《单片机原理与应用 第2版 教学课件 ppt 作者 王迎旭 第9章 人机接口》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机原理与应用 第2版 教学课件 ppt 作者 王迎旭 第9章 人机接口（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第九章,单片机系统人机接口技术,第九章 单片机系统人机接口技术,主要内容 1 . 显示器接口技术 2 . 键盘接口技术 3 . 遥控输入键盘,第九章 单片机系统人机接口技术,9.2 键盘接口技术,9.3 遥控输入键盘,9.1 单片机系统显示器接口技术,9.1.1 单片机应用系统中常用的显示器,1.LED发光二极管显示器,2.LCD液晶显示器件,液晶显示器具有体积小、质量轻、低电压、微功耗、抗干扰能力强等优点，因此被广泛应用于各种便携式电子信息产品。,与液晶显示器相比，更适于在光线暗的环境使用。 它的主要缺点是工作电流较大。,9.1 单片机系统显示器接口技术,第九章 单片机系统人机接口技术,9.
2、2 键盘接口技术,9.3 遥控输入键盘,9.1 单片机系统显示器接口技术,9.1.2 LED显示器及其接口设计,1.LED显示器的结构与工作原理,组成：LED数码管由7段或8段发光二极管组成，在平面上排成8字型。 分类：有共阴极和共阳极两种。,显示原理：使某些段点亮而另一些段不亮就可以显示0-9，A-F等字型。,共阳极 共阴极,第九章 单片机系统人机接口技术,9.2 键盘接口技术,9.3 遥控输入键盘,9.1 单片机系统显示器接口技术,表9-1 LED显示器十六进制数的段码表,段码的显示可用硬件译码和软件查表方法实现。使用LED显示器时要注意区分这两种不同方法所适用的硬件译码器件或软件译码的代
3、码。,第九章 单片机系统人机接口技术,9.2 键盘接口技术,9.3 遥控输入键盘,9.1 单片机系统显示器接口技术,思考: 若某系统显示器引脚采用下列连接方式,字符编码又是怎样的?,0 0 0 1 0 1 0 0,第九章 单片机系统人机接口技术,9.2 键盘接口技术,9.3 遥控输入键盘,9.1 单片机系统显示器接口技术,2. LED显示器显示方式及接口设计,LED显示器显示接口按驱动方式分成： 静态显示数码管的各笔画段都由具有锁存能力的IO端口引脚直接驱动，CPU将段码写入锁存器后，每个数码管都由锁存器持续驱动，直到下一次CPU更新锁存器存储的段码之前，数码管的显示保持不变。,优点: 显示稳
4、定，亮度高，编程简单； 缺点: 占用硬件资源多（IO口、驱动器等）。,第九章 单片机系统人机接口技术,9.2 键盘接口技术,9.3 遥控输入键盘,9.1 单片机系统显示器接口技术,动态显示采用动态扫描的方法逐个地循环点亮各位显示器，对于多位LED显示器常采用这种显示方式，虽然在任一时刻只有一位显示器被点亮，但由于人眼具有视觉残留效应，看起来与全部显示器持续点亮效果是完全一样的。,优点: 节省硬件电路（如IO口、驱动器等）； 缺点: 采用软件扫描占用CPU时间多，且当动态显示位数较多时，显示器亮度将受到影响。,第九章 单片机系统人机接口技术,9.2 键盘接口技术,9.3 遥控输入键盘,9.1 单
5、片机系统显示器接口技术,按CPU向显示器接口传送数据方式分成： 并行传送 串行传送,按显示器接口显示数据方式可分成： 译码显示数据方式 一般为专用显示器接口器件，接口包含锁存器/译码器/驱动器等，可以把一位BCD码或十六进制数锁存、译码为相应的字形代码并有足够的功率驱动显示。 非译码显示数据方式 显示器接口只包含锁存器和驱动器，必须由软件将BCD码或十六进制数通过软件查表转换为相应的字形代码输出。,第九章 单片机系统人机接口技术,9.2 键盘接口技术,9.3 遥控输入键盘,9.1 单片机系统显示器接口技术,静态显示器可以采用CPU的并行IO接口（如P1口）、8155、8255A芯片的扩展口等实
