《典型外圍擴展技術》ppt課件

1、本講重點：本講重點：鍵盤接口鍵盤種類鍵盤接口鍵盤種類, ,矩陣鍵盤的行掃描與矩陣鍵盤的行掃描與 線反轉法的電路、原理與編程線反轉法的電路、原理與編程; ;LEDLED顯示接口動態(tài)與靜態(tài)，硬件譯碼與顯示接口動態(tài)與靜態(tài)，硬件譯碼與 軟件譯碼，電路與編程運用軟件譯碼，電路與編程運用 鍵盤鍵盤 單片機系統(tǒng)中完成控制參數輸入及修正的根本輸單片機系統(tǒng)中完成控制參數輸入及修正的根本輸入設備，是人工干涉系統(tǒng)的重要手段。入設備，是人工干涉系統(tǒng)的重要手段。單片機與計算機在鍵盤規(guī)模單片機與計算機在鍵盤規(guī)模/ /鍵符設置等方面差別鍵符設置等方面差別很大。很大。鍵盤分類鍵盤分類 按鍵值編碼方式分按鍵值編碼方式分 ( (

2、硬件硬件) )編碼鍵盤與非編碼鍵盤與非( (硬件硬件) )編碼鍵盤。編碼鍵盤。 按鍵組銜接方式分按鍵組銜接方式分 獨立銜接鍵盤與矩陣銜接鍵盤。獨立銜接鍵盤與矩陣銜接鍵盤。編碼鍵盤編碼鍵盤: : 采用公用的編碼采用公用的編碼/ /譯碼器件譯碼器件, ,被按下的鍵被按下的鍵由該器件譯碼輸出相應的鍵碼由該器件譯碼輸出相應的鍵碼/ /鍵值。鍵值。特點：添加了硬件開銷，編碼因選用器件而異，編特點：添加了硬件開銷，編碼因選用器件而異，編碼固定，但編程簡單。適用于規(guī)模大的鍵盤。碼固定，但編程簡單。適用于規(guī)模大的鍵盤。非編碼鍵盤非編碼鍵盤: : 單片機系統(tǒng)多采用此類鍵盤單片機系統(tǒng)多采用此類鍵盤 采用軟件編采用

3、軟件編/ /譯碼的方式譯碼的方式, ,經過掃描，對每個被按下經過掃描，對每個被按下的鍵判別輸出相應的鍵碼的鍵判別輸出相應的鍵碼/ /鍵值。鍵值。特點：不添加硬件開銷，編碼靈敏，適用于小規(guī)模特點：不添加硬件開銷，編碼靈敏，適用于小規(guī)模的鍵盤，特別是單片機系統(tǒng)。但編程較復雜的鍵盤，特別是單片機系統(tǒng)。但編程較復雜, ,占占CPUCPU時間，還須軟件時間，還須軟件“消顫。消顫。按鍵值編碼方式按鍵值編碼方式: :編碼鍵盤與非編碼鍵盤編碼鍵盤與非編碼鍵盤按鍵組銜接方式按鍵組銜接方式: :獨立銜接鍵盤與矩陣銜接鍵盤獨立銜接鍵盤與矩陣銜接鍵盤獨立銜接鍵盤獨立銜接鍵盤: : 每鍵相互獨立，各自與一條每鍵相互獨立

4、，各自與一條I/OI/O線線相連，相連，CPUCPU可直接讀取該可直接讀取該I/OI/O線的高線的高/ /低電平形狀。低電平形狀。特點：占特點：占I/OI/O口線多，但判鍵速度快，多用于設置控口線多，但判鍵速度快，多用于設置控制鍵、功能鍵。適用于鍵數少的場所。制鍵、功能鍵。適用于鍵數少的場所。矩陣銜接鍵盤矩陣銜接鍵盤: : 鍵按矩陣陳列鍵按矩陣陳列, ,各鍵處于矩陣行各鍵處于矩陣行/ /列列的結點處的結點處,CPU,CPU經過對連在行經過對連在行( (列列) )的的I/OI/O線送知電平線送知電平的信號的信號, ,然后讀取列然后讀取列( (行行) )線的形狀信息。逐線掃描線的形狀信息。逐線掃描

