第8章 显示、键盘接口电路

MOVC A,@A+DPTR
MOV P0,A CLR P2.1 ；导通要显示的数码管L10
LCALL DELAY
SETB P2.1 JMP LOOP
；调延时1ms子程序
TABLE: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0f8H,80H,90H END
§8.2 键盘接口
独立的，每一位的显示字符一经确定，显示将不变，直到 下一个字符来为止
静态驱动优点： 显示亮度高，编程容易，管理简单，付出的代 价是占有I/O口较多，如果要显示的数码管较 多时它需要更多的硬件资源，静态显示驱动法 便无法适应，它适用于驱动显示较少的情况 另一种驱动显示的方法：动态驱动显示（课程设计题目的一部分）
第八章 显示、键盘接口电路 学习指导
本章内容简单，是对前面理论知识的实际应用，所涉及 到的内容与课程设计有关
学习目标
1.掌握数码管的构成 2.掌握数码管的两种驱动方法：静态和动态
3.掌握复位电路的设计：上电复位和手动复位
4.记住时钟电路的构成 5.掌握键盘电路的构成和驱动 5.记住常见电路中电子器件的参数
Y0
提示
行线（输出） 列线（输入）
Y1 Y2 Y3
二、矩阵式键盘的按键识别方法 （行扫描法）
判断键盘中有无键按下： 将全部行线Y0-Y3置低电平， 然后检测列线的状态。只要有一列的电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭合的键 位于低电平线与4根行线相交叉的4个按键之中。若所有列线均为高电平，则键盘中无 键按下。 判断闭合键所在的位置: 在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的过程。其方法是： 依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平时，其它线为高电平。在确定某 根行线位置为低电平后，再逐行检测各列线的电平状态。若某列为低，则该列线与置 为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键
四、扫描程序流程图
五、对应程序：
ORG 0000H SCAN: MOV P1,#0FH NEXT5: RRC A MOV A,P1 INC B ANL A,#0FH 行线（输出） INC B CJNE A,#0FH,NEXT1 INC B SJMP NEXT3 INC B NEXT1: ACALL D10MS JC NEXT5 MOV A,#0EFH NEXT6: MOV A,P1 NEXT2: MOV R1,A 列线（输入） ANL A,#0FH MOV P1,A CJNE A,#0FH,NEXT6 MOV A,P1 MOV R0,#0FFH ANL A,#0FH RET CJNE A,#0FH,KCODE; MOV A,R1 D10MS:MOV R5,#14H SETB C DL:MOV R6,#0FFH RLC A JC NEXT2 DJNZ R6,$ NEXT3: MOV R0,#00H DJNZ R5,DL RET KCODE: MOV B,#0FBH RET NEXT4: RRC A END INC B JC NEXT4 MOV A,R1 SWAP A
F9H
A4H
3
4 5 6 7 8 9
4FH
提示
在排列顺序相同时共阳极和共阴极数码管字型码相反，他们对应的字型码之
和为FFH!其各段的排列顺序可任意安排，请大家掌握求字型码的方法
§8.1.2 复位电路和时钟电路
任何一个单片机应用系统要能正常工作，必须具有复位电路和时钟电路。
一、复位电路
复位电路的主要功能就是为单片机提供复位信号，51单片机要求单片机的复位高电平 保持时间>10ms，复位信号后应保持低电平
Y4
Y3 Y2 Y1
X4 X3 X2 X1
提示
实际上，键盘、显示处理是很复杂的，它往往占到一个应用程序的大部份 代码，可见其重要性，但说到，这种复杂并不来自于单片机的本身，而是 来自于操作者的习惯等等问题，因此，在编写键盘处理程序之前，最好先 把它从逻辑上理清，然后用适当的算法表示出来，最后再去写代码，这样， 才能快速有效地写好代码
其不同的组合就能显示所需的数字 例：用8051的P1口控制共阳极的数码管使其显示数字“3”
对应指令：MOV P1,#10110000B或B0H Dp G F E D C B A 线要显示数字“2”
对应指令：MOV P1,#10100100B或A4H
字型码
Dp G F E D C B A
注意排列顺序，顺序不同字型码就不同！
动态驱动：指把各数码管的a～h段分别并联于单片机的输出口一位，我们采
用分时的方法，轮流控制各个显示器的 COM端， 使各个显示器轮流点亮。被选通 的数码管输出相应要显示字符的字型码，此时，其余的数码管是熄灭的，同样， 在下一时刻让下一数码管导通并显示
§8.1.3 动态驱动显示
动态驱动：指把各数码管的a～h段分
非编码键盘：通过软件来识别按键和产生代码 编码键盘：通过硬件来识别按键
