键盘与显示器接口技术
《单片机应用技术》000-9(周君芝)课件 项目四 显示器与键盘接口技术的应用
（第 2 版）
目录
项目1 项目2 项目3 项目4 项目5 项目6 项目7
C语言基础知识 单片机开发软件及硬件系统的认识
中断系统与定时/计数器的应用 显示器与键盘接口技术的应用
串行接口技术的应用 A/D与D/A转换技术的应用
单片机综合实践
显示器与键盘接口技术 的应用
项目导读
单片机应用系统在运行时需要与外部设备交换 信息，其中显示器与键盘是实现人机交互不可或 缺的设备。
共阳极LED数码管显示器的结构 原理如图所示，由于所有段的阳 极均连接高电平，因此在使用时， 需要在相应段上加低电平，才能 使其发光。
bit 变量名 = 变量值;
4.1.1 LED数码管显示器
如果说我们国家是块闪闪发光的显示器，那么我们 每个人都是属于这块显示器的一个“数码管”，是 这块显示器不可缺少的部分。所谓“天生我材必有 用”，随着国家的蓬勃发展，各行各业都亟须专业 人才。我们作为新时代的青年，应当正视自己，发 挥自己的优势，学成一技之长，为祖国的发展贡献 自己的力量。
4.1.1 LED数码管显示器
2．LED数码管显示器的字形码
LED数码管显示器只要控制LED段的亮与灭即可显示相应的字符。当LED数码管显 示器的连接方式确定时，若要显示某一特定字符，其控制字形是固定不变的。控制字 形控制的是LED数码管显示器上要显示的字符形状，称为字形代码，简称为字形码。
LED数码管显示器八段的各代码位与显示段的对应关系如表所示。
【确定方法】
➢ 在共阴极连接中，要点亮的段为高电平， 不点亮的段为低电平，则各显示段的状态 如表所示。
显示段 dp g f e d c b a 各段状态 0 1 1 1 1 1 0 1
键盘显示器接口
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感谢聆听
HDMI和DisplayPort
HDMI和DisplayPort也是新型的接口技术，广泛应用于 高清视频传输。然而，这些接口技术的普及也面临一些 挑战，如连接线缆的长度限制、设备兼容性和成本等。
兼容性与标准化的挑战
兼容性
随着新型接口技术的出现，键盘显示器接口的兼容性 面临挑战。不同品牌和型号的设备可能采用不同的接 口技术，导致用户在连接时遇到兼容性问题。
HDMI接口
总结词
HDMI接口是一种高清晰度多媒体接口，主要用于连接高清视频源和显示设备。
详细描述
HDMI接口采用小的方形插头，能够传输高质量的音频和视频信号。它支持高分辨率显示，如1080p和4K，并具 有较好的兼容性和易用性。HDMI接口广泛应用于电视、显示器、投影仪等显示设备以及游戏机、DVD播放器等 音视频源设备。
标准化
标准化是推动键盘显示器接口发展的关键因素之一。 缺乏统一的标准化协议可能导致不同设备之间的互操 作性受限，影响用户体验。因此，推动接口技术的标 准化进程对于促进其发展和应用至关重要。
06
总结与展望
键盘显示器接口的重要性和应用价值
重要性和应用价值
键盘显示器接口是计算机系统中的重要组成部分，它能够实现计算机和外部设备之间的数 据传输和控制。键盘显示器接口的应用价值主要体现在人机交互、数据输入输出、远程控 制等方面，对于提高计算机使用效率和用户体验具有重要意义。
会议记录
在会议中，键盘显示器接口用 于实时记录会议内容，方便后 续整理和查阅。
游戏场景中的应用
实时操作
在游戏中，键盘显示器接口用于控制游戏角色行动， 实现精准操作。
竞技对抗
在竞技游戏中，键盘显示器接口用于快速响应，提高 游戏水平。
8279的资料
第九节键盘与LED显示电路应用设计键盘与显示器是机电一体化系统中典型的人-机接口。
通过键盘，操作者可向控制系统发出指令或输入数据，系统的各种信息又可通过显示设备反馈给操作者。
