單片機(jī) 外設(shè)接口技術(shù)

6接口技術(shù)

顯示接口

鍵盤接口1顯示器接口

顯示器是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)常用的輸出設(shè)備，用來顯示單片機(jī)的鍵入值、中間信息及運(yùn)算結(jié)果等。 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)常用顯示器 LED（發(fā)光二極管顯示器、數(shù)碼管顯示器）和LCD（液晶顯示器）。2一、數(shù)碼管顯示器的結(jié)構(gòu)3二、字段碼

在實(shí)際應(yīng)用中，常用一個(gè)8位并行I/O口的輸出D0~D7對應(yīng)控制數(shù)碼管的a~dp以顯示不同字形。從I/O口輸出的驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管以顯示不同字形的數(shù)據(jù)稱為字段碼（字形碼、顯示代碼）。【例】共陰極結(jié)構(gòu)的數(shù)碼管顯示“0”的字段碼為：

其他一些字形的字段碼如下表：D7D6D5D4D3D2D1D0字形碼dpgfedcba001111113FH4顯示字符共陰極段碼共陽極段碼顯示字符共陰極段碼共陽極段碼03FHC0Hc39HC6H106HF9Hd5EHA1H25BHA4HE79H86H34FHB0HF71H8EH466H99HP73H8CH56DH92HU3EHC1H67DH82HT31HCEH707HF8Hy6EH91H87FH80HH76H89H96FH90HL38HC7HA77FH88H“滅”00HFFHb7CH83H共陰極段碼和共陽極段碼互為相反。5三、顯示字符轉(zhuǎn)換為字段碼(查表法)“P”的字段碼73H“F”的字段碼71H……“4”的字段碼66H“3”的字段碼4FH“2”的字段碼5BH“1”的字段碼06H“0”的字段碼3FHTABTAB+0FHTAB+10H…TAB+04HTAB+03HTAB+02HTAB+01HDPTRAMOVCA，@A+DPTR

61.靜態(tài)顯示方式共陰極或共陽極點(diǎn)連接在一起接地或+5V。每位的段選線與一個(gè)8位并行口連接。四、顯示方式及其接口7【例】用P2、P3口作為靜態(tài)顯示接口限流電阻R=（Vcc-VF）/IF8

ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030HMAIN:MOV 40H,#06H MOV 41H,#08H ;顯示緩沖單元 MOV DPTR,#DTAB MOV A,40H MOVCA,@A+DPTR ;查表求字形碼 MOV P3,A MOV A,41H MOVCA,@A+DPTR MOV P2,A SJMP $DTAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H DB82H,0F8H,80H,90H,88H,83H DB0C6H,0A1H,86H,8EH;0~F的字形碼92.動(dòng)態(tài)顯示方式原理所有字段控制共用一個(gè)I/O口每個(gè)字位的控制占用一根I/O口線顯示時(shí)，在某一時(shí)刻，字段口輸出第i位的字段碼，同時(shí)字位口驅(qū)動(dòng)第i位的COM端使其點(diǎn)亮，如此逐位輪流點(diǎn)亮形成穩(wěn)定的n位數(shù)碼顯示效果。10【例】使用P0口作為字段控制口，P2口作為字位控制線設(shè)計(jì)一個(gè)8位LED顯示器。其電路和顯示驅(qū)動(dòng)程序如下：11

字段控制口驅(qū)動(dòng)字位控制口驅(qū)動(dòng)（74HC44）8位共陰極12DISP:MOV R0,#30H;顯示緩沖單元首地址 MOV R3,#0FEH;字位碼初值（從最右位起）DISP1:MOV A,R3 MOV P2,A ;輸出字位碼 MOV A,@R0;取顯示數(shù)據(jù)碼MOVDPTR,#TABMOVCA,@A+DPTR;查表得相應(yīng)字段碼MOV P0,A ;輸出字段碼 LCALLD1MS ;保持顯示1毫秒 INC R0;指向下一顯示緩沖單元 MOV A,R3;取出字位碼 JNB ACC.7,DISP2;判已顯示到最左位否 RL A;未完,字位碼左移1位 MOV R3,A;回存新字位碼 LJMP DISP1;轉(zhuǎn)下一位顯示DISP2:RET顯示子程序：13TAB:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH

