上课用的led显示器

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1、第七章第一节第七章第一节 LED LED 显示接口技术显示接口技术一、独立一、独立LEDLED与单片机的接口与单片机的接口LEDLED显示器用于显示工业控制参数、过程状态。显示器用于显示工业控制参数、过程状态。 独立独立LEDLED多用于信号指示，多用于信号指示，它实际是一个压降为它实际是一个压降为1.51.52.5V2.5V，电流为，电流为5 520mA20mA的发光二极管，的发光二极管，通过通过LEDLED的电流决定它的发光强的电流决定它的发光强度度 。输出高电平点输出高电平点亮亮LEDLED输出低电平点输出低电平点亮亮LEDLED直接驱动时单个位直接驱动时单个位线最大线最大20mA20m

2、A。限流电阻怎么限流电阻怎么计算？计算？注：注：LedLed在在使用时需使用时需要接限流要接限流电阻电阻1 1、 LEDLED数码管结构和显示原理数码管结构和显示原理 显示原理：通常用的显示原理：通常用的7 7段段LEDLED数码管是由数码管是由8 8个发光二个发光二极管组成的（极管组成的（a,b,c,d,e,f,g,dpa,b,c,d,e,f,g,dp），当发光二极管导通），当发光二极管导通时，相应的点或线段发光，将这些二极管排成一定图形，时，相应的点或线段发光，将这些二极管排成一定图形，控制不同组合的二极管导通，就可以显示出不同的字形。控制不同组合的二极管导通，就可以显示出不同的字形。 二

3、、二、LEDLED数码管的结构和工作原理数码管的结构和工作原理7 7段段LEDLED数码管的数码管的结构结构：共阳与共阴：共阳与共阴(1) (1) 单片机系统扩展单片机系统扩展LEDLED数码管时数码管时多用共阳多用共阳LED:LED:共阳数码管每个段笔画是用低电平共阳数码管每个段笔画是用低电平( (“0 0”) )点亮的点亮的, ,要要求驱动功率很小；而共阴数码管段笔画是用高电平求驱动功率很小；而共阴数码管段笔画是用高电平( (“1 1”) )点点亮的，要求驱动功率较大（实际上是取决于亮的，要求驱动功率较大（实际上是取决于ioio口的驱动能力）。口的驱动能力）。(2)(2)通常每个段笔画要通

4、常每个段笔画要串一个数百欧姆的限流电阻串一个数百欧姆的限流电阻。共阴结共阴结构构共阳结共阳结构构2 2、数码管字段码（段控码）：、数码管字段码（段控码）： 8 8段（段（a-a-dpdp）正好是一个字节，单片机可用一个）正好是一个字节，单片机可用一个8 8位的并行位的并行IOIO口与其字段线连接来实现对其的控制，连口与其字段线连接来实现对其的控制，连接时单片机接时单片机IOIO口线的口线的D0.D7D0.D7分别和数码管的分别和数码管的a a、b b、c c、dpdp对应相连（对应相连（如图所示如图所示），这样要想让），这样要想让LEDLED显示器显显示器显示某个字符，就需要由这个示某个字符，

5、就需要由这个IOIO口输出某个口输出某个 特定的数据特定的数据-字段码（段控码）字段码（段控码）最高位最低位D D7 7 D D6 6 D D5 5 D D4 4 D D3 3 D D2 2 D D1 1 D D0 0DpDp g f e d c b a g f e d c b a u单片机单片机IOIO口和数码管的简单连接口和数码管的简单连接共阴数码管共阴数码管共阳数码管共阳数码管LED显示器字段码显显示示字字符符字字型型共共阳阳极极共共阴阴极极dpgfedcba字型字型码码dpGfedcba字型字型码码0011000000C0H001111113FH1111111001F9H0000011

