【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