單片機原理及應用PPT教學課件第9章MCS51與鍵盤、顯示器、撥盤、打印機的接口設計

1、單片機原理及應用單片機原理及應用 光華學院光華學院 信息工程系信息工程系 pc機除了主 機以外還需要 哪些部分呢？ 單片機電路有時候也需要鍵盤、顯示等外設。 9.1 鍵盤接口鍵盤接口 q按鍵的特點及輸入原理 q獨立式按鍵 q矩陣式按鍵 按鍵的特點及輸入原理 n按鍵的分類： 觸點式：機械；無觸點式：電氣 n鍵輸入原理： 通過按鍵的接通與斷開，產(chǎn)生兩種相反的邏輯狀態(tài) 低電平“0”與高電平“1”。 n鍵功能的實現(xiàn)： 對于一組鍵或一個鍵盤，需通過接口電路與單 片機相連。可采用查詢或中斷方式測試有無鍵按下， 再確定是哪一個鍵按下，將該鍵號送入累加器a，然 后判斷是數(shù)字鍵還是功能鍵，若是數(shù)字鍵，則將鍵 號

2、對應的數(shù)字送入相關輸入緩沖區(qū)；若是功能鍵， 則通過跳轉(zhuǎn)指令轉(zhuǎn)入執(zhí)行該鍵的功能程序，執(zhí)行完 后再返回主程序。 鍵盤接口需要解決的問題 是否有鍵按下是否有鍵按下 按鍵識別：按鍵識別： 鍵抖動及消除：鍵抖動及消除： 機械按鍵抖動時間在機械按鍵抖動時間在 5 5msms10ms10ms之之間間 硬件方案硬件方案雙穩(wěn)態(tài)去抖電路雙穩(wěn)態(tài)去抖電路 軟件方案軟件方案延時延時10ms10ms20ms20ms后再次判斷后再次判斷 消除方法消除方法： 求鍵號求鍵號 獨立式按鍵獨立式按鍵 8 0 3 1 p1.0 p1.1 p1.2 p1.3 p1.4 p1.5 p1.6 p1.7 v c c 接口電路： 例例1 1：

3、用：用p1p1口檢測三個按鍵的狀態(tài)并完成相應的功能口檢測三個按鍵的狀態(tài)并完成相應的功能 解：資源分配： 用p1口的低3位檢測3個按鍵的輸入，為1則表示 按鍵沒有按下，為0則表示相應按鍵被按下。 流程圖： org 0000h kb: mov p1,#0ffh ；想從想從p1口取數(shù)時要先口取數(shù)時要先 ；將初始值；將初始值ff裝入裝入p1，再準備去取數(shù)！，再準備去取數(shù)！ mov a,p1 ；讀出讀出p1口內(nèi)容到口內(nèi)容到a中中 cpl a ；將將a取反取反 anl a,#07h ；將將a的內(nèi)容與的內(nèi)容與07相與相與 jz kb ；判斷判斷a是否是是否是0，是，是0無鍵按下無鍵按下 ；跳轉(zhuǎn)到；跳轉(zhuǎn)到kb

4、 lcall d10ms ；由按鍵按下延時由按鍵按下延時10ms mov a,p1 ；讀出讀出p1口內(nèi)容到口內(nèi)容到a中中 cpl a ；將將a取反取反 anl a,#07h ；將將a的內(nèi)容與的內(nèi)容與07相與相與 jz kb ；判斷判斷a是否是是否是0，是，是0無鍵按下無鍵按下 ；跳轉(zhuǎn)到；跳轉(zhuǎn)到kb cjne a,#01h,kb01；是是1按鍵按下嗎？按鍵按下嗎？ ；不是跳轉(zhuǎn)到不是跳轉(zhuǎn)到kb01 lcall pgm1 ；是，則調(diào)用是，則調(diào)用pgm1 sjmp kb ；返回返回kb kb01:cjne a,#02h,kb02；是是2按鍵按下嗎？按鍵按下嗎？ ；不是跳轉(zhuǎn)到不是跳轉(zhuǎn)到kb02 lcal

5、l pgm2 ；是，則調(diào)用是，則調(diào)用pgm2 sjmp kb ；返回返回kb kb02:cjne a,#04h,kb ；是是1按鍵按下嗎？按鍵按下嗎？ ；不是跳轉(zhuǎn)到；不是跳轉(zhuǎn)到kb01 lcall pgm3 ；是，則調(diào)用是，則調(diào)用pgm3 sjmp kb ；返回返回kb end 編程：按三個按鍵中 的任一鍵都對應一個 特定功能。 若判斷鍵釋 放應如何修 改？ 矩矩 陣陣 式式 按按 鍵鍵 關鍵：如何關鍵：如何 判斷鍵號？判斷鍵號？ 3210 4 765 111098 15141312 +5v p1.4 p1.3 p1.0 mcs-51 p1.7 p1.6 p1.5 p1.2 p1.1 接口電路

