第十章輸入輸出設(shè)備及接口技術(shù)(顯示)

1、第十章 輸入/輸出設(shè)備及接口技術(shù) 10.1 七段LED顯示器接口技術(shù)10.2 鍵盤(pán)接口技術(shù)10.3 打印機(jī)接口技術(shù) 10.4 D/A、A/D轉(zhuǎn)換電路接口技術(shù)10.5 其它10.1 七(八)段LED顯示器接口技術(shù)一、LED顯示器結(jié)構(gòu)和字、段碼 1. LED數(shù)碼顯示器的結(jié)構(gòu) LED數(shù)碼顯示器是一種由LED發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器件 它使用了8個(gè)LED發(fā)光二極管,其中7個(gè)用于顯示字符,1個(gè)用于顯示小數(shù)點(diǎn),故通常稱(chēng)之為7段(也有稱(chēng)作8段)發(fā)光二極管數(shù)碼顯示器結(jié)構(gòu)示意圖LED數(shù)碼顯示器有兩種結(jié)構(gòu)，形成兩種連接方法： (1)共陽(yáng)極接法。 把發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起構(gòu)成公共陽(yáng)極，使用時(shí)公共陽(yáng)極接+5V

2、,每個(gè)發(fā)光二極管的陰極通過(guò)電阻與輸入端相連。 (2)共陰極接法。 把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極，使用時(shí)公共陰極接地。每個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極通過(guò)電阻與輸入端相連。 LED的伏安特性類(lèi)似于普通二極管，正向壓降約為2伏左右，工作電流一般在10-20mA之間較為合適。 單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展LED數(shù)碼管時(shí)多用共陽(yáng)LED 通常每個(gè)段串一個(gè)數(shù)百歐姆的限流電阻2. LED數(shù)碼顯示器的顯示段碼 為了顯示字符,要為L(zhǎng)ED顯示器提供顯示段碼(或稱(chēng)字形代碼)，組成一個(gè)“8”字形字符的7段,再加上1個(gè)小數(shù)點(diǎn)位,共計(jì)8段,因此提供給LED顯示器的顯示段碼為1個(gè)字節(jié)。各段碼位的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下： 段碼位D7D6D5D4D3D

3、2D1D0 顯示段dpgfedcba硬件譯碼與軟件譯碼硬件譯碼特點(diǎn):采用專(zhuān)用的譯碼/驅(qū)動(dòng)器件,驅(qū)動(dòng)功率較大;增加了硬件的開(kāi)銷(xiāo);軟件編程簡(jiǎn)單;字型固定(比如:只有七段,只可譯數(shù)字)。共陰LEDabcdgefhgfedcb aDCBAP1.3P1.2P1.1P1.0CD4511AT89C5174LS48/CD4511是“BCD碼七段共陰譯碼/驅(qū)動(dòng)”IC; 74LS47是“BCD碼七段共陽(yáng)譯碼/驅(qū)動(dòng)”ICLED數(shù)碼管的譯碼：軟件譯碼特點(diǎn): 不用專(zhuān)用的譯碼/驅(qū)動(dòng)器件，不增加硬件的開(kāi)銷(xiāo)；軟件編程較復(fù)雜；字型靈活(比如：有八段，可譯一些字符)共陽(yáng)LEDabcdgefhP1.0P1.1P1.2P1.3P1.

4、4P1.5P1.6P1.7+5VAT89C51硬件譯碼特點(diǎn): 采用專(zhuān)用譯碼/驅(qū)動(dòng)器件，驅(qū)動(dòng)功率較大；增加了硬件的開(kāi)銷(xiāo)；軟件編程簡(jiǎn)單7段LED字型碼（段碼）顯示字形hgfedcba共陽(yáng)極段選碼共陰極段選碼0123456789ABCDEF“滅”1 1 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 0 0 11 0 1 0 0 1 0 010 1 1 0 0 0 010 0 1 1 0 1 010 0 1 0 0 1 010 0 0 0 0 1 011 1 1 1 0 0 010 0 0 0 0 0 01 0 0 1 0 0 0 01 0 0 0 1 0 0 01 0 0 0 0 0 1 111 0 0

