mcs-51单片机的人机界面接口技术
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MCS-51单片机的人机界面接口技术知识讲解
Y
图
输入键号
A
返回
-
图 8
6 定 时 扫 描 方 式 程 序 框 图
-
图 8
7 中 断 方 式 键 盘 接 口
3．键盘扫描方式 扫描法：在判定有键按下后逐列（或逐行）置 低电平，同时读入行（或列）的状态，如果行 （或列）的状态出现非全1状态，这时0状态的行、 列交点的键就是所按下的键。特点是逐列（或逐 行）扫描查询。这时相应行（或列）应有上拉电 阻接高电平。 反转法：只要经过两个步骤就可获得键值。反 转法原理如图8-8所示。
l 硬件译码器LED显示器接口（如图8-14所示） l 软件译码LED显示器接口（如图8-15 ~8-16所 示）
图8-14 利用硬件译码器的七段LED接口电路
图8-15 通过8155扩展I/O口控制的 8位LED动态显示接口
-
图 8 16 动 态 显 示 子 程 序 流 程 图
返回本节
8.2.2 LCD显示器接口
电路。每根I/O口线上按键的工作状态不会影响 其他I/O口线的工作状态。独立式按键电路如图 8-1所示。 2．独立式按键的软件结构
包括按键查询、键功能程序转移。FP0～FP7 为功能程序入口地址标号，PROM0～PROM7分 别为每个按键的功能程序。
图8-2为使用扩展I/O的独立式按键电路，按键 数量可多可少。
a b c d e f Rdpa b c d e f Rdp a b c d e f Rdp a b c d e f Rdp a b c d e f Rdp
…
3.8
3.8
3.8
3.1 N位LED显示器
I/O（1）
I/O（2）
I/O（3）
I/O（4）
第6章 MCS-51单片机的人机接口
名称
功能
地 电源 液晶驱动电压 寄存器选择 读/写选择 片选
0V 5V±10％ 保证VDD－VEE＝4.5～5V电压差 1：数据；0：命令 1：读；0：写 下降沿锁存数据
数据
和CPU进行数据传输
LCD模块命令
6.3.3 LCD模块与MCS-51的接口
D7～D0直接连接数据总线，即P0口 R/W#和RS分别连接系统地址总线低位的A1和
A0，即从地址锁存器输出的最低两位地址 片选E由最高位地址P2.7与单片机读写信号共
同确定
写命令寄存器地址为8000H 写数据寄存器地址为8001H 读状态寄存器地址为8002H 读数据寄存器地址为8003H 软件
初始化 显示字符
注意检查是否到行尾
显示字符串
行反转法
可加快按键的识别速度 行线和列线所连接的并行端口都应是双向端口 先让连接行线的并行口工作在输出方式，让连
接列线的并行口工作在输入方式。通过程序向 行线上全部送0，然后读入所有列线的值。若 有某键按下，必定某位列线值为0 之后，程序重新设置两个并行口的数据传输方 向，并将刚才读得的列线数据从列线所接并行 口输出，然后读入所有行线的值
6.2.2 LED数码显示器接口
七段LED的段选码
显示字符 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b
共阴极字型码 共阳极字型码
3FH
C0H
06H
F9H
5BH
A4H
4FH
B0H
66H
99H
6DH
92H
7DH
82H
07H
F8H
7FH
80H
6FH
90H
77H
88H
7CH
第15讲：MCS-51单片机系统的人机接口设计
?独立式键盘的硬件与编程?行列式键盘的硬件与编程?七段led的驱动原理与硬软件设计1非编码键盘?若干个按键组成的开关矩阵它是单片机最简单的信息输入装置操作员通过键盘向单片机系统输入数据或命令实现简单的人机通信按键是以开关的状态来设置控制功能和输入数据
单片机与控制技术
电气学院：胡学军
第06章：人机接口设计【教材第8章】
2、LED显示技术
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。
a
b
h
COM D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 h g f e d c b a
LED的字形码(字段码)
显示字符 共阴极 共阳极
本讲小结
1、非编码键盘（独立式、行列式）的硬件与编程 2、七段LED的显示原理（静态显示、动态显示） 3、掌握利用8155扩展键盘和显示器的方法！（教材实例） 4、掌握利用8255扩展键盘和显示器的方法！（课后习题T5）
课后习题：
P252
D1
D2
D3
D4
D5
a f g e c d h
COM COM COM
显示缓冲区 地址 内容
b
7AH 7BH 7CH 7DH 7EH 7FH
D0 D1 D2
显示缓冲区与多位LED对应关系：
