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單片機(jī)的接口技術(shù)ppt課件-展示頁

2025-03-31 06:22本頁面
  

【正文】 按鍵閉合時的電壓抖動波形見圖 98。 ? 為了確保對一次按鍵動作只確認(rèn)一次按鍵有效 , 必須消除抖動期 t1和 t3的影響 。 圖 97 鍵盤開關(guān)及其行線波形 2. 按鍵的識別 ? 鍵的閉合與否 , 行線輸出電壓上就是呈現(xiàn)高電平或低電平 。 如 圖 97( a) 所示 , 按鍵開關(guān)的兩端分別連接在行線和列線上 , 通過鍵盤開關(guān)機(jī)械觸點(diǎn)的斷開 、 閉合 , 其行線電壓輸出波形如 圖 97( b) 所示 。 鍵盤接口的任務(wù) 1. 鍵盤輸入的特點(diǎn) ? 常見鍵盤:觸摸式鍵盤 、 薄膜鍵盤和按鍵式鍵盤 , 最常用的是按鍵式鍵盤 。 (2)識別哪一個鍵被按下 , 并求出相應(yīng)的鍵值 。 如果 “ 掃描 ” 速率較低 , 會出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象 。 ? 動態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)是硬件電路簡單 , 顯示器越多 , 優(yōu)勢越明顯 。 ? 圖 96所示為 8位 LED動態(tài)顯示 。 ? LED不同位顯示的時間間隔 ( 掃描間隔 ) 應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定 。即在某一時刻,只讓某一位的位選線處于選通狀態(tài),而其他各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài),同時,段碼線上輸出相應(yīng)位要有顯示的字符的段碼。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。 ? 在多位 LED顯示時,為簡化硬件電路,通常將所有顯示位的段碼線的相應(yīng)段并聯(lián)在一起,由一個 8位 I/O口控制,而各位的共陽極或共陰極分別由相應(yīng)的 I/O線控制,形成各位的分時選通。因此在顯示位數(shù)較多的情況下,所需的電流比較大,對電源的要求也就隨之增高,這時一般都采用動態(tài)顯示方式。 ? 圖 94為 4位 LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示器電路,各位可獨(dú)立顯示,靜態(tài)顯示方式接口編程容易,但是占用口線較多。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,直到送入另一個字符的段碼為止。 圖 93 4位 LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)原理圖 1. LED靜態(tài)顯示方式 ? 無論多少位 LED數(shù)碼管,同時處于顯示狀態(tài)。 N位位選線和 8 ? N條段碼線 。本章均以“ 8”字型的 LED數(shù)碼管為例 。 表 91 段碼與字節(jié)中各位的對應(yīng)關(guān)系 代碼位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 顯示段 dp g f e d c b a ? 顯示各種字符的 8段 LED數(shù)碼管的段碼如表 92所示 表 92 8段 LED段碼 ? 其它顯示器 ? 除 “ 8”字型的 LED數(shù)碼管外,市面上還有“ 177。 各段與字節(jié)中各位對應(yīng)關(guān)系如表 91所示 。 正好是一個字節(jié) 。 圖 91 8段 LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)及外形 ? 