5、 0 1 1 010 1 0 0 0 0 110 0 0 0 1 1 010 0 0 1 1 1 01 1 1 1 1 1 1 1C0HF9HA4HB0H99H92H82HF8H80H90H88H83HC6HA1H86H8EHFFH3FH06H5BH4FH06H6DH7DH07H7FH6FH77H7CH39H5EH79H71H00H二、LED數(shù)碼管的顯示方式：靜態(tài)與動(dòng)態(tài)靜態(tài)顯示: 各數(shù)碼管接口的I/O口線(xiàn)是專(zhuān)用的，各數(shù)碼管的顯示碼在整個(gè)顯示過(guò)程中保持靜態(tài)顯示特點(diǎn): 無(wú)閃爍，用元器件多，占I/O線(xiàn)多，無(wú)須掃描，節(jié)省CPU時(shí)間，編程簡(jiǎn)單。動(dòng)態(tài)顯示: 各數(shù)碼管接口的I/O口線(xiàn)是共用的。各數(shù)碼管在顯示

6、過(guò)程中輪流得到顯示碼動(dòng)態(tài)顯示特點(diǎn): 有閃爍，用元器件少，占I/O線(xiàn)少，必須掃描，花費(fèi)CPU時(shí)間，編程復(fù)雜。 1)靜態(tài)顯示 多位LED分別用一組8位字段口，各位LED公共端接地，分別輸出顯示不同字形。 a b hCOMa f b g e c d h a b hCOM a b hCOM顯示程序：1)設(shè)置顯示緩沖區(qū)，存放待顯示數(shù)據(jù)。2)顯示譯碼：程序存儲(chǔ)器中建立字形碼常數(shù)表，查表得出對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的字形碼。3)輸出顯示：輸出字形碼到顯示端口。例：MOV DPTR，#WTAB ；指向字形碼表首地址 MOV A，R0 ；取顯示緩沖區(qū)中數(shù)據(jù) MOVC A，A+DPTR ；查表顯示譯碼 MOV P1，A ；輸出顯

7、示W(wǎng)TAB：DB3FH，06H，5BH ；字形碼表COM P1.01.7 MCS-51a f b g e c d habh 例：MCS-51單片機(jī)的P1口接了一個(gè)共陽(yáng)極的數(shù)碼管，要求編制程序讓數(shù)碼管從09循環(huán)重復(fù)顯示。解：根據(jù)題意可設(shè)計(jì)出硬件電路如圖所示。其源程序可設(shè)計(jì)如下： ORG0000H ；程序初始化MAIN:MOV R0, #00HMOVDPTR, #TAB ；基址初始化LOOP: MOVA, R0 ；計(jì)數(shù)顯示初始化 MOVC A, A+DPTR ；查表獲取數(shù)碼管顯示值 MOVP1, A ；數(shù)碼管顯示查表值 LCALL DELAY ；調(diào)用延時(shí)子程序 INC R0 ；R0值加1 CJNE

8、 R0, #0AH,LOOP ；10次不到繼續(xù)計(jì)數(shù) AJMP MAIN TAB：DB 0C0H，0F9H，0A4H ；0，1，2 DB 0B0H，99H，92H ；3，4，5 DB 82H，0F8H，80H ；6，7，8 DB 90H，88H，83H， ；9，A，B DB 0C6H，0A1H，86H ；C，D，E DB 8EH ；FDELAY: MOV R0, #100 ；1s延時(shí)DEL2: MOV R1, #10DEL1: MOV R2, #7DHDEL0: NOP NOP DJNZ R2, DEL0 DJNZ R1, DEL1 DJNZ R0, DEL2 RET END多位靜態(tài)顯示方式及其

9、接口電路 多位靜態(tài)顯示電路2)動(dòng)態(tài)顯示COMhCOMD7D1D0D0D1D2hbbhCOMa f b g e c d haaba 對(duì)應(yīng)字位線(xiàn)： D0 D1 D2 D3 D4 D5多位LED共用一個(gè)8位段碼口，各位LED公共端用字位口控制，掃描輸出顯示不同字形。利用“視覺(jué)暫留”和“余輝”效應(yīng)，看起來(lái)在同時(shí)顯示不同內(nèi)容。顯示緩沖區(qū)與多位LED對(duì)應(yīng)關(guān)系：4）多位動(dòng)態(tài)顯示方式及其接口電路 顯示程序（6位，共陰極，7AH-7FH為顯示緩沖區(qū)）DIS： MOV R0，#7AH ；指向顯示緩沖區(qū)起始單元MOV R3，#01H ；字位碼初值R3（左先亮）MOV A，R3 ；取字位碼DLP： MOV DPTR，