6、： 鍵盤掃描子程序一般包括以下內(nèi)容： 1.判別有無鍵按下； 2.掃描獲取閉合鍵的行、列值； 3.用計算法或查表法得到鍵值； 4.判斷閉合鍵釋放否，如沒釋放則繼續(xù)等待； 5.保存閉合鍵號。 鍵按下鍵按下/ /釋放判斷釋放判斷 ks： mov a，#00h ; 將00放入a中 mov p1，a ；全掃描字#00h送p1口 mov p1，#0fh ; 為保證取p1口低4位,先應將其置高電平 mov a，p1 ；讀入p1口狀態(tài) cpl a ；變正邏輯，高電平表示有鍵按下 anl a,#0fh ；取低4位 ret ；返回，a0表示有鍵按下 main: lcall ks jnz xxx 如果按下“2”號鍵

7、，那么p1.0-p1.7的值從原來的 0000,1111(0f)變化為0000，0111(0e)，因此，a 的值變?yōu)?000,0111（0e）。取反，1111 1000（f8） 再與0000，1111（0f）相與，則為0000，1000（08） 不為0，有按鍵按下。 有按下情況的進一步處理程序 按鍵識別掃描法 流程： 當?shù)?列處于低電平時，逐行查找是否有行線變低， 若有，則第0列與該行的交叉點按鍵按下；若無，則表示 第0列無鍵按下，再讓下一列處在低電平，依此循環(huán)，這 種方式稱為鍵盤掃描。 鍵號=行首鍵號（0、4、8、12）+列號（0、1、2、3） 原理： 在某一時刻只讓一條列線處于低電平，其余

8、列 線均處于高電平，則當這一列有鍵按下時，該鍵所在 的行電平將會由高電平變?yōu)榈碗娖?，可判定該列相?的行有鍵按下。 例2：鍵盤掃描程序 serch: mov r2,#0efh ;掃描初值1110 1111 mov r3,#00h ;列號為0 line0: mov a,r2 ;將r2,1110 1111送入a mov p1,a ;將a,1110 1111送入p1 mov a,p1 ;讀p1口內(nèi)容到a jb acc.3,line1;判斷0行選中? mov a,#00h ;行首號送累加器a=00 ajmp tryk ;跳轉(zhuǎn)到tryk line1: jb acc.2,line2;判斷1行選中? mov

9、 a,#04h ;行首號送累加器a=04 ajmp tryk ;跳轉(zhuǎn)到tryk line2: jb acc.1,line3 ;判斷2行選中? mov a,#08h ;行首號送累加器a=08 ajmp tryk ;跳轉(zhuǎn)到tryk line3: jb acc.0,line4 ;判斷3行選中? mov a,#0ch ;行首號送累加器a=12 ajmp tryk ;跳轉(zhuǎn)到tryk line4: inc r3 ;r3列號加1 mov a,r2 ;將r2,1110 1111送入a rl a ;循環(huán)左移1位1101 1111 jnb acc.0,back ;4列都沒查到,應該重新開始 mov r2,a ;賦

10、掃描初值 ajmp line0 ;跳轉(zhuǎn)到line0 tryk: add a,r3 ;列號+行號=鍵號 back: ret 例2：鍵盤掃描程序 定時掃描方式 定時掃描方式就是每隔一段時間對鍵 盤掃描一次，它利用單片機內(nèi)部的定時器 產(chǎn)生一定時間（例如10 ms）的定時，當定 時時間到就產(chǎn)生定時器溢出中斷。cpu響應 中斷后對鍵盤進行掃描，并在有鍵按下時 識別出該鍵，再執(zhí)行該鍵的功能程序。 ;將100放入r1 ;定時器1方式2, ;裝入初值,定時100us ;啟動定時器 ;判斷tf1位是否為1, ;直到1跳轉(zhuǎn)到tm1 ;r1減1不等0,則跳轉(zhuǎn)到lk ;調(diào)用key測試,出口為a ;判斷a是否為0?跳轉(zhuǎn)