6、006H2210100100A4H010110115BH3310110000B0H010011114FH441001100199H0110011066H551001001092H011011016DH661000001082H011111017DH7711111000F8H0000011107H881000000080H011111117FH991001000090H011011116FHAA1000100088H0111011177HBB1000001183H011111007CHCC11000110C6H0011100139H 续表显示显示字符字符字字型型共共阳阳极极共共阴阴极极dpgfe

7、dcba字型字型码码dpGfedcba字型字型码码DD10100001A1H010111105EHEE1000011086H0111100179HFF100011108EH0111000171HHH1000100189H0111011076HLL11000111C7H0011100038HPP100011008CH0111001173Hrr11001110CEH0011000131HUU11000001C1H001111103EHyy1001000191H011011106EH 10111111BFH0100000040H.011111117FH1000000080H熄熄灭灭灭灭1111111

8、1FFH0000000000Hv3.N3.N位位LEDLED数码管显示数码管显示 需解决问题需解决问题（1 1）控制哪一位）控制哪一位LEDLED数码管点亮数码管点亮-位控（控制公共端位控（控制公共端-位控位控线）；线）；（2 2）控制点亮的）控制点亮的LEDLED数码管显示相应字符：段控。数码管显示相应字符：段控。 LEDLED的段控线和位控线的接法不同，对应的两种不同的的段控线和位控线的接法不同，对应的两种不同的LEDLED显示方式：显示方式： 三、静态显示接口三、静态显示接口 各个各个LEDLED数码管均处于选通显示状态，数码管相应段一直数码管均处于选通显示状态，数码管相应段一直处于点亮

9、状态，各个数码管位选始终有效，每个数码管的字处于点亮状态，各个数码管位选始终有效，每个数码管的字段线相互独立，由单片机的段线相互独立，由单片机的IOIO口分别送出相应的字段码。口分别送出相应的字段码。 连接情况：连接情况： （1 1）各位数码管的位控线连在一起，）各位数码管的位控线连在一起，恒定接地（共阴极）恒定接地（共阴极）或接正电源（共阳极）或接正电源（共阳极）。 （2 2）每位数码管的）每位数码管的8 8段控线独立，分别接在一个段控线独立，分别接在一个8 8位的并位的并行行IOIO口上，获取相应的字段码口上，获取相应的字段码 特点：特点： 显示稳定，无闪烁，系统运行过程中，在需要更新显示

10、显示稳定，无闪烁，系统运行过程中，在需要更新显示内容时，内容时，CPUCPU才去执行显示更新子程序，节省才去执行显示更新子程序，节省CPUCPU时间，提高时间，提高CPUCPU的工作效率，编程简单。的工作效率，编程简单。 用元器件多，占用元器件多，占I/OI/O线多，适用于显示器位数较少的场线多，适用于显示器位数较少的场合。合。 举例：举例：p167p167页例页例7171，p168p168页例页例7272通过单片机通过单片机P2P2口并经口并经74LS24574LS245驱动以后，让一位数码管循环显驱动以后，让一位数码管循环显示示0-90-9，其电路如下：，其电路如下：vORG0030Hv

11、MOV SP,#60hv MOV R0,#00hv MOV DPTR，#SEGTAB；字段码首地址；字段码首地址vDISP1： MOV A,R0；从；从0开始显示开始显示vDISP3：MOVC A，A+DPTR；查字符段选码；查字符段选码v MOV P2，A；从；从P2口输出显示口输出显示vvDISP4：ACALLD1S;停留停留 1sv INC R0v CJNE R0，#10,DISP1v MOV R0, #0v AJMP DISP1；又从；又从0开始显示开始显示v延时程序和表格省略。延时程序和表格省略。四、动态显示接口四、动态显示接口 动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管，各数码管分时轮