10、#PAAR ；指向字位口 (PA口) MOVX DPTR，A ；輸出字位碼，顯示其中1位MOV A，R0 ；取一個(gè)顯示數(shù)據(jù)ADD A，#0CH ；查表偏移量MOVC A，A+PC ；取出字形碼INC DPTR ；指向字段口(PB口)MOVX DPTR，A ；輸出字形碼ACALL DLY1MS ；延時(shí)1msINC R0 ；指向顯緩區(qū)下一單元MOV A，R3 ；修改字位碼RL A ；顯示下一位MOV R3，AJNB ACC.6，DLP ；未顯示到最右邊LED，繼續(xù)顯示RET ；全部掃描一遍，結(jié)束 DTAB：DB 3FH，06H，5BH ；字形表DB 4FH，66H，6DHDLY1MS： ；延時(shí)1m

11、s子程序ABCLKh g f e d c b aCLRABCLKCLRABCLKCLR+5VVCCTxDRxD 89C51單片機(jī)74LS16474LS16474LS164h g f e d c b ah g f e d c b a+5V共陽(yáng)LED數(shù)碼管補(bǔ)例1：LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示的一個(gè)例子有幾個(gè)LED就要幾個(gè)74LS164，不要更新的話(huà)，送一次就保持住了，且不閃爍，編程十分簡(jiǎn)單要求：根據(jù)上圖編寫(xiě)通過(guò)串行口和74LS164驅(qū)動(dòng)共 陽(yáng)LED數(shù)碼管查表顯示的子程序。條件：系統(tǒng)有6個(gè)LED數(shù)碼管,待顯數(shù)據(jù)(00H09H)已放在35H30H單元中(分別對(duì)應(yīng)十萬(wàn)位個(gè)位)，DSPLY:MOV DPTR, #

12、TABLE ;共陽(yáng)LED數(shù)碼管譯碼表首址 MOV R0，#30H ;待顯數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的個(gè)位地址REDO：MOV A， R0 ;通過(guò)R0實(shí)現(xiàn)寄存器間接尋址 MOVC A, A+DPTR ;查表 MOV SBUF, A ;經(jīng)串行口發(fā)送到74LS164 JNB TI, $ ;查詢(xún)送完一個(gè)字節(jié)的第8位？ CLR TI ;為下一字節(jié)發(fā)送作準(zhǔn)備 INC R0 ;R0指向下一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖單元 CJNE R0，#36H，REDO ;判斷是否發(fā)完6個(gè)數(shù)？ RET ;發(fā)完6個(gè)數(shù)就返回TABLE：DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H ;共陽(yáng)LED譯碼表 DB 92H, 82H, 0F8H, 80H,90

13、H補(bǔ)例2：LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示舉例 P1.5 P1.4P1.3P1.2P1.2P1.0P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.07406 OC門(mén) X 3上拉電阻14+5V8051 工作原理：從P0口送段碼,P1口送字位碼。段碼雖同時(shí)加在6個(gè)LED上，但一次選中一個(gè)LED。每送一個(gè)字符并選中相應(yīng)字位線(xiàn)，延時(shí)一會(huì)兒,再送下一個(gè)循環(huán)掃描即可共陰 數(shù)碼管位選線(xiàn)段代碼要求：此處為共陰數(shù)碼管，P0口送段代碼，P1口送 位選信號(hào)。通過(guò)查表實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。條件：待顯數(shù)據(jù)(00H09H)已放在: 7FH7AH單元 中(分別對(duì)應(yīng)十萬(wàn)位個(gè)位)說(shuō)明：由于用了反相驅(qū)動(dòng)器7406，要用共

14、陽(yáng)譯碼表DIR: MOV DPTR, #DSEG ;數(shù)碼管譯碼表首址 MOV R0，#7AH ;待顯緩沖區(qū)個(gè)位地址 MOV R3，#01H ;個(gè)位的位選信號(hào)=01HLD1： MOV A， R0 ;通過(guò)R0間接尋址 MOVC A, A+DPTR ;查表 MOV P0, A ;字段碼送到P0口 MOV P1，R3 ;字位選擇送到P1口 LCALL DELY ;調(diào)延時(shí)1ms子程序 INC R0 ;R0 指向下一字節(jié) MOV A，R3 JB ACC.5，LD2 ;判是否發(fā)完6個(gè)數(shù)？ RL A ;R1指向下一個(gè)位 MOV R3，A ;位選信號(hào)存回R1 SJMP LD1 ;跳去再顯示下一個(gè)數(shù)LD2： RET ;發(fā)完6個(gè)數(shù)就返回DSEG：DB 0C0