6、现；也可以由单片机串行口扩展串入并出移位寄存器来实现，如74LS164、74LS47等。 常用的LED静态驱动接口器件有： 驱动共阴极LED可选用CD4511、CD4513、CD14495； 驱动共阳极LED可选用74LS74、74LS274。,（1）静态显示接口电路举例,第九章 单片机系统人机接口技术,9.2 键盘接口技术,9.3 遥控输入键盘,9.1 单片机系统显示器接口技术,CD4513 是BCD译码器驱动器，可与单片机的数据总线相连，由硬件实现BCD码到七位显示段码的转换，并提供足够的功率去驱动发光二极管，其引脚和内部结构如图9-2所示。,图9-2 CD4513引脚及内部结构图,第九章
7、 单片机系统人机接口技术,9.2 键盘接口技术,9.3 遥控输入键盘,9.1 单片机系统显示器接口技术,例1：用CD4513驱动4位共阴极LED静态显示，接口电路如图9-3所示。,P0.0 P0.7 ALE 8031 EA,373,A Y0 B Y1 C Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 74LS138,DCBA LE 4513 a g,DCBA LE 4513 a g,DCBA LE 4513 a g,DCBA LE 4513 a g,8,7,7,7,7,4,D0D3,G1 G2A G2B,A0 A1 A2 A7,7R,7R,7R,7R,（1）电路分析：,工作过程 ？,端口地址 ？,图9-
8、3 4位LED静态显示电路图,第九章 单片机系统人机接口技术,9.2 键盘接口技术,9.3 遥控输入键盘,9.1 单片机系统显示器接口技术,（2）编程练习：编写显示子程序：利用上述显示接口，把内存RAM 40H43H单元中四个非压缩BCD码送显示器显示。（端口地址80H83H）。,DISP： MOV R0，#80H ；R0指向显示端口 MOV R1，#40H ； R1指向显示数据地址 MOV R2，#04H ；置显示字符数 DISP1： MOV A，R1 ; 取待显示BCD码 MOVX R0, A ；送出显示 INC R1 ；修改显示显示端口地址 INC R0 ；修改显示显示数据地址 DJNZ
9、 R2, DISP1 RET,（3）特点？,编程简单、硬件较复杂、译码缺乏灵活性,第九章 单片机系统人机接口技术,9.2 键盘接口技术,9.3 遥控输入键盘,9.1 单片机系统显示器接口技术,为了实现LED显示器的动态扫描，除了要给显示器提供段码（字形代码）的输入外，还要对显示器进行位的控制，这就是通常所说的段控和位控。 因此多位LED显示器接口电路需要有两个输出口，其中一个用于输出8条段控线（有小数点显示）；另一个用于输出位控线，位控线的数目等于显示器的位数。,（2）动态显示接口电路,第九章 单片机系统人机接口技术,9.2 键盘接口技术,9.3 遥控输入键盘,9.1 单片机系统显示器接口技术
10、,例2：图9-4为一个典型的动态显示接口电路，它利用51单片机的P1口和P2口实现4位共阴极LED的动态显示。请根据图9-4编写显示子程序，控制LED数码管自左向右依次显示显示缓冲区中已存放好的4个0-9的数。,图9-4 用单片机 IO口扩展的4位LED动态显示电路,动态显示控制时的编程方法,;-主程序-： ORG 0000 MOV SP,#60H MOV 7AH,#01H；置显示缓冲区初值 MOV 7BH,#02H MOV 7CH,#03H MOV 7DH,#04H LP: ACALL DISPLAY ；调显示子程序 SJMP LP,1）在内存区建立一个显示缓冲区,2）建立一个待显示的字形段
