LJY第10章 MCS-51與鍵盤、顯示器 (2)課件

第10章MCS-51與鍵盤、顯示器、撥盤、打印機的接口設計輸入外設：鍵盤、BCD碼撥盤等；輸出外設：LED顯示器、LCD顯示器、打印機等。10.1LED顯示器接口原理LED(LightEmittingDiode):發(fā)光二極管的縮寫。顯示器前面冠以“LED”。10.1.1LED顯示器的結構LED顯示器為8段（或7段，8段比7段多了一個小數點“dp”有共陽極和共陰極兩種。12為使LED顯示不同的符號或數字，要為LED提供段碼（或稱字型碼）。提供給LED顯示器的段碼（字型碼）正好是一個字節(jié)（8段）。各段與字節(jié)中各位對應關系如下：按上述格式，8段LED的段碼如表10-1所示。3段碼是相對的，它由各字段在字節(jié)中所處的位決定。例如表10-1中8段LED段碼是按格式：而形成的，“0”的段碼為3FH（共陰）。反之，如將格式改為下列格式：則“0”的段碼為7EH（共陰）。字型及段碼由設計者自行設定，習慣上還是以“a”段對應段碼的最低位。5N個LED顯示塊有N位位選線和8×N根段碼線。10.1.2LED顯示器工作原理圖10-2是4位LED顯示器的結構原理圖。段碼線控制顯示的字型，位選線控制該顯示位的亮或暗。6靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種顯示方式。1.靜態(tài)顯示方式各位的公共端連接在一起（接地或+5V）。每位的段碼線（a～dp）分別與一個8位的鎖存器輸出相連。顯示字符一確定，相應鎖存器的段碼輸出將維持不變，直到送入另一個段碼為止。顯示的亮度高。7圖10-4：4位8段LED動態(tài)顯示電路。其中段碼線占用一個8位I/O口，而位選線占用一個4位I/O口。9圖10-5為8位LED動態(tài)顯示2003.10.10的過程。圖（a)是顯示過程，某一時刻，只有一位LED被選通顯示，其余位則是熄滅的；圖（b)是實際顯示結果，人眼看到的是8位穩(wěn)定的同時顯示的字符。1010.2鍵盤接口原理1.鍵盤輸入的特點鍵盤：一組按鍵開關的集合。行線電壓信號通過鍵盤開關機械觸點的斷開、閉合，輸出波形如圖10-6。1110.2.2鍵盤接口的工作原理獨立式按鍵接口和行列式鍵盤接口。1.獨立式鍵盤接口各鍵相互獨立，每個按鍵各接一根輸入線，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)可很容易判斷那個鍵被按下。此種接口適于鍵數較少或操作速度較高的場合。圖10-7（a）為中斷方式的獨立式鍵盤工作電路圖10-7（b）為查詢方式的獨立式鍵盤工作電路。1314圖10-8為8255A擴展I/O口的獨立式按鍵接口電路。15對圖10-9獨立式鍵盤編程，軟件消抖，查詢方式檢測鍵的狀態(tài)。僅有一鍵按下時才有效才處理。KEYIN:MOVDPTR,#0BFFFH；鍵盤端口地址 MOVXA,@DPTR ；讀鍵盤狀態(tài) ANLA,#1FH ；屏蔽高三位MOVR3,A ；保存鍵盤狀態(tài)值LCALLDELAY10 ；延時10ms去鍵盤抖動MOVXA,@DPTR ；再讀鍵盤狀態(tài)ANLA,#1FH ；屏蔽高三位CJNEA,R3,RETURN；兩次不同，抖動RETURN CJNEA,#1EH,KEY2；不等轉KEY217 LJMPPKEY1 ;是K1鍵按下，轉K1鍵處理 ；子程序PKEY1KEY2:CJNEA,#1DH,KEY3;S2鍵未按下，轉KEY3 LJMPPKEY2 ;S2鍵按下，轉PKEY2處理KEY3: CJNEA,#1BH,KEY4 ;S3未按下，轉KEY4 LJMPPKEY3;S3按下，轉PKEY3處理KEY4:CJNEA,#17H,KEY5;S4鍵未按下，轉KEY5

