键盘、显示及其接口技术

3 键 盘 、 显 示 及 其接口技术3.1 键 盘 及 其 接 口3.2 显 示 器 接 口3.3 HD7279键 盘 、 显 示 智 能 控 制 芯 片3.4 内 藏 HD61202控 制 器 图 形 液 晶 显 示 模 块 结束放映 3.1 键 盘 及 其 接 口3.1.1 概 述3.1.2 独 立 式 键 盘 接 口3.1.3 行 列 式 键 盘 上一页下一页返回本章 3.1.1 概 述 键 盘 是 由 若 干 按 键 组 成 的 开 关 矩 阵 ， 它 是 微 型计 算 机 最 常 用 的 输 入 设 备 ， 用 户 可 以 通 过 键 盘 向计 算 机 输 入 指 令 、 地 址 和 数 据 。 一 般 单 片 机 系 统中 采 用 非 编 码 键 盘 ， 非 编 码 键 盘 是 由 软 件 来 识 别键 盘 上 的 闭 合 键 ， 它 具 有 结 构 简 单 ， 使 用 灵 活 等特 点 ， 因 此 被 广 泛 应 用 于 单 片 机 系 统 。 上一页下一页 按 键 开 关 的 抖 动 问 题 组 成 键 盘 的 按 键 有 触 点 式 和 非 触 点 式 两 种 ， 单片 机 中 应 用 的 一 般 是 由 机 械 触 点 构 成 的 。 如 图 3 1所 示 。 由 于 按 键 是 机 械 触 点 ， 当 机 械 触 点 断 开 、 闭 合时 ， 会 有 抖 动 ， P1.0输 入 端 的 波 形 如 图 3 2所 示 。 常 用 去 抖 动 方 法 ： （ 1） 硬 件 方 法 增 加 去 抖 动 电 路 。 （ 2） 软 件 方 法 采 用 软 件 延 时 (10ms)躲 过 抖 动 上一页下一页返回本节 3.1.2 独 立 式 键 盘 接 口 独 立 式 按 键 是 指 直 接 用 I/O口 线 构 成 的 单 个 按键 电 路 。 每 根 I/O口 线 上 按 键 的 工 作 状 态 不 会 影响 其 他 I/O口 线 的 工 作 状 态 。 独 立 式 按 键 电 路 如图 3 3所 示 。 上一页下一页返回本节 3.1.3 行 列 式 键 盘1键盘工作原理 在 键 盘 中 按 键 数 量 较 多 时 ， 为 了 减 少 I/O口 的 占 用 ， 通常 将 按 键 排 列 成 矩 阵 形 式 ， 行 列 式 键 盘 电 路 原 理 如 图 34所 示 。 列 线 通 过 电 阻 接 正 电 源 ， 并 将 行 线 所 接 的 单 片 机 的 I/O口 (P1.4-P1.7)作 为 输 出 端 ， 而 列 线 所 接 的 I/O口 (P1.0-P1.3)则 作 为 输 入 。 当 按 键 没 有 按 下 时 ， 所 有 的 输 出 端 都是 高 电 平 ， 代 表 无 键 按 下 。 行 线 输 出 是 低 电 平 时 ， 一 旦有 键 按 下 ， 则 输 入 线 就 会 被 拉 低 ， 这 样 ， 通 过 读 输 入 线的 状 态 就 可 得 知 是 否 有 键 按 下 了 。 上一页下一页 2键盘扫描方式 行 扫 描 法 行 扫 描 法 又 称 为 逐 行 （ 或 列 ） 扫 描 查 询 法 ，是 一 种 最 常 用 的 按 键 识 别 方 法 。 (1)判 断 键 盘 中 有 无 键 按 下 将 全 部 行 线 Y0-Y3置 低 电 平 ， 然 后 检 测 列 线 的 状 态 。 只要 有 一 列 的 电 平 为 低 ， 则 表 示 键 盘 中 有 键 被 按 下 ， 而 且 闭合 的 键 位 于 低 电 平 线 与 4根 行 线 相 交 叉 的 4个 按 键 之 中 。 若所 有 列 线 均 为 高 电 平 ， 则 键 盘 中 无 键 按 下 。 (2)判 断 闭 合 键 所 在 的 位 置 在 判 定 有 键 按 下 后 逐 逐 行 置 低 电 平 ， 同 时 读 入 列 的 状 态 ，如 果 列 的 状 态 出 现 非 全 1状 态 ， 这 时 0状 态 的 行 、 列 交 点 的键 就 是 所 按 下 的 键 。 键 扫 描 子 程 序 框 图 如 图 3 5 所 示 。 上一页下一页返回本节 3.2 显 示 器 接 口3.2.1 LED显 示 器 接 口3.2.2 LCD显 示 器 接 口 上一页下一页返回本章 3.2.1 LED显 示 器 接 口1LED显示器结构与原理 LED显 示 块 是 由 发 光 二 极 管 显 示 字 段 的 显 示 器件 。 在 单 片 机 应 用 系 统 中 通 常 使 用 的 是 七 段 LED。这 种 显 示 块 有 共 阴 极 与 共 阳 极 两 种 ， 如 图 3 6所示 。 七 段 显 示 块 与 单 片 机 接 口 非 常 容 易 。 如 表 31所 示 。 上一页下一页 2LED显示器与显示方式 在 单 片 机 应 用 系 统 中 使 用 LED显 示 块 构 成 N位LED显 示 器 。 图 3 7是 N位 显 示 器 的 构 成 原 理 。 LED显 示 器 有 两 种 方 式 ：（ 1） LED静 态 显 示 方 式 （ 如 图 3 8所 示 ） （ 2） LED动 态 显 示 方 式 （ 如 图 3 9所 示 ） 上一页下一页 3LED显示器接口实例 从 LED显 示 器 的 原 理 可 知 ， 为 了 显 示 字 母 与 数字 ， 必 须 最 终 转 换 成 相 应 的 段 选 码 。 