第16讲 键盘及显示器接口.ppt

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1、单片机系统的扩展单片机系统的扩展一、存储器的扩展一、存储器的扩展二、二、I/O端口的扩展端口的扩展2021/9/2112021/9/2128155引脚图2021/9/213 2 2）用）用74LSTTL74LSTTL电路扩展并行电路扩展并行I/OI/O口口 利用利用74LS27374LS273和和74LS24474LS244，将，将P0P0口扩展成简单的输入、口扩展成简单的输入、输出口的电路。输出口的电路。74LS27374LS273输出端接输出端接8 8个个LEDLED发光二极管，以显示发光二极管，以显示8 8个按个按钮开关状态，某位低电平时二极管发光。钮开关状态，某位低电平时二极管发光。7

2、4LS24474LS244是缓冲驱动器，扩展输入口，接是缓冲驱动器，扩展输入口，接8 8个按钮开个按钮开关。关。2021/9/2142021/9/21574ls273:是带有清除端的是带有清除端的8D触发器，只有触发器，只有在清除端保持高电平时，才具有锁存功在清除端保持高电平时，才具有锁存功能，锁存控制端为能，锁存控制端为11脚脚CLK，采用上升，采用上升沿锁存。沿锁存。CPU 的的ALE信号必须经过反相信号必须经过反相器反相之后才能与器反相之后才能与74LS273的控制端的控制端CLK 端相连。端相连。2021/9/2162021/9/2172021/9/218MOVX DPTR,AMOVX

3、 DPTR,A ；A A中数据送输出口中数据送输出口SJMP LP SJMP LP ；反复连续执行；反复连续执行编写程序把按钮开关状态通过图中的发编写程序把按钮开关状态通过图中的发光二极管显示出来。程序如下：光二极管显示出来。程序如下：DDIS:DDIS:MOV DPTR,#0FEFFH MOV DPTR,#0FEFFH；输入口地址；输入口地址DPTRDPTRLP:LP:MOVX A,DPTR MOVX A,DPTR ；按钮开关状态读入；按钮开关状态读入A A2021/9/219 3 3）用）用MCS-51MCS-51的串行口扩展并行口的串行口扩展并行口 用用74LS16574LS165扩展并

4、行输入口扩展并行输入口2021/9/2110串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCON2021/9/2111例：例：从从1616位扩展口读入位扩展口读入5 5组数据（每组二个字节），组数据（每组二个字节），节并把它们转存到内部节并把它们转存到内部RAM 20HRAM 20H开始的单元中。开始的单元中。MOV R7,#05H MOV R7,#05H ；设置读入组数；设置读入组数MOV R0,#20H MOV R0,#20H ；设置内部；设置内部RAMRAM数据区首址数据区首址START:CLR P1.0START:CLR P1.0；并行置入数据，；并行置入数据，S/LS/L*=0=0 SETB P

5、1.0 SETB P1.0；允许串行移位，；允许串行移位，S/LS/L*=1=1 MOV R1,#02H MOV R1,#02H；设置每组字节数，即外扩；设置每组字节数，即外扩 ；74LS16574LS165的个数的个数RXDATA:MOV SCON,#10H RXDATA:MOV SCON,#10H ；设串口方式；设串口方式0 0，允许接收，启动，允许接收，启动WAIT:JNB RI,WAIT WAIT:JNB RI,WAIT ；未接收完一帧，循环等待；未接收完一帧，循环等待CLR RICLR RI ；清；清RIRI标志，准备下次接收标志，准备下次接收2021/9/2112MOV A,SBU

6、FMOV A,SBUF；读入数据；读入数据MOV R0,AMOV R0,A；送至；送至RAMRAM缓冲区缓冲区INC R0INC R0；指向下一个地址；指向下一个地址DJNZ R1,RXDATA DJNZ R1,RXDATA ；未读完一组数据，继续；未读完一组数据，继续DJNZ R7,STARTDJNZ R7,START；5 5组数据未读完重新并行置入组数据未读完重新并行置入 ；对数据进行处理；对数据进行处理2021/9/2113用用74LS16474LS164扩展并行输出口扩展并行输出口.74LS16474LS164：8 8位串入并出移位寄存器。位串入并出移位寄存器。下图是利用下图是利用74

7、LS16474LS164扩展二个扩展二个8 8位并行输出口的接位并行输出口的接口电路。口电路。2021/9/2114例例 编写将内部编写将内部RAMRAM单元单元30H30H、31H31H的内容经串行口的内容经串行口 由由74LS16474LS164并行输出子程序。并行输出子程序。START:MOV R7,#02HSTART:MOV R7,#02H；设置要发送的字节个数；设置要发送的字节个数 MOV R0,#30H MOV R0,#30H；设置地址指针；设置地址指针 MOV SCON,#00H MOV SCON,#00H ；设置串行口为方式；设置串行口为方式0 0SEND:SEND:MOV A