12、流选通，要使其稳定显示，看起来像在同时显示，必须采用扫描方式，即在某一时刻只选通一位数码管，并送出相应的段码，在另一时刻选通另一位数码管，并送出相应的段码。依此规律循环，即可使各位数码管显示将要显示的字符。虽然这些字符是在不同的时刻分别显示，但由于人眼存在视觉暂留效应，只要每位显示间隔足够短（10ms？1ms，2ms？）就可以给人以同时显示的感觉。 各位数码管的段选线相应并联在一起，由一个8位的I/O口控制；各位的位选线（公共阴极或阳极）由另外的I/O口线控制。单片机在控制时需要输出：段控码和位控码 在程序编写时要体现出： 段控码的输出：查表获取 位控码的输出：根据电路连接及显示要求获取 延时

13、 显示缓冲区的设置： 用来存放要显示的字符； 一段内部连续RAM区； 缓冲区内包含的存储单元个数=的LED数码管位数； 该区首地址给指针r0或r1 实例:p171第二节第二节 键盘接口技术键盘接口技术 键盘：单片机系统中完成控制参数输入及修改的基本输键盘：单片机系统中完成控制参数输入及修改的基本输入设备，是人工干预系统的重要手段。入设备，是人工干预系统的重要手段。 键盘的分类：按编码方式可分为键盘的分类：按编码方式可分为编码键盘与非编码键盘编码键盘与非编码键盘。按键组连接方式可分为按键组连接方式可分为独立式键盘与矩阵式键盘独立式键盘与矩阵式键盘。 编码键盘与非编码键盘编码键盘与非编码键盘的主要

14、区别是识别键符及给出相的主要区别是识别键符及给出相应键码的方法不同。编码键盘主要是用应键码的方法不同。编码键盘主要是用硬件来实现对键的识硬件来实现对键的识别别，非编码键盘主要是，非编码键盘主要是由软件来实现由软件来实现键盘的识别。键盘的识别。 编码键盘除按键以外，一般还具有去抖动和多键、窜键编码键盘除按键以外，一般还具有去抖动和多键、窜键保护电路。这种键盘使用方便，但需要较多的硬件，价格较保护电路。这种键盘使用方便，但需要较多的硬件，价格较贵，一般的单片机应用系统较少采用。贵，一般的单片机应用系统较少采用。 非编码键盘仅由键开关组成，其它工作如键识别、键代非编码键盘仅由键开关组成，其它工作如键

15、识别、键代码的产生、去抖动等，是由软件完成的。简化了硬件电路，码的产生、去抖动等，是由软件完成的。简化了硬件电路，降低成本，目前单片机控制系统中大多数采用非编码键盘。降低成本，目前单片机控制系统中大多数采用非编码键盘。一、非编码键盘类型（独立式按键和行列式按键）一、非编码键盘类型（独立式按键和行列式按键）1 1、独立式按键、独立式按键每每个个按按键键单单独独占占有有一一根根I/OI/O接接口口引引线线，当当键键未未被被按按下下时时，与与此此键键相相连连的的I/OI/O线线获获得得高高电电平平；当当键键被被按按下下时时，与与此此键键相相连连的的I/OI/O线线获获得得低低电电平平，单单片片机机只

16、只要要读读取取I/OI/O口口状状态态，就就可可以以获获取取按按键键信信息息，识别有无键按下和哪个键被按下识别有无键按下和哪个键被按下I/OI/O。配置灵活，结构简单，编程容易。配置灵活，结构简单，编程容易。口口线线浪浪费费大大，按按键键较较少少时时采采用用这这种种形式形式 独立式键盘就是各按键相互独立，每个按键各接一根独立式键盘就是各按键相互独立，每个按键各接一根I/O口线，口线，每根每根I/O口线上的按键都不会影响其它的口线上的按键都不会影响其它的I/O口线。口线。 GNDVCCGNDVCC与与(b)查询方式工作的查询方式工作的独立式键盘的结构形式独立式键盘的结构形式8051(a)中断方式

17、工作的中断方式工作的独立式键盘的结构形式独立式键盘的结构形式INT08051P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7v下面是针对图下面是针对图7.4（b）图查询方式的汇编语言形式的键盘程序。总共有）图查询方式的汇编语言形式的键盘程序。总共有8个键位，个键位，KEY0KEY7为为8个键的功能程序。个键的功能程序。vSTARTSTART：MOV AMOV A，#0FFH#0FFH；v MOV P1MOV P1，A A ；置；置P1P1口为输入状态口为输入状态v MOV AMOV A，P1 P1 ；键状态输入；键