键盘与显示器是实现人-机交互的关键部件。
键盘主要有独立式和矩阵式两种，显示器主要有LED、LCD和CRT等。
本节主要介绍矩阵式键盘与LED显示器。
2．软件设计Intel公司的8279芯片就显示出了其独特的优点。
Intel 8279是一种通用的可编程键盘、显示器接口芯片，它能完成键盘输入和显示控制两种功能。
键盘部分提供扫描工作方式，可与64个按键的矩阵键盘进行连接，能对键盘实行不间断的自动扫描，自动消除抖动，自动识别按键并给出键值。
显示部分为发光二极管、荧光管等显示器件提供了按扫描方式工作的接口电路，它为显示器提供多路复用信号，可显示多达16位的字符。
1.8279的引脚功能8279的引脚按其功能可分为三部分：第一部分面向CPU，第二部分面向键盘，第三部分面向显示器，如图5-63所示。
2．8279的键盘管理（1）SL3～SL0采用译码扫描当设定8279的扫描线SL3～SL0工作在译码扫描方式时，SL3～SL0四个引脚轮流输出负脉冲。
组成矩阵键盘时可将这四根输出线作为行扫描线，如图5-64所示。
采用译码扫描时，提供的行线最多只有4根，与8根列线相交，只能得到32个按键，键的个数不多。
在图5-64中，矩阵键盘由4行6列组成，共有24个键，键值计算如下：其中：CNTL=SHIFT=0（图中已将此二引脚接地）；NNN表示行的位置，其值为SL i=0时的标号i，即NNN=i（写成二进制）；KKK表示列的位置，其值为RL j=0时的标号j，即KKK=j （写成二进制）。
图5-65 8279扫描线编码扫描管理键盘3．8279的显示管理8279可用来管理16位×8段的LED或荧光管。
它的内部有专门用于存储显示数据的RAM区（显示RAM），共有16个字节，地址排列从00H到0FH。
第七章80C51的显示器及键盘
定时扫描方式
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。
中断扫描方式
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。
矩 阵 式 按 键
关键：如何 判断键号？
P1.7 P1.6 P1.5
+5V
P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0
12 13 14 15 0 4 8 1 5 9 2 6 3 7
10 11
MCS-51
特点：按键识别应采用扫描法或线路反转法 编程较为复杂，节省口资源，8键以上使用
按键识别——扫描法
原理： 在某一时刻只让一条列线处于低电平，其余列线均 处于高电平，则当这一列有键按下时，该键所在的行 电平将会由高电平变为低电平，可判定该列相应的行 有键按下。 流程： 当第0列处于低电平时，逐行查找是否有行线变低， 若有，则第0列与该行的交叉点按键按下；若无，则表示 第0列无键按下，再让下一列处在低电平，依此循环，这 种方式称为键盘扫描。
键盘接口需要解决的问题
按键识别：
是否有键按下 求键号 键抖动及消除： 机械按键抖动时间在 5ms～10ms之间 消除方法： 硬件方案——双稳态去抖电路 软件方案——延时10ms～20ms后再次判断
独立式按键
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。
接口电路：
PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7 PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 PC0 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5
单片机原理及接口技术单片机的开关检测键盘输入与显示的接口设计
