單片機原理與應(yīng)用設(shè)計（C51編程+Proteus仿真）（第4版） 課件 第5章與顯示器、開關(guān)、鍵盤接口設(shè)計

第5章單片機的開關(guān)檢測、鍵盤輸入

與顯示的接口設(shè)計

1單片機系統(tǒng)顯示及開關(guān)檢測、鍵盤輸入是其基本功能。本章介紹單片機與顯示器件、開關(guān)及鍵盤的接口設(shè)計與軟件編程。5.1單片機控制發(fā)光二極管顯示發(fā)光二極管常用來指示系統(tǒng)工作狀態(tài)，制作節(jié)日彩燈、廣告牌匾等。大部分發(fā)光二極管工作電流1~5mA之間，其內(nèi)阻為20~100Ω。電流越大，亮度也越高。為保證發(fā)光二極管正常工作，同時減少功耗，限流電阻選擇十分重要，若供電電壓為+5V，則限流電阻可選1~3kΩ。25.1.1單片機與發(fā)光二極管的連接第2章已介紹，P0口作通用I/O用，由于漏極開路，需外接上拉電阻。而P1～P3口內(nèi)部有30kΩ左右上拉電阻。下面討論P1～P3口如何與LED發(fā)光二極管驅(qū)動連接問題。單片機并行端口P1～P3直接驅(qū)動發(fā)光二極管，電路見圖5-1。與P1、P2、P3口相比，P0口每位可驅(qū)動8個LSTTL輸入，而P1～P3口每一位驅(qū)動能力，只有P0口一半。圖5-1

發(fā)光二極管與單片機并行口的連接當P0口某位為高電平時，可提供400μA的拉電流；當P0口某位為低電平（0.45V）時，可提供3.2mA的灌電流，而P1～P3口內(nèi)有30kΩ左右上拉電阻，如高電平輸出，則從P1、P2和P3口輸出的拉電流Id僅幾百μA，驅(qū)動能力較弱，亮度較差，見圖5-1（a）。如端口引腳為低電平，能使灌電流Id從單片機外部流入內(nèi)部，則將大大增加流過的灌電流值，見圖5-1（b）。AT89S51任一端口要想獲得較大的驅(qū)動能力，要用低電平輸出。如一定要高電平驅(qū)動，可在單片機與發(fā)光二極管間加驅(qū)動電路，如74LS04、74LS244等。5.1.2I/O端口的編程控制

對I/O端口編程控制時，要對I/O端口特殊功能寄存器聲明，在C51的編譯器中，這項聲明包含在頭文件reg51.h中，編程時，可通過預(yù)處理命令#include<reg51.h>，把這個頭文件包含進去。下面通過案例介紹如何編程對發(fā)光二極管輸出控制。6

【例5-1】

制作流水燈，原理電路見圖5-2，8個發(fā)光二極管LED0～LED7經(jīng)限流電阻分別接至P1口的P1.0～P1.7引腳上，陽極共同接高電平。編寫程序來控制發(fā)光二極管由上至下的反復(fù)循環(huán)流水點亮，每次點亮一個發(fā)光二極管。參考程序：#include<reg51.h>#include<intrins.h> //包含移位函數(shù)_crol_()的頭文件#defineucharunsignedchar #defineuintunsignedint voiddelay(uinti) //延時函數(shù){ uchart; while(i--)

78圖5-2

單片機控制的流水燈 { for(t=0;t<120;t++); }}voidmain() //主程序{

P1=0xfe; //向P1口送出點亮數(shù)據(jù)

while(1) { delay(500); //500為延時參數(shù)，可根據(jù)實際需要調(diào)整

P1=_crol_(P1,1); //函數(shù)_crol_(P1,1)把P1中的數(shù)據(jù)循環(huán)左移1位

}}9程序說明：（1）while(1)兩種用法：“while(1);”：

while(1)后有分號，是使程序停留在這指令上；“while(1){……;}”：反復(fù)循環(huán)執(zhí)行大括號內(nèi)程序段，本例用法，即控制流水燈反復(fù)循環(huán)顯示。

（2）C51函數(shù)庫中的循環(huán)移位函數(shù)：循環(huán)移位函數(shù)包括：

循環(huán)左移函數(shù)“_crol_”

循環(huán)右移函數(shù)“_cror_”。本例用循環(huán)左移“_crol_(P1,1)”，函數(shù)。括號第1個參數(shù)為循環(huán)左移對象，即對P1中的內(nèi)容循環(huán)左移；第2個參數(shù)為左移位數(shù)，即左移1位。編程中一定要把含有移位函數(shù)的頭文件intrins.h包含在內(nèi)，例如第2行“#include<intrins.h>”。10在【例5-1】基礎(chǔ)上，編寫控制發(fā)光二極管反復(fù)循環(huán)點亮的流水燈。【例5-2】電路見圖5-2，制作由上至下再由下至上反復(fù)循環(huán)點亮顯示的流水燈，3種方法實現(xiàn)。（1）數(shù)組的字節(jié)操作實現(xiàn)建立1個字符型數(shù)組，將控制8個LED顯示的8位數(shù)據(jù)作為數(shù)組元素，依次送P1口。參考程序：#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar uchartab[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f,

0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe}; /*前8個數(shù)據(jù)為左移點亮數(shù)據(jù)，后8個為右移點亮數(shù)據(jù)*/voiddelay(){ uchari,j; for(i=0;i<255;i++) for(j=0;j<255;j++);}voidmain() //主函數(shù){ uchari; while(1) { for(i=0;i<16;i++) {

P1=tab[i]; //向P1口送出點亮數(shù)據(jù)

delay(); //延時，即點亮一段時間

} }}12（2）移位運算符實現(xiàn)使用移位運算符“>>”、“<<”，把送P1口顯示控制數(shù)據(jù)進行移位，從而實現(xiàn)發(fā)光二極管依次點亮。參考程序：#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar

voiddelay(){ uchari,j; for(i=0;i<255;i++) for(j=0;j<255;j++);}voidmain() //主函數(shù){ uchari,temp; while(1)13{ temp=0x01; //左移初值賦給temp for(i=0;i<8;i++) {