5、, ,得出鍵碼。得出鍵碼。特點：鍵多時占用特點：鍵多時占用I/OI/O口線少口線少, ,但判鍵速度慢但判鍵速度慢, ,多用多用于設置數字鍵。適用于鍵數多的場所。于設置數字鍵。適用于鍵數多的場所。抖動時間抖動時間20ms開關動作時間開關動作時間100ms“ 1 “ 0 20ms延時等待延時等待10ms 仍有按鍵信號？仍有按鍵信號？Y 有按鍵信號？有按鍵信號？NYN鍵盤處置鍵盤處置 按鍵釋放？NY抖動及消除軟件消除抖動抖動及消除軟件消除抖動I/O接口+5v+5v開關開關單片機單片機抖動時間抖動時間20ms開關動作時間開關動作時間100ms“ 1 “ 0 20ms抖動及消除硬件消除抖動抖動及消除硬件

6、消除抖動獨立銜接式鍵盤例獨立銜接式鍵盤例1 1：特點：此子程序需不斷特點：此子程序需不斷( (或定時或定時) )調用，否那么能調用，否那么能夠漏判。夠漏判。4 4個鍵的優(yōu)先級由指令順序決議。個鍵的優(yōu)先級由指令順序決議。P1.0P1.0P1.1P1.1P1.2P1.2P1.3P1.3KEY: JNB P1.0,FUNC1 ;KEY: JNB P1.0,FUNC1 ;逐鍵判別逐鍵判別 JNB P1.1,FUNC2 JNB P1.1,FUNC2 JNB P1.2,FUNC3 JNB P1.2,FUNC3 JNB P1.3,FUNC4 JNB P1.3,FUNC4 RET ; RET ;無任何鍵按下由

7、此前往無任何鍵按下由此前往FUNC1: ;FUNC1: ;做做P1.0P1.0要求的要求的“功能功能1 1 RET RETFUNC2: ;FUNC2: ;做做P1.1P1.1要求的要求的“功能功能2 2 RET RETFUNC3: ;FUNC3: ;做做P1.2P1.2要求的要求的“功能功能3 3 RET RETFUNC4: ;FUNC4: ;做做P1.3P1.3要求的要求的“功能功能4 4 RET RETAT89C51 特點：特點：此子程序采用中斷此子程序采用中斷查詢不會漏判查詢不會漏判, ,省時。省時。鍵的優(yōu)先級由指令鍵的優(yōu)先級由指令順序決議。順序決議。為防止一次按鍵多為防止一次按鍵多次中

8、斷，在功能子程次中斷，在功能子程序里應安排序里應安排“關關/ /開中開中斷指令并斷指令并“延時。延時。P1.0P1.0P1.1P1.1P1.2P1.2P1.3P1.3 ORG 0003H ORG 0003H LJMP KEY LJMP KEY KEY: JNB P1.0,FUNC1 ;KEY: JNB P1.0,FUNC1 ;逐鍵判別逐鍵判別 JNB P1.1,FUNC2 JNB P1.1,FUNC2 JNB P1.2,FUNC3 JNB P1.2,FUNC3 JNB P1.3,FUNC4 JNB P1.3,FUNC4 RETI ; RETI ;無任何鍵按下由此前往無任何鍵按下由此前往FUNC

9、1: ;FUNC1: ;做做P1.0P1.0要求的要求的“功能功能1 1 RETI RETIFUNC2: ;FUNC2: ;做做P1.1P1.1要求的要求的“功能功能2 2 RETI RETIFUNC3: ;FUNC3: ;做做P1.2P1.2要求的要求的“功能功能3 3 RETI RETIFUNC4: ;FUNC4: ;做做P1.3P1.3要求的要求的“功能功能4 4 RETI RETIINT0INT0&(上拉上拉)AT89C51AT89C51AT89C5181558155P0P0ALEALECECERESETRESETAD0-7AD0-7EAEARESETRESETRDRDWRWR