显示程序 DIS： MOV R0，#7AH ；指向显示缓冲区起始单元 MOV R3，#01H ；字位码初值→R3 MOV A，R3 ；取字位码 DLP： MOV DPTR，#PAAR；指向字位口 (PA口) MOVX @DPTR，A ；输出字位码，显示其中1位 MOV A，@R0 ；取一个显示数据 ADD A，#0CH ；查表偏移量 MOVC A，@A+PC ；取出字形码 INC DPTR ；指向字段口(PB口) MOVX @DPTR，A ；输出字形码 ACALL DLY1MS ；延时1ms INC R0 ；指向显缓区下一单元 MOV A，R3 ；修改字位码 RL A ；显示下一位 MOV R3，A JNB ACC.6，DLP ；未显示到最右边LED，继续显示 RET ；全部扫描一遍，结束 DTAB：DB 0C0H，0F9H，0A4H ；字形表 DB 0B0H，99H， DLY1MS：… ；延时1ms子程序
单片机与控制技术
电气学院：胡学军
第06章：人机接口设计【教材第8章】
2、LED显示技术
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。
a
b
h
COM D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 h g f e d c b a
LED的字形码(字段码)
显示字符 共阴极 共阳极
本讲小结
1、非编码键盘（独立式、行列式）的硬件与编程 2、七段LED的显示原理（静态显示、动态显示） 3、掌握利用8155扩展键盘和显示器的方法！（教材实例） 4、掌握利用8255扩展键盘和显示器的方法！（课后习题T5）
课后习题：
P252
D1
D2
D3
D4
D5
a f g e c d h
COM COM COM
显示缓冲区 地址 内容
b
7AH 7BH 7CH 7DH 7EH 7FH
D0 D1 D2
显示缓冲区与多位LED对应关系：
显示程序 DIS： MOV R0，#7AH ；指向显示缓冲区起始单元 MOV R3，#01H ；字位码初值→R3 MOV A，R3 ；取字位码 DLP： MOV DPTR，#PAAR；指向字位口 (PA口) MOVX @DPTR，A ；输出字位码，显示其中1位 MOV A，@R0 ；取一个显示数据 ADD A，#0CH ；查表偏移量 MOVC A，@A+PC ；取出字形码 INC DPTR ；指向字段口(PB口) MOVX @DPTR，A ；输出字形码 ACALL DLY1MS ；延时1ms INC R0 ；指向显缓区下一单元 MOV A，R3 ；修改字位码 RL A ；显示下一位 MOV R3，A JNB ACC.6，DLP ；未显示到最右边LED，继续显示 RET ；全部扫描一遍，结束 DTAB：DB 0C0H，0F9H，0A4H ；字形表 DB 0B0H，99H， DLY1MS：… ；延时1ms子程序
MCS-51单片机原理及接口技术
3. 以直接地址为目的的传送指令： MOV direct ，#data ; direct ← data MOV direct1,direct2 ; direct1 ←（direct2) MOV direct,A ; direct ←(A) MOV direct ，@Ri ; direct ←((Ri)) MOV direct,Rn ; direct ←（Rn)
•
数据传送和交换类指令主要有以下几种：
1. 2. 3. 4. 5. 6. 内部数据传递指令 数据指针赋值指令 片外数据传送指令 ROM数据访问指令 栈操作指令 数据交换指令
一、内部RAM单元间的数据传递
1. 以累加器为目的的传送指令： MOV A，#data ; A ← data MOV A,direct ; A ←（direct) MOV A,Rn ; A←（Rn) MOV A,@Ri ; A←((Ri))
30H
Eg:MOV 30H,#33H 33H
30H
XX 30H
33H
30HLeabharlann 31HEg:MOV 30H,31H
55H
XX
55H
A
Eg:MOV 30H,A
30H XX
地址
30H 33H
33H
R0
Eg:MOV 30H,@R0 55H
55H
取出
30H 78H 30H
78H
30H XX
R3
Eg:MOV 30H,R3 33H
例：加数存放在内部RAM的41H（高位）和 40H（低位），被加数存放在43H（高位）和42H （低位），将它们相加，和存放在46H~44H中。 程序： CLR C MOV A， 40H ADD A， 42H MOV 44H，A MOV A， 41H ADDC A， 43H MOV 45H，A CLR A ADDC A， #00H MOV 46H，A
MCS-51单片机第七章 人机交互通道配置及其接口技术
DELAY: MOV R7, #10 DEL0: MOV R6, #200 DEL1: MOV R5, #250 DEL2: DJNZ R5, DEL2 DJNZ R6, DEL1 DJNZ R7, DEL0 RET END
显示红黄绿灯程序
Beijing Institute of Petro-chemical Technology
