 送（A） ;转求键码
;查第 5 行无键按下，转查第 6 行 ;第 5 行有键按下，行首键码#05H 送（A） ;转求键码
;查第 6 行无键按下，转查第 7 行 ;第 6 行有键按下，行首键码#06H 送（A） ;转求键码
实才知道原因，原来是我们那设备箱没有初始化好。后来在老师的指导下，我
验们把设备箱设置好后，终于做出了结果。也达到了实验目的。①．学会利用
总 8255 扩展 I/O 口；
结
②．掌握行列式键盘、7 段数码显示器接口的设计方法，验证 7 段数码管
显示原理；
③．通过软硬件结合，了解单片机应用中软硬件的相依性。总的来说，这次实验让我收获颇多啊，锻炼了我独自想考和动手的能力。
;查第 2 行无键按下，转查第 3 行
.
MOV A, #02H
AJMP LKP
LTHR: JB ACC.3, LFOU
MOV A, #03H
AJMP LKP
LFOU: JB
ACC.4, LFIV
MOV A, #04H
AJMP LKP
LFIV: JB
ACC.5, LSIX
MOV A, #05H
AJMP LKP
MOV A, #00H
;第 0 行有键按下，行首键码#00H 送（A）
AJMP LKP
;转求键码
LONE: JB
ACC.1, LTWO
;查第 1 行无键按下，转查第 2 行
MOV A, #01H
;第 1 行有键按下，行首键码#01H 送（A）
AJMP LKP
;转求键码
LTWO: JB
ACC.2, LTHR

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1k +5V
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GN
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3
Q
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UB
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软件上采取的措施是在检测到有按键按下时，执行一个10ms左右(具体时间应视所使用的按键进行调整)的延时程序，再确认该键电平是否仍保持闭合状态电平，若仍保持闭合状态电平，则确认该键处于闭合状态；同理，在检测到该键释放后，也应采用相同的步骤进行确认，从而消除抖动的影响。
2. 矩阵式键盘
单片机系统中，若使用按键较多时，通常采用矩阵式键盘，其结构如下图所示。由图可知，一个4×4的行、列结构，可以构成一个含有16个按键的键盘，节省了很多I/O口。控制方式：先判断是否有键按下。
如有，再判断哪一键按下，并得到键码值，然后根据键码值转向不同的功能程序。矩阵式结构键盘比独立式按键要复杂，识别也要复杂一些。最常用的识别方法是键盘扫描法。
为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判，必须采取去抖动措施，可从硬件、软件两方面予以考虑。在键数较少时，可采用硬件去抖；而当键数较多时，采用软件去抖。
在硬件上可采用在键输出端加R-S触发器(双稳态触发器)或单稳态触发器构成去抖动电路，如下图所示是一种由R-S触发器构成的去抖动电路，当触发器翻转时，触点抖动不会对其产生任何影响。键盘输出经双稳态电路之后变为规范的矩形方波。
第二节键盘与数码管显示器接口电路
1 键盘接口电路 2 数码管显示器 3 LCD显示器及其应用
一、键盘接口电路
键盘是单片机应用系统中人机交流不可缺少的输入设备。
键盘由一组规则排列的按键组成，一个按键实际上是一个开关元件。键盘通常使用机械触点式按键开关，其主要功能是把机械上的通断转换为电气上的逻辑关系(1和0)。
3. 键盘设计应注意的问题
机械式按键在按下或释放时，由于机械弹性作用的影响，通常伴随有一定时间的触点机械抖动，然后其触点才稳定下来。其抖动过程如右图所示，抖动时间的长短与开关的机械特性有关，一般为510ms。
键按下
前沿抖动
后沿抖动
闭合稳定
在触点抖动期间检测按键的通与断状态，可能导致判断出错，即按键一次按下或释放被错误地认为是多次操作。系统设计中如果开关脉冲是作为外部中断触发信号或要对开关脉冲进行计数时，这种情况是不允许出现的。
********** 左移 ******************************* A0: MOV DPTR, #TAB ; 左移常数表首地址送DPTR ACALL DISP SJMP START
********* 右移 ******************************** A1: MOV DPTR, #TAB1 ; 右移常数表首地址送DPTR ACALL DISP SJMP START
程序设计流程图如下图所示。
ORG 0000H MOV SP, #60H MOV P2, #00H MOV P1, #0FH
START: JNB P1.0, A0 ; 如P1.0键按下,就跳至A0 JNB P1.1, A1 ; 如P1.1键按下,就跳至A1 JNB P1.2, A2 ; 如P1.2键按下,就跳至A2 JNB P1.3, A3 ; 如P1.3键按下,就跳至A3 SJMP START
常见的种类有：独立式按键和矩阵式键盘。
1. 独立式按键
结构如下图所示，其特点是每个按键单独占用一根I/O口线，每个按键工作不会影响其他I/O口线的状态。多用于所需按键不多的场合。可采用 JNB(或JB)来查询哪一个按键按下，并转向相应的功能处理程序。
JNB P1.0, A0 ;如P1.0键按下,就跳到A0 JNB P1.1, A1 ;如P1.1键按下,就跳到A1 JNB P1.2, A2 ;如P1.2键按下,就跳到A2 JNB P1.3, A3 ;如P1.3键按下,就跳到A3 JNB P1.4, A4 ;如P1.4键按下,就跳到A4 JNB P1.5, A5 ;如P1.5键按下,就跳到A5 JNB P1.6, A6 ;如P1.6键按下,就跳到A6 JNB P1.7, A7 ;如P1.7键按下,就跳到A7
【例2】信号灯控制电路如下图所示，其功能是当按下不同的键时发光二极管有不同的亮灭规律。按1号键LED从左到右依次亮，按2号键从右到左依次亮，按3 号键闪烁，按4号键呈流水追逐效果。
解：电路图中P1口分别接了4个开关，每个开关都有相对应的功能，当某一开关闭合时，相应的口线变为低电平，而其他口线依然为高电平，因此，可以用4条JNB指令对开关状态进行检测。如果某一按键按下，则跳转执行其所对应的控制功能。八个发光二极管经74LS04接P2口，主要因单片机的驱动能力较差，故用74LS04来加பைடு நூலகம்大驱动能力。P2口输出控制信号控制发光规律。
********* 闪烁 ******************************** A2: MOV DPTR, #TAB2 ; 闪烁常数表首地址送DPTR ACALL DISP SJMP START
******** 流水追逐 ***************************** A3: MOV DPTR, #TAB3 ; 流水追逐常数表首地址送DPTR ACALL DISP SJMP START
ORG 0000H CLR P1.0
NEXT: SETB P1.1 JB P1.1, L1 SETB P1.0 SJMP NEXT
L1 : CLR P1.0 SJMP NEXT END
; 使发光二极管灭 ; 先对P1.1写"1" ; 开关断开,跳至L1 ; 开关合上,发光二极管亮
; 开关断开,发光二极管灭
独立式键盘应用实例
【例1】监视某开关S，用发光二极管LED显示开关状态，如果开关闭合，LED亮；如果开关断开，LED灭。
解：设计电路图如下图所示。开关接P1.1，当开关断开时，P1.1为+5V，对应数字量为“1”；开关闭合时，P1.1为0V，对应数字量为“0”，这样就可以用JB指令对开关状态进行检测。 P1.0输出“1”，LED亮。当P1.0输出“0”，LED 两端电压相等，熄灭。参考程序如下：