LJMPPKEY4;S4按下，轉PKEY4處理KEY5: CJNEA,#0FH,PASS;S5未按下，轉RETURN LJMPPKEY5;S5按下，轉PKEY5處理RETURN:RET;重鍵或無鍵按下，從子程序返回識別和編程簡單，用在按鍵數較少的場合。182.行列式(矩陣式)鍵盤接口用于按鍵數目較多的場合，由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點上。如圖10-10所示。按鍵數目較多的場合，行列式鍵盤與獨立式鍵盤相比，要節(jié)省很多的I/O口線。19（2）按鍵的識別方法a.掃描法圖10-10（b）中3號鍵被按下為例，來說明此鍵時如何被識別出來的。第1步：識別鍵盤有無鍵按下；第2步：如有鍵被按下，識別出具體的按鍵。把所有列線置0，檢查各行線電平是否有變化，如有變化，說明有鍵按下，如無變化，則無鍵按下。 先把(掃描)某一列置低電平，其余各列為高電平，檢查各行線電平的變化，如果某行線電平為低，可確定此行列交叉點處的按鍵被按下。21b.線反轉法

只需兩步便能獲得此按鍵所在的行列值，線反轉法的原理如圖10-11。（2）按鍵的識別方法22第1步：列線輸出為全低電平，則行線中電平由高變低的所在行為按鍵所在行。第2步：行線輸出為全低電平，則列線中電平由高變低所在列為按鍵所在列。結合上述兩步，可確定按鍵所在行和列。b.線反轉法

（2）按鍵的識別方法2310.2.3鍵盤的工作方式單片機在忙于各項工作任務時，如何兼顧鍵盤的輸入，取決于鍵盤的工作方式。原則：即要保證能及時響應按鍵操作，又不要過多占用CPU的工作時間。通常，鍵盤工作方式有3種:編程掃描、定時掃描和中斷掃描。251.編程掃描方式只有當單片機空閑時，才調用鍵盤掃描子程序，掃描鍵盤。工作過程：（1）在鍵盤掃描子程序中，先判斷有無鍵按下。（2）用軟件來消除按鍵抖動的影響。如有鍵按下，則進行下一步。（3）求按下鍵的鍵號。（4）等待按鍵釋放后，再進行按鍵功能的處理操作。262.定時掃描工作方式利用單片機內的定時器，產生10ms的定時中斷，對鍵盤進行掃描。3.中斷工作方式只有在鍵盤有鍵按下時，才執(zhí)行鍵盤掃描程序，如無鍵按下，單片機將不理睬鍵盤。27第1層：單片機如何來監(jiān)視鍵盤的輸入。三種工作方式：①編程掃描②定時掃描③中斷掃描。第2層：確定具體按鍵的鍵號。體現在按鍵的識別方法上就是：①掃描法；②線反轉法。第3層：執(zhí)行鍵處理程序。2910.3鍵盤/顯示器接口設計實例一般把鍵盤和顯示器放在一起考慮。10.3.1利用并行I/O芯片實現鍵盤/顯示器接口圖10-14：8031用擴展I/O接口芯片8155H實現的6位LED顯示和32鍵的鍵盤/顯示器接口電路。圖中8155H也可用8255A來替代。30318031外擴一片8155H。

RAM地址：7E00H～7EFFH。 I/O口地址：7F00H～7F05H。

PA口為輸出口，控制鍵盤列線的掃描，同時又是6位共陰極顯示器的位掃描口。

PB口作為顯示器段碼輸出口，PC口作為鍵盤的行線狀態(tài)的輸入口。75452：反相驅動器，7407：同相驅動器。321．動態(tài)顯示程序設計8031內部RAM6個顯示緩沖單元：79H～7EH，存放要顯示的6位數據。 ①8155H的PB口輸出相應位的段碼， ②依次改變PA口輸出為高的位使某一位顯示某一字符，其它位為暗。動態(tài)地顯示出由緩沖區(qū)中顯示數據所確定的字符。33硬件資源：A口：位選線（輸出）B口：段碼線（輸出）8155地址分配7F00：命令、狀態(tài)7F01：A7F02：B7F03：C7F04：定時初值7F05：定時初值34軟件變量、資源：顯示段碼數據@R0→B口段碼表顯示位選數據R3→A口軟件延時程序35參考程序：DIR：MOVR0,＃79H ；置緩沖器指針初值MOVR3,＃01H ；位選碼的初值送R3MOVA,R3LD0：MOVDPTR,＃7F01H；位選碼→PA口（PA.0位）；最左邊LED亮MOVX@DPTR,AINCDPTR ；數據指針指向PB口MOVA,@R0；顯示數據→AADDA,＃0DH；加偏移量（到表首間；所有指令占的單元數）MOVCA,@A＋PC；根據顯示數據查表段碼36DIR1：MOVX@DPTR,A ；段碼→8155HPB口ACALLDL1ms；該位顯示1msINCR0 ；指針指向下一個數據單元MOVA,R3 ；位選碼送入A中JBAcc.5,LD1；判斷是否掃描到最右邊的；LED，如到最右邊則返回RLA；位選碼向左移一位;右邊的下一位LED亮MOVR3,A ；位選碼送R3中保存AJMPLD0;LD1：RET;DSEG：DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH；共陰段碼 DB7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CHDB39H,5EH,79H,71H,73H,3EH37DB31H,6EH,1CH,23H,40H,03HDB18H,00HDL1ms： MOVR7,＃02H ；延時1ms子程序DL： MOVR6,＃0FFHDL6： DJNZR6,DL6DJNZR7,DLRET382．鍵盤程序設計（1）判別鍵盤上有無鍵閉合（2）去除鍵的機械抖動（3）判別閉合鍵的鍵號（4）使CPU對鍵的一次閉合僅作一次處理39硬件資源：A口：列線（輸出）C口：行線（輸入）8155地址分配7F00：命令、狀態(tài)7F01：A7F02：B7F03：C

