最新单片机第10章幻灯片.ppt

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1、单片机第单片机第10章章单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机与输入/输出外部设备的接口输出外部设备的接口 一、一、按公共端接的电平不同分为按公共端接的电平不同分为共阴极共阴极数码管、数码管、共阳极共阳极数码管。数码管。单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机与输入/输出外部设备的接口输出外部设备的接口单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机与输入/输出外部设备的接口输出外部设备的接口单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机与输入/输出外部设备的接口输出外部设备的接口单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机与输入/输出外部设备的接口输出外部设

2、备的接口单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机与输入/输出外部设备的接口输出外部设备的接口单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机与输入/输出外部设备的接口输出外部设备的接口单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机与输入/输出外部设备的接口输出外部设备的接口二、键盘输入的特点二、键盘输入的特点 常见键盘：触摸式键盘、薄膜键盘和按键式键盘，最常用的常见键盘：触摸式键盘、薄膜键盘和按键式键盘，最常用的是按键式键盘。是按键式键盘。 按键实质上就是一个开关，两端分别连接在行线和列线上，按键实质上就是一个开关，两端分别连接在行线和列线上，按键开关机械触点的断开、闭合时，其

3、行线电压输出波形如下。按键开关机械触点的断开、闭合时，其行线电压输出波形如下。 图中图中t1和和t3分别为分别为键的闭合和断开过程中的抖动期键的闭合和断开过程中的抖动期(呈现一串呈现一串负脉冲，一般为负脉冲，一般为510ms)。单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机与输入/输出外部设备的接口输出外部设备的接口三、按键的识别三、按键的识别 键的闭合与否，行线输出电压上就是呈现高电平或低电平。键的闭合与否，行线输出电压上就是呈现高电平或低电平。高电平，表示键断开，低电平则表示键闭合，通过对行线电平的高电平，表示键断开，低电平则表示键闭合，通过对行线电平的高低状态的检测，可确认按键按下以

4、及按键释放与否。高低状态的检测，可确认按键按下以及按键释放与否。 为了确保对一次按键动作只确认一次按键有效，必须消除抖为了确保对一次按键动作只确认一次按键有效，必须消除抖动期动期t1和和t3的影响。的影响。单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机与输入/输出外部设备的接口输出外部设备的接口四、如何消除按键的抖动四、如何消除按键的抖动 按键去抖动的方法有按键去抖动的方法有软件延时软件延时和和硬件消抖硬件消抖2种。种。1、软件延时、软件延时 本思想是：在检测到有键按下时，该键所对应的行线为低电本思想是：在检测到有键按下时，该键所对应的行线为低电平，执行一段延时平，执行一段延时10ms的子

5、程序后，确认该行线电平是否仍为的子程序后，确认该行线电平是否仍为低电平，如果仍为低电平，则确认该行确实有键按下。当按键松低电平，如果仍为低电平，则确认该行确实有键按下。当按键松开时，行线的低电平变为高电平，执行一段延时开时，行线的低电平变为高电平，执行一段延时10ms的子程序的子程序后，检测该行线为高电平，说明按键确实已经松开。后，检测该行线为高电平，说明按键确实已经松开。2、硬件消抖、硬件消抖 另一种是采用专用的键盘另一种是采用专用的键盘/显示器接口芯片，这类芯片中都显示器接口芯片，这类芯片中都有自动去抖动的硬件电路。有自动去抖动的硬件电路。单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机

6、与输入/输出外部设备的接口输出外部设备的接口10.2.2 键盘的工作原理键盘的工作原理 键盘可分为两类：键盘可分为两类：非编码键盘非编码键盘和和编码键盘编码键盘。 非编码键盘是利用按键直接与单片机相连接而成，这种键非编码键盘是利用按键直接与单片机相连接而成，这种键盘通常使用在按键数量较少的场合。使用这种键盘，系统功能盘通常使用在按键数量较少的场合。使用这种键盘，系统功能通常比较简单，需要处理的任务较少，但是可以降低成本、简通常比较简单，需要处理的任务较少，但是可以降低成本、简化电路设计。按键的信息通过软件来获取。化电路设计。按键的信息通过软件来获取。 非编码键盘常见的为两种结构：非编码键盘常见