11、到tm ;延時10ms ;調(diào)用key測試,出口為a ;判斷a是否為0?跳轉(zhuǎn)到tm ;調(diào)用按鍵搜索程序 ;開全局中斷，開定時器1中斷 ;設置定時中斷循環(huán)次數(shù)為100 ;設置定時器1工作方式2 ；計算并裝入初值 ;啟動定時器 ;等待 ;r1減1不等于0，則跳轉(zhuǎn)到tm1 ;關全局中斷，關定時器1中斷 ;調(diào)用key測試,出口為a ;判斷a是否為0?跳轉(zhuǎn)到tm1 ;延時10ms ;調(diào)用key測試,出口為a ;判斷a是否為0?跳轉(zhuǎn)到tm1 ;調(diào)用按鍵搜索程序 mcs-51的的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 中斷標 志位 中斷源 允許 總允許 中斷優(yōu) 先級 中斷掃描方式 為提高cpu工作效率，可采用中斷掃描工

12、作 方式。其工作過程如下：當無鍵按下時，cpu處 理自己的工作，當有鍵按下時，產(chǎn)生中斷請求， cpu轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤掃描子程序，并識別鍵號。 p1.0 p1.1 p1.3 p1.2 p1.4 p1.5 p1.6 p1.7 int0 8031 向p1口寫入f0 ;開全局中斷，開外部中斷0中斷 ;等待 ;調(diào)用key測試,出口為a ;判斷a是否為0?跳轉(zhuǎn)到tm1 ;延時10ms ;調(diào)用key測試,出口為a ;判斷a是否為0?跳轉(zhuǎn)到tm1 ;調(diào)用按鍵搜索程序 p1.0 p1.1 p1.3 p1.2 p1.4 p1.5 p1.6 p1.7 int0 8031 v r/w（p3.1） =1; rsequp3.

13、0 rwequp3.1 eequp3.2 ve(p3.2): vr/w(p3.1)=1; vrs(p3.0)=0; setb rw ;rw=1 nop ;3條 clr rs ;rs=0 nop ;3條 setb e ;e=1 nop ;3條 mov a,p1 ;讀入狀態(tài)字讀入狀態(tài)字 nop ;3條 clr e ;e=0 nop ;3條 clr rw ;rw=0 stat: ret rsr/w操作操作 00寫命令寫命令操作（初始化、操作（初始化、 光標定位等）光標定位等） 01讀狀態(tài)讀狀態(tài)操作（讀忙標操作（讀忙標 志）志） 10寫數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)操作（要顯示操作（要顯示 內(nèi)容）內(nèi)容） 11讀數(shù)據(jù)讀數(shù)據(jù)

14、操作（可以把操作（可以把 顯示存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)顯示存儲區(qū)中的數(shù)據(jù) 反讀出來）反讀出來） 2. 寫命令字 rsr/w操作操作 00寫命令操作（初始化、光標寫命令操作（初始化、光標 定位等）定位等） 01讀狀態(tài)操作（讀忙標志）讀狀態(tài)操作（讀忙標志） 10寫數(shù)據(jù)操作（要顯示的內(nèi)容） 11讀數(shù)據(jù)操作（可以把顯示存 儲區(qū)中的數(shù)據(jù)反讀出來） v e: v rs=0; r/w=0; v 采用查詢方式：讀入狀態(tài)字讀入狀態(tài)字，再判斷忙標志acc.7。 rw=0 rs=1 e=1 命令字a，a p1 e=0 rs=0 返回 寫數(shù)據(jù) 讀入狀態(tài)字a acc.7=0? 不忙嗎？ 延時 y n 動手做動手做 假定顯示數(shù)據(jù)已

15、 存放到內(nèi)部ram 的 21h單元 3. 命令字 指令名稱指令名稱 控制信號控制信號控制代碼控制代碼 rs rw d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0 清屏清屏 0 00 0 0 0 0 0 0 1 歸歸home位位 0 00 0 0 0 0 0 1 * 輸入方式設置輸入方式設置0 00 0 0 0 0 1 i/d s 顯示狀態(tài)設置顯示狀態(tài)設置0 00 0 0 0 1 d c b 光標畫面滾動光標畫面滾動0 00 0 0 1 s/c r/l * * 功能設置功能設置0 00 0 1 dl n f * * cgram地址設置地址設置 0 00 1 a5 a4 a3 a2 a1 a0 d

16、dram地址設置地址設置 0 01 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0 讀讀bf和和ac0 1 bf ac6 ac5 ac4 ac3 ac2 ac1 ac0 寫數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù) 1 0 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 讀數(shù)據(jù)讀數(shù)據(jù) 1 1 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 清除屏幕，置ac 為零01h 指令名稱指令名稱 控制信號控制信號控制代碼控制代碼 rs rw d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0 清屏清屏 0 00 0 0 0 0 0 0 1 歸歸home位位 0 00 0 0 0 0 0 1 * 輸入方式設置輸入方式設置0 00 0 0 0 0 1 i/d s 顯示狀態(tài)設置顯示狀態(tài)設置0 00 0 0 0 1 d c

