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1、单片机原理及应用第七章 MCS-51应用系统 的研制和调试第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 本章内容本章内容 键盘与显示接口技术 步进电机的单片机控制 单片机温度控制系统第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 7.1 键盘和显示接口技术 7.1.1 键盘接口技术 7.1.2 显示接口技术第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 7.1 键盘和显示接口技术在单片机应用系统中，键盘用于输入 数据、代码和命令；显示器用来显示单片 机的键入值、控制过程中间信息及运算结 果等。键盘和显示器是实现人机对话，两 个必不可少的功能配置。下面介绍键盘、 LED显示器及LCD显示器与单片机（MCU ）的
2、接口技术。第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 7.1.1 键盘接口技术键盘分两类：独立连接多键盘和行列式键盘。 独立式按键结构键盘第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 独立式按键结构的键盘是最简单的键盘电路，每 个键独立接入一根输入线。这种键盘的优点是结构 简单、使用十分方便，目前这种结构的键盘应用还 相当普遍，这种键盘的缺点是随着键数数量的增加 所占用的I/O口线也增加。独立式按键结构的键盘在没有键按下时，数据输 入线均为高电平，当有键按下时，与之对应的数据 线将变成低电平。因此可用位指令判别是否有键按 下。第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 带中断的独立连接键盘第7章 MC
3、S-51应用系统的研制和调试 独立式按键编程独立式按键编程ORG 0000HLJMP STARTSTART：MOV P1，#0FFHMOV A，P1 ；键字送AMOV DPTR，#ADRSS ；散转表首地址MOV R1，#00H ；初始键号LP1： RRC A ；开始查找键字JNC LP2 ；有键按下则转至LP2INC R1LJMP LP1采用查询法，利用位判别加散转指令，实现键盘的人机对话功能。 第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 LP2： MOV A，R1 ；修正变址值，实现程序散转ADD A，AJMP A+DPTR ADRSS：AJMP LOOP0 ；地址数据表AJMP LOOP-
4、AJMP LOOP7 LOOP0： - LOOP0: - ；散转入口地址-LJMP START- LOOP7： -LJMP STARTEND LOOP0： -第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 上例没有考虑去抖动，也没 有考虑有几个 键同时按下的情况在实际应用中是要考虑！注意第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 输出锁存器输入缓冲器行线列行列式键盘 第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 行列式键盘的结构行列式键盘的结构v直接使用I/O的键盘电路 MCU的I/O口输出具有锁 存器，输入具有缓冲器，因此应用I/O口直接与行线与列 线相连就可以组成行列式键盘。v利用I/O口和译码器的接
5、口电路v利用串行口的键盘接口电路第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 P10P11P12P00P01P02P03ABC由I/O口与译码器组成的行列式键盘第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 CPU先使第一行（ P14）为“0”，其余行为“1”读输入口P10P13的状态，若输入缓 冲器的状态全部为“1”，则表示所在行无键按 下；若输入缓冲器不全为“1”，说明所在行 有键按下，CPU停止当前行线扫描，转入到 列线扫描，列线P10 P13为“0”状态的列 表示对应列有键按下。这样，行线与列数交叉键就是扫描到的按键。行线P14P17为输出，列线P10P13为输入行列式键盘工作原理第7章 MCS
6、-51应用系统的研制和调试 键扫描方式 程控扫描方式：CPU从执行程序就开始了键盘的扫描 ，等待来是键盘的命令。 定时扫描方式：在程序初始化时，先对定时/计数器进 行设置，使其每10ms中断一次，每次中断，CPU将去扫 描一次键盘，若两次中断扫描到有键按下（这里考虑了 消抖动），CPU将对键作相应的处理。 中断扫描方式：采用中断扫描方式必需有外部中断接口 ，当有键按下时，产生中断请请求，CPU响应中断，在 中断服务程序扫描键盘，作相应处理。这是多任务应用 系统常用的一种方式。第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 扫描方式键盘编程 判断键盘上有无键按下：先对行进行扫描，当扫 描到行线有键按下
7、时，再对列线进行扫描，行线、 列线均为“0”状态的键就是当前的按键。 去除键的抖动：当扫描到有按键时，软件延时 10ms再判该键是否仍是按键，如是则确认该键是当 前的按键，若不是，则把它当成是误操作处理。 取键值：根据行号、列号建立一个键值数据表， 采用MOVC A，A+DPTR查表指令。键值存于： 闭合键的键码值=以（TAB（数据表首地址）+行号 +列号）为地址单元中的内容。第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 中断方式键盘编程中断方式键盘编程 下面以下面以4 44 4键盘为例来说明程序扫描键盘程序的编写：键盘为例来说明程序扫描键盘程序的编写： ORG 0000HLJMP STARTOR