提示 在单片机应用系统中，非编码键盘电路较简 单、编程易于理解、且在实际中使用最多的 是非编码键盘，因此，只讲非编码键盘
二、在键盘设计中要考虑的问题 键盘原理图 按键抖动：当用手按下一个键时，往往出现按键在闭合位置和断开位置之间跳几下才 会稳定到闭合状态的情况；释放一个键时，也会出现类似的情况。这就是抖动。抖动 的时间随键盘材料和操作员而异，抖动时间一般在10ms～30ms，这在程序设计时必 须充分考虑到
共阳极所对应的字型码为
表示数字 DP G F E D C B A 0 字型码
共阴极所对应的字型码为
表示数字 DP G F E D C B A 0 1 2 字型码
1 10 0 00 00
C0H
3FH 06H 5BH
1
2 3 4 5 6 7 8 9
1 111 10 01
1 010 0 1 00 1 011 0 0 00
§8.2.1 矩阵式键盘接口技术及编程
非编码键盘常采用矩阵连接方式，常见的有8 X 8、4 X 4、3 X 8 、4 Ｘ ８等，这 需根据系统实际需要进行选择，但无论键盘大小，其工作原理相同 一、矩阵式键盘的结构与工作原理 在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，如 图1所示。在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一 个按键加以连接。这样，一个端口（如P1口）就可以构成4*4=16个按键。 当按键没有按下时，所有的输出 端都是高电平，代表无键按下。 行线输出是低电平，一旦有键按 下，则输入线就会被拉低，这样， 通过读入输入线的状态（0、1） 就可得知是否有键按下了
三、实例说明，键盘电路连接如下图： 8051单片机的P1口用作键盘I/O口，键盘的列线接 到P1口的低4位，键盘的行线接到P1口的高4位。 列线P1.0-P1.3分别接有4个上拉电阻到正电源+5V， （输出） 行线 并把列线P1.0-P1.3设置为输入线，行线P1.4-P1.7 设置为输出线。4根行线和4根列线形成16个相交点 (键值为0～9、A～F)
一、七段发光数码管的分类：共阳极数码管和共阴极数码管
七段数码管外形
数码管的应用
发光二极管
（1）共阳极数码管 它是将数码管所有的发光二极管的正极连在一起的，如图示：
（2）共阴极数码管 它是将数码管所有的发光二极管的负极连在一起的，如图示：
二、怎样使数码管显示所需的数字 方法：用单片机的口控制数码管的a、b、c、d、e、f、g和Dp对应的发光二极管，使
START: MOV DPTR,#TABLE LOOP: MOV A,#3 MOVC A,@A+DPTR
MOV P0, A CLR P2.0 LCALL DELAY SETB P2.0 MOV A,＃9
;指定查表启始地址 ;显示3，你可以改变该数显示
;导通要显示的数码管L9
;调延时1ms子程序 ；关闭数码管L9，准备显示数字9
请大家理解电路原理记住电
路形式和电子器件的参数
（三）、常见的复位电路
二、时钟电路：产生“时间”信号
提示
请记住电容的参数
三、几个单片机应用的实际电路图
例：设计一单片机系统，用8051的P1口控制数码管，使其从9～0循环显示，每个数字停 留1S
提示
上例驱动数码管显示的方法称为静态显示
静态驱动法，即一个输出口驱动一只发光二极管，各发光二极管显示是
§8－1 显示概述
在单片机应用系统中，重要的参数和系统状态需输出显示出来便于操作者管理，常 见的显示外设有：数码管（LCD）、液晶显示（LED）、GRT等。在单片机系统
中，本章以数码管为例来说明显示接口电路的设计。
§8.1.1 数码管（LED）
数码管通常由若干各发光二极管有序的排列组成，通过点亮内部不同的发光二极管 的组合来显示各种字符
别并联于单片机的输出口一位，我们采用 分时的方法，轮流控制各个显示器的 COM 端， 使各个显示器轮流点亮。被选通的数 码管输出相应要显示字符的字型码，此时， 其余的数码管是熄灭的，同样，在下一时 刻让下一数码管导通并显示
例:用动态驱动显示的方法使数码管L9显示3 ，L10分别显示9
驱动显示程序： ORG 0000H
Y4
Y3 Y2 Y1
X4 X3 X2
对键盘设计过程的分析：
列线（输入）
1、检测当前是否有键被按下。检测的方法是P1.4-P1.7输出 X1 全“0”，读取P1.0-P1.3的状 态，若P1.0-P1.3为全“1”，则 无键闭合，否则有键闭合。 2、去除键抖动。当检测到有键按下后，延时一段时间再做下一步的检测判断，延时时间 为10ms，通过重复指令来实现 3、若有键被按下，应识别出是哪一个键闭合。方法是对键盘的行线进行扫描。P1.4-P1.7 按下述4种组合依次输出： P1.7 1 1 1 0 P1.6 1 1 0 1 P1.5 1 0 1 1 P1.4 0 1 1 1 在每组行输出时读取P1.0-P1.3，若全为“1”，则表示为“0”这一行没有键闭合，否则 有 键闭合。由此得到闭合键的行值和列值，然后可采用计算法或查表法将闭 合键的行值和列值转换成所定义的键值