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1、第三章 人机对话与数据通信,键盘 LCD显示器 触摸屏技术 串行总线数据通信 PTR2000无线数据传输,3.1 键盘,键盘的种类:键盘上闭合键的识别是由专用 硬件实现的,称为编码键盘,靠软件实现的称为非编码键盘。 键盘的接口必须解决下列的一些问题: (1)决定是否有键按下; (2)如有键按下,决定是哪一个键被按下; (3)确定被按键的读数; (4)反弹跳按键抖动的消除。 (5)处理同时按键即同时有一个以上的按键。,3.1.1 非编码键盘,1. 独立连接式非编码键盘,P,接 口,+V,10k*4,2.矩阵式非编码键盘,识别按键的方法,行扫描法 线反转法,线反转法,非编码键盘接口,3.1.2 键
2、盘信号的获取方法有三种: 程序扫描法 中断扫描法 定时中断法 3.1.3 编码键盘 编码键盘的基本任务是识别按键,提供按键读数,一个高质量的编码键盘还应具有反弹跳、处理同时按键等功能. 静态编码器普通编码器如74148 可编程键盘/显示接口 如8279,静态式编码器接口,0,1,2,3,4,5,6,7,10,11,12,13,1,2,3,4,8,9,7,6,74148,EI,A0,A1,A2,A2,A1,A0,a)接口电路,b)真值表,D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7,P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7,ALE,P2.7,RD,INT1
3、,8051,RL7 RL6 RL5 RL4 RL3 RL2 RL1 RL0,CLK,A0,WR,RD,IRQ,74LS373,RESET,SHIFT,CNTL,20F,+5V,2K,SL0 SL1 SL2,8279,74LS138 Y0Y7,VCC,+5V,15 14 13 12 11 10 9 8,7 6 5 4 3 2 1 0,BIC 8708,dp,BIC 8708,+5V,f,g,c,e,d,b,a,B0 B1 B2 B3 A0 A1 A2 A3,CS,WR,3.2 数码显示技术,液晶显示是一种功耗极低的被动式显示器件。其优点为:工作电流比LED小几个数量级,尺寸小,厚度约为LED的1
4、/3等。 LCD的驱动方式:驱动方式由电极引线的选择确定。即LCD选定后,其驱动方式也就随之确定了。 静态驱动 迭加驱动(时分驱动),3.2.1 LCD数码显示,3.2.1、七段LCD显示器,1.静态驱动方式,VA,2.迭加驱动方式: 迭加驱动方式通常采用电压平均法。其占空比有1/2、 1/8、1/12、1/16、1/32、1/64等,偏比有1/2、1/3、1/5、 1/7、1/9等。,某一段的驱动原理 (限制直流分量),A,3.硬件译码的LCD驱动接口-ICM7211,ICM7211AM与8031单片机的接口,BP ICM7211 D0 D1 D2 D3 DS1 DS2 CS1 CS2,=1
5、,=1,=1,=1,P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P2.7 WR,单 片 机,3.2.2、字符式LCD显示器,LCM-512-01A点阵字符式液晶显示模块: 自带驱动IC和液晶显示控制IC。该模块上的控制器是HD44780内部有字符发生器和显示数据存储器,可显示96个ASCII字符和92个特殊字符(加自定义8个)。,二. 模块各管脚的功能为:,Vss: 地线输入端。 VDD: +5V电源输入端。 Vo: 液晶显示面板亮度调节,通过1020K的电阻接到+5V和地之间起调节亮度的作用。图3-13所示为Vo的接法。 RS: 寄存器
6、选择信号输入线。当其为低电平时,选通指令寄存器;为高电平时选通数据寄存器。 R/W: 读/写信号输入线。低电平为写入,高电平为读出。 E: 使能信号输入线。读状态下,高电平有效;写状态下,下降沿有效。 714脚 D0D7: 数据总线。可以选择4位总线或8位总线操作,选择4位总线操作时使用D4D7。,三、HD44780指令集 1.清显示命令: 0 0 0 0 0 0 0 1(执行时间1.64ms) 2.光标返回命令: 0 0 0 0 0 0 1 *(执行时间1.64ms) 3:输入方式: 0 0 0 0 0 1 I/D S(执行时间40s) 设置光标、显示画面移动的方向。I/D=1,AC自动加1
7、, 光标右移一个字符位。S=0无效,S=1有效。 4.显示开关控制: 0 0 0 0 1 D C B 。 其中:D=1时开显示;D=0时关显示 C=1时光标显示;C=0时光标消失 B=1为闪烁启用;B=0时闪烁关闭 5.光标、显示画面移动: 0 0 0 1 S/C R/L * * 其中:S/C=1为显示画面位移;S/C=0为光标位移 R/L=1为右移;R/L=0为左移 6.功能设置: 0 0 1 DL N F * * 。 其中:DL=1表示数据总线有效位长为8位;DL=0表总线为4位. N=1表示字符行为两行;N=0表示字符行为一行. F=1表示字体为510点阵;F=0为57点阵. (高4有效