单个LED通常是通过用亮、灭来 指示系统运行状态和用快速闪烁 来报警。
图7-2 LED a)外形 b)电气符号
Beijing Institute of Petro-chemical Technology
7.2.1 发光二极管及其应用
例1 通过MCS-51的P1.0驱动一个LED每隔一秒闪烁发光 来指示系统运行正常。（晶振12MHz）
…
WTAB： DB 3FH，06H，5BH
…
P1.0～1.7 MCS-51
aa
bf
b
g
he
c
dh
；指向字形码表首地址 ；取显示缓冲区中数据 ；查表显示译码 ；输出显示
；字形码表
COM
Beijing Institute of Petro-chemical Technology
7.2.2 LED数码管及其应用
Beijing Institute of Petro-chemical Technology
7.2.1 发光二极管及其应用
发光二极管是由半导体发光 材料做成的PN节，只要在发光二 极管两端通过正向电流5-20mA就 能达到正常发光。LED发光颜色通 常有红、绿、黄、白，它的外形 和电气符号如图7-2所示。
g
he
c
dh
ab
h
MCS-51系列单片机的接口技术
7.2 MCS-51单片机显示器接口技术
7.2.1 概述
1、LED显示器结构与原理
图7.5 七段显示块管脚与结构图
2、显示内容与显示代码的转换问题：查表法
表7.1 七段LED的段选码
显示字符 0 1 2 3 4
共阴极段 选码 3FH
06H 5BH 4FH 66H
共阳极段 选码 C0H
F9H A4H B0H 99H
KEY4：MOV MOV MOV MOVX ANL
A,2FH DPTR，#0BCFFH DPTR，#0BDFFH A，@DPTR A,#03H
；A口逐行扫描 ；读列值 ；屏蔽掉无用位
MOVX @DPTR,A
CJNE
MOV JNB
A,#03H,KEY3
A,2FH ACC.7，KEYEND
；找到被按键所在的列
KEYTAB1:LJMP K0 LJMP K1 LJMP K2 ………… LJMP K15 KEY5： INC R7 DJNZ R6，KEY6 KEYEND:RET KEYTAB:DB 0EEH,0EDH,0EBH,0E7H DB 0DEH,0DDH,0DBH,0D7H DB 0BEH,0BDH,0BBH,0B7H DB 7EH,7DH,7BH,77H
JMP START
K0：AJMP PROM0 K1：AJMP PROM1
；无键按下返回，再顺次检测
；入口地址表 K7：AJIMP PROM7
…
PROM0：………………………
……………………… JMP START PROM1：……………………… ………………………
；0号键功能程序
；0号键功能程序执行完返回 ；1号键功能程序
主讲：胡宜芬 邮箱：huyifen@
7 MCS-51单片机人机界面接口技术
7MCS-51单片机的人机界面接口技术7.1 键盘及其接口7.2 显示器接口7.3 8279可编程键盘／显示接口芯片7.4 打印机接口7.1 键盘及其接口7.1.1 概述7.1.2 独立式键盘接口7.1.3 行列式键盘7.1.1 概述键盘是由若干按键组成的开关矩阵，它是微型计算机最常用的输入设备，用户可以通过键盘向计算机输入指令、地址和数据。
一般单片机系统中采用非编码键盘，非编码键盘是由软件来识别键盘上的闭合键，它具有结构简单，使用灵活等特点，因此被广泛应用于单片机系统。
按键开关的抖动问题组成键盘的按键有触点式和非触点式两种，单片机中应用的一般是由机械触点构成的。
如图7－1所示。
由于按键是机械触点，当机械触点断开、闭合时，会有抖动，P1.0输入端的波形如图7－2所示。
常用去抖动方法：（1）硬件方法增加去抖动电路。
（2）软件方法采用软件延时(10ms)躲过抖动7.1.2 独立式键盘接口独立式按键是指直接用I/O口线构成的单个按键电路。
每根I/O口线上按键的工作状态不会影响其他I/O口线的工作状态。
独立式按键电路如图7－3所示。
7.1.3 行列式键盘1．键盘工作原理在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，行列式键盘电路原理如图7－4所示。
列线通过电阻接正电源，并将行线所接的单片机的I/O 口(P1.4-P1.7)作为输出端，而列线所接的I/O口(P1.0-P1.3)则作为输入。
当按键没有按下时，所有的输出端都是高电平，代表无键按下。
行线输出是低电平时，一旦有键按下，则输入线就会被拉低，这样，通过读输入线的状态就可得知是否有键按下了。
2．键盘扫描方式行扫描法行扫描法又称为逐行（或列）扫描查询法，是一种最常用的按键识别方法。
(1)判断键盘中有无键按下将全部行线Y0-Y3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。
第7章 MCS-51系列单片机接口技术
LED 数码管的显示方式有静态显示方式和动态显示方式两种。 1. 静态显示方式