7、的为两种结构：独立式键盘独立式键盘和和矩阵式键盘矩阵式键盘。1、独立式键盘、独立式键盘 一键一线，各键相互独立，每个键各接一条一键一线，各键相互独立，每个键各接一条I/O口线，通过口线，通过检测检测I/O输入线的电平状态，可容易地判断哪个按键被按下。输入线的电平状态，可容易地判断哪个按键被按下。 优点：优点：电路简单，各条检测线独立，识别按下按键的软件电路简单，各条检测线独立，识别按下按键的软件编写简单，适用于键盘按键数目较少的场合。编写简单，适用于键盘按键数目较少的场合。单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机与输入/输出外部设备的接口输出外部设备的接口单片机原理及其应用第第10章

8、章 单片机与输入单片机与输入/输出外部设备的接口输出外部设备的接口识别某一键是否按下的子程序：识别某一键是否按下的子程序：KEYIN：MOV P1，#0FFH；设置；设置P1口为输入状态口为输入状态MOV A，P1；读入；读入8个按键的状态个按键的状态CJNE A，#0FFH，QUDOU；有键按下，跳去抖动；有键按下，跳去抖动LJMP RETURN；无键按下，返回；无键按下，返回QUDOU：MOV R3，A；8个按键的状态送个按键的状态送R3保存保存LCALL DELAY10；调用延时，软件去抖动；调用延时，软件去抖动MOV A，P1；再一次读入；再一次读入8个按键的状态个按键的状态CJNE

9、A，R3，RETURN；两次键值比较，不同，；两次键值比较，不同， ；是抖动引起，转；是抖动引起，转RETURN单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机与输入/输出外部设备的接口输出外部设备的接口KEY0：MOV C，P1.0；有键按下，读；有键按下，读P1.0的按键状态的按键状态JCKEY1；P1.0为高，该键未按下，跳为高，该键未按下，跳KEY1；判下一个键；判下一个键LJMP PKEY0；P1.0的键按下，跳的键按下，跳PKEY0处理处理KEY1：MOV C，P1.1；读；读P1.1的按键状态的按键状态JCKEY2；P1.1为高，该键未按下，跳为高，该键未按下，跳KEY2 ；判

10、下一个键；判下一个键LJMP PKEY1；P1.1的键按下，跳的键按下，跳PKEY1处理处理单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机与输入/输出外部设备的接口输出外部设备的接口KEY2：MOV C，P1.2；读；读P1.2的按键状态的按键状态JCKEY3；P1.2为高，该键未按下，跳为高，该键未按下，跳KEY3 ；判下一个键；判下一个键LJMP PKEY2；P1.2的键按下，跳的键按下，跳PKEY2处理处理KEY3：MOV C，P1.3；读；读P1.3的按键状态的按键状态KEY7：MOV C，P1.7；读；读P1.7的按键状态的按键状态JCRETURN；P1.7为高，该键未按下，跳为

11、高，该键未按下，跳；RETURN处处LJMP PKEY7；P1.7的键按下，跳的键按下，跳PKEY7处理处理RETURN： RET ；子程序返回；子程序返回单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机与输入/输出外部设备的接口输出外部设备的接口2、矩阵式键盘、矩阵式键盘 矩阵式矩阵式(也称行列式也称行列式)键盘用于按键数目较多的场合，由行线键盘用于按键数目较多的场合，由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。使用在按键数目较和列线组成，按键位于行、列的交叉点上。使用在按键数目较多的场合，可节省较多的多的场合，可节省较多的I/O口线。口线。单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片

12、机与输入/输出外部设备的接口输出外部设备的接口 矩阵中无按键按下时，行线全部为高电平；矩阵中无按键按下时，行线全部为高电平； 当有按键按下时，行线电平状态将由与此行线相连的列线的当有按键按下时，行线电平状态将由与此行线相连的列线的电平决定。列线的电平如果为低，则行线电平为低；列线的电平电平决定。列线的电平如果为低，则行线电平为低；列线的电平如果为高，则行线的电平也为高，这是如果为高，则行线的电平也为高，这是识别按键是否按下的关键识别按键是否按下的关键所在所在。 矩阵式键盘按键的识别方法：矩阵式键盘按键的识别方法：逐行扫描法逐行扫描法和和线反转法线反转法。一、逐行扫描法一、逐行扫描法 1、全扫描