軟件變量、資源：列選碼R2→A口列計數R440鍵盤子程序如下：KEYI：ACALLKS1；調用判有無鍵閉合子程序JNZLK1；有鍵閉合，跳LK1NI：ACALLDIR；無鍵閉合，調用顯示子程序,延；遲6ms后，跳KEYIAJMPKEYILK1：ACALLDIR；可能有鍵閉合，軟件延遲12ms去抖ACALLDIRACALLKS1；調用判有無鍵閉合子程序JNZLK2；經去抖，判鍵確實閉合，跳LK2ACALLDIR；調用顯示子程序延遲6msAJMPKEYI；抖動引起，跳KEYILK2：MOVR2,＃0FEH ；列選碼→R2MOVR4,＃00H ；R4為列號計數器41LK4：MOVDPTR,＃7F01H；列選碼→8155H的PA口MOVA,R2MOVX@DPTR,AINCDPTR ；數據指針增2，指向PC口INCDPTRMOVXA,@DPTR；讀8155HPC口JBAcc.0,LONE；0行線為高，無鍵閉合，跳LONE，轉判1行MOVA,＃00H ；0行有鍵閉合,首鍵號0→AAJMPLKP ；跳LKP，計算鍵號LONE：JBAcc.1,LTW0；1行線為高，無鍵閉合；跳LTW0轉判2行MOVA,＃08H；1行有鍵閉合,首鍵號8→AAJMPLKP 42LTW0：JBA.2,LTHR；2行線為高，無鍵閉合， ；跳LTHR，轉判3行 MOVA,＃10H；2行有鍵閉合,首鍵號10H→AAJMPLKP ；跳LKP，計算鍵號LTHR：JBAcc.3,NEXT；3行線為高，無鍵閉合；跳NEXT，準備下一列掃描MOVA,＃18H ；3行有鍵閉合,首鍵號18H→ALKP：ADDA,R4；計算鍵號：首鍵號＋列號=鍵號PUSHA ；鍵號進棧保護LK3：ACALLDIR ；調用顯示子程序，延時6msACALLKS1 ；調用判有無鍵閉合子程序 ；延時6ms JNZLK3 ；判鍵釋放否，未釋放，則循環(huán)