静态显示方式是指当显示器显示某个字符时，相应的字段(发光二极管)一直导通或截
止，直到显示另一个字符为止。数码管工作在静态显示方式时，其公共端直接接地(共阴极)
或接电源(共阳极)。每位的字段选线(a～g，Dp)与一个 8 位的并行接口相连，要显示字符，
如图 7.5 所示接口电路的译码方式为软件译码，外部没有接硬件译码芯片。在编写显 示程序前，首先建立一个字段码表 TAB，在表中依次存入所能显示的字段码。然后在片内 RAM 中设置一个显示缓冲区(假设有 4 个数码管，显示缓冲区为 60H～63H)，显示缓冲区 中各单元分别对应各个位的数码管，当需要执行显示程序或要更新显示内容时，必须先向 显示缓冲区中写入要显示的内容，再调用显示子程序。
式，主要有红色和绿色，亮度强弱可分为超亮、高亮和普亮。数码管的正向压降一般为 1.5～
2V，额定电流为 10mA，最大电流为 40mA。
由显示数字或字符转换到相应字段码的方式称为译码方式。数码管是单片机的输出显
示器件，单片机要输出显示的数字或字符通常有两种译码
方式：硬件译码方式和软件译码方式。
硬件译码方式是指用专门的显示译码芯片来实现字符
同一时刻 4 个数码管可以显示不同的字符。
静态显示接口电路在位数较多时，电路比
较复杂。如 N 位静态显示器要求有 N×8 根 I/O
接口线，占用 I/O 接口线较多或者需要的接口
图 7.3 4 位数码管静态显示图
芯片较多，成本也较高。因而在实际应用中常
常采用动态显示方式。
2．动态显示方式
LED 动态显示是将所有数码管的字段选线(a～g，Dp)都并接在一起，接到一个 8 位的 I/O 接口上，每个数码管的公共端(称为位线)分别由相应的 I/O 接口线控制，图 7.4 是一个 8 位数码管动态显示图。
7 MCS51单片机的人机界面接口技术PPT课件
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2．键盘扫描方式 行扫描法 行扫描法又称为逐行（或列）扫描查询法，
是一种最常用的按键识别方法。 (1)判断键盘中有无键按下 将全部行线Y0-Y3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，则键盘中无键按下。
单片机使用的键盘分为独立式和矩阵式
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键的识别通过接口电路完成，主要包括： 键盘扫描，判断是否有键按下 键识别，确定闭合键的行列位置 产生闭合键的键码 排除多键，复按及其去抖动
按键开关的抖动问题 组成键盘的按键有触点式和非触点式两种，单 片机中应用的一般是由机械触点构成的。如图7 －1所示。 由于按键是机械触点，当机械触点断开、闭合 时，会有抖动，P1.0输入端的波形如图7－2所示。 常用去抖动方法： （1）硬件方法 增加去抖动电路。 （2）软件方法 采用软件延时(10ms)躲过抖3.3 8279接口和编程的一般方法
1. 接口电路的一般连接方法 8279 的 键 盘 / 显 示 器 电 路 与 8031 接 口 的 一 般 连
为减少引出线和驱动回路数，需要采用时分割驱 动法。时分割驱动方式通常采用电压平均化法， 其占空比有1/2，1/8，1/11，1/16，1/32，1/64等， 偏比有1/2，1/3，1/4，1/5，1/7，1/9等。
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3．LCD接口实例 硬件接口电路：图7－14为六位液晶静态显示
电路。 典 型 显 示 子 程 序 ： 设 显 示 缓 冲 区 为 8031 片 内
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7.1.2 独立式键盘接口
独立式按键是指直接用I/O口线构成的单个按 键电路。每根I/O口线上按键的工作状态不会影 响其他I/O口线的工作状态。独立式按键电路如 图7－3所示。
2．键盘扫描方式 行扫描法 行扫描法又称为逐行（或列）扫描查询法，
是一种最常用的按键识别方法。 (1)判断键盘中有无键按下 将全部行线Y0-Y3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，则键盘中无键按下。
单片机使用的键盘分为独立式和矩阵式
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键的识别通过接口电路完成，主要包括： 键盘扫描，判断是否有键按下 键识别，确定闭合键的行列位置 产生闭合键的键码 排除多键，复按及其去抖动
按键开关的抖动问题 组成键盘的按键有触点式和非触点式两种，单 片机中应用的一般是由机械触点构成的。如图7 －1所示。 由于按键是机械触点，当机械触点断开、闭合 时，会有抖动，P1.0输入端的波形如图7－2所示。 常用去抖动方法： （1）硬件方法 增加去抖动电路。 （2）软件方法 采用软件延时(10ms)躲过抖3.3 8279接口和编程的一般方法