18、状态输入v CPL ACPL Av JZ START JZ START ；没有键按下，则转开始；没有键按下，则转开始v JB ACC.0JB ACC.0，K0 K0 ；检测；检测0 0号键是否按下，按下转号键是否按下，按下转v JB ACC.1JB ACC.1，K1 K1 ；检测；检测1 1号键是否按下，按下转号键是否按下，按下转v JB ACC.2JB ACC.2，K2 K2 ；检测；检测2 2号键是否按下，按下转号键是否按下，按下转v JB ACC.3JB ACC.3，K3 K3 ；检测；检测3 3号键是否按下，按下转号键是否按下，按下转v JB ACC.4JB ACC.4，K4 K4 ；

19、检测；检测4 4号键是否按下，按下转号键是否按下，按下转v JB ACC.5JB ACC.5，K5 K5 ；检测；检测5 5号键是否按下，按下转号键是否按下，按下转v JB ACC.6JB ACC.6，K6 K6 ；检测；检测6 6号键是否按下，按下转号键是否按下，按下转v JB ACC.7JB ACC.7，K7 K7 ；检测；检测7 7号键是否按下，按下转号键是否按下，按下转v JMP START JMP START ；无键按下返回，再顺次检测；无键按下返回，再顺次检测vK0：AJMP KEY0vK1：AJMP KEY1v vK7：AJIMP KEY7vKEY0： ；0号键功能程序号键功能程

20、序v JMP START ；0号键功能程序执行完返回号键功能程序执行完返回vKEY1： ；1号键功能程序号键功能程序v JMP START ；1号键功能程序执行完返回号键功能程序执行完返回v vKEY7： ；7号键功能程序号键功能程序v JMP START ；7号键功能程序执行完返回号键功能程序执行完返回2. 2. 矩阵（行列）式键盘矩阵（行列）式键盘 矩矩阵阵式式键键盘盘由由若若干干按按键键按按行行、列列排排成成矩矩阵阵形形式式组组成成，按按键键位位于于行行、列列线线的的交交叉叉点点上上，行行线线和和列列线线在在没没有有按按键键按按下时不接通，其结构下图所示。下时不接通，其结构下图所示。 由

21、由图图可可知知，一一个个4 44 4的的行行、列列结结构构可可以以构构成成一一个个含含有有1616个个按按键键的的键键盘盘，显显然然，在在按按键键数数量量较较多多时时，矩矩阵阵式式键键盘盘较之独立式按键键盘要节省很多较之独立式按键键盘要节省很多I/OI/O口。口。v矩阵键盘的连接方法有多种：矩阵键盘的连接方法有多种：v可直接连接于单片机的可直接连接于单片机的I/O口线；口线；v可利用扩展的并行可利用扩展的并行I/O口（口（8255、8155等）等）连接；连接；v也可利用可编程的键盘、显示专用接口芯片也可利用可编程的键盘、显示专用接口芯片v （8279等）进行连接等）进行连接等等。等等。v 其中

22、，利用扩展的并行其中，利用扩展的并行I/O口连接方便灵口连接方便灵活，在单片机应用系统中比较常用。活，在单片机应用系统中比较常用。v连接情况连接情况：行线一：行线一端接单片机输入口，端接单片机输入口，另一端通过电阻接另一端通过电阻接+5V+5V 列线一端悬空，另列线一端悬空，另一端接单片机输出一端接单片机输出口口 没有按键按下时，没有按键按下时，读取行线状态应该读取行线状态应该是什么状态？有按是什么状态？有按键按下时，再读行键按下时，再读行线状态？线状态？二、键盘接口主要任务二、键盘接口主要任务 以行列式键盘为例进行说明，键盘接口主要任务就是确以行列式键盘为例进行说明，键盘接口主要任务就是确定

