第4章人机交互技术

dp g f e d c b a MC14495 LE D C B A
（2）动态显示方式
是将所有数码管的8个显示笔划“a,b,c,d,e,f,g,dp ”的同 名端连在一起，每个数码管的COM为各自独立的位选信号， 当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码， 但究竟是哪个数码管会显示出字形，取决于位选信号。
典型芯片OCMJ （奥可拉 ）中文液晶显示模块

OCMJ内含16*16点阵的国标一、二级简体汉字和8*8点阵及
8*16点阵的 ASCII字符，用户输入GB2312区位码或ASCII码
即可实现文本显示。

OCMJ可实现一般的点阵图形液晶显示功能，提供有位点阵
和字节点阵两种图形显示方式，用户可在指定的屏幕位置上以
1. 在设计键盘接口时，解决 以下几个问题： 检测是否有键按下； 去抖动 若有键按下，判定是哪一 个键； 确定被按键的读数； 不管一次按键持续的时间 有多长，仅采用一个数据； 处理同时按键。
按键过程
>100ms
前跳沿 键闭合 后跳沿
5~10ms 5~10ms
2.独立式连接的非编码键盘
/* T0中断服务程序入口，定时1ms */
/* T0为16位定时工作方式*/ /* 预置计数初值 */
/* CPU中断开放 */ /* T/C0中断开放 */ /* 启动T/C0开始定时 */ /* 等待中断 */
4.3 LCD显示技术
LCD(Liquid Crystal Display)液晶显示是一种新型的 显示技术，它是利用液晶材料的电光效应(如加电引起光 学特性变化)的显示器。液晶本身不发光，靠电信号控制 环境光在显示部位反射(或透射)而显示。液晶显示具有很 多独到的优异特性，比如低压、微功耗、平板型结构、被 动型显示、易于彩色化、长寿命等，已经越来越多地应用 到各个领域，从智能化仪器仪表、计算机到家用电器都可 以看到液晶显示的身影。 液晶显示器通常把驱动电路集成在一起，形成液晶显 示模块，用户可以不必了解驱动器与显示器是如何连接的， 使用时只需按照一定的要求向显示模块发命令和写数据即 可。
4.1 键盘接口设计
键盘是若干按键的集合，是向系统提供操作人员干预命 令及数据的接口设备。键盘可分为编码键盘和非编码键盘两 种。 编码键盘能够由硬件逻辑自动提供与被按键对应的编码。 此外，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，价格较贵，一般的单片机应 用系统较少采用。 非编码键盘只简单地提供行和列的矩阵，其它工作都靠 软件来完成，由于其经济实用，目前在单片机应用系统中多 采用这种办法。
MCS-51 P1.0～P1.7 P0.1 P0.0 RESET
C51程序显示“啊”和“A”
#include "reg51.h" #include "intrins.h" sbit LCD_REQ=P0^0; sbit LCD_BUSY=P0^1; void LCD_write(char cbyte) { LCD_REQ=0; // 复位 while (LCD_BUSY= =1) ; P1=cbyte; _nop_; LCD_REQ=1; while (LCD_BUSY= =0) ; LCD_REQ=0; }
+5V 8031
P1.0 P1.1 P1.2 P1.7
＋５Ｖ
8031
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
INT0 INT1
&
（a）查询方式
（b）中断方式
3.矩阵式连接的非编码键盘
为了识别键盘上的闭合键，通常采用两种方法，一种 为扫描法，另一种称为线反转法。
uchar i;
while(x--) for(i=0;i<120;i++); }
//矩阵键盘扫描 void Keys_Scan() { uchar Tmp; P1=0x0f; //高4位置0，放入4行 DelayMS(1); Tmp=P1^0x0f; //异或 switch(Tmp) //判断按键发生于0~3列的哪一列 { case 1: KeyNo=0;break; case 2: KeyNo=1;break; case 4: KeyNo=2;break; case 8: KeyNo=3;break; default:KeyNo=16; //无键或多键按下 } P1=0xf0; //低4位置0，放入4列 DelayMS(1); Tmp=P1>>4^0x0f; switch(Tmp) //对0~3行分别附加行首键值0，4，8，12 { case 1: KeyNo+=0;break; case 2: KeyNo+=4;break; case 4: KeyNo+=8;break; case 8: KeyNo+=12; break; default:KeyNo=16; //无键或多键按下 } }
4.2 LED显示器接口设计
在单片机应用系统中，为了便于观察和监视系统的运行 情况，经常需要用显示器显示输入信息、中间信息、运行状 态及运行结果等数据。目前常用的显示器件有LED (发光二极 管显示器)和LCD(液晶显示器)两种。
1.LED显示技术
LED显示器主要是指由发光二极管组成的数码管显示器或 LED点阵显示模块。根据公共端的接法不同，LED数码管分 为共阴极和共阳极二种类型，在使用时，由于LED显示器的 工作电流通常为5～15mA，工作电压为1.5～2.5V，因此使用 时需加驱动及限流电阻。根据显示方式不同，LED显示有静 态显示和动态显示之分。
点为单位或以字节为单位（横向）进行图形显示操作。