POPA；鍵已釋放，鍵號出?！鶤RET43NEXT：INCR4；列計數器加1，為下一列掃描作準備MOVA,R2；判是否已掃到最后一列（最右一列）JNBAcc.7,KND；鍵掃描到最后一列，跳KND， ；重新進行整個鍵盤掃描RLA ；鍵掃描未掃到最后一列， ；位選碼左移一位MOVR2,A；位選碼→R2AJMPLK4KND：AJMPKEYIKS1：MOVDPTR,#7F01H；判有無鍵閉合，全“0”→ ；掃描口（PA口）MOVA,＃00H ；即列線全為低電平MOVX@DPTR,AINCDPTR ；DPTR增2，指向PC口44INCDPTR ；指針增1，指向PC口MOVXA,@DPTR；從PC口讀行線的狀態(tài)CPLA ；行線取反，如無鍵按下，則A為0；ANLA,＃0FH；屏蔽無用的高4位RET4510.3.2利用8031的串行口實現鍵盤/顯示器接口串口未作它用，可用來外擴鍵盤/顯示器。串口為方式0輸出，串口外接移位寄存器74LS164。接口電路如圖10-17。74LS164(0)～74LS164(7):作為8位LED的段碼輸出，8031的P3.4、P3.5：兩行鍵的行狀態(tài)輸入P3.3（TXD）：同步移位脈沖輸出控制線，4647顯示硬件資源串行口0P3.3軟件變量、資源：字段表串口初始化SCON.SM0、1、2=0IE=0SCON.TICLRSM0CLRSM1CLRSM2CLREA48優(yōu)點：亮度大，容易做到顯示不閃爍，且CPU不必頻繁的為顯示服務，從而使單片機有更多的時間處理其它事務。顯示子程序：DIR：SETBP3.3 ；P3.3=1允許TXD腳同步移位 ；脈沖輸出MOVR7,＃08H；送出的段碼個數，R7為段 ；碼個數計數器MOVR0,＃7FH；7FH～78H為顯示數據緩沖區(qū)DL0： MOVA,@R0；取出要顯示的數送AADDA,＃0DH；加上偏移量MOVCA,@A＋PC；查段碼表SEGTAG，取出段碼MOVSBUF,A；將段碼送SBUF

49DL1：JNBTI,DL1 ；輸出段碼，查詢TI狀態(tài)CLRTI ；1個字節(jié)的段碼輸出完,清TI標志DECR0 ；指向下一個顯示數據單元

DJNZR7,DL0 ；段碼個數計數器R7是否為0, ;如不為0，繼續(xù)送段碼CLRP3.3 ；8個段碼輸出完畢，關輸出RET ；返回SEGTAB：DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H ；共陽極段碼表，0,1,2,3,4DB92H,82H,0F8H,90H ；5,6,7,8,9DB88H,83H,0C6H,0A1H,86H ；A,B,C,D,EDB8FH,0BFH,8CH,0FFH,0FFH ；F,－,P,暗5051鍵盤硬件資源：P3.3列線：串行口0行線P3.4P3.5

軟件變量、資源：串口初始化SCON.SM0、1、2=0IE=0SCON.TI5253鍵盤掃描子程序：KEYI：MOVA,＃00H ；判有無鍵按下，使所有列線為0 ；的編碼送AMOVSBUF,A ；掃描鍵盤的（8）號74LS164輸 ；出為00H,使所有列線為0KL0：JNBTI,KL0 ；串行輸出完否？CLRTI ；串行輸出完畢，清TIKL1：JNBP3.4,PK1 ；第1行有閉合鍵嗎？如有，跳 ；PK1進行處理JBP3.5,KL1 ；在第2行鍵中有閉合鍵嗎？無閉 ；合鍵跳KL1PK1：ACALLDL10 ；調用延時10ms子程序DL10，軟 ；件消除抖動JNBP3.4,PK2 ；判是否抖動引起的？54JBP3.5,KL1PK2： MOVR7,＃08H；不是抖動引起的MOVR6,＃0FEH ；判別是哪一個鍵按下，FEH為最 ；左一列為低MOVR3,＃00H ；R3為列號寄存器MOVA,R6 ；KL5：MOVSBUF,A ；列掃描碼從串行口輸出KL2：JNBTI,KL2 ；等待串行口發(fā)送完CLRTI ；串行口發(fā)送完畢，清TI標志JNBP3.4,PKONE ；讀第1行線狀態(tài)，第1行有鍵；閉合，跳PKONE處理JBP3.5,NEXT；讀第2行狀態(tài)，是第2行某鍵？MOVR4,＃08H ；第2行鍵中有鍵被按下， ；行首鍵號08H送R4AJMPPK3;55PKONE：MOVR4,＃00H;第1行按下，行首鍵號00H送R4PK3： MOVSBUF,＃00H；等待鍵釋放，發(fā)送00H ；使所有列線為低KL3：JNBTI,KL3CLRTI ；發(fā)送完畢，清標志KL4：JNBP3.4,KL4；判行線狀態(tài)JNBP3.5,KL4MOVA,R4 ；兩行線均為高，說明鍵已釋放ADDA,R3 ；計算得到鍵碼→ARETNEXT：MOVA,R6 ；列掃描碼左移一位，判下列鍵RLAMOVR6,A ；記住列掃描碼于R6中INCR3 ；列號增1DJNZR7,KL5；列計數器R7減1，8列鍵都檢查完？56AJMPKEYI；8列鍵掃描完畢;開始下一個鍵盤掃描周期DL10：MOVR7,＃0AH ；延時10ms子程序DL：MOVR6,＃0FFHDL6：DJNZR6,DL6DJNZR7,DLRET5710.3.3利用通用鍵盤/顯示器接口芯片8279實現鍵盤/ 顯示器接口Intel8279芯片：通用可編程鍵盤/顯示器接口芯片。對鍵盤部分提供掃描工作方式，能對64個鍵鍵盤陣列不斷掃描，自動消抖，自動識別出閉合的鍵并得到鍵號，能對雙鍵或N鍵同時按下進行處理。58掃描方式的顯示接口，可顯示多達16位的字符。1.8279的引腳及內部結構59602.引腳功能介紹(1)與CPU的接口引腳DB0～DB7：數據總線、雙向、三態(tài)，與單片機數據總線相連，在CPU和8279之間傳送命令或數據。CLK：系統(tǒng)時鐘，用于8279內部定時，以產生其工作所需的時序。RESET：高電平時，8279被復位，復位后的狀態(tài)如下：*16個字符左邊輸入顯示方式*編碼掃描鍵盤、雙鍵鎖定方式CS*：片選61A0：=1，寫入的是命令字節(jié);讀出的是狀態(tài)字節(jié)。=0，寫入或讀出的字節(jié)均為數據。RD*、WR*：讀、寫控制引腳IRQ：中斷請求線。在鍵盤方式中，當鍵盤RAM（先進先出）中存有按下鍵的數據時，IRQ為高電平，向CPU提出中斷申請。