;"0"~"9"顯示字段碼表 DB0BFH,86H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH,DB87H,0FFH,0EFH;0.~9.DB40H,63H,37H,71H,00H;"-""o""n""F""全暗“

;根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)需要安排顯示字段碼表D1MS:MOV R7,#250;延時(shí)約1毫秒子程序D1MS1:NOP NOP DJNZR7,D1MS1 RET14【例】電子鐘程序。 利用定時(shí)器T0定時(shí)，模擬24小時(shí)走時(shí)的電子鐘，時(shí)、分、秒以BCD碼形式依次存放在3CH、3BH、3AH；38H、39H作為軟件計(jì)數(shù)器。在8位數(shù)碼管上顯示

HH-MM-SS

選擇T0工作于定時(shí)、方式2、定時(shí)時(shí)間為250s。TMOD=00000010B=02H 計(jì)算初值 fosc=12MHz機(jī)器周期TM=1s 要定時(shí)250s即要計(jì)數(shù)250個(gè)機(jī)器周期脈沖 初值=28-250=6=06H15 ORG0000H ;主程序入口 LJMPCLOCK ;轉(zhuǎn)主程序初始化ORG000BH;T0中斷入口 LJMPTP0 ;轉(zhuǎn)T0中斷服務(wù)程序

ORG0030H

;主程序初始化程序CLOCK:MOVSP,#6FH

;設(shè)棧底指針 MOVTMOD,#02H

;T0定時(shí)方式2 MOVTL0,#06H ;定時(shí)250微秒 MOVTH0,#06H

MOV38H,#200

;軟件計(jì)數(shù)單元初值 MOV39H,#20SETBEA ;中斷總允許 SETBET0 ;允許T0中斷 SETBTR0 ;啟動(dòng)T0工作16

MOV 3AH,#0

;時(shí)間初值

MOV 3BH,#0

MOV 3CH,#0

;<根據(jù)需要設(shè)置>

MOV32H,#0AH

MOV35H,#0AH

;第3、6位顯示“-”LOOP:LCALL CZ ;調(diào)用拆字子程序 LCALL DISP ;調(diào)用顯示子程序 SJMP LOOP ;反復(fù)循環(huán)主流程TP0：PUSH ACC ;T0500微秒中斷服務(wù)程序

PUSH PSW ;保護(hù)現(xiàn)場

DJNZ 38H,DONE;每250微秒減1,滿0.05秒？MOV 38H,#200DJNZ 39H,DONE;每0.05秒加1,滿1S？MOV 39H,#2017MOVA,3AH;秒單元（按BCD碼）加1ADDA,#1DAAMOV3AH,ACJNEA,#60H,DONE;滿1分鐘？MOV3AH,#0;秒單元清零MOVA,3BH;分鐘單元（按BCD碼）加1ADDA,#1DAAMOV3BH,ACJNEA,#60H,DONE;滿1小時(shí)？

MOV3BH,#0;分鐘單元清零

18

MOVA,3CH;小時(shí)單元（按BCD碼）加1

ADDA,#1 DAA MOV3CH,A CJNEA,#24H,DONE;滿24小時(shí)？

MOV3CH,#0;小時(shí)單元清零

DONE：POPPSW POPACC ;恢復(fù)現(xiàn)場 RETI ;中斷返回19CZ：MOVR0,#3AH

;拆字子程序

MOVR1,#30H

;30H~37H為顯示緩沖單元CZ1:MOVA,@R0ANLA,#0FHMOV@R1,AINCR1MOVA,@R0ANLA,#0F0HSWAPAMOV@R1,AINCR0INCR1

INCR1

;第3、6位顯示“-”

CJNER0,#3DH,CZ1RET20DISP:MOV R0,#30H;顯示緩沖單元首地址 MOV R3,#0FEH;字位碼初值（從最右位起）DISP1:MOV A,R3

