《单片机原理及应用 教学课件 ppt 作者 张国锋 主编 第8章 单片机接口技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机原理及应用 教学课件 ppt 作者 张国锋 主编 第8章 单片机接口技术（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本章总体要求：,掌握键盘的工作方式、接口电路和编程方法,1,掌握数码管显示器的工作方式、接口电路和编程方法,2,了解A/D、D/A的接口电路和编程方法,3,了解光电隔离技术的原理和简单使用方法,4,第8章 单片机接口技术,本章重点：,键盘的工作方式、接口电路和编程方法,1,数码管显示器的工作方式、接口电路和编程方法,2,本章难点：,键盘的工作方式、接口电路和编程方法,1,数码管显示器的工作方式、接口电路和编程方法,2,8.1.1 键盘接口技术 按照其接线方式的不同可分为两种：一种是独立式接法，一种是矩阵式接法。 单片机中应用的按键一般是由机械触点构成的触点式微动开关。这种开关具有结构简单，使用
2、可靠的优点，但当我们按下按键或释放按键的时候它有一个特点，就是会产生抖动，这种抖动对于人来说是感觉不到的，但对单片机来说，则是完全可以感应到的，因为单片机处理的速度是在微秒级的，而机械抖动的时间至少是毫秒级，因此，一次按键可能被误读为多次，造成读键错误。,8.1 常用人机交互设备接口,常用的去抖动的方法有两种：硬件方法和软件方法。 硬件去抖动的方法很多，需要硬件电路的支持，增加成本，好多书都有介绍。 单片机中常用软件去抖动法，就是在单片机获得端口为低电平的信息后，不是立即认定按键已被按下，而是延时10毫秒或更长一些时间后再次检测该端口，如果仍为低，说明此键的确被按下了。,1. 独立式键盘接口,
3、优点：结构简单，使用灵活 缺点：在按键数量较多时，造成输入口浪费较大,独立式键盘是由若干个机械触点开关构成的，把它与单片机的I/O口线连起来，通过读I/O口的电平状态，即可识别出相应的按键是否被按下。 如果按键不被按下，其端口就为高电平；如果相应的按键被按下，则端口就变为低电平。,2. 矩阵式键盘,优点：适用于按键较多的场合 缺点：判断闭合键位置的方法繁杂,矩阵式键盘由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上，行、列线分别连接到按键开关的两端。 平时无按键动作时，行线处于高电平状态，当有按键按下时，行线电平状态将由与此相连的列线电平决定，列线电平为低，则行线电平为低；列线电平为高，则行线电平亦
4、为高。由于矩阵式键盘中行、列线为多键共用，各按键彼此相互影响，需将行、列线信号配合起来并作适当的处理，才能确定闭合键的位置。,（1）扫描法,1) 判断键盘中有无键按下 将全部行线X0-X3 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，则表示键盘中无键按下。,2) 判断闭合键所在的位置 在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的过程。其方法是：依次将行线置为低电平（即在置某根行线为低电平时，其它线为高电平），当确定某根行线为低电平后，再逐行检测各列线的电平状态，若某列为低，则该列线与置为
5、低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键。,检测当前是否有键被按下：检测的方法是P1.4P1.7输出全“0”，读取P1.0P1.3的状态，若P1.0P1.3为全“1”，则说明无键闭合；否则有键闭合。 去除键抖动：当检测到有键按下后，延时一段时间再做下一次的检测判断，若仍有键按下，应识别出是哪一个键闭合。 方法是对键盘的行线进行扫描，P1.4P1.7按下述4种组合依次输出：P1.7 1110；P1.6 1101；P1.5 1011；P1.4 0111；在每组行输出时读取P1.0P1.3；若全为“1”，则表示为“0”这一行没有键闭合；否则就是有键闭合。由此得到闭合键的行值和列值，然后可采用计算法或查