8段 LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu) ? 8段 LED數(shù)碼管的字型碼 ? 為了使數(shù)碼管顯示不同的符號或數(shù)字 , 要把某些段發(fā)光二極管點(diǎn)亮 , 就要為 LED數(shù)碼管提供段碼 ( 字型碼 ) 。 當(dāng)陽極為高電平時 , 發(fā)光二極管點(diǎn)亮 。 有共陽極和共陰極兩種 , 如圖 91所示 。 LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu) ? 常見的 LED數(shù)碼管為 “ 8” 字型的 , 共計(jì) 8段 。 51單片機(jī)的 I/O外設(shè)的接口 本章內(nèi)容 ? 51單片機(jī)的鍵盤與顯示器接口 ? 鍵盤、顯示器接口芯片 8279 LED數(shù)碼管的接口 ? LED( Light Emitting Diode) 發(fā)光二極管縮寫 。 ? LED數(shù)碼管是由發(fā)光二極管構(gòu)成的 。 每一段對應(yīng)一個發(fā)光二極管 。 ? 共陰極發(fā)光二極管的陰極連在一起 , 通常公共陰極接地 。 ? 共陽極 LED數(shù)碼管的發(fā)光二極管的陽極連接在一起 , 公共陽極接正電壓 , 當(dāng)某個發(fā)光二極管的陰極接低電平時 , 發(fā)光二極管被點(diǎn)亮 , 相應(yīng)的段被顯示 。 ? LED數(shù)碼管共計(jì) 8段 。 習(xí)慣上是以 “ a” 段對應(yīng)段碼字節(jié)的最低位 。 按照上述格式,顯示各種字符的 8段 LED數(shù)碼管的段碼如表 102所示。 1”型、“米”字型和“點(diǎn)陣”型 LED顯示器,如 圖 92所示。 圖 92 其他各種字型的 LED顯示器 LED數(shù)碼管工作原理 ? 圖 93所示為顯示 4位字符的 LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)原理圖 。 段碼線控制顯示字型 , 而位選線控制著該顯示位的 LED數(shù)碼管的亮或暗 。 ? 靜態(tài)顯示方式,各位的 共陰極(或共陽極 )連接在一起并接地(或接+5V);每位的段碼線( a~ dp)分別與一個 8位的 I/O口鎖存器輸出相連。正因?yàn)槿绱?,靜態(tài)顯示方式的顯示無閃爍,亮度都較高,軟件控制比較容易。 ? 對圖 94電路,若用 I/O口線接口,要占用 4個 8位 I/O口。 ? LED數(shù)碼管有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種 顯示方式 圖 94 4位 LED靜態(tài)顯示電路 1. LED靜態(tài)顯示方式 2. LED動態(tài)顯示方式 ? 無論在任何時刻只有一個 LED數(shù)碼管處于顯示狀態(tài),即單片機(jī)采用“掃描”方式控制各個數(shù)碼管輪流顯示。 ? 圖 95所示為一個 4位 8段 LED動態(tài)顯示電路。必須采用動態(tài)的“掃描”顯示方式。 圖 95 4位 8段 LED動態(tài)顯示電路 2. LED動態(tài)顯示方式 ? 雖然這些字符是在不同時刻出現(xiàn) , 而在同一時刻 , 只有一位顯示 , 其他各位熄滅 , 由于余輝和人眼的 “ 視覺暫留 ” 作用 , 只要每位顯示間隔足夠短 ,則可以造成 “ 多位同時亮 ” 的假象 , 達(dá)到同時顯示的效果 。 顯示位數(shù)多 , 將占大量的單片機(jī)時間 , 因此動態(tài)顯示的實(shí)質(zhì)是以犧牲單片機(jī)時間來換取 I/O端口的減少 。 圖 96( a) 所示為顯示過程 , 某一時刻 , 只有一位 LED被選通顯示 , 其余位則是熄滅的; ? 