P1=~temp; //temp中的數(shù)據(jù)取反后送P1口

delay(); //延時

temp=temp<<1; //temp中數(shù)據(jù)左移一位

} temp=0x80; //賦右移初值給temp for(i=0;i<8;i++) {

P1=~temp; //temp中的數(shù)據(jù)取反后送P1口

delay(); //延時

temp=temp>>1; //temp中數(shù)據(jù)右移一位

} }}14

程序說明：

注意使用移位運算符“>>”、“<<”與使用循環(huán)左移函數(shù)“_crol_”和循環(huán)右移函數(shù)“_cror_”區(qū)別。左移移位運算“<<”是將高位丟棄，低位補0；右移移位運算、“>>”是將低位丟棄，高位補0。而循環(huán)左移函數(shù)“_crol_”是將移出的高位再補到低位，即循環(huán)移位；同理循環(huán)右移函數(shù)“_cror_”是將移出的低位再補到高位。（3）用循環(huán)左、右移位函數(shù)實現(xiàn)使用C51提供的庫函數(shù)，即循環(huán)左移n位函數(shù)和循環(huán)右移n位函數(shù)，控制發(fā)光二極管點亮。參考程序：#include<reg51.h>#include<intrins.h> //包含循環(huán)左、右移位函數(shù)的頭文件#defineucharunsignedchar 15voiddelay(){ uchari,j; for(i=0;i<255;i++) for(j=0;j<255;j++);}voidmain() //主函數(shù){ uchari,temp; while(1) {

temp=0xfe; //初值為11111110 for(i=0;i<7;i++)

{ P1=temp; //temp中的點亮數(shù)據(jù)送P1口，控制點亮顯示

delay(); //延時

temp=_crol_(temp,1); //

temp數(shù)據(jù)循環(huán)左移1位

} for(i=0;i<7;i++) { P1=temp; //temp中的數(shù)據(jù)送P1口輸出

delay(); //延時

temp=_cror_(temp,1); //temp中數(shù)據(jù)循環(huán)右移1位

}}}175.2開關(guān)狀態(tài)檢測讀入I/O端口電平，即可檢測開關(guān)處于閉合狀態(tài)還是打開狀態(tài)。5.2.1開關(guān)檢測實例1用I/O端口來進行開關(guān)狀態(tài)檢測，開關(guān)一端接到I/O端口引腳上，并通過上拉電阻接+5V上，開關(guān)另一端接地，當開關(guān)打開時，I/O引腳為高電平，當開關(guān)閉合時，I/O引腳為低電平。18【例5-3】

如圖5-3，單片機的P1.4～P1.7接4個開關(guān)S0～S3，P1.0～P1.3接4個發(fā)光二極管LED0～LED3。編程將P1.4～P1.7上的4個開關(guān)狀態(tài)反映在P1.0～P1.3引腳控制的4個發(fā)光二極管上，開關(guān)閉合，對應(yīng)發(fā)光二極管點亮。例如P1.4引腳上開關(guān)S0狀態(tài)，由P1.0腳上LED0顯示，P1.6引腳上開關(guān)S2狀態(tài)，由P1.2腳的LED2顯示。1920圖5-3

開關(guān)、LED發(fā)光二極管與P1口的連接參考程序如下：#include<reg51.h>#defineucharunsignedcharvoiddelay() //延時函數(shù){ uchari,j; for(i=0;i<255;i++) for(j=0;j<255;j++);}voidmain() //主函數(shù){while(1){ unsignedchartemp; //定義臨時變量temp P1=0xff;//P1口低4位置1，作為輸入;高4位置1，發(fā)光二極管熄滅

temp=P1&0xf0; //讀P1口并屏蔽低4位，送入temp中

21

temp=temp>>4;//temp內(nèi)容右移4位，P1口高4位移至低4位

P1=temp; //temp中的數(shù)據(jù)送P1口輸出

delay( );}5.2.2開關(guān)檢測實例2【例5-4】

如圖5-4，P1.0和P1.1引腳接有兩只開關(guān)S0和S1，兩引腳上的高低電平共4種組合，4種組合分別點亮P2.0～P2.3引腳控制的4只LED，即S0、S1均閉合，LED0亮，其余滅；S1閉合、S0打開，LED1亮，其余滅；S0閉合、S1打開，LED2亮，其余滅；S0、S1均打開，LED3亮，其余滅。編程實現(xiàn)此功能。參考程序：23圖5-4

開關(guān)檢測指示器2接口電路與仿真#include<reg51.h> //包含頭文件reg51.hvoidmain() //主函數(shù)main(){ charstate; do {

P1=0xff; //P1口為輸入

state=P1; //讀入P1口的狀態(tài)，送入state

state=state&0x03; //屏蔽P1口的高6位

switch(state) //判P1口低2位開關(guān)狀態(tài)

{ case0:P2=0x01;break;//P1.1、P1.0=00，點亮P2.0腳LED

case1:P2=0x02;break;//P1.1、P1.0=01，點亮P2.1腳LED

case2:P2=0x04;break;//P1.1、P1.0=10，點亮P2.2腳LED

case3:P2=0x08;break;//P1.1、P1.0=11，點亮P2.3腳LED

} }while(1);}24程序段中用到循環(huán)結(jié)構(gòu)控制語句do-while以及switch-case語句。5.3單片機控制LED數(shù)碼管的顯示5.3.1LED數(shù)碼管顯示原理LED數(shù)碼管：“8”字型，7段（不包括小數(shù)點）或8段（包括小數(shù)點），每段對應(yīng)一個發(fā)光二極管，共陽極和共陰極兩種，見圖5-5。共陽極數(shù)碼管的陽極連接在一起，接+5V；共陰極數(shù)碼管陰極連在一起接地。對于共陰極數(shù)碼管，當某發(fā)光二極管陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮，相應(yīng)段被顯示。同樣，共陽極數(shù)碼管陽極連在一起，公共陽極接+5V，當某個發(fā)光二極管陰極接低電平時，該發(fā)光二極管被點亮，相應(yīng)段被顯示。26圖5-58段LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)及外形為使LED數(shù)碼管顯示不同字符，要把某些段點亮，就要為數(shù)碼管各段提供一字節(jié)的二進制碼，即段碼（也稱字型碼）。習慣上以“a”段對應(yīng)字型碼字節(jié)的最低位。各字符段碼見表5-1。2728如要在數(shù)碼管顯示某字符，只需將該字符字型碼加到各段上即可。例如某存儲單元中的數(shù)為“02H”，想在共陽極數(shù)碼管上顯示“2”，需要把“2”的字型碼“A4H”加到數(shù)碼管各段。將欲顯示字符的字型碼作成一個表（數(shù)組），根據(jù)顯示字符從表中查找到相應(yīng)字型碼，然后把該字型碼輸出數(shù)碼管各個段上，同時數(shù)碼管的公共端接+5V，此時在數(shù)碼管上顯示字符“2”。下面介紹單片機如何控制LED數(shù)碼管顯示字符?！纠?-5】利用單片機控制一個8段LED數(shù)碼管先循環(huán)顯示單個偶數(shù)：0、2、4、6、8，再顯示單個奇數(shù)：1、3、5、7、9，如此反復(fù)循環(huán)顯示。本例原理電路及仿真結(jié)果，見圖5-6。參考程序如下：圖5-6