6、表法将闭合键的行值和列值转换成所定义的键值。,(2) 反转法,第一步：将行线编程为输入线，列线编程为输出线，并使输出线输出为全零电平，则行线中电平由高到低所在的行为按下的键所在的行。 第二步：同第一步相反，将行线编程为输出线，列线编程为输入线，并使输出线输出为全零电平，则列线中电平由高到低所在的列为按下的键所在的列。 综合一、二步的结果，可确定按键所在的行和列，从而识别出所按的键。,3. 键盘工作方式,单片机应用系统中，键盘扫描只是单片机的工作内容之一。单片机在忙于各项工作任务时，如何兼顾键盘的输入，取决于键盘的工作方式，应根据应用系统中CPU的忙、闲情况而定，既要保证能不失时机地响应键盘操作
7、，又不要过多占用CPU的时间。 常用的键盘工作方式有编程查询方式和中断工作方式。,（1）编程查询方式 这种工作方式是利用CPU在完成其他工作的空闲时间，调用键盘工作子程序来响应键盘输入要求，工作过程如下。 1）首先判断整个键盘上有无键按下，若无键按下，CPU返回，进行其他工作。 2）若有键按下，延时10ms来消除按键抖动影响，然后确认键盘上是否确实有键按下，若无键按下，CPU返回，进行其他工作。若有键按下，进行下一步。 3）求按下键的键号。 4）进行该按键功能的处理工作。,（2）中断工作方式 单片机应用系统工作时，并不经常需要键输入，因此在查询工作方式工作时，CPU经常处于空扫描状态。为了进一
8、步提高单片机的工作效率，可以采用中断工作方式，即只有在键盘有键按下时，才执行键盘扫描，执行该键功能程序。,4. 独立式键盘的编程方法 编写程序，实现对流水灯的控制，有4个按键分别接到了P3口的P3.3，P3.4，P3.5，P3.6引脚上，8只流水灯分别连接到P1口的8个引脚，P1.0在最左边，P1.7在最右边。用P3.3，P3.4，P3.5 和P3.6 这四个按键分别来控制流水灯的开始、停止、向左和向右流动，时钟频率为6MHz。,P3.3 开始，按此键则灯开始流动(由左向右) P3.4 停止，按此键则停止流动，所有灯为灭 P3.5 向左，按此键则灯反向流动（由右向左） P3.6 向右，按此键则
9、灯正向流动（由左向右）,程序如下：（采用查询工作方式） LRight EQU 00H ; 左右流动标志 StartEnd EQU 01H ; 起动及停止标志 LampCode EQU 21H ; 存放流动的数据代码 KeyCode EQU 22H ; 存放键值代码 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 30H MAIN: MOV SP,#5FH MOV P1,#0FFH SETB LRight ;启动时处于向左流动的状态 CLR StartEnd ;启动时处于停止状态 MOV LampCode,#0FEH ;单灯流动的代码 LOOP: ACALL KEY ;调用键盘程序 JNB F0
10、,LNEXT ;如果无键按下，则继续 ACALL KEYPROC ;否则调用键盘处理程序 LNEXT: ACALL LAMP ;调用灯显示程序 AJMP LOOP ;反复循环，主程序到此结束,;延时子程序，键盘处理中调用 DELAY: MOV R7,#10 ;延时的时间一般为10ms D1: MOV R6,#250 D2: DJNZ R6,D2 DJNZ R7,D1 RET ;流水灯的延迟时间子程序 D500ms: MOV R7,#200 D51: MOV R6,#250 D52: NOP NOP NOP DJNZ R6,D52 DJNZ R7,D51 RET ;,;判断有无按键按下子程序 K
11、EY: CLR F0 ;清F0，表示无键按下 ORL P3,#01111000B ;将P3 口接有四个键的位置“1” MOV A,P3 ;取P3 口的值 ORL A,#10000111B ;将其余四位也置“1” CPL A ;取反 JZ K_RET ;如果为“0”则无键按下 ACALL DELAY ;否则延时去键抖 ORL P3,#01111000B MOV A,P3 ORL A,#10000111B CPL A JZ K_RET MOV KeyCode,A ;确实有键按下，将键值存入KeyCode中 SETB F0 ;设置有键按下的标志 K_RET: RET ;,; 键盘处理子程序 KEYP