8、,R0 MOV A,R0 MOV SBUF,A MOV SBUF,A ；启动串行口发送过程；启动串行口发送过程WAIT:WAIT:JNB TI,WAIT JNB TI,WAIT ；1 1帧数据未发完，循环等待帧数据未发完，循环等待 CLR TI CLR TI INC R0 INC R0 ；取下一个数；取下一个数 DJNZ R7,SEND DJNZ R7,SEND ；未完，发完从子程序返回；未完，发完从子程序返回 2021/9/2115键盘接口 键键盘盘实实际际上上是是由由排排列列成成矩矩阵阵形形式式的的一一系系列列按按键键开开关关组组成成的的，它它是是单单片片机机系系统统中中最最常常用用的的人

9、人机机联联系系的的一一种种输输入入设设备备。用用户户通通过过键键盘盘可可以以向向CPU输输入入数数据据、地地址址和命令。和命令。键键盘盘按按其其结结构构形形式式可可分分为为编编码码式式键键盘盘和和非编码式键盘两大类。非编码式键盘两大类。2021/9/2116单单片片机机系系统统中中普普遍遍使使用用非非编编码码式式键键盘盘。这类键盘应主要解决以下几个问题：这类键盘应主要解决以下几个问题：(1)键的识别键的识别;(2)如何消除键的抖动如何消除键的抖动;(3)键的保护。键的保护。在在以以上上几几个个问问题题中中，最最主主要要的的是是键键的的识识别。别。2021/9/2117非编码式键盘的结构与工作原

10、理非编码式键盘的结构与工作原理 1.非编码式键盘的结构非编码式键盘的结构2021/9/21182.非编码式键盘的工作原理非编码式键盘的工作原理非非编编码码式式键键盘盘识识别别闭闭合合键键通通常常有有两两种种方方法法：一种称为行扫描法一种称为行扫描法,另一种称为线反转法。另一种称为线反转法。行扫描法行扫描法:所所谓谓行行扫扫描描法法,就就是是通通过过行行线线发发出出低低电电平平信信号号,如如果果该该行行线线所所连连接接的的键键没没有有按按下下的的话话,则则列列线线所所连连接接的的输输出出端端口口得得到到的的是是全全“1”信信号号;如如果果有有键键按按下下的的话话,则则得得到到的的是非全是非全“1

11、”信号。信号。2021/9/21193.如何消除键的抖动如何消除键的抖动 由由于于按按键键为为机机械械开开关关结结构构,因因此此机机械械触触点点的的弹弹性性及及电电压压突突跳跳等等原原因因,往往往往在在触触点点闭闭合或断开的瞬间会出现电压抖动。合或断开的瞬间会出现电压抖动。软件去抖：调用延迟子程序软件去抖：调用延迟子程序硬件去抖：加锁存器硬件去抖：加锁存器2021/9/21204.键的保护键的保护 键键的的保保护护问问题题指指的的是是当当有有双双键键或或多多键键同同时时按按下下时时会会出出现现什什么么问问题题以以及及如如何何加加以以解解决决。一一旦旦出出现现这这样样情情况况,一一般般作作为为废

12、键处理。废键处理。2021/9/2121键盘接口举例 2021/9/21222021/9/2123键盘扫描的程序（采用查询方法）键盘扫描的程序（采用查询方法）KS：MOVDPTR，#7FFFH；键扫描程序；键扫描程序CLRP1.0；先扫描第；先扫描第1行行MOVX A，DPTR；读入按键状态；读入按键状态MOV37H，A；暂存按键状态；暂存按键状态CPLA；JZKSK1；07号键没有键操作，则跳号键没有键操作，则跳LCALLDL20；07号键有操作，则延时去抖号键有操作，则延时去抖MOVX A，DPTR；再读键状态；再读键状态XRLA，37H；和延时前的状态一样吗？；和延时前的状态一样吗？JZ

13、KS1；一样，则转去查询键号；一样，则转去查询键号KSK1：SETBP1.0；开始扫描第；开始扫描第2行行CLRP1.1MOVX A，DPTR；读入按键状态；读入按键状态MOV37H，A；暂存按键状态；暂存按键状态CPLAJZKSK2；8F号键没有键操作，则跳号键没有键操作，则跳LCALLDL20；8F号键有操作，则延时去抖号键有操作，则延时去抖 2021/9/2124MOVXA，DPTR；再读键状态再读键状态XRL A，37H；和延时前的状态一样吗？和延时前的状态一样吗？JZKS1；一样，则转去查询键号一样，则转去查询键号KSK2：AJMPKS9；8F键也不存在操作则跳键也不存在操作则跳KS

14、1：MOVXA，DPTR；再读按键状态；再读按键状态CPL AJNZ KS1；按键没有松开，则等待松开；按键没有松开，则等待松开MOVA，37H；查询有键操作的键号；查询有键操作的键号JBACC.0，KS2；不是第；不是第1个键，则跳个键，则跳MOV37H，#00H；赋键初值；赋键初值AJMPKS102021/9/2125KS2：JBACC.1，KS3；不是第；不是第2个键，则跳个键，则跳 MOV37H，#01H；赋键初值；赋键初值 AJMPKS10 KS9：SETB ACC.7 AJMP KS11KS10:MOV A,37H ANL A,#07H JNB P1.0 KS11 SETB ACC