控制數(shù)碼管循環(huán)顯示單個數(shù)字的電路及仿真#include"reg51.h"#include"intrins.h"#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineoutP0ucharcodeseg[]={0xc0,0xa4,0x99,0x82,0x80,0xf9,0xb0,0x92,0xf8,0x90,0x01};//共陽極段碼表voiddelayms(uint); voidmain(void){ uchari; while(1) {

out=seg[i]; delayms(900); i++;

31if(seg[i]==0x01)i=0; //如段碼為0x01，表明一個循環(huán)顯示已結(jié)束

}}voiddelayms(uintj) //延時函數(shù) {uchari;for(;j>0;j--) { i=250; while(--i); i=249; while(--i); }}

說明：語句“if(seg[i]==0x01)i=0;”含義：如果欲送出的數(shù)組元素為0x01（數(shù)字“9”段碼0x90的下一個元素，即結(jié)束碼），表明一個循環(huán)顯32示已結(jié)束，則i=0，則重新開始循環(huán)顯示，從段碼數(shù)組表的第一個元素seg[0]，即段碼0xc0（數(shù)字0）重新開始顯示。5.3.2LED數(shù)碼管的靜態(tài)顯示與動態(tài)顯示兩種顯示方式：靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示。1.靜態(tài)顯示方式無論多少位LED數(shù)碼管，都同時處于顯示狀態(tài)。多位LED數(shù)碼管工作于靜態(tài)顯示方式時，各位共陰極（或共陽極）連接在一起并接地（或接+5V）；每位數(shù)碼管段碼線（a～dp）分別與一個8位I/O口鎖存器輸出相連。如果送往各個LED數(shù)碼管所顯示字符的段碼一經(jīng)確定，則相應(yīng)I/O口鎖存器鎖存的段碼輸出將維持不變，直到送入下一個顯示字符段碼。靜態(tài)顯示方式顯示無閃爍，亮度較高，軟件控制較易。

圖5-7為4位LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路，各數(shù)碼管可獨立顯示，只要向控制各位I/O口鎖存器送相應(yīng)顯示段碼，該位就能保持相應(yīng)的顯示字符。這樣在同一時間，每一位顯示的字符可各不相同。靜態(tài)顯示方式占用I/O口端口線較多。圖5-7電路，要占用4個8位I/O口（或鎖存器）。如數(shù)碼管數(shù)目增多，則需增加I/O口數(shù)目。34圖5-74位LED靜態(tài)顯示的示意圖【例5-6】單片機控制2只數(shù)碼管，靜態(tài)顯示2個數(shù)字“27”。原理電路見圖5-8。單片機用P0口與P1口，分別控制加到兩個數(shù)碼管DS0與DS1的段碼，而共陽極數(shù)碼管DS0與DS1的公共端（公共陽極端）直接接至+5V，因此數(shù)碼管DS0與DS1始終處于導(dǎo)通狀態(tài)。利用P0口與P1口帶有的鎖存功能，只需向單片機P0口與P1口分別寫入相應(yīng)的顯示字符“2”和“7”的段碼即可。由于一個數(shù)碼管就占用一個I/O端口。如果數(shù)碼管數(shù)目增多，則需增加I/O口，但軟件編程要簡單的多。36圖5-82位數(shù)碼管靜態(tài)顯示的原理電路與仿真參考程序如下：#include<reg51.h> //包含8051單片機寄存器定義的頭文件voidmain(void){

P0=0xa4; //將數(shù)字"2"的段碼送P0口

P1=0xf8; //將數(shù)字"7"的段碼送P1口

while(1) //無限循環(huán)

;}

2.動態(tài)顯示方式顯示位數(shù)較多時，靜態(tài)顯示所占的I/O口多，這時常采用動態(tài)顯示。為節(jié)省I/O口，通常將所有顯示器段碼線相應(yīng)段并聯(lián)在一起，由一個8位I/O口控制，各顯示位公共端分別由另一單獨I/O口線控制。3839圖5-94位LED數(shù)碼管動態(tài)顯示示意圖圖5-9為4位8段LED動態(tài)顯示器電路示意圖。其中單片機發(fā)出的段碼占用1個8位I/O（1）端口，而位選控制使用I/O（2）端口中4位口線。動態(tài)顯示就是單片機向段碼線輸出欲顯示字符的段碼。每一時刻，只有1位位選線有效，即選中某一位顯示，其他各位位選線都無效。每隔一定時間逐位輪流點亮各數(shù)碼管（掃描方式），由于數(shù)碼管余輝和人眼的“視覺暫留”作用，只要控制好每位數(shù)碼管顯示時間和間隔，則可造成“多位同時亮”的假象，達到同時顯示效果。各位數(shù)碼管輪流點亮的時間間隔（掃描間隔）應(yīng)根據(jù)實際情況定。發(fā)光二極管從導(dǎo)通到發(fā)光有一定的延時，如果點亮時間太短，發(fā)光太弱，人40眼無法看清；時間太長，產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象，且此時間越長，占用單片機時間也越多。另外，顯示位數(shù)增多，也將占用單片機大量時間，因此動態(tài)顯示實質(zhì)是以執(zhí)行程序時間來換取I/O端口減少。下面是動態(tài)顯示實例?！纠?-7】8只數(shù)碼管，分別滾動顯示單個數(shù)字1～8。程序運行后，單片機控制左邊第1個數(shù)碼管顯示1，其他不顯示，延時之后，控制左邊第2個數(shù)碼管顯示1，其他不顯示，直至第8個數(shù)碼管顯示8，其他不顯示，反復(fù)循環(huán)上述過程。動態(tài)顯示電路見圖5-10，P0口輸出段碼，P2口輸出掃描的位控碼，通過由8個NPN晶體管的位驅(qū)動電路對8個數(shù)碼管位控掃描。如對本例實際硬件顯示電路進行快速掃描，由于數(shù)碼管余輝和人眼“視覺暫留”作用，只要控制好每位數(shù)碼管顯示的時間和間隔，則可造成“多位同時亮”假象，達到同時顯示效果。圖5-108只數(shù)碼管逐個顯示單個數(shù)字1～8參考程序如下：#include<reg51.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharcodedis_code[]={0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0xc0};

//共陽數(shù)碼管段碼表voiddelay(uintt) //延時函數(shù){ uchari; while(t--)for(i=0;i<200;i++);}voidmain(){ uchari,j=0x80;43while(1){ for(i=0;i<8;i++) { j=_crol_(j,1); //_crol_(j,1)為將對象j循環(huán)左移1位