圖 96( b) 所示為實(shí)際的顯示結(jié)果 , 人眼看到的是 8位穩(wěn)定的同時顯示的字符 。 缺點(diǎn)是顯示亮度不如靜態(tài)顯示的亮度高 。 2. LED動態(tài)顯示方式 圖 96 8位 LED動態(tài)顯示過程和結(jié)果 2. LED動態(tài)顯示方式 9. 2 單片機(jī)鍵盤接口技術(shù) ? 鍵盤輸入需解決三個問題 (1)判別是否有鍵按下 ? 若有 , 進(jìn)入下一步工作 。 (3)根據(jù)鍵值 , 找到相應(yīng)鍵值的處理程序入口 。按鍵實(shí)質(zhì)上就是一個開關(guān) 。 圖 97 鍵盤開關(guān)及其行線波形 1. 鍵盤輸入的特點(diǎn) ? 圖 97( 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(fù)脈沖 ) , 抖動時間長短與開關(guān)的機(jī)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 。 高電平 , 表示鍵斷開 , 低電平則表示鍵閉合 , 通過對行線電平的高低狀態(tài)的檢測 , 可確認(rèn)按鍵按下以及按鍵釋放與否 。 通常 t1和 t3小于 10ms。 抖動時間 < 10ms 開關(guān)動作時間 > 100ms “ 1 ” “ 0 ” < 10ms 圖 鍵閉合和斷開時的電壓抖動 3. 如何消除按鍵的抖動 ? 按鍵去抖動的方法有兩種: ? 一種軟件延時 , 思想是:在檢測到有鍵按下時 , 該鍵所對應(yīng)的行線為低電平 , 執(zhí)行一段延時 10ms的子程序后 , 確認(rèn)該行線電平是否仍為低電平 , 如果仍為低電平 , 則確認(rèn)該行確實(shí)有鍵按下 。 采取本措施 , 可消除兩個抖動期 t1和 t3的影響 。 1. 非編碼鍵盤 ? 非編碼鍵盤是利用按鍵直接與單片機(jī)相連接而成 , 它通常使用在按鍵數(shù)量較少 ,系統(tǒng)功能較簡單 , 需處理的任務(wù)較少的場合 , 可以降低成本 、 簡化電路設(shè)計(jì) 。 ( 1) 獨(dú)立式 鍵盤 : ? 結(jié)構(gòu): 一組相互獨(dú)立的鍵盤 , 每個鍵盤都與單片機(jī)的 I/O口的一條口線連接 , 相互獨(dú)立 。 ? 原理: 當(dāng)任何一個鍵被按下時 , 與其相連的輸入線被置成 “ 0” , 平時該線為 “ 1” 。 ? 特點(diǎn): 接口簡單 , 但若鍵較多 , 將占用許多 I/O線 。 ? 鍵 處理 子 程序 KEYIN: MOV A,0FFH ;置 P1口為 “ 1”,設(shè)置 P1口為輸入狀態(tài) MOV P1,A MOV A,P1 ;輸入鍵狀態(tài) CJNE A,0FFH,QUDOU ;有鍵按下,跳去抖動 LJMP RETURN ;無鍵按下,返回 QUDOU: MOV R3,A ; 8個按鍵的狀態(tài)送 R3保存 LCALL DELAY10 ;調(diào)用延時子程序,軟件去鍵抖動 MOV A,P1 ;再一次讀入 8個按鍵的狀態(tài) CJNE A,R3,RETURN ;兩次鍵值比較,不同,是抖動引起,轉(zhuǎn) RETURN JNB ,P0F ;查詢 0號鍵 JNB ,P1F ;查詢 1號鍵 JNB ,P2F ;查詢 2號鍵 JNB ,P3F ;查詢 3號鍵 JNB ,P4F ;查詢 4號鍵 JNB ,P5F ;查詢 5號鍵 JNB ,P6F ;查詢 6號鍵 JNB ,P7F ;查詢 7號鍵 ? 鍵處理程序 ( 續(xù) ) LJMP RETURN P0F: LJMP PROM0 ;入口地址表 P1F: LJMP PROM1 …… P6F: LJMP PROM6 P7F: LJMP PROM7 PROM0: …… ; 0號鍵功能程序 …… LJMP RETURN ; 0號鍵處理完返回鍵盤掃描 …… PROM7: …… ; 7號鍵功能程序 …… LJMP RETURN ; 7號鍵處理完返回鍵盤掃描 RETURN RET ( 2)矩陣式(行列式)鍵盤 ? 