1. 接口电路的一般连接方法 8279 的 键 盘 / 显 示 器 电 路 与 8031 接 口 的 一 般 连
为减少引出线和驱动回路数，需要采用时分割驱 动法。时分割驱动方式通常采用电压平均化法， 其占空比有1/2，1/8，1/11，1/16，1/32，1/64等， 偏比有1/2，1/3，1/4，1/5，1/7，1/9等。
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3．LCD接口实例 硬件接口电路：图7－14为六位液晶静态显示
电路。 典 型 显 示 子 程 序 ： 设 显 示 缓 冲 区 为 8031 片 内
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7.1.2 独立式键盘接口
独立式按键是指直接用I/O口线构成的单个按 键电路。每根I/O口线上按键的工作状态不会影 响其他I/O口线的工作状态。独立式按键电路如 图7－3所示。
MCS-51单片机原理及接口技术
2 5 6 9 12 15 16 19
19 18 9 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8
1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7Q 8Q
MCS-51
A 1 3 2 74LS32
RD WR PSEN ALE/P TXD RXD
74LS273引脚封装图 引脚封装图
MCS-51与74LS273的接口电路图 与 的接口电路图
ห้องสมุดไป่ตู้
4.3.1简单I/O接口芯片的扩展 4.3.1简单I/O接口芯片的扩展 简单I/O
简单的I/O口扩展通常是采用 电路锁存器、 简单的 口扩展通常是采用TTL或CMOS电路锁存器、三 口扩展通常是采用 或 电路锁存器 态门等作为扩展芯片（ 态门等作为扩展芯片（74LS244、74LS245、74LS273、 、 、 、 74LS373、 74LS377等 ） ， 通过P0口来实现扩展的一种 、 等 通过 口来实现扩展的一种 方案。它具有电路简单、成本低、配置灵活的特点。 方案。它具有电路简单、成本低、配置灵活的特点。 简单的I/O口扩展主要包括： 简单的 口扩展主要包括： 口扩展主要包括 缓冲器扩展输入口（三态门： 缓冲器扩展输入口（三态门： 74LS244、74LS245等） 、 等 锁存器扩展输出口（锁存器： 锁存器扩展输出口（锁存器： 74LS273、74LS373、 、 、 74LS377等） 等
4.3 输入 输出接口扩展 输入/输出接口扩展
• MCS-51系列单片机内部有4个双向的8位并行I/O端 MCS-51系列单片机内部有4个双向的8位并行I/O端 系列单片机内部有 I/O P0、P1、P2和P3口 口：P0、P1、P2和P3口。 • 在实际的应用系统中，P0口分时地作为低8位地址 在实际的应用系统中，P0口分时地作为低 口分时地作为低8 线和数据线，P2口作为高 位地址线。这时，P0口 口作为高8 线和数据线，P2口作为高8位地址线。这时，P0口 和部分或全部的P2口无法再作通用I/O P2口无法再作通用I/O口 和部分或全部的P2口无法再作通用I/O口。 • P3口的一些口线首先要满足第二功能的要求。这 P3口的一些口线首先要满足第二功能的要求 口的一些口线首先要满足第二功能的要求。 时就需要进行单片机I/O口的扩展。 I/O口的扩展 时就需要进行单片机I/O口的扩展。 常用的I/O扩展有以下两种形式： I/O扩展有以下两种形式 常用的I/O扩展有以下两种形式： 简单I/O I/O接口芯片的扩展 简单I/O接口芯片的扩展 可编程I/O接口电路的扩展 可编程I/O接口电路的扩展 I/O
MCS-51单片机原理及接口技术
行口和并行口的Βιβλιοθήκη 作原理1行口工作原理
行口模式由基地址和数据地址两部分组成，可以实现通过行口进行数据存储和读 取等操作。
2
并口工作原理
并口的数据线被分成了8个，可实时地读取外设的数据，并通过并口把数据传送 到主机。
通信协议和通信方法
IIC通信
基于I2C总线的通信协议，实 现微处理器模块和外设器件 之间的数据交互。
SPI通信
序列外围设备接口，提供基 于主机/从机模型的高速通信 解决方案
UART通信
通用异步收发传输，通过 UART通信模块，进行串口通 信和控制
中断和定时器中断
1
软件中断和硬件中断
2
硬件中断源包括端口IO中断、定时器中
断、ADC中断等。而软件中断源通常是
外设模块。
3
中断屏蔽和优先级
中断请求可以通过设置中断优先级中断 屏蔽，防止干扰正在执行运算的程序。
定时器中断和计数器中断
循环计算器产生中断，定时器定时时间 可通过计数器控制。
自动重装载定时器和PWM
自动重装载定时器
可以通过自动重装载功能来实现循环和自动控制。