MOV P2,A ;輸出字位碼 MOV A,@R0;取顯示數(shù)據(jù)碼MOVDPTR,#TABMOVCA,@A+DPTR;查表得相應(yīng)字段碼MOV P0,A ;輸出字段碼 LCALLD1MS ;保持顯示1毫秒 INC R0;指向下一顯示緩沖單元 MOV A,R3;取出字位碼 JNB ACC.7,DISP2;判已顯示到最左位否 RL A;未完,字位碼左移1位 MOV R3,A;回存新字位碼 LJMP DISP1;轉(zhuǎn)下一位顯示DISP2:RET21TAB:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH

;"0"~"9"顯示字段碼表 DB40H,63H,37H,71H,00H;"-""o""n""F""全暗“DB0BFH,86H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH,DB87H,0FFH,0EFH;0.~9.

;根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)需要安排顯示字段碼表D1MS:MOVR7,#250;延時(shí)約1毫秒子程序D1MS1:NOP NOP DJNZR7,D1MS1 RET22LCD顯示器介紹*

液晶（LCD-LiquidCrystalDisplay）顯示器是一種被動(dòng)式顯示器，液晶本身并不發(fā)光，液晶經(jīng)過處理后能改變光線通過方向的特性，而達(dá)到顯示的目的。液晶顯示器具有功耗低、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用在儀器儀表和控制系統(tǒng)中。

LCD顯示器的分類（1）字段型廣泛用于電子表、數(shù)字儀表、計(jì)算器中。（2）點(diǎn)陣字符型顯示字母、數(shù)字、符號。它是由5×7或5×10點(diǎn)陣組成。（3）點(diǎn)陣圖形型可顯示字符、圖形和中文。23字符型LCD模塊液晶顯示模塊LCM(LCDModule)：LCD顯示板、LCD控制器、驅(qū)動(dòng)器（對LCD顯示器進(jìn)行掃描、驅(qū)動(dòng)），以及一定空間的RAM和ROM（存儲(chǔ)寫入的命令和顯示字符的點(diǎn)陣）的集合。24

引腳

模塊有14個(gè)引腳，其中有8條數(shù)據(jù)線，3條控制線，3條電源線。通過單片機(jī)寫入模塊的數(shù)據(jù)（字符的ASCII碼）和指令，就可對顯示方式和顯示內(nèi)容作出選擇。25RSR/W*操作00命令寄存器寫入01忙標(biāo)志和地址計(jì)數(shù)器讀出10數(shù)據(jù)寄存器寫入11數(shù)據(jù)寄存器讀出

寄存器的選擇操作26

命令字及功能功能:清除屏幕顯示，并給地址計(jì)數(shù)器AC置“0”。

功能:置DDRAM（顯示數(shù)據(jù)RAM）及顯示RAM的地址為“0”，顯示返回到原始位置。27功能:設(shè)置光標(biāo)的移動(dòng)方向，并指定整體顯示是否移動(dòng)。其中：I/D

=

1，為增量方式；I/D

=

0，為減量方式。如S

=

1，表示移位；如S

=

0，表示不移位。28293031

LCD與AT89C51的連接32

LCD的初始化33鍵盤接口鍵盤是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)重要輸入設(shè)備，用于輸入數(shù)據(jù)、干預(yù)系統(tǒng)的工作狀態(tài)。按連接方式：獨(dú)立式按鍵和行列式（矩陣式）鍵盤。34每個(gè)按鍵需占用一根I/O口線一、獨(dú)立式鍵盤1.電路結(jié)構(gòu)各個(gè)按鍵相互獨(dú)立，互不影響。352.按鍵狀態(tài)的輸入與消抖動(dòng)

