7-单片机接口技术.ppt

第七章 单片机接口技术2021/3/111本章要点：本章要点：●●掌握掌握键盘接口技接口技术●●掌握掌握显示接口技示接口技术●●掌握掌握转换器的接口技器的接口技术 本本章章主主要要介介绍绍单单片片机机与与各各种种输输入入外外部部设设备备、、输输出出设备的接口电路设计以及软件编程设备的接口电路设计以及软件编程2021/3/1127.1键盘接口技接口技术7.1.1键盘工作原理工作原理 1.按按键的分的分类　　按照　　按照结构原理分构原理分为：机械触点式开关按：机械触点式开关按键，无触点式，无触点式开关按开关按键　　按照　　按照识别按按键方法，分方法，分为：：编码键盘，非，非编码键盘.　　　　(1) 编码键盘的特点的特点　　按　　按键的的识别由由专用的硬件用的硬件实现，并能，并能产生生键值的称的称为编码键盘，，编码键盘每按下一个每按下一个键，，键盘能自能自动生成生成键盘代代码　　　　(2)非非编码键盘的特点的特点　　自　　自编软件件识别的的键盘称称为非非编码键盘非编码键盘只只简单地提供行和列的矩地提供行和列的矩阵，其他工作均由，其他工作均由软件完成2021/3/1132.按按键的的输入与入与识别u在在单片机片机应用系用系统中，除了复位按中，除了复位按键有有专门的复位的复位电路路及及专一的复位功能外，其他按一的复位功能外，其他按键都是以开关状都是以开关状态来来设置置控制功能或控制功能或输入数据的。

入数据的u当所当所设置的功能置的功能键或数字或数字键按下按下时，，计算机算机应用系用系统应完成完成该按按键所所设定的功能，定的功能，键信息信息输入是与入是与软件件结构密构密切相关的切相关的过程2021/3/1143.3.按键的编码以及键盘程序的编制按键的编码以及键盘程序的编制u一组按键或键盘都要通过一组按键或键盘都要通过I/OI/O口线查询按键的开关状口线查询按键的开关状态u根据键盘结构的不同，采用不同的编码根据键盘结构的不同，采用不同的编码u无论有无编码，以及采用什么编码，最后都要转换成无论有无编码，以及采用什么编码，最后都要转换成为与累加器中数值相对应的键值，以实现按键功能程为与累加器中数值相对应的键值，以实现按键功能程序的跳转序的跳转2021/3/1154.常用接口方式和键盘接口功能常用接口方式和键盘接口功能u单片机与片机与键盘的接口通常直接通的接口通常直接通过并行接口、串行口与并行接口、串行口与键盘接口，或采用接口，或采用专用芯片与用芯片与键盘接口n直接通直接通过并行接口并行接口n串行口与串行口与键盘接口接口n采用采用专用芯片与用芯片与键盘接口接口2021/3/1165.5.按键抖动现象的消除按键抖动现象的消除u当按当按键按下和按下和释放放时，会向，会向单片机片机CPU输入一个入一个0或或1电平，平，CPU根据收到的根据收到的0或或1电平信号，决定具体的操作。

平信号，决定具体的操作但是，按但是，按键按下或按下或释放放时，开关的机械触点会，开关的机械触点会产生抖生抖动，，抖抖动时间的的长短与开关的机械特性有关，一般短与开关的机械特性有关，一般为5~10ms，其抖，其抖动波形如波形如图7-1所示2021/3/117（（1）硬件去抖）硬件去抖u硬件去抖方法很多，在按硬件去抖方法很多，在按键输出端加双出端加双稳态触触发器、器、单稳态触触发器或器或RC积分分电路都路都可构成去抖可构成去抖电路u图7–2是一个利用是一个利用RC积分分电路构成的路构成的滤波去抖波去抖动电路u图7-3所示是一种双所示是一种双稳态R-S触触发器构成的去抖器构成的去抖动电路路u图7-4所示是一种所示是一种单稳态触触发器构成的去抖器构成的去抖动电路路（（2））软件去抖件去抖2021/3/118电路工作路工作过程如下程如下（略）（略）图7-2利用利用RC积分分电路构成的路构成的滤波去抖波去抖动电路nRC积分分电路具有吸收干路具有吸收干扰脉冲的脉冲的滤波作用，只要适当波作用，只要适当选择RC电路的路的时间常数，就可消除抖常数，就可消除抖动带来的不良后果来的不良后果n当按当按键未按下未按下时，，电容容C两端的两端的电压为零，零，经非非门后后输出出为高高电平。

平n当按当按键按下后，按下后，电容容C两端的两端的电压不能突不能突变，，单片机不会片机不会立即接受信号，立即接受信号，电源源经R1向向C充充电，若此，若此时按按键按下的按下的过程中出程中出现抖抖动，只要，只要C两端的两端的电压波波动不超不超过门开启开启电压（（TTL为0.8V），非），非门的的输出就不会改出就不会改变一般R1C应大大于于10ms，且，且VCC×R2/(R1+R2)的的值应大于大于门的高的高电平平阈值，，R2C应大于抖大于抖动波形周期波形周期2021/3/119电路工作路工作过程如下程如下（略）（略）u图7-3所示是一种双所示是一种双稳态R-S触触发器构成的去抖器构成的去抖动电路路n按按键未按下未按下时，，a=0，，b=1，，输出出Q=1n按按键按下按下时，因按，因按键的机械的机械弹性作用的影响，使按性作用的影响，使按键产生抖生抖动n当开关没有当开关没有稳定到达定到达b端端时，因与非，因与非门2输出出为0反反馈到与非到与非门1的的输入端，封入端，封锁了与非了与非门1，双，双稳态电路的状路的状态不会改不会改变，，输出保出保持持为1，，输出出Q不会不会产生抖生抖动的波形n当开关当开关稳定到达定到达b端端时，因，因a = 1，，b = 0，使，使Q = 0，双，双稳态电路状路状态发生翻生翻转。