PWM
利用外设定时器和计数器模块实现的一种调节输出 波形占空比的技术
电源管理和降功耗设计
单片机的电源管理系统可以进行待机和休眠模式控制、可伸缩电压的选择、低功耗的时钟系统架构、硬件清除 等相关控制操作。
总结与展望
MCS-51单片机广泛应用于各种领域，包括家电、电力、汽车、医疗和军事等。 随着技术的发展，相信单片机的应用领域会更加广泛。
MCS-51单片机原理及接 口技术
MCS-51单片机是一种高性能、低成本的微型计算机，具有占用空间小、功耗 低、可靠性高等特点。本次演讲将深入探讨其原理、接口技术等内容。
第五章 5.4节5.5节 MCS-51单片人机界面接口技术
常见的键盘： 独立式非编码键盘：每一个按键都有一根数据线与CPU相连 独立式编码键盘： 闭合键的识别由专用硬件实现 矩阵式非编码键盘：m+n条数据线 m*n个键 矩阵式编码键盘：
5.5.1 独立式键盘接口
1．独立式按键结构 独立式按键是指直接用I/O口线构成的单 独立式按键 个按键电路。每根I/O口线上按键的工作 状态不会影响其他I/O口线的工作状态。 独立式按键电路如图5-11所示。 2．独立式按键的软件结构 包括按键查询、键功能程序转移。 图5-12为使用扩展I/O的独立式按键电路， 按键数量可多可少。
SUB3: MOV A,@R0 ;显示 显示 ANL A,#0FH ORL A,#40H MOV P1,A RET 百位
延时子程序(1ms或2ms) 延时子程序 或
5.5 键盘及其接口
5.5.1 独立式键盘接口 5.5.2 行列式键盘
在设计键盘接口时，解决以下几个问题：
1)开关状态的可靠输入 开关状态的可靠输入——可设计硬件去抖动电路 硬件去抖动电路 开关状态的可靠输入 硬件去抖动 (RS触发器或单稳态电路）或软件去抖动 触发器或单稳态电路） 去抖动。 触发器或单稳态电路 去抖动 2)键盘状态的监测方法 键盘状态的监测方法——中断方式还是查询方 键盘状态的监测方法 式，不要漏检。 3)键盘编码方法：查出键号 键盘编码方法 4)键盘控制程序的编制 ：快速可靠的转向键处理程序 键盘控制程序的编制
1 2 3 4 5 6 7
1K
10µF +5V
使用8255扩展 的独立式键盘 扩展I/O的独立式键盘 图5-12 使用 扩展
5.5.2 行列式键盘
1．键盘工作原理
行列式键盘电路原理如图5-13所示。按键设置 行列式键盘 在行列式交点上，行列线分别连接到按键开 关的两端。当行线通过上拉电阻接+5伏时， 被钳位在高电平状态。 键盘中有无按键按下是由列线送入全扫描字、 行线读入行线状态来判断的。键盘中哪一个 键盘中哪一个 键按下可由列线逐列置低电平后， 键按下可由列线逐列置低电平后 ， 检查行输 入状态来判断。 入状态来判断。
5.5.1 独立式键盘接口
1．独立式按键结构 独立式按键是指直接用I/O口线构成的单 独立式按键 个按键电路。每根I/O口线上按键的工作 状态不会影响其他I/O口线的工作状态。 独立式按键电路如图5-11所示。 2．独立式按键的软件结构 包括按键查询、键功能程序转移。 图5-12为使用扩展I/O的独立式按键电路， 按键数量可多可少。
SUB3: MOV A,@R0 ;显示 显示 ANL A,#0FH ORL A,#40H MOV P1,A RET 百位
延时子程序(1ms或2ms) 延时子程序 或
5.5 键盘及其接口
5.5.1 独立式键盘接口 5.5.2 行列式键盘
在设计键盘接口时，解决以下几个问题：
1)开关状态的可靠输入 开关状态的可靠输入——可设计硬件去抖动电路 硬件去抖动电路 开关状态的可靠输入 硬件去抖动 (RS触发器或单稳态电路）或软件去抖动 触发器或单稳态电路） 去抖动。 触发器或单稳态电路 去抖动 2)键盘状态的监测方法 键盘状态的监测方法——中断方式还是查询方 键盘状态的监测方法 式，不要漏检。 3)键盘编码方法：查出键号 键盘编码方法 4)键盘控制程序的编制 ：快速可靠的转向键处理程序 键盘控制程序的编制
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10µF +5V
使用8255扩展 的独立式键盘 扩展I/O的独立式键盘 图5-12 使用 扩展
5.5.2 行列式键盘
1．键盘工作原理
行列式键盘电路原理如图5-13所示。按键设置 行列式键盘 在行列式交点上，行列线分别连接到按键开 关的两端。当行线通过上拉电阻接+5伏时， 被钳位在高电平状态。 键盘中有无按键按下是由列线送入全扫描字、 行线读入行线状态来判断的。键盘中哪一个 键盘中哪一个 键按下可由列线逐列置低电平后， 键按下可由列线逐列置低电平后 ， 检查行输 入状态来判断。 入状态来判断。
MCS-51单片机的人机界面接口技术
PA 0
PA 1
PA 2
PA PA PA PA PA
3 4 5 6 7
8155
P2.7 8031
P2.0
CE
PC PC PC PC
0 1 2 3
IO/M
WR WR
RD RD
ALE ALE
P0 8 D 0