13、、全扫描：所有扫描线为：所有扫描线为0，读输入线，有，读输入线，有0则说明有键按则说明有键按下；下； 2、逐行扫描、逐行扫描：扫描线逐根送：扫描线逐根送0，检测输入线是否为，检测输入线是否为0，为，为0则则找到按下键。按下键的列值由扫描线确定，行值由输入线确定，找到按下键。按下键的列值由扫描线确定，行值由输入线确定，两者相加即是按下键的键号。两者相加即是按下键的键号。单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机与输入/输出外部设备的接口输出外部设备的接口二、二、线反转法线反转法1、让行线为输入线，列线为输出线，并使输出线输出为全低电让行线为输入线，列线为输出线，并使输出线输出为全低电平，

14、则行线中电平由高变低的所在行为按键所在行。平，则行线中电平由高变低的所在行为按键所在行。2、再把行线为输出线，列线为输入线，并使输出线输出为全低再把行线为输出线，列线为输入线，并使输出线输出为全低电平，则列线中电平由高变低所在列为按键所在列。电平，则列线中电平由高变低所在列为按键所在列。单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机与输入/输出外部设备的接口输出外部设备的接口10.2.3 键盘的工作方式键盘的工作方式 单片机在忙于其他各项工作任务时，如何兼顾键盘的输入，单片机在忙于其他各项工作任务时，如何兼顾键盘的输入，这取决于键盘的工作方式。工作方式选取原则是，既要保证及时这取决于键盘的

15、工作方式。工作方式选取原则是，既要保证及时响应按键操作，又不过多占用单片机工作时间。响应按键操作，又不过多占用单片机工作时间。 键盘工作方式有键盘工作方式有3种，即种，即编程扫描、定时扫描和中断扫描编程扫描、定时扫描和中断扫描。1、编程扫描方式编程扫描方式 也称查询方式，利用单片机空闲时，调用键盘扫描子程序，也称查询方式，利用单片机空闲时，调用键盘扫描子程序，反复扫描键盘。如果单片机的查询的频率过高，虽能及时响应键反复扫描键盘。如果单片机的查询的频率过高，虽能及时响应键盘的输入，但也会影响其他任务的进行。查询的频率过低，可能盘的输入，但也会影响其他任务的进行。查询的频率过低，可能会键盘输入漏判

16、。会键盘输入漏判。单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机与输入/输出外部设备的接口输出外部设备的接口2、定时扫描方式、定时扫描方式 每隔一定的时间对键盘扫描一次。在这种方式中，通常利用每隔一定的时间对键盘扫描一次。在这种方式中，通常利用单片机内的定时器产生的定时中断，进入中断子程序来对键盘进单片机内的定时器产生的定时中断，进入中断子程序来对键盘进行扫描，在有键按下时识别出该键，并执行相应键的处理程序。行扫描，在有键按下时识别出该键，并执行相应键的处理程序。为了不漏判有效的按键，定时中断的周期一般应小于为了不漏判有效的按键，定时中断的周期一般应小于100ms。3、中断扫描方式、中断扫

17、描方式 为提高单片机扫描键盘的工作效率，可采用中断扫描方式，为提高单片机扫描键盘的工作效率，可采用中断扫描方式，键盘有按键按下时，发出中断请求信号，单片机响应中断，执行键盘有按键按下时，发出中断请求信号，单片机响应中断，执行键盘扫描程序中断服务子程序。此种方式的优点是，只有按键按键盘扫描程序中断服务子程序。此种方式的优点是，只有按键按下时，才进行处理，所以其实时性强，工作效率高。下时，才进行处理，所以其实时性强，工作效率高。单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机与输入/输出外部设备的接口输出外部设备的接口单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机与输入/输出外部设备的接口输

18、出外部设备的接口10.3 键盘键盘/显示器接口设计实例显示器接口设计实例 在单片机应用系统设计中，一般都是把键盘和显示器放在在单片机应用系统设计中，一般都是把键盘和显示器放在一起考虑。也有的系统仅单独需要键盘或显示器。介绍几种实一起考虑。也有的系统仅单独需要键盘或显示器。介绍几种实用的键盘用的键盘/显示器接口的设计方案。显示器接口的设计方案。10.3.1 利用利用AT89S51串行口实现的键盘串行口实现的键盘/显示器接口显示器接口 1、74LS164(0)74LS164(7)：作为：作为8位位LED数码管的段码数码管的段码输出口；输出口； 2、74LS164(8)：作为键盘阵列的扫描输出线；：