这 种 转 换 可以 通 过 硬 件 译 码 器 或 软 件 进 行 译 码 。l硬 件 译 码 器 LED显 示 器 接 口 （ 如 图 3 10所 示 ）l软 件 译 码 LED显 示 器 接 口 （ 如 图 3 11、 3 12所 示 ） 上一页下一页返回本节 3.2.2 LCD显 示 器 接 口1LCD的基本结构及工作原理液 晶 显 示 器 基 本 结 构 上一页下一页 2LCD的驱动方式 静 态 驱 动 方 式 ： 静 态 驱 动 回 路 及 波 形 如 图 313所 示 ， 图 中 LCD表 示 某 个 液 晶 显 示 段 。 时 分 割 驱 动 电 压 平 均 化 ： 当 显 示 字 段 增 多 时 ，为 减 少 引 出 线 和 驱 动 回 路 数 ， 需 要 采 用 时 分 割 驱动 法 。 时 分 割 驱 动 方 式 通 常 采 用 电 压 平 均 化 法 ，其 占 空 比 有 1/2， 1/8， 1/11， 1/16， 1/32， 1/64等 ，偏 比 有 1/2， 1/3， 1/4， 1/5， 1/7， 1/9等 。 上一页下一页 3LCD接口实例 硬 件 接 口 电 路 ： 图 3 14为 六 位 液 晶 静 态 显 示电 路 。 典 型 显 示 子 程 序 ： 设 显 示 缓 冲 区 为 8031片 内RAM的 22H 27H六 个 单 元 依 次 放 置 六 位 分 离 的BCD码 。 上一页下一页返回本节 3.3 HD7279键 盘 、 显 示 智 能 控 制 芯 片是 一 片 具 有 串 行 接 口 的 可 同 时 驱 动 8位 共 阴 式 数码 管 （ 或 64只 独 立 LED） 的 智 能 显 示 驱 动 芯 片 ，该 芯 片 同 时 还 可 连 接 多 达 64键 的 键 盘 矩 阵 ， 单 片即 可 完 成 LED显 示 、 键 盘 接 口 的 全 部 功 能 。 HD7279键 盘 、 显 示 智 能 控 制 芯 片 。 上一页下一页返回本章 7.4 内 藏 HD61202控 制 器 图 形 液 晶 显 示 模 点 阵 式 液 晶 显 示 器 件 (LCD) 因 为 其 体 积 小 、重 量 轻 、 显 示 信 息 量 大 ,特 别 是 能 够 显 示 汉 字 和图 形 曲 线 的 突 出 优 点 ,被 广 泛 应 用 于 各 种 仪 器 仪表 、 电 子 显 示 装 置 、 计 算 机 显 示 终 端 等 诸 多 场 合 ,实 现 人 机 对 话 和 各 种 测 量 处 理 结 果 的 显 示 ,特 别是 在 便 携 式 仪 器 仪 表 中 具 有 广 阔 的 应 用 前 景 。 内 藏 HD61202控 制 器 图 形 液 晶 显 示 模 上一页下一页返回本章 THANK YOU VERY MUCH ！本 章 结 束 ！ 返回本章 图 3 1 机 械 触 点 式 按 键 P1.0返回 图 3 2 键 闭 合 和 断 开 时 的 电 压 抖 动 返回 8031 INT0 I/O 8031 图 8-1-1 独 立 式 按 键 电 路（ ） （ ） 查 询 方 式 I/O 中 断 方 式 +5V INT1 图 3 3 独 立 式 按 键 电 路 返回 图 3 4 行 列 式 键 盘 原 理 电 路返回 图 3 5 键 扫 描 子 程 序 框 图调 用 子 程 序 延 时 6ms调 用 子 程 序 延 时 12ms 开 始有 键 闭 合 否 ？ 有 键 闭 合 否 ？判 断 闭 合 键 键 号 栈闭 合 键 释 放 否 ？ 输 入 键 号 A返 回 Y N N Y N Y返回 （ a） 共 阴 极 （ b） 共 阳 极 （ c） 管 脚 配 置图 3 6 七 段 LED显 示 块返回 a b c d e f Rdpa b c d e f Rdp a b c d e f Rdp a b c d e f Rdp a b c d e f Rdp 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 I/O口 位 选 控 制 I/O口 段 选 控 制图 3 7 N位 LED显 示 器 返回 GND/+5V GND/+5V GND/+5V GND/+5V GND/+5V I/O（ 1） I/O（ 2） I/O（ 3） I/O（ 4）图 3 8 四 位 静 态 LED显 示 器 电 路返回 图 3 9 八 位 LED动 态 显 示 器 电 路 I/O（ 1） D D D D D D D DI/O（ 2）7 56 4 3 2 1 0返回 图 3 10 利 用 硬 件 译 码 器 的 七 段 LED接 口 电 路 返回 图 3 11 通 过 8155扩 展 I/O口 控 制 的 8位 LED动 态 显 示 接 口返回 图 3 12 动 态 显 示 子 程 序 流 程 图返回 （ a） 驱 动 回 路 （ b） 真 值 表 （ c） 驱 动 波 形图 3 13 静 态 驱 动 回 路 及 波 形返回 图 3 14 六 位 LED静 态 显 示 电 路 返回 表71 七段LED的段选码 返回