P0=dis_code[i]; //P0口輸出段碼

P2=j; //P2口輸出位控碼

delay(180); //延時，控制每位顯示的時間

}}}5.4單片機控制LED點陣顯示器顯示

目前，LED點陣顯示器應(yīng)用非常廣泛，在許多公共場合，如商場、銀44行、車站、機場、醫(yī)院隨處可見。不僅能顯示文字、圖形，還能播放動畫、圖像、視頻等信號。LED點陣顯示屏分為圖文顯示器和視頻顯示器，有單色顯示，還有彩色顯示。下面僅介紹單片機如何來控制單色LED點陣顯示屏的顯示。5.4.1LED點陣顯示器結(jié)構(gòu)與顯示原理由若干個發(fā)光二極管按矩陣方式排列而成。陣列點數(shù)可分為5×7、5×8、6×8、8×8點陣；按發(fā)光顏色可分為單色、雙色、三色；按極性排列可分為共陰極和共陽極。1.LED點陣結(jié)構(gòu)以8×8LED點陣顯示器為例，外形見圖5-11，內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖5-12，由64個發(fā)光二極管組成，且每個發(fā)光二極管是處于行線（R0~R7）和列線（C0~C7）之間交叉點上。2.LED點陣顯示原理顯示的字符由一個個點亮的LED所構(gòu)成。由圖5-12點亮點陣中一個發(fā)光二極管條件：對應(yīng)行為高電平，對應(yīng)列為低電平。如在很短時間內(nèi)依次點亮很多個發(fā)光二極管，LED點陣就可顯示一個穩(wěn)定字符、數(shù)字或其他圖形?？刂芁ED點陣顯示器顯示，實質(zhì)就是圖5-118×8LED點陣顯示器外形圖5-128×8LED點陣顯示器（共陰極）的結(jié)構(gòu)控制加到行線和列線上編碼，控制點亮某些發(fā)光二極管（點），從而顯示出由不同發(fā)光點組成的各種字符。16×16LED點陣顯示器的結(jié)構(gòu)與8×8LED點陣顯示模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)及顯示原理是類似的，只不過行和列均為16。16×16是由4個8×8LED點陣組成，且每個發(fā)光二極管也是放置在行線和列線的交叉點上，當對應(yīng)某一列置0電平，某一行置1電平時，該發(fā)光二極管點亮。下面以顯示字符“子”為例，見圖5-13。圖5-1316×16LED點陣顯示器顯示字符“子”顯示過程如下：先給LED點陣的第1行送高電平（行線高電平有效），同時給所有列線送高電平（列線低電平有效），從而第1行發(fā)光二極管全滅；延時一段時間后，再給第2行送高電平，同時給所有列線送“1100000000001111”，列線為0的發(fā)光二極管點亮，從而點亮10個發(fā)光二極管，顯示出漢字“子”的第一橫；延時一段時間后，再給第3行送高電平，同時加到列線的編碼為“1111111111011111”，點亮1個發(fā)光二極管；……；延時一段時間后，再給第16行送高電平，同時給列線送“1111110111111111”，顯示出漢字“子”的最下面的一行，點亮1個發(fā)光二極管。然后再重新循環(huán)上述操作，利用人眼視覺暫留效應(yīng)，一個穩(wěn)定字符“子”顯示

出來，見圖5-13。5.4.2控制16×16LED點陣顯示屏的案例

【例5-8】如圖5-14，利用單片機及74HC154（4-16譯碼器）、74LS07、16×16LED點陣顯示屏來實現(xiàn)字符顯示，編寫程序，循環(huán)顯示字符“電子技術(shù)”。圖中16×16LED點陣顯示屏16行行線R0~R15電平，由P1口低4位經(jīng)4-16譯碼器74HC154的16條譯碼輸出線L0~L15經(jīng)驅(qū)動后的輸出來控制。16列列線C0~C15的電平由P0口和P2口控制。剩下問題是如何確定顯示字符的點陣編碼，以及控制好每一屏逐行顯示的掃描速度（刷新頻率）。圖5-14

控制16×16LED點陣顯示器（共陰極）顯示字符參考程序如下：#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineout0P0#defineout2P2#defineout1P1voiddelay(uintj) //延時函數(shù){ uchari=250; for(;j>0;j--) { while(--i); i=100; }}ucharcodestring[]={//漢字“電”16×16點陣列碼0x7F,0xFF,0x7F,0xFF,0x7F,0xFF,0x03,0xE0,0x7B,0xEF,0x7B,0xEF,0x03,0xE0,0x7B,0xEF,0x7B,0xEF,0x7B,0xEF,0x03,0xE0,0x7B,0xEF,0x7F,0xBF,0x7F,0xBF,0xFF,0x00,0xFF,0xFF

//漢字“子”16×16點陣列碼0xFF,0xFF,0x03,0xF0,0xFF,0xFB,0xFF,0xFD,0xFF,0xFE,0x7F,0xFF,0x7F,0xFF,0x7F,0xDF,0x00,0x80,0x7F,0xFF,0x7F,0xFF,0x7F,0xFF,0x7F,0xFF,0x7F,0xFF,0x5F,0xFF,0xBF,0xFF//漢字“技”16×16點陣列碼0xF7,0xFB,0xF7,0xFB,0xF7,0xFB,0x40,0x80,0xF7,0xFB,0xD7,0xFB,0x67,0xC0,0x73,0xEF,0xF4,0xEE,0xF7,0xF6,0xF7,0xF9,0xF7,0xF9,0xF7,0xF6,0x77,0x8F,0x95,0xDF,0xFB,0xFF//漢字“術(shù)”的16×16點陣的列碼0x7F,0xFF,0x7F,0xFB,0x7F,0xF7,0x7F,0xFF,0x00,0x80,0x7F,0xFF,0x3F,0xFE,0x5F,0xFD,0x5F,0xFB,0x6F,0xF7,0x77,0xE7,0x7B,0x8F,0x7C,0xDF,0x7F,0xFF,0x7F,0xFF,0xFF,0xFF,};voidmain(){ uchari,j,n; while(1) { for(j=0;j<4;j++) //共顯示4個漢字