消抖動(dòng)方法： 硬件消抖動(dòng) 軟件消抖動(dòng)：軟件延時(shí)（10~20毫秒）+5VRKSK點(diǎn)輸出S按下S放開抖動(dòng)363.鍵盤管理程序（1）檢測是否有按鍵閉合；（2）若有鍵閉合，延時(shí)消抖動(dòng)；（3）確認(rèn)是否有按鍵閉合；（4）判斷閉合按鍵鍵號；（5）等待按鍵釋放；（6）執(zhí)行相應(yīng)鍵功能。開始有鍵閉合嗎？延時(shí)消抖動(dòng)確有鍵閉合嗎？判斷閉合鍵鍵號閉合鍵釋放否？執(zhí)行鍵功能返回NNNYYY37SKEY:MOVP1,#0FFH

MOVA,P1

;輸入按鍵狀態(tài)

CPLA

;取反

JZKD

;若無鍵閉合則返回

LCALLD12MS

;延時(shí)12ms消抖動(dòng)

MOVA,P1 CPLA JZKD;確認(rèn)是否有鍵閉合

MOVA,P1 MOVB,A

;輸入穩(wěn)定的鍵狀態(tài)

KW:MOVA,P1 CPLA JNZKW

;等待鍵釋放鍵盤管理程序38

MOVA，B

;取鍵值

JNBACC.0,K0

;若是K0閉合則轉(zhuǎn)K0鍵功能程序

JNBACC.1,K1

;若是K1閉合則轉(zhuǎn)K1鍵功能程序

... JNBACC.7,K7

;若是K7閉合則轉(zhuǎn)K7鍵功能程序

KD:RET

;返回

K0:...

;K0鍵功能程序

RET ......K7:...

;K7鍵功能程序

RET39【例】編一程序?qū)崿F(xiàn)：當(dāng)按下獨(dú)立式鍵盤的K0~K7時(shí)，分別將8位數(shù)碼管顯示器的顯示內(nèi)容按BCD碼加1。40

ORG0000H LJMPMAIN ORG0030HMAIN:MOVSP,#6FH MOV30H,#00H MOV31H,#00H MOV32H,#00H MOV33H,#00H MOV34H,#00H MOV35H,#00HMOV36H,#00HMOV37H,#00H

;顯示初值為“00000000”

LP:LCALLDISP

;調(diào)用顯示子程序

LCALLSKEY

;調(diào)用鍵盤管理子程序

SJMPLP41SKEY:MOVP1,#0FFH

MOVA,P1

;輸入按鍵狀態(tài)

CPLA

;取反

JZKD

;無鍵閉合則返回

LCALLD12MS

;延時(shí)12ms消抖動(dòng)

MOVA,P1 MOVB,A

;輸入穩(wěn)定的鍵狀態(tài)

KW:MOVA,P1 CPLA JNZKW

;等待鍵釋放42

MOVA，B

;取鍵值

JNBACC.0,K0

;若是K0閉合則轉(zhuǎn)K0鍵功能程序

JNBACC.1,K1

;若是K1閉合則轉(zhuǎn)K1鍵功能程序

...

JNBACC.7,K7

;若是K7閉合則轉(zhuǎn)K7鍵功能程序

KD:RET

;返回

K0:MOVA,30H

;K0鍵功能程序

ADDA,#1

DAA

ANLA,#0FH MOV30H,A RET43

K1:MOVA,31H

;K1鍵功能程序

ADDA,#1 DAA ANLA,#0FH MOV31H,A RET

K7:MOVA,37H

;K7鍵功能程序

ADDA,#1 DAA ANLA,#0FH MOV37H,A RET44DISP:;顯示子程序

RETD12MS:;12ms延時(shí)子程序

RETEND演示，注意觀察運(yùn)行情況，思考存在什么問題？45由于采用軟件延時(shí)消抖動(dòng)、等待鍵釋放，造成顯示不能及時(shí)更新。采用滾動(dòng)濾波消抖動(dòng)。P1=FFHP1FFHP1=FFH01t2t3t4t5t6t………………t為采樣時(shí)間無按鍵按下閉合釋放4640H前一次濾波結(jié)果41H當(dāng)前濾波結(jié)果42H

