《单片机应用项目式教程——基于Keil和Proteus 教学课件 ppt 作者 张志良第5章 显示与键盘》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机应用项目式教程——基于Keil和Proteus 教学课件 ppt 作者 张志良第5章 显示与键盘（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第5章 显示与键盘,基于Keil和Proteus,配套 50例全部取自于本书项目和练习题，免费下载,机械工业出版社同名教材配套电子教案,张志良主编 Email：,单片机应用 项目式教程,第5章 目录,C51编程基础知识准备 5.1 LED数码管和编码方式 5.2 静态显示方式和动态显示方式 项目14 LED静态显示 任务14.1 74LS377并行输出3位LED数码管静态显示 任务14.2 74LS164串行输出3位LED数码管静态显示 任务14.3 CC4511 BCD码驱动3位LED数码管静态显示 项目15 LED动态显示 任务15.1 74LS139选通4位LED数码管动态显示 任务15
2、.2 74LS595串行传送8位LED数码管动态显示 C51编程基础知识准备 5.3 LCD 1602液晶显示屏 项目16 LCD 1602液晶显示屏显示 C51编程基础知识准备 5.4 按键开关接口 项目17 44矩阵式键盘接口,C51编程基础知识准备,5.1 LED数码管和编码方式,在单片机应用系统中，若显示内容只有数码和某些字母， 使用LED数码管是一种较好的选择。 LED数码管显示清晰，成本低廉，配置灵活，与单片机接口简单易行。, LED数码管,外形和引脚 共阴型 共阳型, LED数码管编码方式,LED数码管编码方式有多种， 按公共端连接方式可分为共阴字段码和共阳字段码， 共阴字段码与
3、共阳字段码互为反码； 按a、b、g、Dp编码顺序是高位在前，还是低位在前， 又可分为顺序字段码和逆序字段码。 甚至在某些特殊情况下可将a、b、g、Dp顺序打乱编码。,5.2 静态显示方式和动态显示方式, 静态显示方式,在静态显示方式下，每一位显示器的字段需要一个8位I/O口控制， 而且该I/O口须有锁存功能，N位显示器就需要N个8位I/O口。 显示时，每一位字段码分别从I/O控制端输出，亮灭状态保持不变，直至刷新。 静态显示方式编程较简单，显示稳定，数码管驱动电流较小， 但占用I/O端线多，即软件简单、硬件成本高，一般适用显示位数较少的场合。, 动态显示方式,动态显示方式是字段驱动和字位驱动分
4、别进行。 字段驱动电路各位共用，相同字段线连在一起， 共8段，由一个8位I/O口控制。 字位控制需轮流驱动由另一个I/O口控制。,特点是占用I/O端线少； 电路较简单，硬件成本低； 编程较复杂，CPU要定时扫描刷新显示。 当要求显示位数较多时， 通常采用动态扫描显示方式。,项目14 LED静态显示,任务14.1 74LS377并行输出3位LED数码管静态显示, 显示电路,74LS377为TTL 8D触发器，片内有8个D触发器。 D0D7为D触发器 D输入端；Q0Q7是D触发器 Q输出端； 时钟脉冲输入端CLK，上升沿触发，8D共用； 为门控端，低电平有效。, 程序, Keil 调试和Prote
5、us 虚拟仿真,需要说明的是，由于Proteus软件中的74LS377无效， 运行后，软件提示“NO model apecified for 74LS377”，无法仿真。 因此，用74LS373替代74LS377扩展并行输出口， 只是需多用一个或非门（程序不需变更）。 但是，编者的项目实践累次证明，74LS377扩展并行输出口有效而简便。 编者认为，Proteus ISIS软件仍有不足之处，其元器件库仍在不断完善之中， 并非74LS377不能用于扩展并行输出口。 读者在实际运用时，应仍选74LS377。,可打开本书配套的任务14.1 ，直接操作。,任务14.2 74LS164串行输出3位LED