{for(n=0;n<40;n++) //每個漢字整屏掃描40次{ for(i=0;i<16;i++) //逐行掃描16行 {

out1=i%16; //輸出行碼，

out0=string[i*2+j*32]; //輸出列碼到C0~C7，逐行掃描

out2=string[i*2+1+j*32]; //輸出列碼到C8~C15，逐行掃描

delay(4); //顯示并延時一段時間

out0=0xff; //列線C0~C7為高電平，熄滅發(fā)光二極管

out2=0xff; /列線C8~C15為高電平，熄滅發(fā)光二極管

}

}}}}掃描顯示時，單片機通過P1口低4位經(jīng)4-16譯碼器74HC154的16條譯碼輸出線L0~L15經(jīng)驅(qū)動后的輸出來控制，逐行為高電平，來進行掃描。由P0口與P2口控制列碼的輸出，從而顯示出某行應(yīng)點亮的發(fā)光二極管。以顯示漢字“子”為例，說明顯示過程。由上面程序可看出，漢字“子”的前3行發(fā)光二級管的列碼為“0xFF,0xFF,0x03,0xF0,0xFF,0xFB,……”第一行列碼為：“0xff,0xff”，由P0口與P2口輸出，無點亮的發(fā)光二極管。第二行列碼為：“0x03,0xf0”，通過P0口與P2口輸出后，由圖5-13看出，0x03加到列線C7~C0的二進制編碼為“00000011”，這里要注意加到8個發(fā)光二極管上的對應(yīng)位置。按照圖5-12和圖5-14連線關(guān)系，加到從左到右發(fā)光二極管應(yīng)為C0~C7的二進制編碼為“11000000”，即最左邊的2個發(fā)光二極管不亮，其余的6個發(fā)光二極管點亮。同理，P2口輸出的0xF0加到列線C15~C8的二進制編碼為“11110000”，即加到C8~C15的二進制編碼為“00001111”，所以第二行的最右邊的4個發(fā)光二極管不亮，如圖5-13所示。對應(yīng)通過P0口與P2口輸出加到第3行16個發(fā)光二極管的列碼為“0xFF,0xFB,”，對應(yīng)于從左到右的C0~C15的二進制編碼為“1111111111011111”，從而第3行左邊數(shù)第11個發(fā)光二極管被點亮，其余均熄滅，如圖5-13所示。其余各行點亮的發(fā)光二極管，也是由16×16點陣的列碼來決定。5.5單片機控制液晶顯示模塊1602LCD的顯示液晶顯示器（LiquidCrystalDisplay，LCD）具有省電、體積小、抗干擾能力強等優(yōu)點，LCD顯示器分為字段型、字符型和點陣圖形型。（1）字段型。以長條狀組成字符顯示，主要用于數(shù)字顯示，也可用于顯示西文字母或某些字符，廣泛用于電子表、計算器、數(shù)字儀表中。（2）字符型。專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等。一個字符由5×7或5×10的點陣組成，在單片機系統(tǒng)中已廣泛使用。（3）點陣圖形型。廣泛用于圖形顯示，如筆記本電腦、彩色電視和游戲機等。它是在平板上排列的多行列的矩陣式的晶格點，點大小與多少決定了顯示的清晰度。5.5.1LCD1602液晶顯示模塊簡介單片機系統(tǒng)中常用的字符型液晶顯示模塊。由于LCD顯示面板較為脆弱，廠商已將LCD控制器、驅(qū)動器、RAM、ROM和液晶顯示器用PCB連接到一起，稱為液晶顯示模塊（LCdModule，LCM），購買現(xiàn)成的即可。單片機只需向LCD顯示模塊寫入相應(yīng)命令和數(shù)據(jù)就可顯示需要的內(nèi)容。1．字符型液晶顯示模塊LCD1602特性與引腳字符型LCD模塊常用的有16字×2行、16字×4行、20字×2行、20字×4行等模塊，型號常用×××1602、×××1604、×××2002、×××2004來表示，其中×××為商標名稱，16代表液晶顯示器每行可顯示16個字符，02表示顯示2行。LCD1602內(nèi)有字符庫ROM(CGROM)，能顯示出192個字符（5×7點陣），如圖5-15所示。圖5-15ROM字符庫的內(nèi)容由字符庫可看出顯示器顯示的數(shù)字和字母部分代碼，恰是ASCII碼表中編碼。單片機控制LCD1602顯示字符，只需將待顯示字符的ASCII碼寫入顯示數(shù)據(jù)存儲器（DDRAM），內(nèi)部控制電路就可將字符在顯示器上顯示出來。例如，顯示字符“A”，單片機只需將字符“A”的ASCII碼41H寫入DDRAM，控制電路就會將對應(yīng)的字符庫ROM（CGROM）中的字符“A”的點陣數(shù)據(jù)找出來顯示在LCD上。模塊內(nèi)有80字節(jié)數(shù)據(jù)顯示RAM

(DDRAM)，除顯示192個字符（5×7點陣）的字符庫ROM(CGROM)外，還有64字節(jié)的自定義字符RAM(CGRAM)，用戶可自行定義8個5×7點陣字符。

(a)LCD1602的外形(b)LCD1602的引腳圖5-16LCD1602外形及引腳LCD1602工作電壓4.5~5.5V，典型5V，工作電流2mA。標準的14引腳（無背光）或16個引腳（有背光）的外形及引腳分布如圖5-16所示。引腳包括8條數(shù)據(jù)線、3條控制線和3條電源線，見表5-2。通過單片機向模塊寫入命令和數(shù)據(jù)，就可對顯示方式和顯示內(nèi)容做出選擇。2．字符的顯示及命令字顯示字符首先要解決待顯示字符的ASCII碼產(chǎn)生。用戶只需在C51程序中寫入欲顯示的字符常量或字符串常量，C51程序在編譯后會自動生成其標準的ASCII碼，然后將生成的ASCII碼送入顯示用數(shù)據(jù)存儲器DDRAM，內(nèi)部控制電路就會自動將該ASCII碼對應(yīng)的字符在LCD1602顯示出來。讓液晶顯示器顯示字符，首先對其進行初始化設(shè)置：對有、無光標、光標移動方向、光標是否閃爍及字符移動方向等進行設(shè)置，才能獲得所需顯示效果。對LCD1602的初始化、讀、寫、光標設(shè)置、顯示數(shù)據(jù)的指針設(shè)置等，都是單片機向LCD1602寫入命令字來實現(xiàn)。命令字見表5-3。

表5-3中11個命令功能說明如下：命令1：清屏，光標返回地址00H位置（顯示屏的左上方）。命令2：光標返回到地址00H位置（顯示屏的左上方）。命令3：設(shè)置顯示模式。

I/D—地址指針加1或減1選擇位。

I/D=1，讀或?qū)懸粋€字符后地址指針加1；

I/D=0，讀或?qū)懸粋€字符后地址指針減1。S—屏幕上所有字符移動方向是否有效的控制位。

S=1，當寫入一字符時，整屏顯示左移（I/D=1）或右移（I/D=0）；S=0，整屏顯示不移動。命令4：顯示開/關(guān)及光標設(shè)置。

D—屏幕整體顯示控制位，D=0關(guān)顯示，D=1開顯示。

C—光標有無控制位，C=0無光標，C=1有光標。

B—光標閃爍控制位，B=0不閃爍，B=1閃爍。命令5：光標或字符移位。

S/C—光標或字符移位選擇控制位。0：移動光標，1：移動顯示的字符。

R/L—移位方向選擇控制位。0：左移，1：右移，命令6：功能設(shè)置命令。DL—傳輸數(shù)據(jù)的有效長度選擇控制位。1：8位數(shù)據(jù)線接口；0：4位數(shù)據(jù)線接口。N—顯示器行數(shù)選擇控制位。0：單行顯示，1：兩行顯示。F—字符顯示的點陣控制位。0：顯示5×7點陣字符，1：顯示5×10點陣字符。命令7：CGRAM地址設(shè)置。命令8：DDRAM地址設(shè)置。LCD內(nèi)部有一個數(shù)據(jù)地址指針，用戶可通過它訪問內(nèi)部全部80字節(jié)的數(shù)據(jù)顯示RAM。