15、.3KS11:ORL P1,#03H MOV 37H,A RET2021/9/2126 LED数码显示器接口数码显示器接口 1.LED数码显示器的结构数码显示器的结构 LED数数码码显显示示器器是是一一种种由由LED发发光光二二极极管管组组合合显显示示字字符符的的显显示示器器件件。它它使使用用了了8个个LED发发光光二二极极管管,其其中中7个个用用于于显显示示字字符符,1个个用用于于显显示示小小数数点点,故故通通常常称称之之为为7段段(也也有有称称作作8段段)发发光光二二极极管管数数码码显显示示器。器。2021/9/21277段LED数码显示器2021/9/2128 LED数码显示器有两种连接

16、方法：数码显示器有两种连接方法：(1)共阳极接法。共阳极接法。把把发发光光二二极极管管的的阳阳极极连连在在一一起起构构成成公公共共阳阳极极，使使用用时时公公共共阳阳极极接接+5V,每每个个发发光光二二极管的阴极通过电阻与输入端相连。极管的阴极通过电阻与输入端相连。(2)共阴极接法。共阴极接法。把把发发光光二二极极管管的的阴阴极极连连在在一一起起构构成成公公共共阴阴极极，使使用用时时公公共共阴阴极极接接地地。每每个个发发光光二极管的阳极通过电阻与输入端相连。二极管的阳极通过电阻与输入端相连。2021/9/21292.LED数码显示器的显示段码数码显示器的显示段码为为了了显显示示字字符符,要要为为

17、LED显显示示器器提提供供显显示示段段码码(或或称称字字形形代代码码)，组组成成一一个个“8”字字形形字字符符的的7段段,再再加加上上1个个小小数数点点位位,共共计计8段段,因因此此提提供供给给LED显显示示器器的的显显示示段段码码为为1个字节。各段码位的对应关系如下：个字节。各段码位的对应关系如下：段码位D7 D6D5D4D3D2D1D0 显示段dpgfedcba2021/9/2130七段码七段码LED显示器字型码表显示器字型码表2021/9/2131LED数码显示器的接口方法与接口电路数码显示器的接口方法与接口电路1.LED数码显示器的接口方法数码显示器的接口方法单片机与单片机与LED数码

18、显示器有以硬件为主以数码显示器有以硬件为主以软件为主的两种接口方法。软件为主的两种接口方法。1)以硬件为主的接口方法以硬件为主的接口方法2021/9/2132以硬件为主的LED显示器接口电路2021/9/21332)以软件为主的接口方法以软件为主的接口方法 这这种种接接口口方方法法的的电电路路，它它是是以以软软件件查查表表代代替替硬硬件件译译码码,不不但但省省去去了了译译码码器器,而而且且还还能能显显示示更更多多的的字字符符。但但是是驱驱动动器器是是必必不不可可少少的的,因因为为仅仅靠靠接接口口提提供供不不了了较较大大的的电流供电流供LED显示器使用。显示器使用。2021/9/2134以软件为

19、主的LED显示器接口电路2021/9/2135LED数码显示器的显示方法数码显示器的显示方法对对于于多多位位数数码码显显示示器器来来说说,为为了了简简化化线线路路、降降低低成成本本,往往往往采采用用以以软软件件为为主主的的接接口口方方法法,即即不不使使用用专专门门的的硬硬件件译译码码器器,而而采采用用软软件件程程序进行译码。序进行译码。如如前前所所述述,由由于于各各位位数数码码管管的的显显示示段段码码是是互互相相并并联联的的,因因此此在在同同一一时时刻刻只只能能显显示示同同一一种种字字符符。对对于于这这种种接接口口电电路路来来说说,其其显显示示方方法法有静态显示和动态显示两种。有静态显示和动态

20、显示两种。2021/9/21361.静态显示静态显示所所谓谓静静态态显显示示,就就是是在在同同一一时时刻刻只只显显示示1种种字字符符,或或者者说说被被显显示示的的字字符符在在同同一一时时刻刻是是稳稳定定不不变变的的。其其显显示示方方法法比比较较简简单单,只只要要将将显显示示段段码码送送至至段段码码口口,并并把把位位控控字字送送至位控口即可。至位控口即可。2021/9/2137 2.动态显示动态显示如如果果要要在在同同一一时时刻刻显显示示不不同同的的字字符符,从从电电路路上上看看,这这是是办办不不到到的的。因因此此只只能能利利用用人人眼眼对对视视觉觉的的残残留留效效应应,采采用用动动态态扫扫描描显显示示的的方方法法,逐逐个个地地循循环环点点亮亮各各位位数数码码管管,每每位位显显示示1ms左左右右，使使人人看看起起来来就就好好象象在在同同时显示不同的字符一样。时显示不同的字符一样。2021/9/2138LED数码显示器的接口电路数码显示器的接口电路2021/9/2139