n当当释放按放按键时，在开关未，在开关未稳定到达定到达a端端时，因，因Q = 0，封，封锁了与非了与非门2，双，双稳态电路的状路的状态不不变，，输出出Q保持不保持不变，消除了后沿的抖，消除了后沿的抖动波形当开关波形当开关稳定到达定到达a端端时，因，因a = 0，，b = 0，使，使Q = 1，双，双稳态电路状路状态发生翻生翻转，，输出出Q重新返回原状重新返回原状态由此可见，，键盘输出出经双双稳态电路之后，路之后，输出已出已变为规范的矩形方波范的矩形方波2021/3/1110（（2））软件去抖件去抖u原理原理n先先检测是否有是否有键按下按下n若有，延若有，延时20msn再次再次检测是否仍有是否仍有键按下按下n键值处理理n等待按等待按键释放放n按按键处理理n返回返回2021/3/11117.1.27.1.2独立式按独立式按键非非编码键盘按照按照结构的不同可分构的不同可分为：：n独立式独立式键盘n行列式行列式键盘在在单片机控制系片机控制系统中，往往只需要几个功能中，往往只需要几个功能键，不超，不超过8个个键时，可采用，可采用独立式按独立式按键结构构2021/3/11121.独立式按独立式按键的的结构构u独立独立连接式按接式按键是指直接用是指直接用I/O端口端口线构成的构成的单个按个按键电路。

路u每个每个键单独占用一根独占用一根I/O端口端口线，每根，每根I/O线的工作状的工作状态不会影响其他不会影响其他I/O端口端口线的工作状的工作状态2021/3/1113独立式按独立式按键工作状工作状态：：u未有未有键按下按下时，所有的数据，所有的数据输入入线都都处于高于高电平状平状态u当任何一个当任何一个键压下下时，与之相，与之相连的数据的数据输入入线将被拉成将被拉成低低电平平u要判断是否有要判断是否有键压下，只需用位操作指令即可下，只需用位操作指令即可2021/3/11142.2.独立式按键的软件设计独立式按键的软件设计独立式按独立式按键的的软件件设计方法有：方法有：u查询方式：方式：定定时查询IO端口的状端口的状态，，检测是否有按是否有按键动作作u中断方式：中断方式：有按有按键动作作时，自，自动产生中断，由中断来生中断，由中断来处理理2021/3/11152.2.独立式按键的软件设计独立式按键的软件设计独立式按独立式按键查询方式的方式的软件件设计：：n先逐位先逐位查询每根每根I/O口口线的的输入状入状态，如某一根，如某一根I/O口口线的的输入入为低低电平，平，则可确可确认该I/O口口线所所对应的按的按键已按下，已按下，然后再然后再转向向该键的功能的功能处理程序。

理程序u键盘扫描描2021/3/1116按按键处理程序理程序u键盘处理理2021/3/11172.2.独立式按键的软件设计（独立式按键的软件设计（2 2））独立式按独立式按键中断方式的中断方式的软件件设计：：n初始化外部中断初始化外部中断INT0；打开系；打开系统中断中断EA=1；；n编写中断服写中断服务函数函数 INT0_ISR( );u中断方式中断方式键盘的的电路路2021/3/11182.2.独立式按键的软件设计（独立式按键的软件设计（2 2））u键盘中断（外部中断中断（外部中断INT0）的初始化）的初始化u中断服中断服务函数（函数（键盘扫描）描）2021/3/11197.1.37.1.3矩阵式键盘矩阵式键盘 独立式按独立式按键只能用于只能用于键盘数量要求数量要求较少的少的场合，在合，在单片机系片机系统中，当按中，当按键数数较多多时，，为了少占用了少占用I/O端口端口线，，这时常采用矩常采用矩阵式式键盘，又称行列式，又称行列式键盘1.矩矩阵式式键盘的的结构和原理构和原理u矩矩阵式式键盘即将即将键盘排列成行、列矩排列成行、列矩阵式式u水平水平线（行（行线）与垂直）与垂直线（列（列线）的交叉点）的交叉点处设置按置按键u每一个按每一个按键都都规定一个定一个键号，如数字号，如数字键和功能和功能键2021/3/11207.1.37.1.3矩阵式键盘矩阵式键盘2021/3/11217.1.3矩矩阵式式键盘(2)2.矩矩阵式式键盘按按键的的识别 识别按按键的方法很多，其中最的方法很多，其中最为常常见的方法是的方法是扫描法。

