《单片机技术与应用 教学课件 ppt 作者 刘松 单元4 输入与输出》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机技术与应用 教学课件 ppt 作者 刘松 单元4 输入与输出（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、并行输入与输出,单元4,学习目标： 了解并行通信的基本概念； 掌握键盘的基本组成及工作原理； 掌握七段LED显示器的基本组成及工作原理。 技能目标： 能够正确在AT89S52外连接键盘和显示设备。 能够灵活应用典型键盘、显示电路构成各种实际电路,串行通信与并行通信,项目一 字符显示 第一部分 项目要求 设计一个八位显示电路，要求8只数码管从左到右顺序显示1、2、3、4、5、6、7、8共8个字符；将内存10H、11H、12H、13H中存放的压缩BCD码显示出来。,第二部分 相关知识 单片机应用系统中使用的显示器主要有：发光二极管显示器（LED）；液晶显示器（LCD）；阴极射线管显示器（CTR）。
2、 一、发光二极管及LED显示器 发光二极管,LED显示器,由发光二极管组成，不同的发光段亮，可组成不同字型，电流太大，耗电量大，电流太小，发光度不够，一般各管电流在10mA较合适。,7段LED字型码（段码）,LED 显示器接口,LED显示器用于显示工业控制参数、过程状态。 1. LED数码管 共阴极LED和共阳极LED 当LED字段引线与数据线连接，每个显示字形对应一个字形码。,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 h g f e d c b a,显示程序任务：,1)设置显示缓冲区，存放待显示数据。 2)显示译码：程序存储器中建立字形码常数表，查表得出对应数据的字形码。 3)输出显示
3、：输出字形码到显示端口。,例： MOV DPTR，#WTAB ；指向字形码表首地址 MOV A，R0 ；取显示缓冲区中数据 MOVC A，A+DPTR ；查表显示译码 MOV P1，A ；输出显示 WTAB：DB 3FH，06H，5BH ；字形码表 ,二、七段LED显示器工作原理 LED显示器有静态显示和动态显示两种方式 1.静态显示器 多位LED分别用一组8位字段口，各位LED公共端接地，分别输出显示不同字形。,在AT89S52的串行口上扩展多片串行输入并行输出的移位寄存器74LS164作为静态显示器接口，图中给出了8位共阳极静态显示器的逻辑接口。设要显示的数据放在78H-7FH中。,89S
4、52,静态显示程序如下： DISPLAY：MOV R7，8；8位显示计数器 MOV R0，78H；78H-7FH为显示器缓冲区 MOV DPTR，TABLE；显示字形码表首地址 LOOP1：MOV A，R0；取出要显示的数据 INC R0；指向缓冲区下一地址 MOVC A，ADPTR；取出显示字形码 MOV SBUF，A；送出该LED上的字形码,LOOP2：JNB TI，LOOP2；输出完否？ CLR TI；完，清发送中断标志 DJNZ R7，LOOP1；8位显示未完，继续 RET TABLE：DB 0C0H，0F9H，0A4H，0BH，99H DB 92H，82H，0FBH，80H，90H
5、DB 88H，83H，0C6H，0A1H，86H DB 8EH，0FFH ；F，暗,2. LED动态显示 动态显示方式是各位数码管的a h端分别连在一起，并与单片机系统的一个I/O口相连。从该I/O口输出显示代码。每只数码管的共阴极端或共阳极端则与另一个I/O口相连，控制该位的点亮。 每一时刻，只有一位数码管被点亮，各位之间，依次轮流被点亮，对每位来说，每隔一段时间点亮一次。 利用发光二极管的余辉和人眼的驻留效应，并通过适当调整每位数码管点亮的时间和时间间隔，便可以得到稳定的显示输出。 在单片机系统应用中，广泛采用动态显示方式。,第三部分 项目实施 （一）硬件电路分析 P2口输出与对应显示位的