命令格式：80H+地址碼。其中，80H為命令碼。命令9：讀忙標志或地址。BF—忙標志。1:LCD忙，此時LCD不能接受命令或數(shù)據(jù)；0:表示LCD不忙。命令10：寫數(shù)據(jù)。命令11：讀數(shù)據(jù)。例如，將顯示模式設(shè)置為“16×2顯示，5×7點陣，8位數(shù)據(jù)接口”，只需要向1602寫入光標和顯示模式設(shè)置命令（命令3）“00111000B”，即38H即可。再如，要求液晶顯示器開顯示，顯示光標且光標閃爍，那么根據(jù)顯示開關(guān)及光標設(shè)置命令（命令4），只要令D=1，C=1和B=1，也就是寫入命令“00001111B”，即0FH，就可實現(xiàn)所需的顯示模式。3．字符顯示位置的確定80字節(jié)的DDRAM，與顯示屏上字符顯示位置一一對應(yīng)，圖5-17給出LCD1602顯示RAM地址與字符顯示位置的對應(yīng)關(guān)系。

當向DDRAM的00H~0FH（第1行）、40H~4FH（第2行）地址的任一處寫數(shù)據(jù)時，LCD立即顯示出來，該區(qū)域也稱為可顯示區(qū)域。而當寫入10H~27H或50H~67H地址處時，字符不會顯示出來，該區(qū)域也稱為隱藏區(qū)域。如果要顯示寫入到隱藏區(qū)域的字符，需要通過字符移位命令（命令5）將它們移入到可顯示區(qū)域方可正常顯示。需說明的是，在向DDRAM寫入字符時，首先要設(shè)置DDRAM定位數(shù)據(jù)指針，此操作可通過命令8完成。例如，要寫字符到DDRAM的40H處，則命令8的格式為：80H+40H=C0H，其中80H為命令代碼，40H是要寫入字符處的地址。圖5-17LCD內(nèi)部顯示RAM的地址映射圖4．LCD1602的復(fù)位LCD1602上電后復(fù)位狀態(tài)為：清除屏幕顯示設(shè)置為8位數(shù)據(jù)長度，單行顯示，5×7點陣字符。顯示屏、光標、閃爍功能均關(guān)閉。輸入方式為整屏顯示不移動，I/D=1。5．LCD1602基本操作LCD慢顯示器件，所以在寫每條命令前，一定要查詢忙標志位BF，即是否處于“忙”狀態(tài)。如LCD正忙于處理其他命令，就等待；如不忙，則向LCD寫入命令。標志位BF連接在8位雙向數(shù)據(jù)線的D7位上。如果BF=0，表示LCD不忙；如果BF=1，表示LCD處于忙狀態(tài)，需等待。LCD1602的讀寫操作規(guī)定見表5-4。LCD1602與AT89S51的接口電路見圖5-18。圖5-18

單片機與LCD1602接口電路由圖5-18可看出，LCD1602的RS、R/W*和E這3個引腳分別接在P2.0、P2.1和P2.2引腳，只需通過對這3個引腳置“1”或清“0”，就可實現(xiàn)對LCD1602的讀寫操作。具體來說，顯示一個字符的操作過程為“讀狀態(tài)→寫命令→寫數(shù)據(jù)→自動顯示”。（1）讀狀態(tài)是對LCD1602的“忙”標志BF進行檢測，如果BF=1，說明LCD處于忙狀態(tài)，不能對其寫命令；如果BF=0，則可寫入命令。

檢測忙標志函數(shù)具體如下：77voidcheck_busy(void) //檢查忙標志函數(shù){uchardt;do{dt=0xff; //dt為變量單元，初值為0xffE=0;RS=0; //按照表5-4讀寫操作規(guī)定RS=0，E=1時才可讀忙標志RW=1;E=1;dt=out; //out為P0口，P0口的狀態(tài)送入dt中

}while(dt&0x80); //如果忙標志BF=1，繼續(xù)循環(huán)檢測，等待BF=0E=0; //BF=0，LCD不忙，結(jié)束檢測}函數(shù)檢測P0.7腳電平，即檢測忙標志BF，如BF=1，說明LCD處于忙狀態(tài)，不能執(zhí)行寫命令；BF=0，可執(zhí)行寫命令。（2）寫命令寫命令函數(shù)如下：voidwrite_command(ucharcom) //寫命令函數(shù){ check_busy(); E=0; //按規(guī)定RS和E同時為0時可以寫入命令 RS=0; RW=0; out=com; //將命令com寫入P0口 E=1; //按規(guī)定寫命令時，E應(yīng)為正脈沖，即正跳變，所以前面先置E=0 _nop_(); //空操作1個機器周期，等待硬件反應(yīng) E=0; //E由高電平變?yōu)榈碗娖?，LCD開始執(zhí)行命令 delay(1); //延時，等待硬件響應(yīng)}79（3）寫數(shù)據(jù)

將要顯示字符的ASCII碼寫入LCD中的數(shù)據(jù)顯示RAM（DDRAM），例如將數(shù)據(jù)“dat”，寫入LCD模塊。寫數(shù)據(jù)函數(shù)如下：voidwrite_data(uchardat) //寫數(shù)據(jù)函數(shù){ check_busy(); //檢測忙標志BF=1則等待，若BF=0，則可對LCD操作 E=0; //按規(guī)定寫數(shù)據(jù)時，E應(yīng)為正脈沖，所以先置E=0 RS=1; //按規(guī)定RS=1和RW=0時可以寫入數(shù)據(jù) RW=0; out=dat; //將數(shù)據(jù)dat從P0口輸出，即寫入LCD E=1; //E產(chǎn)生正跳變 _nop_(); //空操作，給硬件反應(yīng)時間 E=0; //E由高變低，寫數(shù)據(jù)操作結(jié)束80

delay(1); }（4）自動顯示數(shù)據(jù)寫入LCD后，自動讀出字符庫ROM(CGROM)中的字型點陣數(shù)據(jù)，并自動將字型點陣數(shù)據(jù)送到液晶顯示屏上顯示。6.LCD1602初始化使用LCD1602前，需對其顯示模式進行初始化設(shè)置，初始化函數(shù)如下：voidLCD_initial(void) //液晶顯示器初始化函數(shù){ write_command(0x38); //寫命令0x38：兩行顯示，5×7點陣，8位數(shù)據(jù)_nop_(); //空操作，給硬件反應(yīng)時間 write_command(0x0C); //寫入命令0x0C：開整體顯示，光標關(guān)，無黑塊 _nop_(); //空操作，給硬件反應(yīng)時間 write_command(0x06); //寫入命令0x06：光標右移 _nop_(); //空操作，給硬件反應(yīng)時間 write_command(0x01); //寫入命令0x01：清屏 delay(1);}注意：在函數(shù)開始處，由于LCD尚未開始工作，所以不需檢測忙標志，但是初始化完成后，每次再寫命令、讀寫數(shù)據(jù)操作，均需檢測忙標志。825.5.2單片機控制字符型LCD1602顯示案例【例5-9】用單片機驅(qū)動字符型液晶顯示器LCD1602，使其顯示兩行文字：“Welcom”與“HarbinCHINA”。見圖5-19。在Proteus中，LCD1602的仿真模型采用LM016L。1．LM016L引腳及特性LM016L的原理符號及引腳見圖5-20。與LCD1602引腳信號相同。引腳功能如下：8384圖5-19