CPU每次從鍵盤RAM中讀出一個字節(jié)數據時，IRQ就變?yōu)榈碗娖?。如果鍵盤RAM中還有未讀完的數據，IRQ將再次變?yōu)楦唠娖?，再次提出中斷請求?2SL0～SL3

掃描輸出。用來掃描鍵盤和顯示器。可編程設定為編碼輸出，即SL0～SL3需外接4-16譯碼器，輸出16取1的掃描信號，也可編程設定為譯碼輸出，即由SL0～SL3直接輸出4取1的掃描信號。（2）掃描信號輸出引腳63（3）與鍵盤連接的引腳RL0～RL7鍵盤矩陣的行信號輸入線。SHIFT輸入線，通常用作鍵盤上、下檔功能的控制鍵。CNTL/STB輸入線，高電平有效。在鍵盤方式時，通常用來作為鍵盤控制功能鍵使用。64（4）與顯示器連接的引腳OUTA0～OUTA3（A組顯示數據）、OUTB0～OUTB3（B組顯示數據）:向LED顯示器輸出的段碼,與掃描信號線SL0～SL3同步。兩組可獨立使用，也可合并使用。BD*:消隱顯示控制。653.8279的基本功能部件（1）掃描計數器編碼方式:掃描線SL0～SL3輸出，經外部4-16譯碼器譯碼后，為鍵盤和顯示器提供16取1的掃描線。譯碼方式:計數器的最低二位在8279內部譯碼后，從SL0～SL3輸出，為鍵盤和顯示器提供4取1掃描線。66D7D6D5D4D3D2D1D0CNTLSHIFT掃描回復（2）鍵盤去抖動及回復緩沖器RL0～RL7被接到鍵盤的行線。在逐列掃描時，當某一鍵閉合，消抖電路延時等待10ms之后，再檢驗該鍵是否仍閉合。若閉合，則該鍵的行、列地址和附加的移位、控制狀態(tài)一起形成鍵盤數據，送入8279內部的鍵盤RAM存儲器。格式為：