描法 （利用（利用扫描法描法识别别按按键的的过程）程）3.键盘的的编码 对于独立式按于独立式按键键盘，因按，因按键数量少，可根据数量少，可根据实际需要需要灵活灵活编码 对于矩于矩阵式式键盘，按，按键的位置由行号和列号惟一确定，因的位置由行号和列号惟一确定，因此可分此可分别对行号和列号行号和列号进行二行二进制制编码，然后将两，然后将两值合合成一个字成一个字节，高，高 4 位是行号，低位是行号，低 4 位是列号位是列号4.矩矩阵式式键盘的接口方式的接口方式u 通通过8155或或8279等芯片等芯片进行行键盘扩展展u 矩矩阵键盘直接通直接通过单片机的片机的IO端口端口进行行扩展展2021/3/11225.键盘扫描控制方式描控制方式（（1 1）编程扫描方式）编程扫描方式（（2 2）定时控制扫描方式）定时控制扫描方式（（3 3）中断控制扫描方式）中断控制扫描方式2021/3/11235.键盘扫描控制方式描控制方式（（1 1）编程扫描方式）编程扫描方式n按键处理程序固定在主程序的某个程序段中利用单按键处理程序固定在主程序的某个程序段中利用单片机完成其他工作的空余时间，调用键盘扫描子程序片机完成其他工作的空余时间，调用键盘扫描子程序来响应键盘输入的要求。

在执行按键功能程序时，单来响应键盘输入的要求在执行按键功能程序时，单片机不再响应其他按键的输入要求，直到单片机重新片机不再响应其他按键的输入要求，直到单片机重新扫描键盘为止扫描键盘为止2021/3/11245.键盘扫描控制方式描控制方式（（1 1）编程扫描方式）编程扫描方式（（2 2）定时控制扫描方式）定时控制扫描方式n定时控制扫描方式就是每隔一段时间对键盘扫描一次，定时控制扫描方式就是每隔一段时间对键盘扫描一次，它利用单片机内部的它利用单片机内部的定时器产生一定时间定时器产生一定时间（如（如10 ms10 ms））的定时，当定时时间到就产生定时器溢出中断由于的定时，当定时时间到就产生定时器溢出中断由于中断返回后要经过中断返回后要经过10 ms10 ms后才会再次中断，相当于后才会再次中断，相当于延时延时了了10 ms10 ms，因此程序无需再延时单片机响应中断后对，因此程序无需再延时单片机响应中断后对键盘进行扫描，并在有键按下时键盘进行扫描，并在有键按下时识别出该按键识别出该按键，再执，再执行行该按键的功能程序该按键的功能程序2021/3/11255.键盘扫描控制方式描控制方式（（1 1）编程扫描方式）编程扫描方式（（2 2）定时控制扫描方式）定时控制扫描方式 定时控制扫描方式的定时控制扫描方式的硬件电路与程序控制扫描硬件电路与程序控制扫描方式相同，程序流程图如方式相同，程序流程图如图图7–107–10所示。

所示2021/3/11265.键盘扫描控制方式描控制方式（（1 1）编程扫描方式）编程扫描方式（（2 2）定时控制扫描方式）定时控制扫描方式（（3 3）中断控制扫描方式）中断控制扫描方式n前前2 2种键盘扫描方式时，无论是否按键，种键盘扫描方式时，无论是否按键，CPUCPU都要都要定时定时扫描键盘扫描键盘，而单片机应用系统工作时并不是经常需要，而单片机应用系统工作时并不是经常需要键盘输入，因此，键盘输入，因此，CPUCPU经常处于空扫描状态经常处于空扫描状态n为提高为提高CPUCPU的的工作效率工作效率，可采用，可采用中断扫描方式中断扫描方式2021/3/11277.2 单片机引脚信号的片机引脚信号的读出（出（实训十一）十一）（（1 1）） 独立式按键键盘接口设计独立式按键键盘接口设计2021/3/1128例：例：4个按个按键控制控制一个控制控制一个发光二极管光二极管u4个按个按键控制控制一个控制控制一个发光二极管的程序，不同按光二极管的程序，不同按键按下按下时，，发光二光二级变的的时间不同include unsigned char count=0;//定定义二极管二极管闪烁时间sbit LED=P1^0;//定定义发光二极管的名字光二极管的名字void Delay_xMs(unsigned int x)// 延延时函数函数{ unsigned int i, j; for( i =0;i < x; i++ ) { for( j =0;j<110;j++ ); }}2021/3/1129例：例：4个按个按键控制控制一个控制控制一个发光二极管（光二极管（2））void key()//检测按按键状状态函数函数{ //按按键状状态的不同，返回的的不同，返回的count值也不同也不同 if((P2&0x0f)==0x0f) count=0;//没有按没有按键按下按下 if(P2_0==0) count=1; // P2_0按按键被按下被按下 if(P2_1==0) count=2; // P2_1按按键被按下被按下 if(P2_2==0) count=3; // P2_2按按键被按下被按下 if(P2_3==0) count=4; // P2_3按按键被按下被按下}2021/3/1130例：例：4个按个按键控制控制一个控制控制一个发光二极管（光二极管（3））void main(void){ while(1) { key( );// if(count != 0)//当有按当有按键按下按下时 { //发光二极管光二极管闪烁，，闪烁时间由由count决定决定 LED=1;//发光二极管光二极管灭 Delay_xMs(count*1000);//保持保持发光二极管光二极管灭状状态 LED=0;//发光二极管亮光二极管亮 Delay_xMs(count*1000);//保持保持发光二极管亮状光二极管亮状态 } } }2021/3/1131按按键状状态通通过函数返回函数返回值返回返回unsigned char mm key()//检测按按键状状态函数函数{ unsigned char count; //定定义按按键返回返回值 //按按键状状态的不同，返回的的不同，返回的count值也不同也不同 if((P2&0x0f)==0x0f) count=0;//没有按没有按键按下按下 if(P2_0==0) count=1; // P2_0按按键被按下被按下 if(P2_1==0) count=2; // P2_1按按键被按下被按下 if(P2_2==0) count=3; // P2_2按按键被按下被按下 if(P2_3==0) count=4; // P2_3按按键被按下被按下 return count;}2021/3/11327.2 单片机引脚信号的片机引脚信号的读出（出（实训十一）十一）（（1 1）按键的抖动问题）按键的抖动问题u实际编程时需要注意按键的抖动问题。