6、关系,（二）程序清单：,ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV SP,#50H MOV 30H,#01H MOV 31H,#02H MOV 32H,#03H MOV 33H,#04H MOV 34H,#05H MOV 35H,#06H MOV 36H,#07H MOV 37H,#08H LP7:LCALL DIR SJMP LP7,DPLAY：MOV R0，30H ；显示数据缓冲区首 地址送R0 MOV R3，07FH ；使显示器最左边位亮 MOV A，R3 LPl: MOV P2，A ；扫描值送P2口 MOV A，R0 ；取欲显示数据 ADD A，0E
7、H ；加上查表指令地址偏移量 MOVC A，A+PC ；取出段码 MOV P1，A ；送出显示 ACALL DELAY ；调用延时子程序 INC R0 ；指向下一个显示缓冲区地址 MOV A，R3 JNB ACC0，LP2 ；扫描到第八个显示器否？,RR A ；未到，扫描码右移1位 MOV R3，A LJMP LPl LP2：RET TAB：DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H， 92H ；0，1，2，3，4，5 DB 82H， 0F8， 80H， 90H， 0C8H，83H ；6，7，8，9，A，B DB 0C6H，0A1H，86H， 8EH ；C，D，E，F DELAY：M
8、OV R7，02H ；延时子程序 DL1：MOV R6，0FFH DL2：DJNZ R6，DL2 DJNZ R7，DLl RET,项目二 矩阵式键盘电路设计 第一部分 项目要求 设计一个44矩阵键盘与AT89S52接口电路。要求用查询法读取行列键盘键码，并将键码存入内部RAM 32H单元。,第二部分 相关知识,在单片机应用系统中，经常使用简单的键盘和数码管显示电路作为系统的输入和输出，完成人机对话活动，即人机通道。实际上是单片机与键盘和数码管显示器的接口电路。 键盘接口应有以下功能： 键扫描功能，即检测是否有键闭合； 键识别功能，确定被闭合键所在的行列位置； 产生相应的键值功能； 消除按键抖动
9、功能。,一、键盘工作原理 键盘是一组按键的集合，它是最常用的单片机输入设备，操作人员可以通过键盘输入数据或命令，实现简单的人机通信。 根据按键的识别方法分类，键盘有编码和非编码的两种。编码键盘是通过一个编码电路来识别闭合键的键码，如BCD码键盘、ASCII码键盘等；通过软件来识别键码为非编码键盘。,由于非编码键盘的电路简单，可以方便地增减键的数量，因此在单片机应用系统中得到广泛的应用。 1、按键电路和抖动的消除 键盘中每个按键都是一个常开关电路。 开关为机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时有抖动。,消除的办法： 硬件 单脉冲触发器，即双稳态触发器或基本R - S触发器。 软件 延时，用子程序
10、2、键盘连接方式 键盘可分为独立式和行列（矩阵式）两类。 （1） 独立式非编码键盘 电路：见图 4只按键分别接到89S52 P1口的4条I/O线上。在没有键按下的情况下，,89S52,由于上拉电阻的作用，P1.0P1.3线上输入均为高电平。当有某键按下时，与其相连的I/O线将得到低电平，其他未按之键的输入线上，仍维持其原来的高电平输入。 这种键盘结构的优点是电路简单，编程简单；缺点是当键盘数较多时，要占用较多的I/O线。 这种键盘结构可用程序去掉抖动。 （2） 非编码行列式键盘 为了减少键盘与单片机接口时所占用I/O线的数目，在键数较多时，通常都将键盘排列成行列矩阵形式。,即将I/O线的一部分