控制（CNTL）和移位（SHIFT）的狀態(tài)由兩個獨立的附加開關決定，而掃描（D5、D4、D3）是被按鍵的列編碼，而回復（D2、D1、D0）則是被按鍵的行位置數據。67（3）鍵盤RAM及其狀態(tài)寄存器鍵盤RAM：8字節(jié)先進先出（FIFO）存儲器。內部的FIFO狀態(tài)寄存器存放FIFO的工作狀態(tài)，如FIFO是空還是滿，其中存有多少字符，是否操作出錯等等。當FIFO存儲器空間不足時，狀態(tài)邏輯將產生IRQ=1信號，向CPU發(fā)出中斷申請。（4）顯示RAM和顯示地址寄存器顯示RAM：存顯示數據。16個字節(jié)，可存放16位顯示信息。顯示RAM的輸出與顯示掃描配合，同時輪流驅動被選中的顯示位，使顯示器呈現穩(wěn)定的顯示（動態(tài)掃描）。68狀態(tài)字：主要用于鍵盤工作方式，以指示鍵盤RAM中的字符數和有無錯誤發(fā)生。4.8279的命令字和狀態(tài)字命令字：D7、D6、D5為命令特征位，來區(qū)分8條不同的命令字。695.8279與鍵盤/顯示器的接口圖10-20為8279與8位顯示器，4×8鍵盤的接口電路。行線接8279的RL0～RL3，8279選用外部譯碼方式，SL0～SL2經74LS138（1）譯碼輸出，接列線，實現鍵盤逐列掃描。SL0～SL2又由74LS138(2)譯碼輸出到顯示器各位的公共陰極，進行逐位掃描顯示。OUTB0～3、OUTA0～3輸出8位段碼。當位切換時，BD*輸出為低電平，使74LS138(2)輸出全為高電平，顯示消隱。當鍵盤上出現有效的閉合鍵時，鍵輸入數據自動進入7071中斷讀取鍵盤RAM中的鍵輸入數據。若要更新顯示器輸出，僅需改變8279中顯示RAM中的內容。8279的命令/狀態(tài)口地址為7FFFH，數據口地址為7FFEH。8279初始化程序：INITI:SETBEX1 ;允許外部中斷1中斷MOV DPTR,#7FFFH;命令/狀態(tài)口地址寫入DPTRMOV A,#0D1H ;控制字D1H送AMOVX@DPTR,A ;向命令/狀態(tài)口寫入控制字LP:MOVXA,@DPTR ;讀8279的狀態(tài)JB Acc.7,LPMOV A,#00HMOVX@DPTR,A8279的鍵盤RAM存儲器，并向8031請求中斷，8031響應72MOVA,＃2AHMOVX@DPTR,ASETBEA……鍵輸入中斷服務程序：PINT1：PUSHPSWPUSHDPHPUSHDPLPUSHAccMOVDPTR,＃7FFFH；寫入讀鍵盤RAM命令MOVA,＃40HMOVX@DPTR,AMOVDPTR,＃7FFEH；讀鍵輸入值MOVXA,@DPTRCJNEA,＃37H,PRI1；判輸入停機命令否73SETB20HPRI1：POPAccPOPDPLPOPDPHPOPPSWRETI顯示子程序：DIR：MOVDPTR,＃7FFFH；輸出寫顯示RAM命令MOVA,＃90HMOVX@DPTR,AMOVR0,＃70HMOVR7,＃08H ；送顯示RAM數據的個數MOVDPTR,＃7FFEHDL0：MOVA,@R074ADDA,＃05H ；05H為查表偏移量MOVCA,@A+PC ；查表得到段碼MOVX@DPTR,A ；寫入顯示RAMINCR0 ；顯示數據單元地址增1DJNZR7,DL0 ；8個顯示數據是否輸出完畢RETADSEG：DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH；段碼表（共陰極）

DB7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CHDB39H,5EH,79H,71H,73H,3EHDB31H,6EH,1CH,23H,40H,03H DB18H,38H,00H7510.4MCS-51與液晶顯示器（LCD）的接口LCD（LiquidCrystalDisplay）：液晶顯示器的縮寫，一種被動式的顯示器，即液晶本身并不發(fā)光，而是經液晶經過處理后能改變光線通過方向的特性，而達到白底黑字或黑底白字顯示的目的。液晶顯示器具有功耗低、抗干擾能力強等優(yōu)點，廣泛用在儀器儀表和控制系統(tǒng)中。10.4.1LCD顯示器的分類按排列形狀分：字段型、點陣字符型和點陣圖形。（1）字段型廣泛用于電子表、數字儀表、計算器中。76（2）點陣字符型顯示字母、數字、符號。它是由5×7或5×10點陣組成，廣泛應用在單片機應用系統(tǒng)中。（3）點陣圖形型筆記本電腦和彩色電視等設備中。10.4.2點陣字符型液晶顯示模塊介紹點陣字符型LCD顯示器，需相應的LCD控制器、驅動器，來對LCD顯示器進行掃描、驅動，以及一定空間的RAM和ROM來存儲寫入的命令和顯示字符的點陣?，F在已將LCD控制器、驅動器、RAM、ROM和LCD顯示器用PCB連接到一起，稱為液晶顯示模塊LCM(LCdModule)。77用戶只向LCM送入相應的命令和數據就可實現所需要的顯示內容，與單片機接口簡單，使用靈活方便。產品分為字符和圖形兩種。1.基本結構（1）液晶板在液晶板上排列著若干5×7或5×10點陣的字符顯示位，從規(guī)格上分為每行8、16、20、24、32、40位，有一行、兩行及四行三類，用戶可根據需要，來選擇購買。（2）模塊電路框圖由控制器HD44780、驅動器HD44100及幾個電阻電容組成。HD44100是擴展顯示字符位用的（例如：16字符×1行模塊就可不用HD44100，16字符×2行模塊就要用一片HD44100）。7879引線號符號名稱功能1VSS地0V2VDD電源5V±5%3VEE液晶驅動電壓4RS寄存器選擇1:數據寄存器；0：命令寄存器5R/W*讀/寫1：讀；0：寫6E使能下降沿觸發(fā)7~14DB0~DB78位數據線數據傳輸液晶顯示模塊的引腳模塊14個引腳，其中有8條數據線，3條控制線，3條電源線，見表10-2。通過單片機寫入模塊的數據和指令，就可對顯示方式和顯示內容作出選擇。80RSR/W*操作00命令寄存器寫入01忙標志和地址計數器讀出10數據寄存器寫入11數據寄存器讀出寄存器的選擇命令格式及命令功能說明