結(jié)構(gòu): 鍵的數(shù)目多 , 將鍵按行列排成矩陣形式 。 圖 910為 4 4的矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu) 。 ① 掃描法 ? 第 1步 , 識別鍵盤有無鍵按下: ? 列線輸出全 0 ? 然后輸入行線狀態(tài) , 若行線狀態(tài)為全 1( 1111 ) 則沒有鍵按下; ? 若行線狀態(tài)一定不為全為 1, 則一定有任一鍵按下 。 然后輸入行線狀態(tài) , 若行線狀態(tài)為全 1( 1111 ) , 即按鍵不在此列線交叉點(diǎn)上 , 繼續(xù)掃描 。 ? 每個鍵的鍵碼 ? 負(fù)邏輯表示 行列線數(shù)據(jù)求反組合,上例中的各鍵值分別為: 88H 84H 82H 81H 48H 44H 42H 41H 28H 24H 22H 21H 18H 14H 12H 11H ? 正邏輯表示 行列線數(shù)據(jù)直接組合,圖 910中的各鍵碼分別為: 77H 7BH 7DH 7EH B7H BBH BDH BEH D7H DBH DDH DEH E7H EBH EDH EEH ? 鍵盤接口完成的主要功能: ? 鍵盤掃描:判斷是否有鍵按下; ? 鍵識別:確定閉合鍵的行列位置; ? 產(chǎn)生閉合鍵鍵碼; ? 排除多鍵、串鍵(復(fù)按)及去抖動。 ? 鍵處理子程序 ? 在計(jì)算機(jī)中每一個鍵都對應(yīng)一個處理子程序,得到閉合鍵的鍵碼后,轉(zhuǎn)相應(yīng)的健處理子程序,實(shí)現(xiàn)該鍵所設(shè)定的功能。 ? 使用單片機(jī)本身的并行口或串行口; ? 使用通用接口芯片( 825 8155等); ? 使用專用接口芯片如 8279,周立功公司的 ZLG7289A, ZLG7290B, MAX7219,南京沁恒公司的 CH451, HD7279和 BC7281等。也有的系統(tǒng)僅單獨(dú)需要鍵盤或顯示器。 利用 AT89S51串行口實(shí)現(xiàn)的鍵盤 /顯示器接口(舉例) ? 使用 AT89S51的串行口的方式 0的輸出方式,構(gòu)成鍵盤 /顯示器接口,如 圖 913所示。這種方案主程序 可不必掃描顯示器 ,軟件設(shè)計(jì)簡單,使 單片機(jī)有 更多的時間 處理其他事務(wù) 。 圖 913 用 AT89S51串行口擴(kuò)展鍵盤 /顯示器 ? 顯示子程序: DIR: SETB ; =1,允許 TXD腳同步移位脈沖輸出 MOV R7,# 08H ; 送出的段碼個數(shù) MOV R0,# 7FH ; 7FH~ 78H為顯示數(shù)據(jù)緩沖區(qū) DL0: MOV A, R0 ; 取出要顯示的數(shù)送 A ADD A,# 0DH ; 加上偏移量 MOVC A, A+ PC ; 查段碼表 SEGTAB, 取出段碼 MOV SBUF , A ; 將段碼送串行口的 SBUF DL1: JNB TI, DL1 ; 查詢 1個字節(jié)的段碼輸出完否? CLR TI ; 1字節(jié)的段碼輸出完,清 TI標(biāo)志 DEC R0 ; 指向下一個顯示數(shù)據(jù)單元 DJNZ R7, DL0 ;段碼個數(shù)計(jì)數(shù)器 R7是否為 0,如不 ;為 0,繼續(xù)送段碼 CLR ; 8個段碼輸出完畢,關(guān)閉顯示器輸出 RET ; 返回 SEGTAB: DB 0C0H, 0F9H, 0A4H, 0B0H ;共陽極段碼表 DB 99H, 92H, 82H, 0F8H, 90H DB
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