23、被按键的行、列位置，据此产生键码，根据键码转至相应定被按键的行、列位置，据此产生键码，根据键码转至相应的服务程序去，具体是：的服务程序去，具体是： （1 1）判断是否有按键按下；）判断是否有按键按下； （2 2）消抖处理：硬件消抖和软件消抖；）消抖处理：硬件消抖和软件消抖； （3 3）确定被按按键的物理位置（行、列位置）；）确定被按按键的物理位置（行、列位置）； （4 4）计算键码；）计算键码； （5 5）等待键释放；）等待键释放； （6 6）根据所获取的键盘，执行相应服务程序；）根据所获取的键盘，执行相应服务程序；I/O接接口口+5v+5v消除抖动电路开关开关单单片片机机PA7PA6PA5P

24、A4PA3PA2PA1PA0PC0PC1PC2PC301234567891011 12131415161718192021222324252627 28293031CS74LS373WRRDA1A0P2.7WRRDALEP0.0P0.7D0D7RESET1K 20 F+5V+5V82555.1K48051编码值编码值=行首编码值行首编码值X+列号列号Y键码键码键码键码= =行首键号行首键号行首键号行首键号+ +列号列号列号列号（键号必须依次是从左至右书写）（键号必须依次是从左至右书写）（键号必须依次是从左至右书写）（键号必须依次是从左至右书写） 或键码或键码或键码或键码= =列首键号列首键号列

25、首键号列首键号+ +行号行号行号行号（键号必须依次是从上至下书写）（键号必须依次是从上至下书写）（键号必须依次是从上至下书写）（键号必须依次是从上至下书写）1查询工作方式查询工作方式 这种方式是直接在主程序中插入键盘检测子程序，主程序每执这种方式是直接在主程序中插入键盘检测子程序，主程序每执行一次则键盘检测子程序被执行一次，对键盘进行检测一次，如果行一次则键盘检测子程序被执行一次，对键盘进行检测一次，如果没有键按下，则跳过键识别，直接执行主程序；如果有键按下，则没有键按下，则跳过键识别，直接执行主程序；如果有键按下，则通过键盘扫描子程序识别按键，得到按键的编码值，然后根据编码通过键盘扫描子程序

26、识别按键，得到按键的编码值，然后根据编码值进行相应的处理，处理完后再回到主程序执行。键盘扫描子程序值进行相应的处理，处理完后再回到主程序执行。键盘扫描子程序流程如图流程如图 。二矩阵键盘的工作方式二矩阵键盘的工作方式开始开始有键按下否？有键按下否？调用调用6ms延时子程序延时子程序调用调用12ms延时子程序延时子程序有键按下否？有键按下否？判闭合键，编码入栈保护判闭合键，编码入栈保护闭合键释放否？闭合键释放否？编码编码A返回返回否否否否否否是是是是是是（2 2）矩阵式键盘接口矩阵式键盘接口行反转法行反转法 矩矩阵阵式式键键盘盘按按键键识识别别方方法法有有行行反反转转法法和和扫扫描描法法等等。行

27、行反反转法需要两个双向转法需要两个双向I/OI/O口分别接行、列线。步骤如下：口分别接行、列线。步骤如下： （1 1）由行线输出全）由行线输出全“0 0”，读入列线，判有无键按下。，读入列线，判有无键按下。 （2 2）若有键按下）若有键按下, ,再将读入的列线值输出再将读入的列线值输出, ,读入行线的值。读入行线的值。 （3 3）第一步读进的列线值与第二步读进的行线值运算，从）第一步读进的列线值与第二步读进的行线值运算，从而得到代表此键的唯一的特征值。而得到代表此键的唯一的特征值。 行反转法因输入与输出线反过来用而得名。优点是判键速行反转法因输入与输出线反过来用而得名。优点是判键速度快，两次即可。度快，两次即可。