单片机原理及接口技术单片机的开关检测键盘输入与显示的接口设计单片机是一种集成了中央处理器、存储器和输入/输出接口的微型电子计算机，其核心是一个集成电路芯片。
它简单、灵活，用于控制电子设备和执行各种任务。
单片机有很多种，其中C51单片机是一种非常常用的型号。
在C51编程中，开关检测、键盘输入和显示是非常常见的接口设计。
接下来，将分别介绍它们的原理和实现方法。
1.开关检测：开关检测是指通过单片机检测开关的状态，以实现对开关的控制。
常见的开关检测方法有两种，一种是使用外部电阻和开关，通过检测电流或电压来判断开关状态；另一种是使用内部电阻和开关，通过检测电阻的值来判断开关状态。
具体实现方法如下：a.外部电阻和开关：检测开关状态的方法是连接一个电阻到开关，并将另一端连接到单片机的输入引脚。
当开关打开时，电阻与单片机输入引脚之间形成一条路径，使得输入引脚接收到高电平信号；当开关关闭时，电阻与单片机输入引脚之间断开，使得输入引脚接收到低电平信号。
b.内部电阻和开关：单片机的引脚通常具有内部上拉或下拉电阻。
当引脚配置为输入模式时，可以选择使能内部上拉或下拉电阻。
通过连接一个开关到引脚，并将另一端连接到电源或地，从而完成开关状态的检测。
当开关打开时，引脚被拉高，输入引脚接收到高电平信号；当开关关闭时，引脚被拉低，输入引脚接收到低电平信号。
2.键盘输入：键盘输入是指通过单片机接收和处理来自键盘的输入信息。
键盘通常是一种矩阵按键结构，可以通过多行多列的方式进行编码。
键盘输入的实现需要通过接口电路将键盘连接到单片机，并在程序中编写相应的扫描算法。
具体实现方法如下：a.键盘连接方式：键盘的行和列线分别连接到单片机的输出和输入引脚上。
行线和列线可以使用独立的引脚，也可以使用矩阵开关编码的方式进行连接。
b.扫描算法：扫描算法是通过逐行扫描和逐列检测的方式来实现键盘输入的。
具体步骤如下：1)将所有行引脚置为高电平，所有列引脚配置为输入模式。
常用外围设备接口技术概述
常用外围设备接口技术概述常见的外围设备接口技术包括USB接口、HDMI接口、VGA接口、音频接口、网口接口等。
其中，USB接口是目前最为广泛应用的接口技术之一，它具有数据传输速度快、插拔方便、广泛兼容等优点，适用于连接鼠标、键盘、打印机、移动硬盘、摄像头等各种外部设备。
HDMI接口和VGA接口主要用于连接显示器和投影仪，可以实现高清视频和音频信号的传输。
音频接口则主要用于连接扬声器、耳机等音频设备，而网口接口则用于连接局域网，实现计算机和互联网之间的数据传输。
除了以上几种常用的接口技术，随着无线技术的发展，蓝牙、Wi-Fi、NFC等无线接口技术也逐渐成为外围设备接口技术的重要组成部分。
这些无线接口技术具有方便快捷、无需接触、自动配对等特点，适用于连接蓝牙耳机、无线鼠标键盘、智能手机等设备。
总的来说，随着科技的不断发展，外围设备接口技术将会不断更新和完善，为用户提供更加便捷、高效和多样化的外部设备连接体验。
通过不断创新，外围设备接口技术将继续推动计算机应用领域的发展，为人们的日常生活带来更多的便利和乐趣。
外围设备接口技术在计算机和外部设备之间起着极其重要的桥梁作用。
它们不仅可以实现数据的传输和通信，还能为用户提供更为便捷、高效的使用体验。
随着信息技术的发展，外围设备接口技术也在不断演化和改进，以满足不断增长的外部设备连接需求。
USB接口作为目前应用最为广泛的接口技术之一，具有诸多优势。
首先，它的传输速度很快，可以支持高速数据传输，从而在处理大容量的数据时能够提供高效的性能。
其次，USB接口插拔方便，用户可以随时连接或断开外部设备，无需关闭计算机或者重启系统，简化了用户的操作流程。
此外，USB接口也是兼容性很强的，几乎所有的计算机和外部设备都可以使用USB接口进行连接。
这使得用户在使用各种设备时更加便捷，不需要担心接口不匹配的问题。