~
PB 0 PB 1 PB 2
D7 +5V 20μF RESET
PB PB PB PB PB
3 4 5 6 7
键盘中有无按键按下是由列线送入全扫描字、 行线读入行线状态来判断的。键盘中哪一个键按 下可由列线逐列置低电平后，检查行输入状态来 判断。
图8-3 行列式键盘原理电路
2．键盘工作方式（如图8-4~8-7所示） 键盘的工作方式： 编程扫描方式、定时扫描方式、中断扫描方式
三种。 在键盘扫描子程序中完成下述几个功能。
Cr
B
CP
TXD
P3.3 +5V
&
V CC Cr
CP
Q
74LS164
7
A B Q0
+5
a b
V
c
de
gf
dp
2.7k × 8
+5V V CC Cr
Q7
CP 74LS164
Q0
A B
…
+5V
2.7k × 8
图8-21 串行口扩展的键盘/显示器接口
3．8279键盘/显示器接口 8279是专用键盘/显示器控制芯片，能对显示器
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8.2.1 LED显示器接口
1．LED显示器结构与原理 LED显示块是由发光二极管显示字段的显示器
第八章MCS-51单片机的人机界面接口技术
在微机应用系统中使用LED显示块构成N位LED 显示器。图8-2是N位显示器的构成原理。 LED显示器有两种方式： （1）LED静态显示方式（如图8-3所示） （2）LED动态显示方式（如图8-4所示）
单片机应用技术
8.1.1 LED显示器接口
I/O口段选控制
a b c d e f R dpa b c d e f R dp a b c d e f R dp a b c d e f Rdp
编码键盘主要是用硬件来实现对按键的识别，键 盘接口电路能够由硬件逻辑自动提供与键对应的编码。 此外，编码键盘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。
单片机应用技术
8.2 键盘及其接口 1． 按键的分类 非编码键盘的接口电路只是简单地提供按键的 行列矩阵，对按键的识别、编码、去抖动等工作均 由软件完成。由于其经济实用，因此常应用于单片 机系统中。下面将重点介绍非编码键盘。
单片机应用技术
3）动态扫描程序 设DISBUF中的信息为“P89C51”，可由下列程 序在显示器上显示“P89C51”： LOOP1: LCALL DISPLAY ；调用显示子程序 LJMP LOOP1 ； 循环 DISPLAY: MOV R0，#70H ；R0指向DISBUF首 ;地址 MOV R3，#01H ； 右起第1个LED ;的选择字 NEXT： MOV A，#00H ； 取位选控制字为全灭 MOV DPTR，#0EFFFH ；取位选控制口 ;地址 MOVX @DPTR，A ； 瞬时关显示器 MOV A，@R0 ；从DISBUF中取出字符
?硬件译码器led显示器接口如图86所示?软件译码led显示器接口如图8788所示单片机应用技术图86利用硬件译码器的七段led接口电路单片机应用技术图87通过8155扩展io口控制的8位led动态显示接口单片机应用技术图88动态显示子程序流程图返回本节单片机应用技术82键盘及其接口1
单片机应用技术
8.1.1 LED显示器接口
I/O口段选控制
a b c d e f R dpa b c d e f R dp a b c d e f R dp a b c d e f Rdp
编码键盘主要是用硬件来实现对按键的识别，键 盘接口电路能够由硬件逻辑自动提供与键对应的编码。 此外，编码键盘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。
单片机应用技术
8.2 键盘及其接口 1． 按键的分类 非编码键盘的接口电路只是简单地提供按键的 行列矩阵，对按键的识别、编码、去抖动等工作均 由软件完成。由于其经济实用，因此常应用于单片 机系统中。下面将重点介绍非编码键盘。
单片机应用技术
3）动态扫描程序 设DISBUF中的信息为“P89C51”，可由下列程 序在显示器上显示“P89C51”： LOOP1: LCALL DISPLAY ；调用显示子程序 LJMP LOOP1 ； 循环 DISPLAY: MOV R0，#70H ；R0指向DISBUF首 ;地址 MOV R3，#01H ； 右起第1个LED ;的选择字 NEXT： MOV A，#00H ； 取位选控制字为全灭 MOV DPTR，#0EFFFH ；取位选控制口 ;地址 MOVX @DPTR，A ； 瞬时关显示器 MOV A，@R0 ；从DISBUF中取出字符
?硬件译码器led显示器接口如图86所示?软件译码led显示器接口如图8788所示单片机应用技术图86利用硬件译码器的七段led接口电路单片机应用技术图87通过8155扩展io口控制的8位led动态显示接口单片机应用技术图88动态显示子程序流程图返回本节单片机应用技术82键盘及其接口1
MCS-51单片机常用接口技术.