11、（编）码表,3）编写显示子程序分时循环输出,第九章 单片机系统人机接口技术,9.2 键盘接口技术,9.3 遥控输入键盘,9.1 单片机系统显示器接口技术,解：显示子程序的流程如图9-5所示。,图9-5 显示流程图,#include unsigned char code led_code=0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80,0x90; /*共阳字型段码表*/ Unsigned char code buf=0x01,0x02, 0x03, 0x04; /*显示1234*/ Unsigned char code led_bit=0
12、x10,0x20,0x40,0x80; /*P2.4P2.7K控制灯位*/ void main() unsigned char i, k; P2=0x00; /*关所有位显示*/ while(1) for (i=0;i4;i+) P2=led_biti; /*位码送入P2口*/ k=bufi; P1=led_codek; /*段码送入P1口*/ delay(20); /*显示延时*/ void delay(int x) int i,j; for(i=0;ix;i+) for(j=0;j120;j+); ,第九章 单片机系统人机接口技术,9.2 键盘接口技术,9.3 遥控输入键盘,9.1 单片机
13、系统显示器接口技术,三、小结: （1）LED显示器显示接口按驱动方式可分成静态显示和动态显示两种显示方式，动态显示的扫描可由单片机软件或专门的硬件完成； （2）按显示器接口是否带译码器可分成译码和非译码两种显示数据方式 ； （3）按CPU向显示器接口传送数据的方式则可分成并行传送和串行传送两种显示数据传送方式；,图为某8255A扩展电路，试分析各端口地址。编程实现在如图示接口电路的两个LED显示器（共阴极接法）上显示自己的学号。A口输出字形码，C口输出位控码。,综合练习：,课间休息,第九章 单片机系统人机接口技术,9.1 单片机系统显示器接口技术,9.3 遥控输入键盘,9.2 键盘接口技术,9
14、.2.1 键盘接口的特点与监控管理程序的任务,1.键盘的构成 键盘是单片机系统中最常用的一种输入设备，数据、内存地址、命令及指令地址等都可以通过键盘输入到系统中。 按键盘接口是否进行硬件编码可分成编码键盘和非编码键盘。 按排布方式键盘还可分成独立方式（一组相互独立的按键）和矩阵方式（以行列组成矩阵） 按读入键方式，可分成直读方式和扫描方式。,9.2 键盘接口技术,第九章 单片机系统人机接口技术,9.1 单片机系统显示器接口技术,9.3 遥控输入键盘,9.2 键盘接口技术,2. 键盘的确认及接口硬件、软件任务,从按键到键的功能被执行主要包括两项工作：一是键的识别 二是键功能的实现,键识别的主要问
15、题： (1）检测是否有键按下； (2）若有键按下，判定是哪一个键； (3）反弹跳(去抖动)； (4）确定被按键的含义； (5）不管一次按键持续的时间有多长，仅采用一个数据； (6）防止串键。,第九章 单片机系统人机接口技术,9.1 单片机系统显示器接口技术,9.3 遥控输入键盘,9.2 键盘接口技术,3. 按键引起的弹跳（抖动）现象,(1）硬件去抖,(2）软件去抖（延时去抖） 有键按下， 延时再查，若发现无键按下，则表明第一次查到的有键按下并不是真正有键按下，而是抖动引起的。若第二次查到仍有键按下，才说明确实有键按下。 延时多长时间？,第九章 单片机系统人机接口技术,3.单片机常用的键盘结构形式,(1）单片机常用的键盘结构形式有独立式和矩阵式两种。 单片机实现键盘接口的常用方法和接口芯片有：,(2）单片机实现键盘接口的常用方法和接口芯片有： 使用单片机本身的并行口； 使用单片机本身的串行口； 使用通用接口芯片(例如8255、8155等)； 使用专用接口芯片(例如8279 、ZLG7289A等)。,第九章 单片机系统人机接口技术,9.