实际编程时需要注意按键的抖动问题u机械触点的弹性作用，其闭合到稳定地接通，如图机械触点的弹性作用，其闭合到稳定地接通，如图7-7-1313所示所示u抖动时间的长短由按键的机械特性及操作人员按键动抖动时间的长短由按键的机械特性及操作人员按键动作决定，一般为作决定，一般为5ms~20ms5ms~20ms；；u按键稳定闭合时间的长短是由操作人员的按键按压时按键稳定闭合时间的长短是由操作人员的按键按压时间长短决定的，一般为零点几秒至数秒不等间长短决定的，一般为零点几秒至数秒不等2021/3/1133带带按键防抖按键防抖的键盘扫描函数的键盘扫描函数unsigned char mm key()//检测按按键状状态函数函数{ unsigned char count; //定定义按按键返回返回值 if((P2&0x0f)!=0x0f) //表示有按表示有按键按下按下 { Delay_xMs(5);//延延时一段一段时间，去抖，去抖动 if(P2_0==0) count=1; // P2_0按按键被按下被按下 if(P2_1==0) count=2; // P2_1按按键被按下被按下 if(P2_2==0) count=3; // P2_2按按键被按下被按下 if(P2_3==0) count=4; // P2_3按按键被按下被按下 } else count=0;//没有按没有按键按下返回按下返回值 return count; } 2021/3/1134（（3 3）矩阵式按键键盘）矩阵式按键键盘u当当键盘中按中按键数量数量较多多时，，为了减少了减少I/O口口的占用，通常将按的占用，通常将按键排列成矩排列成矩阵形式。

形式u对于于 i行行 j列列可可连i * j个个按按键，但只需要，但只需要i+j条条接口接口线u右右图为4X4的矩的矩阵键盘2021/3/1135图7-15 读取取阵列按列按键状状态的流程的流程图2021/3/11364X4矩矩阵键盘的的编程程(1)2021/3/11374X4矩矩阵键盘的的编程程(2) 2021/3/11387.3 7.3 显示接口技示接口技术7.3.1 LED数数码管接口技管接口技术7.3.2 LED大屏幕大屏幕显示技示技术2021/3/11397.3.1 LED数数码管接口技管接口技术1. LED数数码管管显示器示器结构与工作原理构与工作原理（（1））LED数数码管管显示器示器结构构u发光二极管是由半光二极管是由半导体体发光材料做成的光材料做成的PN结u在在发光二极管两端通光二极管两端通过正向正向5~20mA的的电流就能正常流就能正常发光uLED数数码管由管由8个段个段发光光 二极管构成二极管构成2021/3/1140LED数数码管管显示器示器结构构u通常所通常所说的的LED显示器由示器由8个段个段发光二极管光二极管组成，因此称成，因此称为八段八段LED显示器，也称示器，也称为数数码管。

管u两种两种类型：型：①①共阴极接法共阴极接法②②共阳极接法共阳极接法2021/3/1141（（2））LED数数码管管显示器的控制方式示器的控制方式u对8段段LED数数码管管显示器的控制，包括示器的控制，包括对“显示段示段”和和“公共端公共端”两个地方的控制两个地方的控制u其中其中显示段用来控制示段用来控制显示字符的形状；公共端用来控制示字符的形状；公共端用来控制若干个若干个LED中的哪一只被中的哪一只被选中；前者称中；前者称为“段段选”，后，后者称者称为“位位选”二者结合起来，才能在指定的合起来，才能在指定的LED上上显示指定的字形示指定的字形2021/3/1142（（3））LED数数码管管显示示译码方式方式u由由显示的数字或字符示的数字或字符转换到相到相应的字段的字段码的方式称的方式称为译码方式u译码方式：硬件方式：硬件译码方式和方式和软件件译码方式n硬件硬件译码方式是指用方式是指用专门的的显示示译码芯片来芯片来实现字符到字字符到字段段码的的转换n硬件硬件译码：硬件复：硬件复杂，缺乏灵活性，且只能，缺乏灵活性，且只能显示十六示十六进制制数数n软件件译码方式就是通方式就是通过编写写软件件译码程序（通常程序（通常为查表程表程序）来得到要序）来得到要显示字符的字段示字符的字段码。

n软件件译码不需外接不需外接显示示译码芯片，硬件芯片，硬件电路路简单，并且能，并且能显示更多的字符，示更多的字符，n实际应用系用系统中中经常采用常采用软件件译码2021/3/11432.LED数数码管管显示器的示器的显示方式示方式数数码管管显示的示的类型：静型：静态显示，示，动态显示示静静态显示又分示又分为：并行：并行输出和串行出和串行输出出2021/3/11442.LED数数码管管显示器的示器的显示方式示方式u两位共阳两位共阳LED并行并行输出出静静态显示示电路路2021/3/11452.LED数数码管管显示器的示器的显示方式示方式u静静态显示示n采用串行采用串行输出可以大大出可以大大节省省单片机的内部片机的内部资源2021/3/11462.LED数数码管管显示器的示器的显示方式示方式（（2））动态显示示n所所谓动态显示就是一位一位地示就是一位一位地轮流点亮各位流点亮各位LED显示器示器（（扫描），描），对于于LED显示器的每一位而言，每隔一段示器的每一位而言，每隔一段时间点亮一次点亮一次2021/3/11477.3.2 LED7.3.2 LED大屏幕大屏幕显示器示器u1. LED点点阵模模块的基本的基本结构构u以以单色色8×8LED点点阵显示器示器为例，例，8×8LED点点阵内部内部结构构及外形如及外形如图7–21所示，所示，LED点点阵模模块按按LED的极性排列的极性排列方式，又可分方式，又可分为共阴极与共阳极两种共阴极与共阳极两种类型。