1. 扫描法 以图7.3中的2号键按下为例，说明此键是如何识别出来的。
图7.3 用8031的P1口设计的4×4键盘
7.1.2 键盘按键识别方法
首先在键处理程序中将P1.3~P1.0依次按位变低， P1.3~P1.0在某一时刻只有一个为低。在某一位为低时读行线， 根据行线的状态即可判断出哪一个按键被按下。
7.1.3 键盘的接口电路
KEY_00: JB P1.0 KEY_01 LCALL DELAY JNB P1.0 $ LCALL DELAY JB P1.0 KEY_00
KEY_01: … RET
;无键按下查下一个键 ;延时10ms ;键一直按下，等待 ;键松开，延时10ms ;一次按键完成，转键处理程序
88H
不显示 00H
FFH
b
7CH
83H
7.2.2 LED显示器接口及显示方式
LED显示器有静态显示和动态显示两种方式。
1. LED的静态显示方式
LED在显示某一字符时，其显示驱动电路要具有锁存功 能，由单片机送出的显示驱动码一经送出后，在不改变显示内 容的情况下，该驱动码应一直保持到显示下一个字符为止。
7.1.2 键盘按键识别方法
2.线反转法 第1步：将行线P1.4~P1.7作输入，列线P1.3~P1.0为输出线，并将输出线
输出全为低电平，读行线状态，则行线中电平为低的是按键所在的行。
第2步：同上步相反，将列线为输入线，行线为输出线，并将输出线输出为
低电平，读列线状态，则列线是电平为低的是按键所在的列。
7.1.3 键盘的接口电路
2. 利用扩展I/O口设计键盘 MCS-51单片机在总线扩展方式时由于P0口、P2口分别作
为数据总线及地址总线，而P1口、P3口又作它用时，此时扩展 键盘可利用扩展I/O口。图7.4是利用8255的PC口设计的4×4矩 阵键盘。
图7.3 用8031的P1口设计的4×4键盘
7.1.2 键盘按键识别方法
首先在键处理程序中将P1.3~P1.0依次按位变低， P1.3~P1.0在某一时刻只有一个为低。在某一位为低时读行线， 根据行线的状态即可判断出哪一个按键被按下。
7.1.3 键盘的接口电路
KEY_00: JB P1.0 KEY_01 LCALL DELAY JNB P1.0 $ LCALL DELAY JB P1.0 KEY_00
KEY_01: … RET
;无键按下查下一个键 ;延时10ms ;键一直按下，等待 ;键松开，延时10ms ;一次按键完成，转键处理程序
88H
不显示 00H
FFH
b
7CH
83H
7.2.2 LED显示器接口及显示方式
LED显示器有静态显示和动态显示两种方式。
1. LED的静态显示方式
LED在显示某一字符时，其显示驱动电路要具有锁存功 能，由单片机送出的显示驱动码一经送出后，在不改变显示内 容的情况下，该驱动码应一直保持到显示下一个字符为止。
7.1.2 键盘按键识别方法
2.线反转法 第1步：将行线P1.4~P1.7作输入，列线P1.3~P1.0为输出线，并将输出线
输出全为低电平，读行线状态，则行线中电平为低的是按键所在的行。
第2步：同上步相反，将列线为输入线，行线为输出线，并将输出线输出为
低电平，读列线状态，则列线是电平为低的是按键所在的列。
7.1.3 键盘的接口电路
2. 利用扩展I/O口设计键盘 MCS-51单片机在总线扩展方式时由于P0口、P2口分别作
为数据总线及地址总线，而P1口、P3口又作它用时，此时扩展 键盘可利用扩展I/O口。图7.4是利用8255的PC口设计的4×4矩 阵键盘。