(1)命令格式控制器HD44780內有多個寄存器，如表10-3所示。81RS位和R/W*引腳上的電平來選擇寄存器，而DB7～DB0則決定命令功能。命令共11種：清除，返回，輸入方式設置，顯示開關控制，移位控制，功能設置，CGRAM（字符生成RAM）地址設置，DDRAM（顯示數據RAM）地址設置，讀忙標志和地址，寫數據到CGRAM或DDRAM，從CGRAM或DDRAM讀數據。這些命令功能強：可組合成各種輸入、顯示、移位方式以滿足不同的要求。82838485（2）標準字符庫字符庫的內容、字符碼和字型的對應關系。例如“A”的字符碼為41H，“B”的字符碼為42H。868710.4.38031與LCD的接口及軟件編程1.8031與LCD模塊的接口接口電路見圖10-24。將LCM掛接在8031的總線上，通過對數據總線的讀寫實現對LCM的控制。881.軟件編程初始化用戶所編的顯示程序，開始必須進行初始化，否則模塊無法正常顯示。顯示程序編寫8910.5MCS-51與微型打印機的接口內部有一個控制用單片機，固化有控打程序，智能化程度高。常用的微型打印機：TPμP-40A/16A、GP16以及XLF嵌入儀器面板上的漢字微型打印機。10.5.1MCS-51與TPμP-40A/16A微型打印機的接口1.TPμP-40A/16A微型打印機單片機控制的微型智能打印機。TPμP-40A與TPμP-16A的接口信號與時序完全相同，操作方式相近，硬件電路及插腳完全兼容，只是指令代碼不完全相同。TPμP-40A每行打印40個字符，TPμP-16A則每行打印16個字符。902.主要性能、接口要求及時序(1)TPμP-40A主要技術性能單片機控制,2KB控打程序及標準的Centronics并行接口?？纱蛴∪緼SCII代碼字符及128個非標準字符和圖符。16個代碼字符（6×7點陣）由用戶定義。可打印出8×240點陣的圖樣（漢字或圖案點陣）。字符、圖符和點陣圖可在寬和高的方向放大為×2、×3、×4倍。每行字符的點行數（包括字符的行間距）可用命令更換。即字符行間距空點行在0～256間任選。912．接口信號采用國際上流行的Centronics打印機并行接口，與單片機間是通過一條20芯扁平電纜及接插件相連。打印機有一個20線扁平插座，信號引腳排列如圖10-26所示。引腳介紹:DB0～DB7：數據線,單向傳輸，由單片機輸入給打印機。STB*：數據選通信號。在該信號的上升沿時，數據線上的8位并行數據被打印機讀入機內鎖存。9293BUSY：打印機“忙”狀態(tài)信號。當該信號有效（高電平）時,表示打印機正忙。此時,單片機不得向打印機送入新的數據。ACK*：打印機的應答信號。低電平有效,表明打印機已取走數據線上的數據。ERR*：“出錯”信號。當送入打印機的命令格式出錯時,打印機立即打印一行出錯信息,提示出錯。在打印出錯信息之前，該信號線出現一個負脈沖，脈沖寬度為30μs。3．接口信號時序接口信號時序如圖10-27所示。9495選通信號STB*寬度需大于0.5μs。應答信號ACK*可與STB*信號作為一對應答聯(lián)絡信號，也可與BUSY作為一對應答聯(lián)絡信號。2.字符代碼及打印命令寫入的全部代碼共256個，其中00H無效。代碼：01H～0FH為打印命令；代碼：10H～1FH為用戶自定義代碼；代碼：20H～7FH為標準ASCII代碼；代碼：80H～FFH為非ASCII代碼，如圖10-28所示。其中包括少量漢字、希臘字母、塊圖圖符和一些特殊字符。96973.TPμP-40A/16A與MCS-51單片機接口設計TPμP-40A/16A內部控制電路由單片機構成，在輸入電路中有鎖存器，在輸出電路中有三態(tài)門控制。因此可直接與單片機相接。TPμP-40A/16A只有握手線STB*、BUSY（或ACK*）,接口電路如圖10-29所示。圖10-30：并行I/O口連接的打印機接口電路。圖中的擴展I/O口為8255A的PA口，采用查詢法，即通過讀8255A的PC0腳的狀態(tài)來判斷送給打印機的一個字節(jié)的數據是否處理完畢。也可用中斷法（BUSY直接與單片機的P3.3腳相連）。9899100例把MCS-51單片機內部RAM3FH~4FH單元中的ASCII碼數據送到打印機。8255A設置為方式0，即端口A與端口C的上半部為輸出方式。端口C的下半部為輸入方式。打印程序如下：PRINT: MOVR0,#7FH ；控制口地址→R0MOVA,#81H ；8255A控制字→AMOVX@R0,A ；控制字→控制口MOVR1,#3FH ；數據區(qū)首地址→R1MOVR2,#0FH；打印數據個數的計數LOOP: MOVA,@R1 ；打印數據單元內容→AINCR1 ；指向下一個數據單元MOVR0,#7CH；8255A的端口A地址→R0