型2021/3/11481. LED点点阵模模块的基本的基本结构构uLED点点阵模模块的每个引脚都是公共脚，一般是分行共阴的每个引脚都是公共脚，一般是分行共阴或是行共阳两种，每行的阳极或是行共阳两种，每行的阳极连在一起就是行共阳，阴在一起就是行共阳，阴极极连一起的就是行共阴一起的就是行共阴2021/3/11492.汉字的表示及字的表示及编码原理原理u需要需要显示示汉字字时，根据，根据汉字内字内码向字模向字模库检索出索出该汉字字的字形信息，然后的字形信息，然后输出，再从出，再从输出出设备得到得到汉字 u　　所　　所谓汉字字模就是用字字模就是用0、、1表示表示汉字的字形，将字的字形，将汉字字放入放入N行行×N列的正方形内，列的正方形内，该正方形共有正方形共有N2个小方格，个小方格，每个小方格用一位二每个小方格用一位二进制表示，凡是笔划制表示，凡是笔划经过的方格的方格值为1，未，未经过的的值为0根据汉字的字的显示清晰度，按照模示清晰度，按照模块每行或每列所含每行或每列所含LED个数的不同，点个数的不同，点阵字模有字模有16×16点、点、24×24点、点、32×32点，点，48×48点等几种，每个点等几种，每个汉字字模分字字模分别需要需要32、、72、、128、、288个字个字节等存放数据，点数越多，等存放数据，点数越多，输出的出的汉字越美字越美观。

2021/3/11503.汉字字模存字字模存储及提取方法及提取方法u在在单片机系片机系统中中对字模的存字模的存储，要根据，要根据单片机的片机的ROM容容量和其量和其寻址空址空间情况，可采取情况，可采取3种方式：种方式：u　　　　①① 将提取的将提取的汉字字模数据作字字模数据作为常量数常量数组存放在程序存放在程序存存储区内，区内，这种方法种方法较为常用针对程序不大或程序不大或单片机片机无外部无外部扩展数据存展数据存储区功能的情况区功能的情况u　　　　②② 将提取的将提取的汉字字模数据存放在字字模数据存放在E2PROM，作，作为扩展的数据存展的数据存储器供器供单片机片机调用u　　　　③③ 将整个将整个汉字字字字库存放在存放在E2PROM内，程序根据要内，程序根据要显示示汉字的机内字的机内码来来调用用汉字字模2021/3/1151汉字点字点阵提取（提取（LED显示屏控制）示屏控制）软件件2021/3/11524.8×8 LED点点阵与与单片机的接口片机的接口2021/3/1153u图7–23中，中，LED点点阵的列的列选通由通由单片机的片机的P1口口发出，通出，通过串入并出的串入并出的8位移位寄存器位移位寄存器74HC595输出端送到出端送到显示屏示屏的列上；的列上；u紧接着再接着再选通相通相应的行的行显示，示，LED点点阵的行的行选通通线由由单片机片机P2口的口的P2.0、、P2.1、、P2.2通通过74LS244将数据将数据缓冲后，冲后，再通再通过74LS138形成形成8条行条行选通信号，通信号，u然后通然后通过74LS00以及三极管以及三极管驱动电路得到高路得到高电平有效的平有效的驱动信号。