中文液晶显示模块可以实现汉字、ASCII 码、点阵图形和变 标准用户硬件接口采用REQ和BUSY握手协议，简单可靠。
化曲线的同屏显示，并可通过字节点阵图形方式造字。

提供10个用户接口命令代码，编程很Байду номын сангаас便。
OCMJ中文显示模块引脚说明
OCMJ(4×8)中文显示模块命令格式
例：用一位数码管显示4X4矩阵键盘按键号名称0-F。
#include<reg51.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar code DSY_CODE[ ]= {0x3f,0x06,0x5b,0x4F,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f, 0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00}; //段码 uchar Pre_KeyNo=16,KeyNo=16; //上次和当前按键的序号，序号范围0~15，16 表示无按键 //延时 void DelayMS(uint x) {
第 4章 人机交互技术
第4章 单片机的人机交互技术
4.1 键盘接口设计 4.2 LED显示器接口设计 4.3 LCD显示器接口设计
概 述
人机交互是指操作人员与计算机之间进行的现场或远程信息交换 与联系。用于人机交互的设备称为人机接口，这些设备主要有键盘、 显示器和打印机等。一般的计算机控制系统必须要有人机交互功能， 以便操作人员可以随时输入数据传递生产命令，并通过显示和打印功 能及时掌握生产情况。 对于简单的应用场合，由于单片机本身就是一个最小的应用系统， 因此能直接满足实际应用所要求的功能，充分发挥单片机硬件结构紧 凑、设计简单、成本低的优点。当设计一些较为复杂的测控系统时， 其自身的功能往往不能够满足应用的需要，此时可利用单片机强大的 外部扩展功能，扩展各种外围电路以补充片内资源的不足，适应特定 应用的要求。
虽然程序简单，但CPU的负担较重，一次循环显示的过 程，需要几个毫秒，在这段时间里CPU不能做其它事情， 否则影响LED亮度的一致性。 在一些实时性要求较高的控制系统中，可以采用 1ms中断显示的方法控制显示，即用单片机内部定时器 每隔1ms产生一次中断。在定时中断服务程序中更新一 位显示，由于中断显示程序不需要延时，更新一位显示 只需要几十微秒，对主程序的影响较小。
void chinese_disp(char nx,char ny,char nqu,char nwei) { LCD_write(0xf0); LCD_write(nx); LCD_write(ny); LCD_write(nqu); LCD_write(nwei); } void asc_disp(char ccom,char nx,char ny,char casc) { LCD_write(ccom); LCD_write(nx); LCD_write(ny); LCD_write(casc); } void main() { chinese_disp(0x02, 0x00, 0x16, 0x01); asc_disp(0xf9, 0x04, 0x00, 0x41); while(1); }
（1）静态显示方式:
每一位显示都占用单独的具有锁存功能的I/O接口，显 示信号始终存在；LED数码管的COM端连接在一起；
dp g f
e d
c b a
dp g f
e d
c b a
8051
P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 +5V
dp g f e d c b a MC14495 LE D C B A +5V
//主程序 void main() { P0=0x00; while(1) { P1=0xf0; if(P1!=0xf0) Keys_Scan(); //获取键序号 if(Pre_KeyNo!=KeyNo) { P0=DSY_CODE[KeyNo]; Pre_KeyNo=KeyNo; } DelayMS(100); } }
扫描法
原理： 第一步判断是否有键按下。让 所有行线输出为零值，检查各列 线电平是否有变化，若有变化， 则说明有键按下；