6、数码管静态显示, 显示电路,74LS164特性已在任务10.1中介绍。 其串行扩展3位LED数码管静态显示电路如图5-5所示， RXD串行输出显示字段码，TXD发出移位脉冲， P1.0控制串行输出，LED数码管为共阳结构。, 程序, Keil 调试和Proteus 虚拟仿真,可打开本书配套的任务14.2 ，直接操作。,74LS164串行扩展3位LED数码管静态显示电路， 既具有静态显示的优点，又不多占用80C51 I/O端口资源， 实为最佳静态显示电路。,任务14.3 CC4511 BCD码驱动3位LED数码管静态显示, 显示电路,CC4511是4线-7段锁存/译码/驱动电路， 能将BCD码译
7、成7段显示码输出。 ABCD为BCD码输入端（A是低位）， abcdefg为译码笔段输出端。,利用4511实现静态显示与一般静显示电路不同， 一是节省I/O端线，段码输出只需4根； 二是不需专用驱动电路，可直接输出； 三是不需译码，直接输出BCD码，编程简单； 缺点是只能显示数字，不能显示各种符号。,为输入信号锁存控制， =0，允许从DCBA端输入 BCD码数据，刷新显示； =1，维持原显示状态。 为消隐控制端， =0，全暗。 为灯测试控制端， =0，全亮。, 程序, Keil 调试和Proteus 虚拟仿真,可打开本书配套的任务14.3 ，直接操作。,项目15 LED动态显示,动态显示的字段
8、驱动和字位驱动应分别进行，可有多种形式。 字段驱动与静态显示的驱动方式相同，有并行输出、串行输出和BCD码输出； 字位驱动需另有I/O端口控制，端线数与显示字位数相同， 或用译码器译码控制（可减少I/O端线数）。,任务15.1 74LS139选通4位LED数码管动态显示,门控端 1，禁止译码，输出全1； 0，译码有效，,有效端输出低电平，正好用于4位共阴型LED数码管片选。, 显示电路, 程序, Keil 调试和Proteus 虚拟仿真,可打开本书配套的任务15.1 ，直接操作。,任务15.2 74LS595串行传送8位LED数码管动态显示,74HC595为串行移位寄存器，与74HC164的区
9、别是： 595串入并出分二步操作， 第一步移入595片内缓冲移位寄存器， 第二步由595 RCK端（#12）输入一个触发正脉冲， 片内缓冲移位寄存器中的数据进入输出寄存器Q0Q7。 而164是直接串入输出寄存器，串入中间过程有可能在并行输出端产生误动作。,图5-13为74LS595串行传送8位LED数码管动态显示电路。 在80C51串行口TXD端发出的时钟脉冲控制下， 显示位码和字段码数据从80C51串行口RXD端依次移出， 进入595（I）DS端，再由595（I）QS端移出，进入595（II）DS端， 直至16位显示数据（8位位码+8位字段码）全部移入2片595内部缓冲移位寄存器。 然后由8
10、0C51 P1.0输出一个正脉冲， 触发2片595将内部缓冲移位寄存器中的数据送入输出寄存器Q0Q7，在595,=0条件下输出显示，整个动态显示仅占用3条I/O端线。, 显示电路, 程序, Keil 调试和Proteus 虚拟仿真,可打开本书配套的任务15.2 ，直接操作。,C51编程基础知识准备,5.3 LCD 1602液晶显示屏,由液晶做成的显示器（Liquid Crystal Display，缩写为LCD） 具有体积小、功耗低、显示内容丰富、超薄轻巧等优点， 在单片机系统中得到广泛的应用。,目前，常用的字符型LCD显示屏主要有1602，能显示ASCII码字符, 控制指令, 显示电路, 程
11、序,要求显示屏第一行显示： 0123456789ab#$&共16个数符， 第二行显示： ABCDEFGHIJKLMNOP共16个字母。,项目16 LCD 1602液晶显示屏显示, Keil 调试和Proteus 虚拟仿真,可打开本书配套的项目16 ，直接操作。,C51编程基础知识准备,5.4 按键开关接口,键盘在单片机系统中是一个很重要的部件。 输入数据、查询和控制系统的工作状态，都要用到键盘， 键盘是人工干预计算机的主要手段。, 按键开关去抖动问题,键盘的抖动时间一般为510ms， 抖动现象会引起CPU对一次键操作进行多次处理，从而可能产生错误， 因此必须设法消除抖动的不良后果。, 硬件去抖