12、ROC: MOV A, KeyCode ;从KeyCode中获取键值 JB ACC.3,KeyStart ;分析键的代码，某位被按下， ;则该位为”1”（在键盘程序中 ; 已取反） JB ACC.4,KeyOver JB ACC.5,KeyUp JB ACC.6,KeyDown AJMP KEY_RET KeyStart: SETB StartEnd ;第一个键按下后的处理 AJMP KEY_RET KeyOver: CLR StartEnd ;第二个键按下后的处理 AJMP KEY_RET KeyUp: SETB LRight ;第三个键按下后的处理 AJMP KEY_RET KeyDown
13、: CLR LRight ;第四个键按下后的处理 KEY_RET: RET ;,；灯显示子程序 LAMP: JB StartEnd,LampStart ;如果StartEnd=1，则启动 MOV P1,#0FFH AJMP LAMPRET ;否则关闭所有显示，返回 LampStart: JB LRight,LAMPUP ;如果LRight =1，则向左流动 MOV A, LampCode RL A ;实际就是左移位 MOV LampCode,A MOV P1,A LCALL D500ms AJMP LAMPRET LAMPUP: MOV A, LampCode RR A ;向右流动实际就是右移
14、 MOV LampCode,A MOV P1,A LCALL D500ms LAMPRET: RET END,这段程序的功能虽然很简单，但它演示了一个键盘处理程序的基本思路，程序本身很简单，也不很实用，实际工作中还会有好多要考虑的因素，比如主循环每次都调用了灯的循环程序，会造成按键反应“迟钝”。 独立式键盘除了上面介绍的这种连接方法，我们还可以采用图中b（中断方式）所示的连接方法，用一个“与”门把四个输入端连接起来，当有任何一个按键按下时，都会使“与”门输出为低电平，从而引起单片机的中断，它的好处是不用在主程序中不断地循环查询了，如果有键按下，单片机就去作相应的处理。,8.1.2 显示器接口技
15、术,LED显示器的结构 八段LED显示器由8个发光二极管组成。其中7个长条形的发光管排列成一个“日”字形，另一个圆点形的发光管在显示器的右下角作为显示小数点用，它能显示各种数字及部分英文字母。 LED显示器有共阳极和共阴极两种不同的连接形式。,共阳和共阴结构的LED显示器各笔划段名的安排位置是相同的，当二极管导通时，相应的笔划段就发亮，由发亮的笔划段组合而显示出各种字符。 共阳极LED显示器是8个发光二极管的阳极连在一起，通常此公共阳极接正电压，当某个发光二极管的阴极接低电压时，发光二极管被点亮，相应的段被显示。 共阴极LED显示器是8个发光二极管的阴极连在一起，通常此公共阴极接地，当某个发光
16、二极管的阳极为高电平时，发光二极管被点亮，相应的段被显示。,为了使LED显示器显示不同的符号或数字，就要把不同段的发光二极管点亮。8个笔划段hgfedcba 对应于一个字节（8位）的D7、D6、D5、D4、D3、D2、D1、D0,于是用8位二进制码就可以表示欲显示字符的字型代码。,例如：对于共阴LED显示器，当公共阴极接地（零电平），阳极hgfedcba各段为01110011 时，显示器就显示“P”字符，即“P”字符的字型码是73H；而如果是共阳极LED显示器，公共阳极接高电平，显示“P”字符的字型代码应为10001100（8CH），也就是与73H 的各位相反。,8段LED显示器字型码表,2LED显示器的工作方式 （1）LED静态显示方式 LED显示器工作于静态显示方式时，把多个LED显示器的每一段与一个独立的并行口连接起来，而公共端则根据数码管的种类连接到“VCC”或“GND”端。 这种连接方式的每一个显示器都要占用一个单独的具有锁存功能的I/O端