17、 b 光標畫面滾動光標畫面滾動0 00 0 0 1 s/c r/l * * 功能設置功能設置0 00 0 1 dl n f * * cgram地址設置地址設置 0 00 1 a5 a4 a3 a2 a1 a0 ddram地址設置地址設置 0 01 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0 讀讀bf和和ac0 1 bf ac6 ac5 ac4 ac3 ac2 ac1 ac0 寫數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù) 1 0 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 讀數(shù)據(jù)讀數(shù)據(jù) 1 1 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 設光標移動方向并 指定整體顯示是否 移動。 i/d=1：增量方式 i/d=0：減量方式 s=1：移位 s=0：不移位 0000011006h 設整體顯示開關

18、 （d），光標顯示 開關（c），光標 位的字符閃耀（b） d=1;c=0;b=0 000011000ch 指令名稱指令名稱 控制信號控制信號控制代碼控制代碼 rs rw d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0 清屏清屏 0 00 0 0 0 0 0 0 1 歸歸home位位 0 00 0 0 0 0 0 1 * 輸入方式設置輸入方式設置0 00 0 0 0 0 1 i/d s 顯示開關控制顯示開關控制0 00 0 0 0 1 d c b 光標畫面滾動光標畫面滾動0 00 0 0 1 s/c r/l * * 功能設置功能設置0 00 0 1 dl n f * * cgram地址設置地址設

19、置 0 00 1 a5 a4 a3 a2 a1 a0 ddram地址設置地址設置 0 01 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0 讀讀bf和和ac0 1 bf ac6 ac5 ac4 ac3 ac2 ac1 ac0 寫數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù) 1 0 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 讀數(shù)據(jù)讀數(shù)據(jù) 1 1 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 設接口數(shù)據(jù)位數(shù) （dl），顯示行數(shù) （l），及字型（f） dl=1，8位 =0: 4位 n=1:2行 =0:1行 f=1:510 =0: 57 0011100038h 指令名稱指令名稱 控制信號控制信號控制代碼控制代碼 rs rw d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0 清屏清屏 0 00 0 0 0

20、0 0 0 1 歸歸home位位 0 00 0 0 0 0 0 1 * 輸入方式設置輸入方式設置0 00 0 0 0 0 1 i/d s 顯示開關控制顯示開關控制0 00 0 0 0 1 d c b 光標畫面滾動光標畫面滾動0 00 0 0 1 s/c r/l * * 功能設置功能設置0 00 0 1 dl n f * * cgram地址設置地址設置 0 00 1 a5 a4 a3 a2 a1 a0 ddram地址設置地址設置 0 01 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0 讀讀bf和和ac0 1 bf ac6 ac5 ac4 ac3 ac2 ac1 ac0 寫數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù) 1 0 數(shù)數(shù) 據(jù)

21、據(jù) 讀數(shù)據(jù)讀數(shù)據(jù) 1 1 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 設置ddram地 址，為顯示定位 4. 初始化lcd 上電 延時20ms 功能設置 延時37us 顯示狀態(tài)設置 延時37us 清屏 延時1.52ms 輸入方式設置 初始化結(jié)束 動手做動手做 5. 定位光標位置 把顯示數(shù)據(jù)顯示在某個位置，就是把顯示數(shù)據(jù)寫在相應的 ddram地址中，ddram地址占7位。set ddram address命令如下: row12345141516 line100h01h02h03h04h0dh0eh0fh line240h41h42h43h44h4dh4eh4fh noticenotice v光標定位，寫入一個顯示字符后，ddr

22、am地址會自動加自動加 1或減或減1，加或減由輸入方式字設置； v 第1行ddram地址與第2行ddram地址并不連續(xù)并不連續(xù)。 80h81h82h83h84h8dh8eh8fh 0c0h0c1h0c2h0c3h0c4h0cdh0ceh0cfh 6. lcd顯示程序設計 main lcd初始化 光標定位 顯示字符 動手做動手做 sjmp $ 7. 顯示數(shù)據(jù) 對于常用數(shù)字、字 母等顯示數(shù)據(jù)為其 ascii碼 end majpjmvcyzj21hlfrvy96dv02lppfygxus7iymzkyemz0kgeyzs3bplckyh1lt4ek7cxmux3ijoysoer7zuavwygz4epzruirvpmzzvntf1xzw5oswsxotfaejnocmfe1lzgnn1rsxg8wlcg8cvq3xpjmvodpfwcpiyjgzaznsepniaklysu7qsd1upaxmzdlpn9zw7kljfslcli26yv109ffbndh8lbun1g6acurq39eg12khl9txsz1j