12、动：利用单稳、双稳电路和RC滤波电路去抖动。, 软件去抖动：延时10ms后再确认该键是否确实按下。,按键按与CPU的连接方式可以分为独立式按键和矩阵式键盘。, 按键连接方式,独立式按键是各按键相互独立，每个按键占用一根I/O端线， 每根I/O端线上的按键工作状态不会影响其他I/O端线上按键的工作状态。 独立式按键电路配置灵活，软件结构简单， 但每个按键必须占用一根I/O端线， 在按键数量较多时，I/O端线耗费较多，且电路结构显得繁杂。 故这种形式适用于按键数量较少的场合。,矩阵式键盘又称行列式键盘， I/O端线分为行线和列线，按键跨接在行线和列线上。 按键按下时，行线与列线连通。 44行列结构
13、可连接16个按键，组成一个键盘。 与独立式按键相比，16个按键只占用8根I/O端线，占用I/O端线较少， 因此适用于按键较多的场合。,无论独立式按键还是矩阵式键盘，与80C51 I/O口的连接方式可以分为 与I/O口直接连接和与扩展I/O口连接， 与扩展I/O口连接又可分为与并行扩展I/O口连接和与串行扩展I/O口连接。,项目17 44矩阵式键盘接口, 接口电路, 程序,无键闭合时，P1.0P1.3与相应的P1.4P1.7之间开路； 有键闭合时，与闭合键相连接的两条I/O端线之间短路。 因此，可用下述方法判断有无键按下和确定按下键序号： 判有无键闭合。 置列线P1.0P1.3为输入态（高电平）
14、，行线P1.4P1.7输出低电平。 读入P1口数据，若与输出不符，则有键闭合。 延时10ms消抖。再读P1口数据，若仍与输出不符，则确认有键闭合。 逐行逐列扫描，找出闭合键所在行列。 计算闭合键编号。,需要说明的是，图5-17电路在许多单片机教材和技术资料中被介绍， 但实际上该电路连接存在问题， 当同一行有多键同时按下，且该行其中一键所在列又有多键同时按下时， 会发生信号传递路径出错。例如，K1、K2、K8、K9同时按下， 当P1.4行扫描输出低电平时， 按理，仅有P1.2、P1.1会因K2、K1闭合而得到低电平列信号。 但由于K2与K9同列且K8与K9同行， P1.4输出的低电平信号会通过K
15、1K9K8传递到P1.0， 产生低电平列信号，引起出错。 同理，当P1.6行扫描输出低电平时， 其低电平信号会通过K9K1K2传递到P1.2， 产生低电平列信号，引起出错。 不出错的条件是多键行与多键列不交叉。 因此，这种矩阵式键盘电路适用于无锁按键并使用中断处理时相对合理。, Keil 调试和Proteus 虚拟仿真,可打开本书配套的项目17 ，直接操作。,项目14 LED静态显示 任务14.1 74LS377并行输出3位LED数码管静态显示 任务14.2 74LS164串行输出3位LED数码管静态显示 任务14.3 CC4511 BCD码驱动3位LED数码管静态显示 练习题5.9 带时间显
16、示模拟交通灯 练习题5.10 4094串行输出3位LED静态显示 项目15 LED动态显示 任务15.1 74LS139选通4位LED数码管动态显示 任务15.2 74LS595串行传送8位LED数码管动态显示 练习题5.11 PNP晶体管选通3位共阳LED数码管动态显示 练习题5.12 74HC139选通4位LED动态显示 练习题5.13 74HC138+377选通8位LED动态显示 练习题5.14 74HC138+164选通8位共阴LED数码管动态显示 项目16 LCD 1602液晶显示屏显示 LCD 1602液晶显示屏显示 练习题5.15 LCD1602显示屏显示 项目17 44矩阵式键盘接口 44矩阵式键盘接口 练习题5.16 并行扩展8键 练习题5.17 33矩阵式键盘,配套 第5章内容,