MOVX@R0,A；打印數據送8255A的口A并鎖存101MOVR0,#7FH ；8255A的控制口地址→R0MOVA,#0EH ；PC7的復位控制字→AMOVX@R0,A ；PC7=0MOVA,#0FH ；PC7的置位控制字→AMOVX@R0,A ；PC7由0變1LOOP1:MOVR0,#7EH ；口C地址→R0MOVXA,@R0 ；讀入C口的值ANLA,#01H ；屏蔽C口的高7位，只留PC0位JNZLOOP1 ；查詢BUSY的狀態(tài),如為1跳LOOP1DJNZR2,LOOP ；未打完，循環(huán)102IO0～IO7：雙向三態(tài)數據總線,是CPU與GP16打印機之間命令、狀態(tài)和數據信息傳輸線。CS*：設備選擇線。RD*、WR*：讀、寫信號線。BUSY：打印機狀態(tài)輸出，高電平表示GP16處于忙狀態(tài)，可供CPU查詢或作中斷請求線。GP16控制器具有數據鎖存器，與單片機接口十分方便。10.5.2MCS-51與GP16微型打印機的接口1.GP16微型打印機的接口信號控制器為8031單片機。接口信號如下:1031．打印命令及打印方式GP16的打印命令占兩個字節(jié),其格式如下:第一個字節(jié)

D7-----D4D3-----D0操作碼點行數n第二個字節(jié)

D7------------------D0打印行數NNGP16為微型針打,字符本身占據7個點行。命令字中的點行數n是選擇字符行之間的行距的參數,若n=10，則行距為3個點行數，應大于或等于8。打印行數是執(zhí)行本條命令時打?。ɑ蚩兆呒垼┑淖址袛?。104D7D6D5D4 命令功能1000 空走紙1001 打印字符串1010 十六進制數據打印1011 圖形打印3.MCS-51單片機和GP16的接口GP16內部有三態(tài)鎖存器,能鎖存數據總線上的數據,，故GP16可以直接與MCS-51數據總線相連而不須外加鎖存器。圖10-32為GP16與8031數據總線口相連的接口電路。GP16的命令編碼如下表。105106圖中BUSY接(P3.3)，直接可用于中斷方式。如要以查詢方式工作時，BUSY可以不連接，通過查詢狀態(tài)字來獲取BUSY的狀態(tài)。如果使用其它I/O或擴展I/O口，只須將P0口線換成其他I/O或擴展I/O口即可。按照圖10-32的連接，GP16的打印機地址為7FFFH，讀取GP16狀態(tài)字