10、WRWRRDRDPA7PA7PA6PA6PA5PA5PA4PA4PA3PA3PA2PA2PA1PA1PA0PA0PC0PC0PC1PC1PC2PC2PC3PC3P2.7P2.7ALEALE+5v+5v行線行線列列線線0行行7行行0列列3列列P2.0P2.0IO/MIO/M8155 控制存放器：控制存放器：7F00H 8155 A口地址：口地址： 7F01H 8155 C口地址：口地址： 7F03H A口為輸出口為輸出 C口為輸入口口為輸入口矩陣式鍵盤矩陣式鍵盤 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 8 9 10 11 12

11、13 14 1516 17 18 19 20 21 22 2316 17 18 19 20 21 22 2324 25 26 27 28 29 30 3124 25 26 27 28 29 30 310 0行行 1 1行行 2 2行行 3 3行行 4 4行行 5 5行行 6 6行行 7 7行行行線行線(PA0PA7)列列 線線 PC 0-3 0列列3列列 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 8 9 10 11 12 13 14 1516 17 18 19 20 21 22 2316 17 18 19 20 21 22 23

12、24 25 26 27 28 29 30 3124 25 26 27 28 29 30 311列列2列列LEDLED數碼管的構造：共陽與共陰數碼管的構造：共陽與共陰 共陽數碼管每個段筆畫是用低電平共陽數碼管每個段筆畫是用低電平( (“0 0) )點亮點亮, , 共陰數碼管段筆畫是用高電平共陰數碼管段筆畫是用高電平( (“1 1) )點亮點亮 公共陽極公共陽極h g f e d c b ah g f e d c b aa ab bc cd dg ge ef fh h公共陰極公共陰極h g f e d c b ah g f e d c b aa ab bc cd dg ge ef fh hh g

13、f ah g f a高電平點亮高電平點亮低電平點亮低電平點亮接高電平接高電平接地接地共陽共陽LEDLED數碼管數碼管公共端公共端( (字位字位) ) 接高電平，接高電平，筆劃筆劃( (字段字段) ) 置為低電平置為低電平就被點亮了就被點亮了比如要顯示比如要顯示“0 0 須令須令a b c d e f a b c d e f 為為“0 0 電平，電平，g hg h為為“1 1電平。電平。再比如要顯示再比如要顯示“3 3 須令須令a b c d g a b c d g 為為“0 0 電平，電平，e f he f h為為“1 1電平。電平。共陽極共陽極h g f e d c b ah g f e d

14、 c b aa ab bc cd dg ge ef fh hh g f e d c b ah g f e d c b a累加器累加器 A1 1 0 0 0 0 0 01 1 0 0 0 0 0 00C0H = 0C0H = “0 01 0 1 1 0 0 0 01 0 1 1 0 0 0 00B0H = 0B0H = “3 3LEDLED數碼管常用字符的段碼表數碼管常用字符的段碼表公共陽極公共陽極h g f e d c b ah g f e d c b aa ab bc cd dg ge ef fh h公共陰極公共陰極h g f e d c b ah g f e d c b aa ab bc

15、cd dg ge ef fh hh g f ah g f a高電平點亮高電平點亮低電平點亮低電平點亮接高電平接高電平接地接地字形0123456789黑硬件譯碼特點硬件譯碼特點: :采用公用的譯碼采用公用的譯碼/ /驅動器件驅動器件, ,占用接口占用接口資源少資源少; ;軟件編程簡單軟件編程簡單; ;缺陷是字型固定缺陷是字型固定( (通常只可顯通常只可顯示示0909數字。數字。共陰共陰LEDa ab bc cd dg ge ef fh hg gf fe ed dc cb b a aD DC CB BA AP1.3P1.3P1.2P1.2P1.1P1.1P1.0P1.0CD4511CD4511AT

16、89C51AT89C5174LS48/CD451174LS48/CD4511是是“BCDBCD碼碼七段共陰譯碼七段共陰譯碼/ /驅動驅動IC; IC; 74LS4774LS47是是“BCDBCD碼碼七段共陽譯碼七段共陽譯碼/ /驅動驅動ICIC2 2、軟件譯碼、軟件譯碼軟件譯碼特點軟件譯碼特點: : 顯示字形較多顯示字形較多缺陷是：占用單片機接口資源較多字形口需求缺陷是：占用單片機接口資源較多字形口需求8 8根口線，且普通需求驅動，如根口線，且普通需求驅動，如74067406、74077407、74LS24474LS244等。軟件編程較復雜；等。軟件編程較復雜；共陽共陽LEDa ab bc c