19、作为键盘阵列的扫描输出线； 3、P3.4、P3.5作为键盘阵列的行状态输入线；作为键盘阵列的行状态输入线； 4、P3.3为为TXD引脚同步移位脉冲输出控制线，引脚同步移位脉冲输出控制线，P3.3=0时，时，与门封死，禁止同步移位脉冲输出。与门封死，禁止同步移位脉冲输出。单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机与输入/输出外部设备的接口输出外部设备的接口显示子程序：显示子程序：DIR：SETB P3.3； P3.3=1，允许，允许TXD脚同步移位脉冲输出脚同步移位脉冲输出 MOV R7，08H； 送出的段码个数送出的段码个数 MOV R0，7FH； 7FH78H为显示数据缓冲区为显示数

20、据缓冲区MOV DPTR，#SEGTAB；段码表；段码表SEGTAB头送头送DPTRDL0： MOV A，R0； 取出要显示的数送取出要显示的数送A MOVC A，ADPTR； 查段码表查段码表SEGTAB， 取段码取段码 MOV SBUF ，A； 将段码送串行口的将段码送串行口的SBUFDL1：JNB TI，DL1； 查询查询1个字节的段码输出完否？个字节的段码输出完否？CLRTI； 1字节的段码输出完，清字节的段码输出完，清TI标志标志 DECR0； 指向下一个显示数据单元指向下一个显示数据单元DJNZ R7，DL0；段码个数计数器；段码个数计数器R7是否为是否为0，如不，如不；为；为0，

21、继续送段码，继续送段码 CLR P3.3； 段码输出完毕，关闭显示器输出段码输出完毕，关闭显示器输出 RET ； 返回返回单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机与输入/输出外部设备的接口输出外部设备的接口键盘扫描子程序：键盘扫描子程序：KEYI:MOV A,#0 ； 判断有无键按下，判断有无键按下， 使所有列线为使所有列线为0LCALL SOUT； 00H送送74LS164(8), 使所有列线为使所有列线为0LP1:JNB P3.4,RK1； 第第1行有键闭合，跳行有键闭合，跳RK1进行处理进行处理JB P3.5,LP1 ； 第第2行无闭合键，从第行无闭合键，从第1行再查询行再查询

22、RK1: LCALL DELAY ； 调用延时子程序，软件消抖动调用延时子程序，软件消抖动MOV R3,#0；准备逐列扫描，列号寄存器；准备逐列扫描，列号寄存器R3MOV R7,#08；扫描次数计数器，最多；扫描次数计数器，最多8列列MOV R6,#0FEH；列扫描码，；列扫描码，FEH为最左为最左1列为低列为低RK2: MOV A,R6；输出列扫描码；输出列扫描码LCALL SOUT；列扫描码送；列扫描码送74LS164(8)RL A；先准备好下一列扫描码；先准备好下一列扫描码MOV R6,A；下一列扫描码存在；下一列扫描码存在A中中单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机与输入/

23、输出外部设备的接口输出外部设备的接口MOV R4,#0 ；行首键号；行首键号00H送送R4JNB P3.4,KEYD ；第；第1行键中有键按下，找到键处理行键中有键按下，找到键处理MOV R4,#08 ；行首键号；行首键号08H送送R4JNB P3.5,KEYD ；第；第2行键中有键按下，找到键处理行键中有键按下，找到键处理INC R3 ；此列无键按下，准备扫下一列；此列无键按下，准备扫下一列 ；列号寄存器；列号寄存器R3先加先加1DJNZ R7,RK2 ；列计数器；列计数器R7减减1，8列都扫描完？列都扫描完？LJMP KEYI ； 8列扫完，开始下一个扫描周期列扫完，开始下一个扫描周期KE

24、YD:MOV A,#0 ； 等待键释放，等待键释放，LCALL SOUT ；发送；发送00H使所有列线为低使所有列线为低LP2:JNB P3.4,LP2 ；等待第；等待第1行键释放行键释放JNB P3.5,LP2 ；等待第；等待第2行键释放行键释放LCALL DELAY ；调用延时子程序，消释放抖动；调用延时子程序，消释放抖动MOV A,R4 ；计算得键码；计算得键码AADD A,R3RET单片机原理及其应用第第10章章 单片机与输入单片机与输入/输出外部设备的接口输出外部设备的接口SOUT:MOV SBUF,A； 串口发送子程序串口发送子程序LP3: JNBTI,LP3CLRTIRETDELAY： MOV R7，0AH； 延时延时10ms子程序子程序DL： MOV R6，0FFHDL6： DJNZ R6，DL6 DJNZ R7，DL RET28 结束语结束语