8、G 2000HSTART：MOV R0，#0F7H;扫描初值（P13=0）M0V R1，#00H ;取码指针，为取码作准备LP1： MOV A，R0 ;开始扫描MOV P1，AMOV A，P1 ;读P1状态MOV R2，A ;为键盘消抖作准备SETB CMOV R3，#04H ;每次列扫描数第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 LP2： RLC A ;按键字左移一位JNC KEY ;有键按下转KEY LP3： INC R1 ;无键按下，取码指针加1DJNZ R3，LP2 ;4列未完，则继续扫描列线MOV A，R0 ;扫描值送累加器SETB C ;扫描下一行RRC AMOV R0，A ;取回
9、当前扫描值JC LP1 ;未扫描完继续扫LJMP START ;4行扫描完后程序回到起始位置;重新开始扫描 KEY：LCALL DS10MS ;10ms后取回的扫描值仍等于原值，;说明有键按下，否则当键抖动处理。第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 MOV A，P1XRL A，R2JNZ LP3 ;所取扫描值与原值不等，;程序转LP3LP4 ： MOV A，P1 ;判按键是否放下XRL A，R2JZ LP4 MOV A，R1 ;取码指针送累加器MOV DPTR，#TAB ;键值数据表起始地址MOVC A，A+DPTRLJMP STARTDS10MS：MOV R6，#60第7章 MCS-51
10、应用系统的研制和调试 LOOP1： MOV R7，#248DJNZ R7，$DJNZ R6，LOOP1RETORG TABTAB： DB 01H，02H，03H，0AHDB 04H，05H，06H，0BHDB 07H，08H，09H，0CHDB 0EH，00H，0FH，0DHEND第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 7.1.2 显示接口技术一）显示器结构与原理一）显示器结构与原理 LED数码管是由发光二极管显示字段的显示器件。在微机应用系统中通常使用的是七段LED。这种显示块有共阴极与共阳极两种。 第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 aabcdefghabcdefghbcdef g
11、hgfGNDabedGNDcdp共阳极共阴极符号与引脚LED显示器第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 数码管既可直接接单片机的口线（如果是P0 口的话，只能接共阳极的，接共阴的要接上拉电 阻），又可通过锁存器接单片机口线。二）二）LEDLED显示接口技术显示接口技术（1）静态显示接口技术所谓静态显示，就是每一个显示器都要占用单独的 具有锁存功能的I/O接口用于笔划段字形代码。 通过MCU的口线的显示接口电路 第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 aabcdefghbc def ghP1GND单片机的I/O口直接与LED显示器相连第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 通过通过MCU
12、MCU口线和译码驱动的显示接口口线和译码驱动的显示接口I/O口线与译码器构成静态显示电路第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 利用串行总线控制的显示接口利用串行总线控制的显示接口 串行口构成静态显示电路第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 （2）动态显示接口技术 abcdefgh+5VVCCae dfchgbdf gahcbeP0+5VVCCP10 P11单片机动态显示扫描电路动态扫描显示接口电路。接口电路是把所有显示器的8个笔划段a-h同名端连在一起，而每一个显示器的公共极COM是各自独立地受I/O线控制。 第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 所谓动态扫描就是指我们采用分时的方
13、法，轮流控制所谓动态扫描就是指我们采用分时的方法，轮流控制 各个显示器的各个显示器的COMCOM端，使各个显示器轮流点亮。端，使各个显示器轮流点亮。ORG 0000HLJMP STARTORG 0030HSTART： MOV A，20HMOV DPTR #TABMOVC A，A+DPTRMOV P0，ACLR P1.1LCALL DS1MSSETB P1.1MOV A，21HMOV DPTR，#TAB第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 MOVC A，A+DPTRMOV P0，ACLR P1.0LCALL DS1MSSETB P1.0LJMP STARTDS1MS：MOV R7，#03LP
14、： MOV R6，#248DJNZ R6，$DJNZ R7，LPORG TABTAB： DB 0COH，OF9H，0A4H，0B0H，99H，92H，82H，0F8H，80H，90HEND第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 三）三）LCDLCD显示接口技术显示接口技术 LCDLCD显示器分字符型和点阵型两种显示器分字符型和点阵型两种（1）字符型LCD显示器接口技术字符型液晶模块是一种用5x7点阵图形来显示字符的 液晶显示器，根据显示的容量可以分为1行16个字、2行16 个字、2行20个字等等。以2行16个字的SMC1602A液晶模 块来介绍它与单片机的接口技术和编程方法。第7章 MCS-51应用系统的研制和调试 编号符 号引 脚 功 能编号符 号引 脚 功 能1VSS电源地9D2数据线2VDD电源正极10D3数据线3VL液晶显示偏压信号11D4数据线4RS数据/命令选择端（ H/L）12D5数据线5R