HDMI接口和VGA接口则主要用于视频和音频信号的传输。
HDMI接口支持高清视频和音频信号的传输，是目前数字影音设备最为广泛使用的接口标准，如高清电视、蓝光播放器、投影仪等。
一张图带你了解电脑外部接口
⼀张图带你了解电脑外部接⼝电脑外部接⼝是⽤来连接键盘、⿏标、⾳响、麦克风、显⽰器、电源线、打印机等其他设备的。
⼀、PS/2接⼝PS/2接⼝是⼀种PC兼容型计算机系统上的接⼝，可以⽤来连接键盘及⿏标。
⽼式PS/2接⼝，⿏标接⼝与键盘接⼝是分开的，⿏标必须接⿏标的PS/2接⼝，键盘必须接键盘的PS/2接⼝，现在很少看到PS/2接⼝的⿏标，但PS/2的键盘接⼝还是很常见的。
随着科技在发展，现在许多主机都将⿏标键盘接⼝混合在⼀起，可以接PS/2的键盘，也可以接PS/2的⿏标。
如下图所⽰：⼆、显⽰器与主机接⼝VGA接⼝：针数为15的视频接⼝，主要⽤于⽼式的电脑输出，VGA输出和传递的是模拟信号。
虽说VGA接⼝⽼了，但现在很多公司⼤部分还是使⽤此接⼝连接显⽰器。
DVI接⼝：DVI接⼝有两个标准，25针和29针。
直观来说，这两种接⼝没有区别。
DVI接⼝传输的是数字信号，可以传输⼤分辨率的视频信号。
DVI连接计算机显卡和显⽰器时不⽤发⽣转换，所以信号没有损失。
HDMI接⼝：HDMI既能传输⾼清图形画⾯信号，也能够传输⾳频信号，⼀般来说家⾥会接电视，⽽且抗⼲扰强。
笔记本连接投影仪，笔记本连接电视机，多数都使⽤的是HDMI接⼝。
值得⼀提的是，⽬前车载系统，如车载导航的接⼝也是HDMI。
DP接⼝:DisplayPort也是⼀种⾼清数字显⽰接⼝标准，可以连接电脑和显⽰器，也可以连接电脑和家庭影院。
DisplayPort赢得了AMD、Intel、NVIDIA、戴尔、惠普、联想、飞利浦、三星、aoc等业界巨头的⽀持，⽽且它是免费使⽤的。
DP接⼝可以理解是HDMI的加强版，在⾳频和视频传输⽅⾯更加强悍。
三、⾳频接⼝⾳频接⼝：其中红⾊接⼝为麦克风接⼝，连接麦克风说话。
绿⾊接⼝为⾳频输出接⼝，连接⽿机或⾳响。
蓝⾊接⼝为⾳频输⼊接⼝，使⽤的较少。
光纤⾳频接⼝：是指⾳响设备⾳频输⼊输出接⼝使⽤的是光纤接⼊⽅式。
暂时还没有普及。
四、⽹络接⼝⽹⼝的作⽤是连接电脑上⽹使⽤，⽹络接⼝分为千兆⽹⼝和百兆接⼝。
22 键盘接口技术
1．硬件方法
硬件方法是设计一个滤波延时电路或单稳态电路等硬 件的间电滤。路波按来 延 键避 时S未开 消按按 抖下键 电时的路，抖，电动设容时置两间在端。按电下键压图S为与是C0由，PUR即2数和与据C非线组门D成输i之
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+5V
8088
8255A
D7 CPU D0
D7 PA0
PA1
D0
PA2 PA3
S0 S1 S2
RD INTR
RD PA4
INTRa
PC3 PC4
PA5 PA6
PA7
INT
IR3
8259A
STBa
独图立5式-6 键独立盘式中键断盘中法断接法接口口电电路路
工作过程如下：当CPU对8255A初始化后，CPU 即执行主程序。当按下S0键即表示要进入自动控制状 态，此时与之相连的I/O口线呈现为低电平的同时， 与非门输出为高电平，经反相器变为低电平，使 8255A端口A的选通输入信号PC4 有效，则PA0～ PTASIT2时引间脚，接8收2并55存A入的3P个C3按发键出的IN“T0R”a或中“断1请”状求态信，号经， 经中断控制器8259A向CPU申请中断，CPU响应中 断后，即转到中断服务程序中。中断服务程序依次查 询按键的通断状态，当查询到是自动/手动（即S0=0） 时，则转到自动/手动控制子程序的入口地址，从而 使系统进入自动控制状态。如果没有键按下，则相应 的I/O口线均为高电平，也不会产生中断信号，CPU 继续运行主程序。