8、),7.CGRAM地址设置: 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 8.DDRAM地址设置: 1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 9.读BF及AC值: BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 10.写数据 11.读数据,3.2.3 图形式LCD显示器,一、MGLS-19264模块的内部电路结构,二、引出线的功能,1VCC:模块+5V电源输入端。 2GND:地线输入端。 3VO: 显示亮度调节。 4CSA、CSB:芯片选择控制。其值为00时选通HD61202(1),即选择左屏有效;值为01时选通HD61202(2),即选择中屏有效;值为10时选通HD6120
9、2(3),对应的选择右屏有效。 5D/I:数据、指令选择。D/I=1时进行数据操作;D/I=0时写指令或读状态。 6R/W:读写选择信号。R/W=1为读选通;R/W=0为写选通。 7E:读写使能信号。在E的下降沿,数据被写入HD61202;在E高电平期间,数据被读出。 8DB0DB7:数据总线。,三、HD61202显示RAM的地址结构,四.HD61202的指令系统,1.显示开/关指令 DB0=1时显示RAM内容 2.显示起始行设置 3.页设置指令 4.列地址设置指令 5.读状态指令 BUSY=1表忙; ON/OFF=1显示关闭; RESET=1复位状态 . 6.写数据指令 7.读数据指令,R/
10、W D/I B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1/0 0 0 1 1 显示起始行(0-63) 0 0 1 0 1 1 1 页号 0 0 0 1 显示列地址 1 1 BUSY 0 ON/OFF RESET 0 0 0 0 0 1 写数据 1 1 显示数据读,五、直接访问方式接口电路,3.3 触摸屏简介,一、触摸屏的原理 显示屏上绝对坐标的定位,目前分辨率可达40964096 技术性能:1.透明性;2.绝对坐标系统;3.检测与定位 二、触摸屏的分类 红外式 电阻式 电容式 表面声波式,电阻触摸屏,电阻触摸屏的主要部分是一块多层的复合电阻薄膜. 它最
11、大的特点是不怕油污,灰尘,水。电阻触摸屏 共同的缺点是因为复合薄膜的外层采用塑胶材料, 不知道的人太用力或使用锐器触摸可能划伤整个 触摸屏而导致报废。常用在PDA等手持设备或其它.,红外触摸屏以光束阻断技术为基本原理,不需要 在原来的显示器表面覆盖任何材料.其主要优点是价 格低廉、安装方便、可以用在各档次的计算机上。 缺点:发光二极管寿命比较短,影响了整个触摸屏的 寿命;红外线触摸屏由于依靠感应红外线运作,外界 光线变化会影响其准确性,且红外线触摸屏不防水不 防污物,甚至非常细小的外来物体也会导致误差, 影响性能。近来红外触摸技术有较大突破.主要应用 在较大尺寸上.,电容屏在原理上把人体当作一
12、个电容器元件的一个 电极使用,是利用人体的电流感应进行工作的. 电容 式触摸屏是众多触摸屏中最可靠、最精确的一种,但 价钱也是众多触摸屏中最昂贵的一种。缺点是反光严 重,最大缺点是漂移.,表面声波触摸屏是众多触摸屏中较可靠、较精确的一 种且其价格比适中,是现时触摸屏市场很畅销的产品。 它具有低辐射、不耀眼、不怕震、抗干扰强等特点;抗 刮伤性良好,不受温度、湿度等环境因素影响,寿命长 透光率高,能保持清晰透亮的图像质量;没有漂移,只 需安装时一次校正;有第三轴(即压力轴)响应。 灰尘、油污等对其表面影响较大。,三、触摸屏控制器ADS7843: 内置12位模数转换、低导通电阻模拟开关的串行接口芯片
13、,3.4 串行总线数据通讯,3.4.1、RS-232C总线标准及应用,电平转换芯片介绍,(1)驱动器的输出电平 逻辑0:+5V+15V; 逻辑1:-5V -15V (2)接收器的输入检测电平 逻辑0:+3V ; 逻辑1:-3V RS-232C使用的是负逻辑。 MAX232C: 两路电平转换驱动电路,兼容TTL与CMOS,3.4.2、RS-422/485标准总线及其应用,RS-449与RS-232C的主要差别是信号的传输方式不同。RS-449接口是利用信号导线之间的电位差,可在1200m的双绞线上进行数字通信,速率可达90kb/s。由于RS-449系统用平衡信号差电路传输高速信号,所以噪声低,又
14、可以多点或者使用公用线通信。 RS-422是RS-449标准的子集,规定了电气方面的要求。 RS-422A的传输率最大为10Mb/s,在此速率下,电缆允许长度为120m。如果采用较低传输速率,如90kb/s,最大距离可达1200m。 RS-485是RS-422A的变形。RS-422A为全双工,可同时发送和接收;RS-485则为半双工,在某一时刻,一个发送另一个接收。,RS-232C、RS-422A、RS485性能比较,3.4.3、USB通用串行总线及应用“Universal Serial Bus”,USB具有如下一些特点: USB接口统一了各种接口设备的连接头, 即插即用(plug-and-play),并能自动检测与配置系统的资源。 具有“热插拨“(hot attach CS=1,选择频道0,既434.33MHz。 (3) DO:数据输出。 (4) DI:数据输入 。 (5) GND:电源地。 (6) PWR:节能控制。PWR1,正常工作状态;PWR0,待机微功耗状态 。 (7) TXEN:发送接收控制。TXEN1时,模块为发送状态;TXEN0时,模块为接收状态。,PTR2000 接口电路,典型应用,