單片機與字符型LCD接口電路與仿真（1）數(shù)據(jù)線D7～D0；（2）控制線（3根：RS、RW、E）；（3）兩根電源線（VDD、VEE）。（4）地線Vss；LM016L的屬性設(shè)置見圖5-21，具體如下：（1）每行字符數(shù)為16，行數(shù)為2；（2）時鐘為250kHz；（3）第1行字符的地址為80H～8FH；（4）第2行字符的地址為C0H～CFH。8586

圖5-20

字符型液晶顯示器LCD引腳圖5-21

字符型液晶顯示器LM016L的屬性設(shè)置2．原理電路設(shè)計（1）從Proteus庫中選取元器件如下：AT89C51：單片機；LM016L：字符型顯示器；POT-LIN：滑動變阻器；RP1、RP2：排電阻。（2）放置元器件、放置電源和地、連線、元器件屬性設(shè)置、電氣檢測所有操作都在ISIS中完成，具體操作見4.6節(jié)的介紹。873．C51源程序設(shè)計通過KeilμVision3建立工程，再建立源程序“*.c”文件，操作見第4章。在前面介紹的LCD1602基本操作函數(shù)的基礎(chǔ)上，不難理解如下源程序。參考程序：#include<reg51.h>#include<intrins.h> //包含_nop_()空函數(shù)指令的頭文件#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineoutP0sbitRS=P2^0; //位變量sbitRW=P2^1; //位變量sbitE=P2^2; //位變量voidlcd_initial(void); //LCD初始化函數(shù)voidcheck_busy(void); //檢查忙標志函數(shù)voidwrite_command(ucharcom); //寫命令函數(shù)voidwrite_data(uchardat); //寫數(shù)據(jù)函數(shù)voidstring(ucharad,uchar*s);voidlcd_test(void);voiddelay(uint); //延時函數(shù)voidmain(void) //主函數(shù){

lcd_initial(); //調(diào)用對LCD初始化函數(shù)while(1){ string(0x85,"Welcome"); //顯示的第1行字符串

string(0xC2,"HarbinCHINA"); //顯示的第2行字符串

delay(100); //延時

write_command(0x01); //寫入清屏命令

delay(100); //延時

}}voiddelay(uintj) //1ms延時子程序{ uchari=250; for(;j>0;j--)

90 { while(--i); i=249; while(--i); i=250; }}voidcheck_busy(void)

//檢查忙標志函數(shù){ uchardt; do { dt=0xff; E=0; RS=0; RW=1;91E=1;dt=out;}while(dt&0x80);E=0;}voidwrite_command(ucharcom) //寫命令函數(shù){check_busy();E=0;RS=0;RW=0;out=com;E=1;_nop_();E=0;delay(1);}92voidwrite_data(uchardat)

//寫數(shù)據(jù)函數(shù){ check_busy(); E=0; RS=1; RW=0; out=dat; E=1; _nop_(); E=0; delay(1); }voidLCD_initial(void)

//液晶顯示器初始化函數(shù){write_command(0x38); //寫入命令0x38：8位兩行顯示，5×7點陣字符write_command(0x0C); //寫入命令0x0C：開整體顯示，光標關(guān)，無黑塊write_command(0x06); //寫入命令0x06：光標右移93write_command(0x01); //寫入命令0x01：清屏delay(1);}voidstring(ucharad,uchar*s) //輸出顯示字符串的函數(shù){write_command(ad);while(*s>0){write_data(*s++); //輸出字符串，且指針增1delay(100);}}94最后通過按鈕“Buildtarget”編譯源程序，生成目標代碼“*.hex”文件。若編譯失敗，對程序修改調(diào)試直至編譯成功。4.Proteus仿真（1）加載目標代碼文件打開元器件單片機屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標代碼文件“*.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率12MHz。（2）仿真單擊仿真按鈕

啟動仿真，見圖5-19。955.6鍵盤接口設(shè)計鍵盤——向單片機輸入數(shù)據(jù)、命令等功能，是人機對話的主要手段。由若干按鍵按照一定規(guī)則組成。每一個按鍵實質(zhì)上是一個按鍵開關(guān)，按構(gòu)造可分為有觸點開關(guān)按鍵和無觸點按鍵。最常用按鍵式鍵盤。下面介紹按鍵式開關(guān)鍵盤工作原理、方式以及與鍵盤接口設(shè)計與軟件編程。965.6.1鍵盤接口設(shè)計應(yīng)解決的問題1．鍵盤的任務(wù)任務(wù)3項。（1）判別是否有鍵按下？若有，進入第（2）步。（2）識別哪一個鍵被按下，并求出相應(yīng)的鍵值。（3）根據(jù)鍵值，找到相應(yīng)鍵值處理程序入口。2．鍵盤輸入特點鍵盤一個按鍵實質(zhì)就是一個按鍵開關(guān)。圖5-22（a）所示按鍵開關(guān)的兩端分別連接在行線和列線上，列線接地，行線通過電阻接到+5V上。鍵盤開關(guān)機械觸點的斷開、閉合，其行線電壓輸出波形如圖5-22（b）所示。

圖5-22（b）所示的t1和t3分別為鍵的閉合和斷開過程中的抖動期（呈現(xiàn)一串負脈沖），抖動時間長短與開關(guān)機械特性有關(guān)，一般為5～10ms，t2為穩(wěn)定的閉合期，其時間由按鍵動作確定，一般為十分之幾秒到幾秒，t0、t4為斷開期。9899圖5-22

鍵盤開關(guān)及其行線波形3．按鍵的識別按鍵閉合與否，反應(yīng)在行線輸出電壓上就是高電平或低電平，對行線電平高低狀態(tài)檢測，便可確認按鍵是否按下與松開。為了確保單片機對一次按鍵動作只確認一次按鍵有效，必須消除抖動期t1和t3的影響。4．如何消除按鍵的抖動