信号u由于三极管的由于三极管的输出特性具有恒流的性出特性具有恒流的性质，所以可采用三，所以可采用三极管极管驱动LED2021/3/115474HC595 移位寄存器移位寄存器u74HC595是是带锁存存输出的串入并出的出的串入并出的8位移位寄存器，其位移位寄存器，其引脚分布引脚分布见图7–24，其中：，其中：nSI是串行数据的是串行数据的输入端；入端；nQH'是是级联输出端，可以接下一个出端，可以接下一个74HC595的的SI引脚；引脚；nQA~QH是八位串行是八位串行输入数据的并行入数据的并行输出端；出端；nVCC、、GND分分别为电源和地；源和地；nRCK是是输出出锁存器的控制信号存器的控制信号nSCK是移位寄存器的移位是移位寄存器的移位时钟脉冲信号的，所以能脉冲信号的，所以能够做到做到输入串行移位与入串行移位与输出出锁存互不干存互不干扰n/G是是对输入数据的入数据的输出使能控制出使能控制n/SCLR为移位寄存器的清移位寄存器的清0输入端入端2021/3/11557.4 LED7.4 LED数码管显示技术（实训十二）数码管显示技术（实训十二）2021/3/1156例例1：：LED数数码管的静管的静态显示示 uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d}；；void main( ){ uchar num; while(1) { for(num=0;num<6;num++) { P1=table[num ];//显示示0~5 Delay_xMs(1000); //延延时 } }}2021/3/1157例例2：：LED数数码管的管的动态显示示u 74LS04: 字位字位显示示驱动 ；；74LS245：字段：字段显示示驱动u 共阴极数共阴极数码管管2021/3/1158例例2：：LED数数码管的管的动态显示示//显示字型示字型码uchar code table[]={0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d, 0x7d};…….while(1) { temp=0xfe; //位位选端控制端控制 for(i=0;i<5;i++) { P2=~temp; //位位选码取反后送取反后送P2口口 P1=table[i]; //显示字型示字型码送送P1 temp =temp<<1;//位位选码左移一位，左移一位，选中下一位中下一位LED Delay_xMs(1500); //延延时1500ms } } 2021/3/1159例例3：：LED数数码管的管的动态显示示程序程序优化化uchar code table[]={0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d, 0x7d};…….while(1) { temp=0xfe; //位位选端控制端控制 for(i=0;i<5;i++) { P1 = 0x00; // 关关显示示 P2=~temp; //位位选码取反后送取反后送P2口口 P1=table[i]; //显示字型示字型码送送P1 temp =temp<<1;//位位选码左移一位，左移一位，选中下一位中下一位LED Delay_xMs(1); //延延时1ms } } 2021/3/11603.LED数数码管在管在单片机工程中的片机工程中的实际应用用u变量量x如何在数如何在数码管上管上显示？示？ 调用用 Show(x);void show(uint dat){　　uchar temp，，k; k=dat; P1_0=0; temp=k/1000; k=k%1000; P0=Led_Show[temp]; Delay_xMs(1); P1_0=1; P1_1=0; temp=k/100; k=k%100; P0=Led_Show[temp]; Delay_xMs(1); P1_1=1;P1_2=0; temp=k/10; k=k%10; P0=Led_Show[temp]; Delay_xMs(1); P1_2=1;P1_3=0; P0=Led_Show[k]; Delay_xMs(1);P1_3=1;}2021/3/11617.5液晶液晶显示器（示器（LCD）接口技）接口技术uLCD显示器的分示器的分类u典型液晶典型液晶显示模示模块介介绍uAT89S51单片机与片机与LCD的接口及的接口及软件件编程程2021/3/11627.5.1 LCD显示器的分示器的分类按排列形状可分按排列形状可分为（（1）字段型：）字段型：以以长条状条状组成字符成字符显示。

主要用于数字示主要用于数字显示，示，也可用于也可用于显示西文字母或某些字符，已广泛用于示西文字母或某些字符，已广泛用于电子表、子表、计算器、数字算器、数字仪表中2）点）点阵字符型：字符型：专门用于用于显示字母、数字、符号等它示字母、数字、符号等它由若干由若干57或或510的点的点阵组成，每一点成，每一点阵显示一字符广泛示一字符广泛应用在各用在各类单片机片机应用系用系统中3）点）点阵图形型：形型：它是在平板上排列多行或多列，形成矩它是在平板上排列多行或多列，形成矩阵式的晶格点，点的大小可根据式的晶格点，点的大小可根据显示的清晰度来示的清晰度来设计广泛广泛应用于用于图形形显示，如用于笔示，如用于笔记本本电脑、彩色、彩色电视和和游游戏机等2021/3/11637.5.2典型液晶典型液晶显示模示模块介介绍（字符型（字符型LCM1602 ））u基本基本结构与特性构与特性　（　（1）液晶）液晶显示板示板:由若干由若干5x7或或5x10点点阵的字符构成，每的字符构成，每行行8、、16、、20、、24、、32、、40位，一般有位，一般有1行、行、2行及行及4行等　（　（2）模）模块电路框路框图:控制器控制器HD44780、、驱动器器HD441002021/3/11641602字符型液晶屏（字符型液晶屏（LCM）的特性）的特性①① 内部具有内部具有字符字符发生器生器ROM（（CGROM））,即即字符字符库②②模模块内有内有64字字节的自定的自定义字符字符RAM(CGRAM),用用户可自行定可自行定义8个个57点点阵字符。

字符③③ 模模块内有内有80字字节的数据的数据显示存示存储器（器（DDRAM）图7-30 ROM字符字符库的内容的内容2021/3/11652.LCM的引脚的引脚u一般一般16个引脚，也有少数的个引脚，也有少数的LCM为14个引脚，其中包括个引脚，其中包括8条数据条数据线、、3条控制条控制线和和3条条电源源线，，见表表7-3u通通过单片机写入模片机写入模块的命令和数据，就可的命令和数据，就可对显示方式和示方式和显示内容做出示内容做出选择2021/3/11662.LCM的引脚的引脚u一般一般16个引脚，也有少数的个引脚，也有少数的LCM为14个引脚，其中包括个引脚，其中包括8条数据条数据线、、3条控制条控制线和和3条条电源源线，，见表表7-3u通通过单片机写入模片机写入模块的命令和数据，就可的命令和数据，就可对显示方式和示方式和显示内容做出示内容做出选择2021/3/11673. 命令格式及功能命令格式及功能说明明2021/3/11683. 命令命令桥口及功能口及功能说明明2021/3/11693. 命令格式及功能命令格式及功能说明明2021/3/11702021/3/11712021/3/11727.5.3 51单片机与片机与LCD的接口及的接口及软件件编程程uAT89S51单片机与片机与LCD模模块的接口的接口u软件件编程程2021/3/11731.AT89S51单片机与片机与LCD模模块的接口的接口u数据端数据端DB0～～DB7直接与直接与单片机的片机的P0口相口相连u寄存器寄存器选择端端RS信号由信号由P2.6输出高低出高低电平来控制平来控制u使能端使能端E信号信号则由由单片机的和片机的和逻辑非后非后产生的信号与生的信号与P2.7共同共同选通控制通控制u当当P2.7为高高电平平时，， 和控制信号的配合可保和控制信号的配合可保证使能端使能端E选通。