11、作为行线，另一部分作为列线，按键设置在行线和列线的交叉点上。 行列式键盘的数量为：行线数m乘以列线数n，即可组成mn个按键的键盘。 见图。 这是一个44行列式键盘，按键数量为16个。 矩阵式键盘接口处理的内容： 判断键盘中有无键按下的方法是：先向所有连接列线的I/O线输出0；然后，将连接行线的按键状态，由相应的I/O线读入累加器A中。有键按下时对应的行线，输入为0；没有键按下时对应的行线，输入为1。,X3, 求键码的过程是： 依次从一条列线上输出低电平，然后检查各行线的状态。若都为1，说明闭合键不在该列；若有的行线为0，则说明闭合键在该列与为0的行线的交点上。由于每个按键所在的行号和列号不相同
12、，所以，每个按键都按行列号赋予了一个键号。（键值） 列Y3 Y2 Y1 Y0 行X3 X2 X1 X0 1 1 1 0 E 1 1 1 0 E 1 1 0 1 D 1 1 0 1 D 1 0 1 1 B 1 0 1 1 B 0 1 1 1 7 0 1 1 1 7,键号：列行 EE ED EB E7 DE DD DB D7 BE BD BB B7 7E 7D 7B 77 键值N= 行首键号 + 列号 3.编码键盘按键的处理过程 处理程序分为：程序扫描方式和中断扫描方式。 （1）程序扫描方式，即查询方式。 在单片机应用系统中，对键盘的处理只是CPU工作的一部分。为了能及时发现有键按下，CPU要不断
13、,地调用键盘处理程序，对键盘进行扫描。这种CPU主动调用键盘处理程序的方式，称为程序扫描方式。 程序控制扫描工作方式的工作过程与键盘扫描子程序。 （）判断键盘上有无键按下。其方法为：D0 D3输出0000B（列线），读D4 D7状态（行线），若D4 D7为全“1”则键盘无键按下，若不全为“1”则有键按下。 （）去除键的机械抖动影响：在判断有键按下后，软件延时一段时间（5 10mS）后再判断键盘状态，如果仍为有键按下状态，则认为有一个稳定的键按下，否则按照键抖动处理。,（）判别闭合键的键号：对键盘的列线进行扫描，再相应地顺序读出D4 D7的可能状态。 （）CPU对键的一次闭合仅作一次处理，采用的
14、方法为等待键释放以后再将键号送入累加器A中。 （2）中断扫描方式 为了提高CPU的效率，可以让键盘工作在中断扫描方式。有键闭合，产生中断请求信号。消抖、求键号等工作由中断服务子程序完成。采用中断方式的键盘接口电路。,89S52,二、 键盘接口控制方式 1、判别键盘上有无键闭合； 2、键盘去抖 3、判别闭合键的键号；N= 行首键号 + 列号 4、判断闭合键是否释放。 三、应用举例 【例4.1】硬件连接如图所示，编程完成如下功能：按键按下后，对应的小灯亮，再按下，对应的小灯灭。,89S52,编程如下： KEY：MOV P1, #0FFH ；灯全灭 MOV P2 , #0FFH ；P2口为输入状态
15、MOV A, P2 ；读键值，键按下相应位为0 CPL A ；取反，键按下相应位为1 ANL A, #0FH ；屏蔽高4位，保留低4位 JZ LRET ；全零，无键按下，返回 LCALL DEL20 ；非全零，有键按下，延 时，软件去抖 MOV A, P2 ；重读键值 CPL A,ANL A, #0FH JZ LRET ；全零，无键按下，返回 JB ACC.0, K0 ；K0按下，转K0程序 JB ACC.1, K1 ；K1按下，转K1程序 JB ACC.2, K2 ；K2按下，转K2程序 JB ACC.3, K3 ；K3按下，转K3程序 SJMP LRET K0：CPL P1.0 ；P1.0状态取反，小灯 LED0亮变灭，灭变亮 SJMP LRET K1： CPL P1.1 ；P1.1状态取反，小灯 LED1亮变灭，灭变亮 SJMP LRET,K2： CPL P1.2 ；P1.2状态取反，小灯 LED2亮变灭，灭变亮 SJMP LRET K3： CPL P1.3 ；P1.3状态取反，小灯 LED3亮变灭，灭变亮 LRET： RET DEL20：MOV R7, #27H ；延时20ms左右 LOOP1：MOV R6, #0FFH LOOP2：DJNZ R6, LOOP1 DJNZ R7, LOOP2 RET,第三部分 项目实施 （一）硬件电