最近5次輸入43H44H45H46H

具體實(shí)現(xiàn)在存儲(chǔ)器中使用7個(gè)單元用于濾波P1滾動(dòng)存儲(chǔ)47將42H~46H單元內(nèi)容滾動(dòng)存儲(chǔ)（即43H42H，44H43H，45H44H，46H45H）將P1口內(nèi)容輸入到46H比較42H~46H內(nèi)容是否相同，若不同，則放棄，直接返回；相同，將該值存入41H若（40H）=FFH且（41H）FFH表示有鍵按下，將41H40H

，進(jìn)行鍵功能處理后返回。若是其它情況，則處于無按鍵、鍵長按下或鍵釋放狀態(tài)，則不進(jìn)行任何處理，只將41H40H后返回。48SKEY:MOV 42H,43H ;滾動(dòng)存儲(chǔ) MOV 43H,44H MOV 44H,45H MOV 45H,46H MOV P1,#0FFH ;置P1口為輸入 MOV 46H,P1 MOV A,42H ;比較42H~46H是否同 CJNE A,43H,KD CJNE A,44H,KD CJNE A,45H,KD CJNE A,46H,KD ;不同，放棄 MOV 41H,A ;相同，存入41H MOV A,40H CJNE A,#0FFH,SK1 MOV A,41H ;判斷是否FFH非FFH CJNE A,#0FFH,SK2 ;即是不是鍵按下過程

SK1:MOV 40H,41H ;不是，本次鍵值存入40H RET49

SK2:MOV 40H,41H ;有效按鍵，執(zhí)行鍵功能 JNB ACC.0,K0;若是K0閉合則轉(zhuǎn)K0鍵功能程序

JNBACC.0,K0

;若是K0閉合則轉(zhuǎn)K0鍵功能程序

JNBACC.1,K1

;若是K1閉合則轉(zhuǎn)K1鍵功能程序

...

JNBACC.7,K7

;若是K7閉合則轉(zhuǎn)K7鍵功能程序

KD:RET

;返回

K0:MOVA,30H;K0鍵功能程序 ADDA,#1 DAA ANLA,#0FH MOV30H,A RET

... ;與前一程序相同50二、行列式鍵盤1.電路結(jié)構(gòu)按鍵設(shè)置在行、列線交點(diǎn)上列線行線512.工作原理 （1）判斷是否有鍵閉合 行線全輸出0，輸入列線狀態(tài)，若全為1，則無按鍵閉合;否則，至少有一鍵閉合。 （2）消抖動(dòng) 軟件延時(shí)消抖動(dòng) （3）確定哪個(gè)鍵閉合

?掃描法

?線反轉(zhuǎn)法52 （2）消抖動(dòng) 軟件延時(shí)消抖動(dòng) （3）確定哪個(gè)鍵閉合 掃描法線反轉(zhuǎn)法533.線反轉(zhuǎn)法第1步：行線全輸出低電平，輸入列線的值；第2步：列線全輸出低電平，輸入行線的值；第3步：合并行、列線的值，形成一個(gè)對應(yīng)閉合鍵的編碼；第4步：根據(jù)編碼（查表）求鍵值。54;鍵編碼表，對應(yīng)每個(gè)鍵的行列狀態(tài)值，該值唯一。KTAB:DB0EEH,0EDH,0EBH,0E7H DB0DEH,0DDH,0DBH,0D7H DB0BEH,0BDH,0BBH,0B7H DB7EH,7DH,7BH,77H55VK：MOV 42H,43H

;滾動(dòng)存儲(chǔ)

MOV 43H,44H MOV 44H,45H MOV 45H,46H

ORLP1,#00001111B

;行線輸出，列線輸入

ANLP1,#00001111B;行線輸出0

MOVA,P1 ANLA,#0FH

MOVB,A

;輸入列線值

ORLP1,#

11110000B

;行線輸入，列線輸出

ANLP1,#11110000

B

;列線輸出0

MOVA,P1

;輸入行線值

ANLA,#0F0H ORLB,A

;行、列值合并鍵盤管理程序56

MOV46H,#0

;存鍵值單元初值

MOVDPTR,#KTAB

MOVR7,#16

;4X4=16個(gè)鍵VK0:CLR