常用的按鍵消抖方法有兩種。

（1）通過軟件延時來消抖，基本思想是，在檢測到有鍵按下時，該按鍵所對應(yīng)的行線為低電平，執(zhí)行一段延時10ms的子程序后，確認該行線是否仍為低電平，如果仍為低電平，則確認該行確實有鍵按下。當松開按鍵時，行線從低電平變?yōu)楦唠娖?，?zhí)行一段延時10ms的子程序后，檢測到該行線為高電平，說明按鍵確實已經(jīng)松開。采取以上措施，可消除抖動期t1和t3的影響。100

（2）另一種去除按鍵抖動的方法是采用專用的鍵盤/顯示器接口芯片，這類芯片中都有自動去抖動的硬件電路。鍵盤主要分為兩類：非編碼鍵盤和編碼鍵盤。非編碼鍵盤是利用按鍵直接與單片機相連接而成，常用在按鍵數(shù)量較少的場合。該類鍵盤，系統(tǒng)功能比較簡單，需要處理任務(wù)較少，成本低、電路設(shè)計簡單。按下鍵號的信息通過軟件來獲取。非編碼鍵盤常見的有：獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤兩種結(jié)構(gòu)。先介紹獨立式鍵盤接口設(shè)計。1015.6.2獨立式鍵盤接口設(shè)計案例獨立式鍵盤特點各鍵相互獨立，每個按鍵各接一條I/O口線，通過檢測I/O輸入線的電平狀態(tài)，易判斷哪個按鍵被按下。圖5-23為一獨立式鍵盤，8個按鍵k1~k8分別接到單片機的P1.0~P1.7引腳上，圖中上拉電阻保證按鍵未按下時，保證對應(yīng)I/O口線為穩(wěn)定高電平。當某一按鍵按下時，對應(yīng)I/O口線就變成低電平，與其他按鍵相連的I/O口線仍為高電平。因此，只需讀入I/O口線狀態(tài)，判別是否為低電平，就很容易識別出哪個鍵被按下?？梢姫毩⑹芥I盤優(yōu)點是電路簡單，各條檢測線獨立，識別按鍵號的軟件編寫簡單。獨立式鍵盤適于按鍵數(shù)目較少場合，如按鍵數(shù)目較多，要占用較多I/O口線。

102圖5-23

獨立式鍵盤的接口電路1.獨立式鍵盤的查詢工作方式【例5-11】對圖5-23所示獨立式鍵盤，用查詢方式實現(xiàn)鍵盤掃描，根據(jù)按下不同按鍵，對其進行處理。掃描程序如下：#include<reg51.h>voidkey_scan(void){ unsignedcharkeyval do { P1=0xff; //P1口為輸入

keyval=P1; //從P1口讀入鍵盤狀態(tài)

keyval=~keyval; //鍵盤狀態(tài)求反

104switch(keyval) { case1:……; //處理按下的k1鍵，“……”為處理程序 break; //跳出switch語句 case2:……; //處理按下的k2鍵

break; //跳出switch語句 case4:……; //處理按下的k3鍵

break; //跳出switch語句

case8:……; //處理按下的k4鍵

break; //跳出switch語句

case16:……; //處理按下的k5鍵

break; //跳出switch語句

case32:……; //處理按下的k6鍵

break; //跳出switch語句

case64:……; //處理按下的k7鍵

break; //跳出switch語句

case128:……; //處理按下的k8鍵

break; //跳出switch語句

default: break; //無按下鍵處理

}} while(1);}106下面看用Proteus虛擬仿真獨立式鍵盤實際案例?！纠?-12】單片機與4個獨立按鍵k1~k4及8個LED指示燈的一個獨立式鍵盤。4個按鍵接在P1.0~P1.3引腳，P3口接8個LED指示燈，控制LED指示燈亮與滅，原理電路見圖5-29。按下k1鍵，P3口8個LED正向（由上至下）流水點亮；

按下k2鍵，P3口8個LED反向（由下而上）流水點亮；按下k3鍵，高、低4個LED交替點亮；

按下k4鍵，P3口8個LED閃爍點亮。圖5-29

虛擬仿真的獨立式鍵盤的接口電路由于本案例中的4個按鍵分別對應(yīng)4個不同的點亮功能，且具有不同的按鍵值“keyval”，具體如下：按下K1鍵時，keyval=1按下K2鍵時，keyval=2按下K3鍵時，keyval=3按下K4鍵時，keyval=4本獨立式鍵盤工作原理如下：（1）首先判斷是否有按鍵按下。將接有4個按鍵的P1口低4位（P1.0~P1.3）寫入“1”，使P1口低4位為輸入狀態(tài)。然后讀入低4位的電平，只要有一位不為“1”，則說明有鍵按下。讀取方法：P1=0xff;if((P1&0x0f)!=0x0f);//讀P1口低4位按鍵值，按位“與”運算后結(jié)果非//

0x0f，表明低4位必有1位是“0”，說明有鍵按下（2）按鍵去抖動。當判別有鍵按下時，調(diào)用軟件延時子程序，延時約10ms后再進行判別，若按鍵確實按下，則執(zhí)行相應(yīng)的按鍵功能，否則重新開始進行掃描。（3）獲得鍵值。確認有鍵按下時，可采用掃描方法，來判哪個鍵按下，并獲取鍵值。110首先KeilμVision3建立工程，再建立源程序“*.c”文件。參考程序：#include<reg51.h>sbitS1=P1^0; //將S1位定義為P1.0引腳sbitS2=P1^1; //將S2位定義為P1.1引腳sbitS3=P1^2; //將S3位定義為P1.2引腳sbitS4=P1^3; //將S4位定義為P1.3引腳unsignedcharkeyval; //定義鍵值儲存變量單元voidmain(void) //主函數(shù){ keyval=0; //鍵值初始化為0 while(1)111{

key_scan(); //調(diào)用鍵盤掃描函數(shù)

switch(keyval) { case1:forward(); //鍵值為1，調(diào)用正向流水點亮函數(shù)

break; case2:backward(); //鍵值為2，調(diào)用反向流水點亮函數(shù)

break; case3:Alter(); //鍵值為3，調(diào)用高、低4位交替點亮函數(shù)

break; case4:blink(); //鍵值為4，調(diào)用閃爍點亮函數(shù)

break; } }}112voidkey_scan(void) //函數(shù)功能：鍵盤掃描{ P1=0xff;

if((P1&0x0f)!=0x0f) //檢測到有鍵按下

{ delay10ms(); //延時10ms再去檢測

if(S1==0) //按鍵k1被按下

keyval=1; if(S2==0) //按鍵k2被按下

keyval=2; if(S3==0) //按鍵k3被按下

keyval=3; if(S4==0) //按鍵k4被按下

keyval=4; } }113voidforward(void)