当通当E选通通时，，结合合P2.6信号，通信号，通过P0口口进行数据行数据传输，，实现对字符型字符型LCD显示模示模块的每一次的每一次访问2021/3/11742.软件件编程程（（1）初始化）初始化 先先对LCD模模块进行初始化，否行初始化，否则模模块无法正常无法正常显示两种初始化方法两种初始化方法　　①① 利用模利用模块内部的复位内部的复位电路路进行初始化行初始化￿￿￿②￿￿￿￿②￿软件初始化件初始化wr_lcd_comm (0x38);wr_lcd_comm (0x38);wr_lcd_comm (0x38);wr_lcd_comm (0x0C);wr_lcd_comm (0x01);wr_lcd_comm (0x06);2021/3/1175图形液晶形液晶显示屏示屏u图形形显示示LCM的的显示部分由按行列排列的点示部分由按行列排列的点阵构成构成u特点：特点：n可以可以显示字符、示字符、图形或形或汉字字n每个点可以每个点可以单独控制是否独控制是否显示示n字字库的存的存储和和显示与示与LED点点阵模模块一一样，需要借助字模提，需要借助字模提取取软件提取字模件提取字模2021/3/11767.6 键盘与与显示器示器综合使用合使用u利用串行口利用串行口实现的的键盘/显示器接口示器接口u利用利用8255扩展展实现的的键盘/显示器接口示器接口2021/3/11771. 利用串行口利用串行口实现的的键盘/显示器接口示器接口2021/3/11782. 利用利用8255扩展展实现的的键盘/显示器接口示器接口2021/3/11793.利用利用8155扩展展实现的的键盘/显示器接口示器接口2021/3/11807.7 根据液晶的根据液晶的时序序图进行行编程（程（实训））uLCDl602与与单片机的片机的连接接电路路u详见：：2021/3/1181液晶模液晶模块的引脚功能的引脚功能2021/3/11827.8 7.8 根据说明对根据说明对128*64128*64汉字液晶进行编程汉字液晶进行编程u128*64汉字液晶的字液晶的说明明书u根据根据说明明对128*64汉字液晶字液晶进行行编程程2021/3/11832.模模块接口接口说明明引脚号引脚号引脚名称引脚名称电平平引脚功能描述引脚功能描述1 1VSSVSS0V0V电源地源地2 2VCCVCC3.0+5V3.0+5V电源正源正3 3V0V0- -对比度（亮度）比度（亮度）调整整4 4RS(CSRS(CS））H/LH/L数据、命令数据、命令选择端，端，RS=“H”RS=“H”表示表示显示数据，示数据，RS=“L”,RS=“L”,表示表示显示指令示指令5 5R/W(SID)R/W(SID)H/LH/L读写控制信号，或串行数据写控制信号，或串行数据输入入6 6E(SCLK)E(SCLK)H/LH/L使能信号使能信号7~147~14DB0~ DB7DB0~ DB7H/LH/L三三态数据数据线1515PSBPSBH/LH/LH H：：8 8位或位或4 4位并口方式，位并口方式，L L：：串口方式串口方式1616NCNC- -空脚空脚1717/RESET/RESETH/LH/L复位端，低复位端，低电平有效平有效1818VOUTVOUT- -LCDLCD驱动电压输出端出端1919A AVDDVDD背光源正端（背光源正端（+5V+5V））2020K KVSSVSS背光源背光源负端端2021/3/1184LCD控制器接口信号控制器接口信号说明：明：uRS，，R/W的配合的配合选择决定控制界面的决定控制界面的4种模式种模式 对液晶的液晶的读写控制写控制　　 uE信号信号　　E信号是使能信号，当信号是使能信号，当E的引脚的引脚逻辑状状态由高由高电平平变为低低电平平时，液晶才，液晶才执行行读写状写状态。

RSRSR/WR/W功能功能说明明0 00 0MPUMPU写指令到指令写指令到指令暂存器（存器（IRIR））0 01 1读出忙出忙标志（志（BFBF）及地址）及地址记数器（数器（ACAC）的状）的状态1 10 0MPUMPU写入数据到数据写入数据到数据暂存器（存器（DRDR））1 11 1MPUMPU从数据从数据暂存器（存器（DRDR）中）中读出数据出数据2021/3/11853.液晶内部的寄存器液晶内部的寄存器● 忙忙标志志:BFBF标志提供内部工作情况志提供内部工作情况.BF=1表示模表示模块在在进行内部操作，行内部操作，此此时模模块不接受外部指令和数据不接受外部指令和数据.BF=0时，模，模块为准准备状状态,随随时可接受外部指令和数据可接受外部指令和数据●字型字型产生生ROM（（CGROM））字型字型产生生ROM（（CGROM）提供）提供8192个此触个此触发器是用于模器是用于模块屏幕屏幕显示开和关的控制示开和关的控制●显示数据示数据RAM（（DDRAM））模模块内部内部显示数据示数据RAM提供提供64×2个位元个位元组的空的空间●字型字型产生生RAM(CGRAM)字型字型产生生RAM提供提供图象定象定义(造字造字)功能功能, 可以提供四可以提供四组16×16点的自定点的自定义图象空象空间2021/3/11863.液晶内部的寄存器液晶内部的寄存器●地址地址计数器数器AC地址地址计数器是用来数器是用来贮存存DDRAM/CGRAM之一的地址之一的地址,●光光标/闪烁控制控制电路路此模此模块提供硬体光提供硬体光标及及闪烁控制控制电路，由地址路，由地址计数器的数器的值来指定来指定DDRAM中的光中的光标或或闪烁位置。