17、d dg ge ef fh hP1.0P1.0P1.1P1.1P1.2P1.2P1.3P1.3P1.4P1.4P1.5P1.5P1.6P1.6P1.7P1.7+5V+5VAT89C51AT89C51LEDLED數碼管的顯示方式：靜態(tài)與動態(tài)數碼管的顯示方式：靜態(tài)與動態(tài)靜態(tài)顯示靜態(tài)顯示: : 各數碼管在顯示過程中繼續(xù)得到送顯信號，各數碼管在顯示過程中繼續(xù)得到送顯信號，與各數碼管接口的與各數碼管接口的I/OI/O口線是公用的?？诰€是公用的。動態(tài)顯示動態(tài)顯示: : 各數碼管在顯示過程中輪番得到送顯信號，各數碼管在顯示過程中輪番得到送顯信號，與各數碼管接口的與各數碼管接口的I/OI/O口線是共用的?？诰€

18、是共用的。靜態(tài)顯示特點靜態(tài)顯示特點: : 無閃爍，用元器件多，占無閃爍，用元器件多，占I/OI/O線多，無須掃描，線多，無須掃描，節(jié)省節(jié)省CPUCPU時間，編程簡單。時間，編程簡單。1 1、靜態(tài)顯示、靜態(tài)顯示: : 要求每位要求每位LEDLED顯示器的公共端顯示器的公共端COMCOM必需必需接地共陰極，或接高電平共陽極。接地共陰極，或接高電平共陽極。 而每位而每位LEDLED顯示器都由一個具有鎖存功能顯示器都由一個具有鎖存功能的的8 8位端口控制。位端口控制。 這里的端口可以指這里的端口可以指P0P3P0P3口，也可以是口，也可以是8255A8255A的的A A、B B、C C口或擴展的串行輸

19、入，并行口或擴展的串行輸入，并行輸出移位存放器輸出移位存放器74LS16474LS164LEDLED數碼管靜態(tài)顯示舉例數碼管靜態(tài)顯示舉例( (學習串行口已見過學習串行口已見過) )有幾個有幾個LEDLED就要幾個就要幾個74LS16474LS164，但只需數據不變，但只需數據不變，送一次就堅持住了，且不閃爍，編程非常簡單。送一次就堅持住了，且不閃爍，編程非常簡單。A AB BCLKCLKh g f e d c b ah g f e d c b aCLRCLRA AB BCLKCLKCLRCLRA AB BCLKCLKCLRCLR+5V+5V74LS16474LS16474LS164h g f

20、e d c b ah g f e d c b ah g f e d c b ah g f e d c b a+5V+5V共陽共陽LED LED 數碼管數碼管VCCVCCTxDTxDRxDRxD51單片機單片機要求：根據上圖編寫經過串行口和要求：根據上圖編寫經過串行口和74LS16474LS164驅動共驅動共 陽陽LEDLED數碼管查表顯示的子程序。數碼管查表顯示的子程序。條件：系統(tǒng)有條件：系統(tǒng)有6 6個個LEDLED數碼管數碼管, ,待顯數據待顯數據(00H09H)(00H09H)已放在已放在35H30H35H30H單元中單元中( (分別對應十萬位分別對應十萬位個位個位) )，DSPLY:MOV DPTR, #TABLE ;DSPLY:MOV DPTR, #TABLE ;共陽共陽LEDLED數碼管譯碼表首址數碼管譯碼表首址 MOV R0 MOV R0，#30H ;#30H ;待顯數據緩沖區(qū)的個位地址待顯數據緩沖區(qū)的個位地址REDOREDO：MOV AMOV A， R0 ; R0 ;經過經過R0R0實現存放器間接尋址實現存放器間接尋址 MOVC A, A+DPTR ; MOVC A, A+DPTR ;查表查表 MOV SBUF, A ; MOV SBUF, A ;經串行口發(fā)送到經串行口發(fā)送到74LS16474L