位置2021/3/11874.液晶的指令液晶的指令说明明2021/3/11884.液晶的指令液晶的指令说明明2021/3/11894.液晶的指令液晶的指令说明明2021/3/11904.液晶的指令液晶的指令说明明2021/3/11914.液晶的指令液晶的指令说明明2021/3/11924.液晶的指令液晶的指令说明明2021/3/11932021/3/11944.液晶的指令液晶的指令说明明2021/3/11954.液晶的指令液晶的指令说明明2021/3/11964.液晶的指令液晶的指令说明明2021/3/11976.编程程显示示图形或形或汉字字u图形形显示示n水平方向水平方向X以字以字为单位，垂直方向位，垂直方向Y以位以位为单位先设垂直垂直地址再地址再设水平地址水平地址(连续写入两个字写入两个字节的的资料来完成垂直与料来完成垂直与水平的坐水平的坐标地址地址)u中文字符中文字符显示示n液晶自液晶自带中文字中文字库，每屏可，每屏可显示示4行行8列共列共32个个16×16点点阵的的汉字字符显示的示的RAM的地址与的地址与32个字符个字符显示区域有着示区域有着一一一一对应的关系，其的关系，其对应关系如关系如图7-44所示。

所示2021/3/11987.8.2根据根据说明明书对128*64汉字液晶字液晶进行行编程程u根据根据资料，液晶提供两种界面来料，液晶提供两种界面来连接微接微处理器，理器，8位并行位并行方式以及串行方式以及串行连接方式接方式u以并行以并行连接方式接方式为例例2021/3/1199定定义LCD的控制的控制IO#include#includesbit RS = P1^3;sbit RW = P1^4;sbit E = P1^5;sbit PSB = P1^6;sbit RST = P1^7;#define LCDPORT P2#define DATA 1#define COMM 02021/3/11100LCD12864(ST7920 8位数据位数据)忙判断忙判断void check_busy(void){ unsigned char busy; do{ RS = 0;RW = 1;E = 1;_nop_();busy = LCDPORT; }while((busy & 0x80)); E = 0;}2021/3/11101写入数据写入数据/命令到命令到LCD12864u输入参数入参数 flag: 0.命令；命令；1.数据；数据； dat:写入的数据写入的数据/命令命令void lcd_write(bit flag,unsigned char dat){ check_busy(); RS = flag; RW = 0;LCDPORT = dat; _nop_();_nop_();E = 1; _nop_();_nop_();E = 0;}2021/3/11102LCD12864初始化初始化为文本模式文本模式void lcd_init_text(void){lcd_write(COMM,0x30); delay(100);delay(100);lcd_write(COMM,0x30); delay(100); delay(100);lcd_write(COMM,0x0c); delay(100); delay(100);lcd_write(COMM,0x6);delay(100); delay(100);lcd_write(COMM,0x1);}2021/3/11103写指向写指向RAM的字符串的字符串u输入入为字串指字串指针void write_str_ram(unsigned char *str){ while(*(str) != 0){ lcd_write(DATA,*str++);}}2021/3/11104void main(void){ PSB = 1; LCDPORT = 0x0; delay(100); RST = 0; delay(100); RST = 1; delay(100); lcd_init_text(); delay(100); //write_str_ram("Hello world!"); write_str_ram(“广西大学广西大学计电学院学院"); while(1);}2021/3/11105思考与思考与练习1．．对于由机械式按于由机械式按键组成的成的键盘，，应如何消除按如何消除按键抖抖动？独立式？独立式按按键和矩和矩阵式按式按键分分别具有什么特点？适用于什么具有什么特点？适用于什么场合？合？2．．请叙述行列式叙述行列式键盘的工作原理。

中断方式与的工作原理中断方式与查询方式的方式的键盘，，其硬件和其硬件和软件有何不同件有何不同?3．．试用用AT89S51的的P1口作口作8个按个按键的独立式的独立式键盘接口，接口，试画出其画出其中断方式的接口中断方式的接口电路及路及编制出相制出相应的的键盘处理程序4．．请用用AT89S51的的Pl口口设计一个一个16个个键的的键盘电路，并路，并编写出相写出相应的的键盘程序5．．请叙述叙述LED显示器的静示器的静态与与动态显示原理什么是示原理什么是LED显示器示器的字符的字符码?6．要．要实现LED动态显示需不断示需不断调用用动态显示程序，除采用子程序示程序，除采用子程序调用法外，用法外，还可采用其他什么方法？可采用其他什么方法？试比比较其与子程序其与子程序调用法的用法的优劣2021/3/11106思考与思考与练习7．．LCD与与LED显示器在示器在结构和构和驱动上有何不同？上有何不同？8．．试用串行口用串行口扩展展4个个LED显示器示器电路，路，编程使数程使数码管管轮流流显示示YOUR和和GOOD，每隔，每隔1秒秒钟变换一次9．．试设计一个用一个用8155与与32个个键盘连接的接口接的接口电路。

并路并编写用写用8155定定时器定器定时，每隔，每隔2秒秒钟读一次一次键盘，并将其，并将其读入的入的键值存入存入8155片内片内RAM 40H开始的开始的单元中的程序元中的程序2021/3/111072021/3/11108。